2.2. Выполнение исследований в лаборатории

1. Убедиться в активности системы MATLAB по 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 системы MATLAB (who, whos); освободить рабочеe пространство, если необходимо (clear)¹.

2. Следуя рекомендациям, изложенным в Приложении 3, сформировать блок кодовых бит одного временного интервала нормального TDMA кадра (156 бит):

2.1. Сформировать нулевой блок кодовых символов, содержащий 156 нулевых бит;

2.2. Сформировать блок информационных символов, содержащий 114 случайных бит; вставить данный блок в нулевой блок на место информационных бит нормального временного интервала TDMA кадра полно-скоростного канала;

2.2. Вставить в нулевой блок обучающую последовательность (по номеру выполняемого варианта) нормального временного интервала TDMA кадра;

2.3. Вставить биты – флаги типа данных в формируемый блок данных нормального временного интервала TDMA кадра полно-скоростного канала;

2.4. Вставить концевые биты в формируемый TDMA кадр полно-скоростного канала;

3. Используя имитатор imitatorGMSK сигнала ГММС получить на экране монитора графические изображения реализаций следующих сигналов:

• сформированного блока данных,

• модулирующего сигнала на входе ГФНЧ,

• откликов ГФНЧ на импульсы модулирующего сигнала,

• суммарного сигнала на выходе ГФНЧ,

• фазовой функции,

• фазовой траектории сигнала ГММС для сформированного блока данных;

• огибающей радиосигнала ГММС, содержащего сформированный блок данных.

4. Используя функцию MATLABа spectrDENSITY построить график оценки спектральной плотности мощности сигнала ГММС по одной реализации комплексной огибающей этого сигнала, сформированной в п.3 данного раздела.

5. Подготовить отчет об экспериментальных исследованиях в лаборатории, содержащий:

• график спектральной плотности мощности сигнала ГММС;

• оценку ширины спектра радиосигнала ГММС на уровне –40 дБ относительно максимального значения;

• оценку уровня внеполосных излучений при расстройке на 100 кГц относительно частоты несущего колебания;

• выводы, сформулированные письменно на основе результатов экспериментальных исследований.

3. Содержание отчета

Письменный отчет должен содержать следующие 2 раздела:

1. Результаты предварительной подготовки к экспериментальным исследованиям в лаборатории (см. п.2.1 раздела 2);

2. Результаты экспериментальных исследований в лаборатории (см. п.2.2 раздела 2).

4. Методические указания по выполнению работы

Каждый студент выполняет индивидуальный вариант работы, номер которого определяется порядковым номером его фамилии в журнале академической группы.

Исследование способа формирования сигнала ГММС и оценку спектральной плотности мощности этого сигнала рекомендуется проводить при нормированном времени , гдемкс – длительность информационного символа. Длительность информационного символа при этом оказывается равной , что позволяет частоту дискретизации по нормированному времени комплексной огибающей сигнала ГММС выбирать независимо от частоты следования информационных символов в стандартеGSM, равной кГц, значительно ослабив требования к быстродействию используемой в исследованиях ПЭВМ. Например, частота следования информационных символов при нормированном времени равна Гц. Правда такое нормирование приводит к необходимости масштабирования оси частот при спектральном анализе сигнала ГММС. Этот способ является традиционным при проведении реальных исследований в научных лабораториях и овладение им является хотя и попутной, но полезной для студентов задачей. В данной работе всюду, если не оговорено противное, используется нормированное к длительности информационного символа время.

Частоту дискретизации по времени сигнала ГММС при построении графиков модулирующего сигнала на входе и на выходе ГФНЧ рекомендуется выбирать значительно выше частоты следования информационных символов, например, в 20 раз; число дискретных отсчетов при этом на интервале, длительность которого равна , будет равно 20, что позволит получить графические изображения реализаций этих сигналов достаточно высокого качества.

В системе MATLAB один отсчет сигнала представляется в цифровой форме при длительности соответствующего кодового слова, равной 4-м байтам, т.е. ошибкой квантования при проведении исследований в данной работе можно пренебречь.

Исследование в лаборатории выполняется с помощью системы MATLAB, минимально необходимые для данной работы сведения о которой приведены в примерах приложения 3 к этим методическим указаниям. Целесообразность использования этой системы обусловлена тем, что в ней имеются встроенные специальные функции, обеспечивающие возможность вычисления значений исследуемых сигналов, их спектров и построение соответствующих графиков практически без программирования. Система MATLAB обеспечивает высокое качество графических представлений полученных результатов на экране монитора.

При спектральном анализе сигнала ГМСС число отсчетов комплексной огибающей этого сигнала рекомендуется выбирать так, чтобы на длительности одного кодового символа умещалось не менее 10 отсчетов. В этом случае получаемые оценки спектральной плотности мощности комплексной огибающей сигнала ГММС с дискретным временем будут достаточно точно представлять спектральную плотность мощности этого сигнала с непрерывным временем.

Специальные функции системы MATLAB, используемые в данной работе: randsrc, plot, figure. Специально для данной работы составителями были написаны и добавлены в библиотеку системы MATLAB программы freqresponse, gausresponse, phasegmsk, imitatorGMSK, imitatorFSK, spectrDENSITY.

Задания в данной работе используют лишь незначительную часть возможностей системы MATLAB и здесь студенты могут проявить широкую личную инициативу.

Защита работы производится за компьютером у экрана дисплея, на котором студент демонстрирует и поясняет полученные им в диалоге с системой MATLAB графики, предъявляет отчет и поясняет преподавателю результаты своих экспериментальных исследований.