Необходимо учитывать тот факт, что программа “FEDING-1” не отражает доплеровских эффектов, которые могут иметь место в реальном КВ канале связи, и поэтому результаты, получаемые для режима ОФТ, могут считаться корректными только при относительно высоких скоростях манипуляции (выше 250 бод). (собственно нужная фраза)))

4. Модель однолучевого дискретного канала связи с замираниями и станционными помехами

Вероятность ошибок в дискретных каналах связи зависит от отношения сигнал/помеха и описывается выражением (1.3). Отношение сигнал/помеха Н зависит от уровня сигнала, скорости манипуляции и спектральной плотности мощности помех на входе демодулятора (1.4). Спектральная плотность мощности помех ² содержит два основных компонента: спектральную плотность атмосферного шума ²_аш и спектральную плотность станционных помех ²_сп. Амплитуда сигнала A и спектральная плотность мощности станционных помех ²_сп, как правило, все время меняют свое значение из-за условий распространения декаметровых радиоволн в атмосфере. Поэтому вероятность ошибки в дискретных каналах связи декаметрового диапазона радиоволн является функцией времени. Для моделирования потока ошибок в этих каналах связи необходимо произвести моделирование амплитуды сигнала и спектральной плотности мощности станционных помех как случайных функций времени. Далее будем считать, что амплитуда сигнала может меняться по законам изменения модуля вектора нормального двумерного марковского случайного процесса в соответствии с задаваемыми параметрами этого процесса, а уровень станционных помех изменяется по закону Релея. Частными случаями замираний сигнала являются релеевские (регулярная составляющая равна нулю, коэффициент взаимной корреляции квадратур случайного компонента равен нулю), райсовские (коэффициент взаимной корреляции квадратур равен нулю, регулярная составляющая не равна нулю) и односторонние усеченные нормальные (коэффициент взаимной корреляции квадратур равен единице). Если в последнем случае регулярная составляющая равна нулю, то имеет место односторонний нормальный закон замираний сигнала, который является самым неблагоприятным. Задавая значения коэффициента взаимной корреляции квадратур в пределах интервала [0, 1], можно получать законы замираний, имеющие промежуточный вид между вышеперечисленными. Алгоритмы формирования двумерных марковских процессов с модулями векторов, имеющих требуемые распределения вероятностей, описаны в гл. 3.

Каждый отдельно взятый сеанс связи может проходить с присутствием или отсутствием станционной помехи. Появление помехи является случайным событием и определяется соответствующей вероятностью. Кроме того, уровни помех в отдельных сеансах могут существенно отличаться друг от друга. Известно, что средние уровни помех в различных сеансах связи хорошо описываются логарифмически нормальным законом распределения [22]:

Uсп = 10^{0,05[СКОспРспCOS(2пR1) + МОсп]}, (4.1)

где МОсп и СКОсп - матожидание и среднеквадратическое отклонение логнормального закона в децибелах;

Рсп = . (4.2)

В формулах (4.1) и (4.2) R1 и R2 - случайные числа на интервале [ 0, 1 ].

На рис. 4.1 изображена блок-схема обобщенного алгоритма модели однолучевого дискретного канала связи с замираниями и станционными помехами. В соответствии с этим алгоритмом была разработана программа“FEDING-1”.

Эта программа дает возможность имитировать одиночные сеансы связи с различными видами манипуляции (амплитудной, частотной и относительной фазовой), различной скоростью манипуляции, различными видами замираний сигнала, в присутствии или отсутствии станционных помех.

Необходимо учитывать тот факт, что программа “FEDING-1” не отражает доплеровских эффектов, которые могут иметь место в реальном КВ канале связи, и поэтому результаты, получаемые для режима ОФТ, могут считаться корректными только при относительно высоких скоростях манипуляции (выше 250 бод).

