Содержание к диссертации
Введение
1 Особенности передачи цифровых сигналов по стволам аналоговых радиорелейных линий 16
1.1 Структура существующих аналоговых радиорелейных линий с частотной модуляцией 16
1.2 Типовые структурные схемы радиорелейных станций 18
1.2.1 Оконечные радиорелейные станции 18
1.2.2 Промежуточные радиорелейные станции 20
1.2.3 Узловые радиорелейные станции 22
1.3 Планы, распределения частот радиорелейных линий 22
1.4 Виды искажений и помех в каналах аналоговых РРЛ с частотной модуляцией радиосигнала 24
1.5 Способы передачи цифровых сигналов по стволам аналоговых РРЛ, применяемые на магистральной и внутризоновой сети 26
1.5.1 Основные направления цифровизации 26
1.5.2 Организация аналого-цифрового ствола для передачи цифрового сигнала со скоростью 2,048 Мбит/с 27
1.5.3 Организация цифрового-тракта в аналоговом радиостволе для передачи цифрового сигнала со- скоростью 8,448 29 Мбит/с
1.5.4 Организация! цифрового* тракта со скоростью 34,368 31 Мбит/с в аналоговомфадиостволе
1.5.5 Сравнение методов цифровизации аналоговых радиорелейных линий 34
1.5.6 Методы модуляции^ применяемые при передаче цифровых сигналов по радиорелейным линиям
1.5.6.1 Вводные замечания 35
1.5.6.2 Ограничение спектра цифрового сигнала для передачи по радиоканалу 36
1.5.6.3 Двухпозиционная относительная фазовая модуляция 38
1.5.6.4 Многопозиционные методы фазовой модуляции 43
1.6 Факторы, определяющие помехоустойчивость радиорелейных систем связи при передаче цифровых сигналов 53
Выводы по главе 1 59
2 Исследование факторов, определяющих отношение сигнал/шум на интервале ррл при, передачецифрового сигнала по стволу аналоговой радиорелейной линии 61
2.1 Общие положения 61
2.2 Определение уровня сигнала в точке приема при распространении радиосигнала на интервале РРЛ 63
2.3 Тепловые шумы радиоприемных устройств. 68
2.3.1 Коэффициент шума каскадно-соединенных четырехполюсников 68
2.3.2 Типовые структурные схемы аналогового приемного радиорелейного оборудования 70
2.3.3 Определение тепловых шумов приемника РРЛ с учетом шумов антенны и фидерного тракта 72
2.4 Методика определения шумов на интервале РРЛ, вызванных
нелинейностью характеристик высокочастотного тракта 75
2.4.1 Характеристики ВЧ тракта, влияющие на качество передачи фазоманипулированного сигнала 75
2.4.2 Описание фазоманипулированного сигнала 79
2.4.3 Определение величины паразитной фазовой модуляции, возникающей при прохождении сигнала М-ФМ по тракту
с нелинейной ФЧХ 82
2.4.4 Определение сигнала ошибки, вызванного нелинейностью ФЧХ высокочастотного тракта, на выходе фазового детектора 84
2.5 Методика определения шумов антенно-волноводного тракта, вызванных отраженными сигналами 87
2.6 Определение суммарного значения отношения сигнал/шум на интервале аналоговой РРЛ при передаче цифрового сигнала с фазовой модуляцией 95
2.7 Пример расчета отношения сигнал /шум для' заданного вида оборудования на интервале РРЛ 95
Выводы по главе 2 97
3 Определение вероятности ошибочного приема при прохождении сигнала с многопозиционной фазовой модуляцией по стволу аналоговой РРЛ 98
3.1 Общие положения 98
3.2 Определение паразитного фазового сдвига, возникающего в сигнале М-ФМ за счет амплитудно-фазовой конверсии 103
3.2.1 Амплитудно-фазовая конверсия (АФК). Общие положения 103
3.2.2 Оценка паразитного фазового сдвига из-за АФК при передаче сигналов М-ФМ с паразитной амплитудной модуляцией 105
3.3 Определение вероятности ошибки при изменении рабочей точки усилителя мощности 124
3.4 Определение возможной дальности связи без регенерации сигнала на промежуточных станциях 134
Выводы по главе 3 136
4 Экспериментальные исследования с использованием моделирования систем связи в среде MATLAB . 137
4.1 Описание исследуемой модели 137
4.1.1 Генератор псевдослучайной двоичной последовательности 139
4.1.2 Модуляторы и демодуляторы 13 9
4.1.3 Имитаторы канала с аддитивным белым Гауссовским шумом (A WGN Channel) 140
4.1.4 Модель нелинейных характеристик (Memoryless Nonlinearity) 141
4.1.5 Цифровые фильтры 141
4.1.6 Устройства графического отображения, регистрации и подсчета ошибок 142
4.1.7 Результаты моделирования и выводы 145
Заключение 147
Список работ, опубликованных по теме диссертации 149
Список использованной литературы
- Виды искажений и помех в каналах аналоговых РРЛ с частотной модуляцией радиосигнала
- Определение уровня сигнала в точке приема при распространении радиосигнала на интервале РРЛ
- Определение паразитного фазового сдвига, возникающего в сигнале М-ФМ за счет амплитудно-фазовой конверсии
- Имитаторы канала с аддитивным белым Гауссовским шумом (A WGN Channel)
Введение к работе
Актуальность темы
Современное развитие телекоммуникаций, обусловленное бурным ростом новых видов услуг, требует ускоренного перехода к цифровым системам передачи (ЦСП). Однако, существующая широко развитая сеть аналоговых магистральных и внутризоновых радиорелейных линий делает экономически целесообразным использование аналоговых радиорелейных станций для организации цифровых трактов (процесс модернизации аналоговых радиорелейных линий в цифровые носит название "цифровизация»).
