576_Maglitskij_B.R._Modelirovanie_ehlementov_i_sistem_TSRS_v_SKM_MATLAB_

На импульсной характеристике красная линия соответствует лучу с наименьшей задержкой сигнала, а голубая линия – наибольшей задержке.

Величина этих линий соответствует затуханию соответствующего пути распространения сигнала. Форма импульсной характеристики отображается зеленой линией.

Проанализируйте «фазовую траекторию» сигнала (Phase Traectory)

(рис. 10).

Рис. 10. «Фазовая траектория» сигнала

Замирание каждого луча сигнала моделируется как изменение комплексного коэффициента передачи, значение которого зависит от затухания и фазового сдвига сигнала. «Фазовая траектория» показывает, как изменяется комплексный коэффициент передачи в течение одного кадра моделирования системы. При этом синяя линия соответствует изменению фазы, а зеленая – изменению траектории конечной точки вектора сигнала.

Используя параметры модели:

˗рассчитайте максимальную скорость передвижения абонента при значении несущей частоты равной 2 ГГц;

˗определите какой вид замираний смоделирован в данном случае;

˗объясните полученные результаты.

6.Закройте окно блока Multipath Rayleigh Fading Channel.

7.Проанализируйте сигнальные созвездия и глаз–диаграммы в контрольных точках модели (рис. 11).

231

Рис. 11. Сигнальные созвездия и глаз–диаграммы

8.Остановите работу модели.

9.Используя функцию View Constelation в окне параметров блока модулятора, пронаблюдайте и зарисуйте в отчет расположение сигнальных точек (Constelation ordering) для вариантов Gray и Binary (рис. 12 и 13).

10.Установите отношение сигнал/шум в канале AWGN равным 6 дБ.

11.Запустите модель и проанализируйте сигнальные созвездия и глаз–

диаграммы (рис. 14).

232

Рис. 14. Сигнальные созвездия и глаз‒диаграммы при Eb/N0 = 7 дБ

12.Проанализируйте полученные результаты.

13.Проведите сравнительную оценку значений коэффициента ошибок при Eb/N0 = 30; 6 и 3 дБ для вариантов созвездий Gray и Binary.

14.Проанализируйте полученные результаты.

15.При значении Eb/N0 = 30 дБ пронаблюдайте в окне параметров блока Multipath Rayleigh Fading Channel импульсную, частотную и фазовую характеристики одновременно (окно Components, IR, and Phasor) (рис. 15).

Рис. 15. Окно модели Components, IR, and Phasor

233

16.Закройте модель.

17.Соберите модель для исследования помехоустойчивости ЦСРС в канале с замираниями Рэлея (рис. 16).

В модели используются следующие блоки:

Bernoulli Binary Generator (генератор последовательности импульсов в форма-

те NRZ ‒ имитатор цифрового сигнала): Communications Blockset‒Comm Sources;

M-FSK Modulator Baseband (частотный модулятор в основной полосе частот):

Communications Blockset‒Modulation-PM;

M-FSK Demodulator Baseband (частотный демодулятор в основной полосе частот): Communications Blockset‒Modulation-PM;

AWGN Channel (канал с аддитивным белым гауссовым шумом): Communications Blockset‒Channels;

234

Multipath Rayleigh Fading Channel (канал с замираниями Рэлея): Communications Blockset‒Channels;

Discrete-Time Eye Diagram Scope (блок наблюдения глаз–диаграмм): Communications Blockset‒Comm Sinks;

Discrete-Time Scatter PlotScope (блок наблюдения сигнальных созвездий):

Communications Blockset‒Comm Sinks;

Error Rate Calculation (счетчик ошибок): Communications Blockset‒Comm Sinks;

Display: Simulink–Sinks;

Manual Switch (управляемый переключатель): Simulink‒Signal Routings.

Регулируемые параметры блоков модели:

˗блок Bernoulli Binary Generator вырабатывает ПСП импульсов в формате NRZ. Регулируемые параметры блока:

˗Probability of a zero – вероятность появления символов «0»;

˗Sample time – длительность импульсов ПСП;

˗Samples per frame – число переданных бит в кадре;

˗Output data type – тип выходных данных.

Блок M-FSK Modulator Baseband вырабатывает двухпозиционный фазо-

модулированный сигнал в основной полосе частот.

Регулируемым параметром блока Error Rate Calculation является значение Receive delay – задержка сигнала на входе блока.

18.Проанализируйте временные и частотные характеристики ЦСРС

вканале с AWGN без замираний.

18.1. Установите следующие параметры блоков модели ЦСРС (табл. 1).

Табл. 1. Параметры блоков модели

Продолжение табл. 1

Блок 2 ‒ FSK Demodulator Baseband

Продолжение табл. 1

18.2.Установите блоки анализаторов спектра и Multipath Rayleigh Fading Channel в режим ожидания при запуске модели.

18.3.Установите режим работы модели без замираний при помощи управляемого ключа Manual Switch.

18.4.Запустите модель и проанализируйте сигнальные созвездия на выходе модулятора и на выходе канала с AWGN (рис. 17 и 18).

18.5. Проанализируйте глаз–диаграммы на выходах генератора, модулятора и выходе канала с AWGN (рис. 19‒21).

237

Рис. 21. Глаз–диаграмма на выходе канала с AWGN

18.6.Зафиксируйте значение коэффициента ошибок.

18.7.Объясните полученные результаты.

18.8. Остановите работу модели.

18.9.Установите значение Eb/N0 = 30 dB.

18.10.Запустите модель и проанализируйте влияние шума на форму сигнальных созвездий и глаз–диаграмм (рис. 22–23).

238

18.11.Зафиксируйте значение коэффициента ошибок.

18.12.Объясните полученные результаты.

18.13. Остановите работу модели.

18.14.Установите блоки анализа сигнальных созвездий и глаз–диаграмм в режим ожидания при запуске модели.

18.15.Установите блоки Spectrum Scope в режим открытия при запуске модели.

18.16.Установите значение Eb/N0 = 100 дБ.

18.17.Запустите модель и проанализируйте спектры сигналов на выходах модулятора и канала с AWGN (рис. 24).

а) б)

Рис. 24. Спектры сигналов на выходе модулятора (а) и выходе канала с AWGN (б)

239

18.18.Рассчитайте индекс частотной модуляции.

18.19.Определите ширину спектра модулированного сигнала по «первым нулям спектра».

18.20.Рассчитайте спектральную эффективность 2‒FSK.

18.21.Повторите измерения п.п. 17.16‒17.17 при Eb/N0 = 30 дБ.

18.22.Объясните полученные результаты.

18.23.Остановите работу модели.

19.Произведите оценку помехоустойчивости ЦСРС в канале с «плоскими замираниями» при отсутствии шума.

19.1.Установите режим работы модели с замираниями при значении

Eb/N0 = 100 дБ.

19.2.Установите следующие параметры блока Multipath Rayleigh Fading

Channel:

˗Maximum Doppler shift (Hz) = 15;

˗Discrete path delay Vector [0 1e-6];

˗Average path vector (dB): [0 0].

19.3.В блоке Error Rate calculation установите значение параметра Receive delay = 1.

19.4.Запустите модель.

19.5.Проанализируйте импульсную характеристику канала с замираниями (рис. 25), частотную характеристику канала (рис. 26), форму доплеровского спектра (рис. 27), изменение доплеровского спектра в течение одного кадра моделирования (рис. 28) и «фазовую траекторию» сигнала (рис. 29).

Рис. 25. Импульсная характеристика канала с замираниями

240