Входными данными программы являются:

- вид манипуляции (для декодера);

- скорость манипуляции;

- число знаков в телеграмме;

- время корреляции замираний сигнала и станционных помех;

- среднее значение амплитуды флуктуирующего компонента сигнала;

- коэффициент взаимной корреляции квадратур случайной составляющей

сигнала, который определяет характер закона замираний;

- амплитуда регулярной составляющей сигнала;

- спектральная плотность мощности шума;

- вероятность появления станционных помех;

- МО распределения уровней станционных помех в децибелах;

- СКО распределения уровней станционных помех в децибелах;

- номер сеанса связи;

- начальное квазислучайное число;

- коэффициент энергетических потерь (из-за возможных отклонений от

оптимальных схемотехнических решений).

Выходными данными программы являются:

- график зависимости от времени отношения сигнал/помеха (дисплей);

- график зависимости уровня спектральной плотности мощности

станционных помех (дисплей);

- векторы ошибок элементов для АТ, ЧТ и ОФТ демодуляторов (дисплей);

- данные о количестве ошибок в отдельных кодовых комбинациях (файл,

дисплей и принтер);

НАЧАЛО

ВВОД входных данных

Формирование для всех независимых процессов

начальных случайных чисел с помощью вспомогательного ГСЧ

на основе введенного общего начального числа

Формирование значения амплитуды сигнала

Формирование значения амплитуды помехи

Вычисление отношения сигнал / помеха

Определение вероятности ошибки элемента сообщения

Определение факта появления ошибки элемента сообщения

Формирование вектора ошибок элементов сообщения

ВЫВОД на экран дисплея графиков:

- отношения сигнал / помеха;

-уровня станционных помех;

-векторов ошибок элементов

НЕТ

Конец сеанса

?

ДА

Формирование векторов стирания и ошибок знаков сообщения

ВЫВОД протокола испытаний

ВЫВОД гистограммы отношения

сигнал / помеха

Вычисление теоретических значений

распределения вероятности отношения сигнал / помеха

ВЫВОД графика распределения

вероятности отношения

сигнал / помеха

КОНЕЦ

Рис. 4.1

- для заданного вида демодулятора выводится вектор ошибок

знаков при использовании семиэлементного кода с проверкой на

четность (файл, дисплей и принтер);

- гистограмма распределения значений отношения сигнал/помеха

(дисплей);

- графики плотности вероятности релеевского, райсовского (обобщенного

релеевского), одностороннего усеченного нормального распределения и

распределения Накагами (дисплей).

После окончания сеанса связи программа для указанного номера сеанса создает файл с протоколом испытаний. Кроме того, программа предусматривает режим работы с распечатыванием протокола испытаний и выводом его на дисплей. В программе предусмотрено также запоминание введенных исходных данных, что позволяет повторять сеансы с необходимой оперативной корректировкой отдельно взятых параметров. В программе имеется демонстрационный режим работы, который позволяет подготовить заранее необходимые входные данные для оперативной демонстрации работы модели.

В данном варианте модели использован 7-элементный код с проверкой на четность. Для другого вида кода необходимо изменить подпрограмму, которая соответствует декодеру.

Экзаменатор к. т. н, доцент В.Л. Хазан

Министерство образования Российской Федерации

Омский государственный технический университет

КАФЕДРА «СРЕДСТВА СВЯЗИ и ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ»

ДИСЦИПЛИНА «МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ СВЯЗИ»

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13

1. Моделирование станционных помех с учетом логарифмически-нормального распределения их средних уровней.

(из главы 4, можно рассказать и всю главу, но собственно нужное - здесь)

Каждый отдельно взятый сеанс связи может проходить с присутствием или отсутствием станционной помехи. Появление помехи является случайным событием и определяется соответствующей вероятностью. Кроме того, уровни помех в отдельных сеансах могут существенно отличаться друг от друга. Известно, что средние уровни помех в различных сеансах связи хорошо описываются логарифмически нормальным законом распределения [22]:

Uсп = 10^{0,05[СКОспРспCOS(2пR1) + МОсп]}, (4.1)

где МОсп и СКОсп - матожидание и среднеквадратическое отклонение логнормального закона в децибелах;

Рсп = . (4.2)

В формулах (4.1) и (4.2) R1 и R2 - случайные числа на интервале [ 0, 1 ].

Экзаменатор к. т. н, доцент В.Л. Хазан