Цифровизация заключается в замене или реконструкции оконечного оборудования телефонного или телевизионного радиоствола, при этом сохраняется структура радиорелейной линии, то есть на промежуточных станциях осуществляется переприем по промежуточной частоте без демодуляции, а, следовательно, и без регенерации сигнала. Тем самым теряется такое преимущество цифровой связи, как возможность регенерации цифрового потока и отсутствие накопления помех от станции к станции, следовательно, ограничивается возможная дальность связи.
Теоретическое исследование возможностей использования аналоговых РРЛ для передачи цифровых сигналов производилось с 70-х годов Каменским Н.Н., Минкиным В.М., Грозовским Л.М., Рахмановым С.Ю., Поборчим В.Д. и заключались в проведении научных исследований, практических работ и создании соответствующего оборудования и нормативной документации.
Расчет качественных показателей при передаче цифровых сигналов по аналоговым РРЛ на первом этапе реализации цифровизации не производился и вывод о возможности связи на конкретном участке РРЛ производился на основе практических измерений.
Проведенные исследования показали возможность организации аналого-цифрового ствола для передачи цифрового сигнала на поднесущей частоте с применением двух- и четырехпозиционной фазовой модуляции, а также возможность организации полностью цифрового ствола для передачи третичного цифрового потока методом четырехпозиционной фазовой модуляции. При расчете качественных характеристик таких трактов учитывались тепловые шумы, степень нелинейности высокочастотного тракта аналоговой радиорелейной аппаратуры.
Использование указанных методов передачи цифровых сигналов по стволам аналоговых РРЛ имеет существенное экономическое значение, так как позволяет организовывать цифровые тракты без значительных финансовых затрат, используя существующую инфраструктуру РРЛ. В ближайшие 10-15 лет данный вариант организации связи будет иметь немаловажное значение на внутризоновых и магистральных линиях для обеспечения цифровых каналов телефонии, цифровых каналов телевидения DVB, доступа в Интернет и соединительных линий операторов сотовой связи.
Перечисленные аспекты позволяют считать актуальным дальнейшее исследование возможностей цифровизации РРЛ. В частности целесообразно исследовать:
-
влияние на помехоустойчивость нелинейности амплитудной характеристики и зависимости фазы выходного сигнала от амплитуды входного сигнала усилителя мощности передатчика;
-
возможность применения многопозиционной фазовой модуляции для повышения скорости передачи цифрового сигнала и увеличения протяженности участка, на котором может быть организована связь без регенерации сигнала.
Цель работы
Целью настоящей работы является исследование особенностей передачи цифровых сигналов по стволам аналоговых РРЛ, исследование факторов, определяющих отношение сигнал/шум для таких систем и разработка методов оценки помехоустойчивости при организации переприема сигналов без регенерации на промежуточных станциях.
Основные задачи исследования
Поставленная цель исследований требует решения следующих основных задач:
-
разработать методику определения шумов от нелинейных переходов ВЧ тракта с учетом вида передаваемого сигнала;
-
разработать методику определения шумов, вызванных неоднородностями в антенно-фидерном тракте;
-
разработать методику определения шумов, возникающих при прохождении фазоманипулированного сигнала с неравномерной огибающей через СВЧ устройства с амплитудно-фазовой конверсией;
-
разработать методику определения помехоустойчивости и возможной дальности связи при передаче цифровых сигналов методом многопозиционной фазовой модуляции без регенерации сигналов на промежуточных радиорелейных станциях.
Методы исследования
Для решения поставленных задач используются методы статистической радиотехники, теории вероятностей, математического моделирования, теории распространения радиоволн, а так же методы вычислительной математики и статистического моделирования. Часть результатов получена с использованием численных методов, реализованных на компьютере в среде MathCAD. Для подтверждения полученных теоретических результатов разработана модель системы радиосвязи при передаче сигналов с фазовой модуляции в среде MatLAB, с помощью которой и выполнены экспериментальные исследования.
Научная новизна результатов работы
Наиболее значимые новые научные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:
-
разработана методика определения отношения сигнал/шум на интервале радиорелейной линии с учетом особенностей фазоманипулированных сигналов и параметров аналогового радиорелейного оборудования;
-
разработана методика определения шумов, возникающих при прохождении фазоманипулированного сигнала через устройства с амплитудно-фазовой конверсией;
-
разработана методика определения вероятности ошибочного приема при передаче фазоманипулированного сигнала для различных значений позиционности фазовой модуляции с учетом амплитудно-фазовой конверсии;
-
разработана методика определения вероятности ошибки при использовании метода уменьшения мощности радиопередающего устройства (Back-Off) для уменьшения амплитудно-фазовой конверсии с целью повышения помехоустойчивости приема;
-
разработана методика расчета возможной дальности связи с учетом структуры радиорелейной линии (количество промежуточных и узловых станций).
