Lab1
.docФедеральное агентство по образованию
__________________________________
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет «ЛЭТИ»
_____________________________________
Кафедра ТОР
Отчет
по лабораторной работе №1
Знакомство с SIMULINK. Общие принципы моделирования систем связи и оценки их помехоустойчивости
Выполнил: Хлопунов В.
Мездрогин Д.
Преподаватель:
Санкт-Петербург
2010
Схема модели
Bernoulli Binary Generator – источник данных (блок генерации псевдослучайного некоррелированного битового потока).
Relational Operator – блок сравнения принятого сигнала с нулевым порогом
AWGN Channel – канал связи (блок моделирования сигнала с аддитивным белым гауссовским шумом).
Error Rate Calculation – приёмник данных (блок оценки вероятности битовой ошибки).
Display – индикатор вероятности ошибки (блок числового дисплея).
Upsample – блок повышения частоты дискретизации.
Downsample – блок понижения частоты дискретизации.
Digital Filter – блок дискретного фильтра.
Spectrum Scope – блок визуализации спектра сигнала.
Data Type Conversion – блок преобразования сигнала логического типа к числовому.
Scope – осциллограф.
Scrambler, Descrambler – блоки скремблера и дескремблера.
Обработка результатов измерений
-
Примеры графиков сигнала в модели до и после приёмного согласованного фильтра.
График сигнала до согласованного фильтра
График сигнала после согласованного фильтра
-
Теоретический график энергетического спектра сигнала и полученный экспериментально график спектральной плотности мощности сигнала.
Полученный экспериментально график спектральной плотности мощности сигнала
Рассчитанный график энергетического спектра используемого сигнала
-
Таблицы помехоустойчивости.
NБИТ — число обработанных бит, P — вероятность ошибки
Таблица помехоустойчивости, полученная при отсутствии скремблирования сигнала.
Es/No,дБ |
Рош |
Nош |
Nбит |
σр |
-3 |
0,2008 |
100 |
498 |
0,017951 |
-2 |
0,1698 |
100 |
589 |
0,01547 |
-1 |
0,1267 |
100 |
789 |
0,011842 |
0 |
0,1059 |
100 |
944 |
0,010015 |
1 |
0,06688 |
100 |
1497 |
0,006457 |
2 |
0,03882 |
100 |
2576 |
0,003806 |
3 |
0,02183 |
100 |
4581 |
0,002159 |
4 |
0,01129 |
100 |
8860 |
0,001122 |
5 |
0,005814 |
100 |
17200 |
0,00058 |
6 |
0,002362 |
100 |
42330 |
0,000236 |
7 |
0,000906 |
100 |
110300 |
9,06E-05 |
Таблица помехоустойчивости, полученная при наличии скремблирования сигнала.
Es/No,дБ |
Рош |
Nош |
Nбит |
σр |
-3 |
0,4184 |
100 |
239 |
0,031909 |
-2 |
0,3831 |
100 |
261 |
0,030091 |
-1 |
0,2857 |
100 |
350 |
0,024147 |
0 |
0,277 |
100 |
361 |
0,023553 |
1 |
0,1695 |
100 |
590 |
0,015446 |
2 |
0,1199 |
100 |
834 |
0,011248 |
3 |
0,08013 |
100 |
1248 |
0,007685 |
4 |
0,03887 |
100 |
2573 |
0,00381 |
5 |
0,01969 |
100 |
5078 |
0,00195 |
6 |
0,007698 |
100 |
12990 |
0,000767 |
7 |
0,003402 |
100 |
29390 |
0,00034 |
8 |
0,0006111 |
100 |
163600 |
6,11E-05 |
9 |
0,0000744 |
100 |
850000 |
9,36E-06 |
-
Графики помехоустойчивости.
График помехоустойчивости при отсутствии скремблирования сигнала с указанием «коридора разброса»
По вертикали – Рош в логарифмическом масштабе, по горизонтали – отношение Es/No в децибелах.
График помехоустойчивости при наличии скремблирования сигнала с указанием «коридора разброса»
По вертикали – Рош в логарифмическом масштабе, по горизонтали – отношение Es/No в децибелах.
-
Вывод формулы, связывающей вероятности ошибок на входе и выходе использованного дескремблера, в предположении о том, что ошибки на входе и выходе происходят независимо с вероятностью р.
Вероятность ошибки на входе дескремблера:
где Ф и Q — соответственно гауссов интеграл вероятности и его дополнение до единицы:
, .
Вероятность ошибки на выходе дескремблера складывается из трёх событий следующим образом:
Тогда ошибка на выходе появится в случае, когда какая-нибудь одна из ошибок отлична от нуля или все три одновременно не равны нулю:
Рош вых = 3*Рош вх *(1 – Рош вх)2 + Рош вх3
-
Построение теоретических зависимостей совместно с экспериментальными.
Вероятность ошибки при отсутствии скремблирования сигнала определяется по следующей формуле:
Где Х – отношение сигнал/шум на символ.
Вероятность ошибки при наличии скремблирования сигнала определяется по следующей формуле:
Где Х – отношение сигнал/шум на символ.
Теоретические и практические графики помехоустойчивости сигнала при отсутствии скремблирования
Р1пр(Х) – зависимость, полученная экспериментально.
Р1теор(Х) – зависимость, полученная по теоретическому расчёту.
Теоретические и практические графики помехоустойчивости сигнала при наличии скремблирования
Р2пр(Х) – зависимость, полученная экспериментально.
Р2теор(Х) – зависимость, полученная по теоретическому расчёту.
Вывод: полученные теоретические и практические графики помехоустойчивости сигнала при наличии и отсутствии скремблирования практически повторяют друг друга с небольшой погрешностью, что свидетельствует о правильности произведённых вычислений.