МИНИСТЕРСТВО ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И СВЯЗИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
АГЕНСТВО СВЯЗИ
Московский Технический Университет Связи и Информатики
Кафедра радиотехнических систем
Лабораторный практикум
по дисциплине
ОСНОВЫ ТЕОРИИ СИСТЕМ СВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ
Лабораторная работа № 27
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИЕМО–ПЕРЕДАЮЩЕГО ТРАКТА
СИГНАЛА С КВАДРАТУРНОЙ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
Рекомендовано Советом РиТ
Протокол № .. от .
Декан РиТ
Пестряков А.В.
Москва 2005
Удк 621.391:519.27 План подготовки умд 2005/2006 уч. Года
Лабораторный практикум по дисциплине
«Основы теории систем связи с подвижными объектами»
Лабораторная работа
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИЕМО–ПЕРЕДАЮЩЕГО ТРАКТА СИГНАЛА С КВАДРАТУРНОЙ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ.
В лабораторной работе моделируются способы модуляции, обеспечивающие создание сигналов КАМ, и методы их демодуляции. Изучается метод квадратурного формирования таких сигналов с использованием манипуляционного кода Грея, а также квадратурной их когерентной демодуляции с использованием идеального по Котельникову приемника. Экспериментально определяется помехоустойчивость приема, которая сопоставляется с теоретической асимптотической оценкой вероятности ошибки, известной из теории потенциальной помехоустойчивости.
Основной применяемый метод – имитационное моделирование на персональной ЭВМ с применением системы для научных исследований MATLAB.
Для студентов радиотехнических и телекоммуникационных специальностей.
Список лит. 4 назв., ил. 7, табл. 2.
Составитель: проф. М. С. Немировский.
Рецензент: проф. Ю.С. Шинаков.
© Московский Технический Университет
Связи и Информатики
Лабораторная работа № 27
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИЕМО–ПЕРЕДАЮЩЕГО ТРАКТА
СИГНАЛА С КВАДРАТУРНОЙ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ
1. Цель работы
Изучение способов построения модуляторов и демодуляторов сигналов КАМ и оценка помехоустойчивости соответствующих радиолиний при различной кратности передачи.
2. Задание
2.1 Предварительная подготовка к выполнению лабораторной работы
2.1.1. Изучить рекомендованную литературу, обратив особое внимание на правила работы с системой MATLAB: ввод численных значений параметров, построение и интерпретация графиков на экране монитора, правила сохранения результатов исследований в памяти компьютера. Особое внимание следует обратить на функцииMATLAB, используемые в работе.
2.1.2. Подготовить устно ответы на вопросы и задания, приведенные в данном описании лабораторной работы.
.2.1.3. Лабораторная работа включает три части, выполняемые на трех последовательных занятиях. На первом из них изучается частный случай КАМ, когда используется всего 4 сигнала и который рассматривается обычно как ФМ4. На втором занятии – случай КАМ16 и на третьем - КАМ64.
2.2. Выполнение исследований в лаборатории
2.2.1. Убедиться в активности системы MATLABпо наличию на экране дисплея командного окна с приглашением к работе: информационная вставка в начале сеанса работы или мигающий курсор в начале строки при продолжении сеанса. Проверить список переменных в рабочем пространстве системыMATLAB(who, whos); освободить рабочеeпространство, если необходимо (clear)1.
2.2.2. Запустить на выполнение m-файл описанияImitatorRQAM. В процессе диалога с этой программой ввести численные значения параметров лабораторной работы.
Выбор значений численных параметров должен позволить:
получить удобочитаемые примеры осциллограмм напряжений в различных точках тракта; с этой целью должен подвергаться анализу отрезок сигнала, содержащий сравнительно небольшое число элементарных посылок (канальных символов) n; например,n< 20; на длительности одной элементарной посылки необходимо иметь не менее 10 отсчетов;
определить с достаточной достоверностью вероятность ошибки в передаче бит по рассматриваемой радиолинии, для чего nдолжно выбираться по возможности большим; например, если ожидается, что вероятность ошибки будет равна
,
то можно рекомендовать выбрать
.
2.2.3. Продолжая диалог с программой imitatorQAMвыполнить следующие этапы лабораторного исследования:
получить осциллограммы напряжений (сигналов) в основных точках рассматриваемого тракта, формируемые имитатором;
зафиксировать (сохранить в памяти компьютера для последующего предъявления преподавателю) матрицу кода Грея, используемую при сигнальном кодировании;
построить экспериментальный и теоретический графики, иллюстрирующие зависимость вероятности ошибки на бит от отношения сигнал/шум в рассматриваемом тракте, для чего следует получить не менее 5 точек этой зависимости для различных значений отношения сигнал/шум;
проверить наличие зависимости вероятности ошибки от числа используемых отсчетов квадратур за время элементарной посылки; с этой целью необходимо построить график зависимости вероятности ошибки на бит от отношения сигнал/шум при увеличенном в 2 раза числе отсчетов на длительности одного элементарного символа;
по полученным экспериментальным данным оценить спектральную и энергетическую эффективность исследуемых способов модуляции.
2.3. Подготовка отчета о выполнении лабораторной работы.
2.3.1. Письменный отчет должен быть оформлен по принятой на кафедре форме. По каждой части работы составляется отдельный отчет. Отчет по последней части работы должен содержать сравнение рассматриваемых во всей работе способов модуляции по спектральной и энергетической эффективности.
2.3.2. Отчет о работе должен содержать:
письменное описание структурной схемы изучаемого тракта радиолинии для КАМ 64: реализуемого метода формирования блоков информационных бит, манипуляционного кода Грея, канальных символов КАМ сигнала, способа имитации оказываемых на них шумового воздействия в канале связи и реализуемого способа демодуляции исследуемого сигнала (в отчете должно быть показано, что этот способ реализует идеальный когерентный прием КАМ сигналов); должен также быть пояснен метод получения теоретической оценки помехоустойчивости моделируемого демодулятора;
структурную схему рассматриваемого тракта с типовыми примерами осциллограмм напряжений (сигналов) в его основных точках;
экспериментально полученные и теоретические графики зависимости вероятности ошибки на бит от отношения сигнал/шум в тракте;
заключение о зависимости вероятности ошибки от числа отсчетов за посылку;
выводы по работе.