Описание моделирующей программы и инструкция по ее использованию в лабораторной работе

Описание моделирующей программы и инструкция по ее использованию в лабораторной работе

1.1.  Описание моделирующей программы

Программа позволяет исследовать процесс работы многоканальной системы передачи информации наглядно, а так же продемонстрировать работу многоканальной системы при различных видах мультиплексирования: побитовом и побайтовом. Подфункции  мультиплексирования и демультиплексирования являются универсальными, пользователь может задавать любое количество бит в кодовой комбинации.

С помощью данной программы можно пронаблюдать работу многоканальной системы при различных видах импульсной характеристики (ИХ) канала, разном отношении  сигнал/шум, АЧХ соответствующей ИХ.  Программа строит осциллограммы на выходе всех блоков многоканальной системы.

В качестве входных данных пользователь может задавать количество каналов  4,  8 или 12;  длину сообщения;   вид мультиплексирования: побитовое - 1, побайтовое - 8  или другое количество символов в кодовой комбинации;  параметры канала связи: отношение сигнал/шум, импульсную характеристику канала.

Программа вычисляет вероятность ошибки по каждому каналу, общую ошибку и позволяет наблюдать осциллограммы в различных точках многоканальной системы.

Программа написана в среде программирования Matlab версии 6.5.

1.2. Графический интерфейс

Считывание данных программа производит из текстового файла "dann.txt". Необходимо чтобы этот файл находился в рабочем каталоге Matlab, вместе с рабочей программой.

Для ввода данных необходимо записать напротив соответствующего параметра его значение, если вводится вектор (например импульсная характеристика)  то данные вводятся через пробел ( 0.7_0.2_0.1).

Длина сообщения должна быть кратна кодовой комбинации, иначе будут возникать ошибки при демодуляции. Если это условие не выполняется происходит прерывание в выполнении программы и выводится сообщение об ошибке рис. 1.2.

Рис. 1.2 Сообщение об ошибке.

Также в файле dann.txt есть возможность включения/отключения вывода осциллограмм. Для включения вывода соответствующей осциллограммы необходимо напротив поставит  "1", для отключения "0".

Программа строит следующие осциллограммы:

1 Окно:  a - Импульсная характеристика КС, b - АЧХ канала, с - сигнал на входе канала, d - сигнал в частотной области.

2 Окно:  Прохождение сигнала через канал связи. a - сигнал на входе канала, b - шум, c - сигнал + шум, d -  сигнал на выходе канала связи.

3 Окно:  Мультиплексирование. a1...a4 - сигналы 1...4 источников, b - сигнал после мультиптексора.

Графики a, b, c, d размещаются в окне последовательно соответственно слева - направо и сверху - вниз. См., например, рис.1.3.

Рис 1.3.   

Вывод результатов вычислений (вероятностей ошибок) происходит в  командной строке  Matlab в виде представленном на рис.  1.4.

Рис. 1.4 Вывод результатов вычислений

1.3. Инструкция по использованию моделирующей программы в лабораторной работе

Для запуска программы необходимо в  командной строке  Matlab набрать  "MSPI" , и нажать "Ввод". После этого программа считывает данные из текстового файла "dann.txt", производит вычисления, выводит результат в командной строке, а также строит графики и осциллограммы и выводит их в виде отдельных окон Windows.  

Рабочая программа и текстовый файл должны находиться в рабочем каталоге Matlab. Для этого в пункте “Current directory” главного окна Matlab выбираем соответствующий путь к папке с файлами лабораторной работы. 

Для корректного считывания данных из файла не рекомендуется сдвигать текст в файле, а также добавлять новые символы. Для ввода новых значений можно вместо уже существующих записать новые и после этого обязательно сохранить файл. Для ускорения процесса снятия значений рекомендуется это делать с помощью комбинаций клавиш клавиатуры “Ctrl + S”.

Необходимо уточнить специфику вывода осциллограмм в продукте  Matlab. Например, последовательность приведенная на

 рис. 1.4 является непрерывной последовательностью длиной восемь символов:    1 1 1 0 0 1 1 0. Никаких защитных интервалов между битами нет.

Рис. 1.4 Последовательность 1 1 1 0 0 1 1 0.

2.  Лабораторное задание

1.  Построить осциллограммы на выходе всех блоков многоканальной системы, а также АЧХ канала связи и сигнала на выходе мультиплексора.

2.  Получить зависимости вероятности ошибки от отношения сигнал/шум, при побитовом мультиплексировании (1 бит), для различного количества объединяемых каналов. Вид импульсной характеристики должен соответствовать: а) Каналу связи без искажений, б) Каналу связи с комплексно-частотной характеристикой (КЧХ) близкой к идеальному фильтру нижних частот (ФНЧ) – построить зависимости для ФНЧ с разной полосой пропускания

3.  То же, что и пункт 2., но при побайтовом мультиплексировании (8 бит).

4.  То же, что и пункт 2., но при 4 битном мультиплексировании (4 бит).

5.  Исследовать зависимость качества работы системы при разных видах КЧХ канала связи.

6.  Проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Длина каждого сообщения принять равной 192 бита.

3. Контрольные вопросы

1.  Структура и принципы работы системы с временным уплотнением каналов.

2.  Сформулируйте требования к каналу связи для передачи группового сигнала без искажений. От чего зависит количество объединяемых каналов.

3.  В чём отличие мультиплексора и асинхронного мультиплексора.

4.  Назовите ключевые характеристики системы с временным уплотнением каналов.

5.  Какие системы с временным уплотнением каналов вы знаете.