Достоверность полученных результатов
Достоверность научных положений и работоспособность предложенных алгоритмов подтверждены результатами моделирования в среде MatLAB.
Практическая ценность результатов
Рассмотренные в работе вопросы актуальны для практических приложений при модернизации действующих аналоговых радиорелейных систем передачи. Результаты, полученные в работе, позволяют учесть влияние реальных характеристик аналоговых РРЛ на помехоустойчивость передачи по ним цифровых сигналов с многопозиционной фазовой модуляцией. Разработанные методики позволяют определять отношение сигнал/шум на интервале РРЛ и рассчитывать возможную дальность связи без регенерации сигнала на промежуточных станциях, что позволит эффективнее осуществлять процесс цифровизации аналоговых радиорелейных систем передачи.
Выполненные исследования позволили выработать практические рекомендации для оценки возможной дальности связи при цифровизации аналоговых радиорелейных линий.
Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе в Сибирском государственном университете телекоммуникаций и информатики (СибГУТИ) на кафедре систем радиосвязи (СРС).
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:
1. Международная научно-техническая конференция «Информатика и проблемы телекоммуникаций», г. Новосибирск, 2003 г. 2004 г. 2005 г., 2006 г., 2007 г., 2008 г.
2. Третья региональная школа-семинар студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные проблемы радиотехники (СПР-2005)», Новосибирск, 2005.
3. Международная школа конференция «Информационно-телекоммуникационные системы - 2006», г. Новосибирск, 2006 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, в их числе 4 статьи и 8 тезисов докладов.
Основные положения работы, выносимые на защиту.
На защиту выносятся следующие результаты исследований:
-
результаты исследования факторов, определяющих отношение сигнал/шум на интервале аналоговой радиорелейной линии при передаче цифровых сигналов с фазовой модуляцией и методика расчета отношения сигнал/шум;
-
результаты исследования влияния амплитудно-фазовой конверсии на помехоустойчивость приема сигналов с фазовой модуляцией и паразитной амплитудной модуляцией;
-
результаты исследования влияния метода Back-Off, применяемого для уменьшения влияния амплитудно-фазовой конверсии и результаты расчета вероятности ошибки при различных значениях Back-Off и различных методах модуляции;
-
результаты исследования возможной дальности связи без регенерации сигналов на промежуточных станциях.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Она содержит 165 страниц машинописного текста, 84 рисунка, 22 таблицы. В библиографию включены 50 наименований.
Виды искажений и помех в каналах аналоговых РРЛ с частотной модуляцией радиосигнала
В процессе полной цифровизации национальной сети наиболее экономически эффективным путем является использование инфраструктуры аналоговых радиорелейных линий. При этом в зависимости от технической возможности и экономической целесообразности могут быть реализованы как аналого-цифровые стволы с сохранением частотной модуляции несущей и системы телеконтроля РРЛ, так и полностью цифровые стволы с использованием фазовых методов модуляции. В любом случае в спектре сигнала основной полосы сохраняется пилот-сигнал для контроля работоспособности радиоствола. Разработка первых вариантов передачи цифровых сигналов по аналоговому стволу началась в середине 70-х годов и по мере разработки технической базы успешными были признаны три основных направления:
1) передача одного или двух первичных цифровых сигналов Е1 на поднесущей частоте в основной полосе частот выше спектра телевизионного или телефонного сигнала;
2) передача одного или двух вторичных цифровых сигналов Е2 методом частотной модуляции с сохранением системы телеконтроля РРЛ;
3) передача третичного цифрового сигнала ЕЗ методом четырехпозиционной фазовой модуляции. Далее перечисленные методы рассмотрены более подробно.
Цифровой тракт со скоростью 2,048 Мбит/с может быть организован в телефонном или телевизионных стволах аналоговых РРЛ на поднесущей частоте в соответствующем свободном участке спектра основной полосы частот выше полосы частот сигнала телевидения или многоканальной телефонии. Использование метода частотной модуляции позволяет сохранить систему управления многоствольной РРЛ, организованной в телефонном стволе. Для определения метода передачи цифрового сигнала (ЦС), который позволит минимизировать взаимные влияния между цифровым и аналоговым сигналами, В.М.Минкиным были проведены исследования энергетического спектра продуктов преобразования цифрового сигнала с различными методами модуляции [27]. Полученные в [27] результаты позволили осуществить выбор параметров аналоговой РРЛ, необходимые для передачи ЦС, а также рекомендовать для применения методы модуляции 2-ОФМ, 4-ОФМ и 4-ОФМ-С (офсетная 4-ОФМ). При практической реализации наибольшее распространение получил метод, при котором цифровые сигналы со скоростью 2,048 Мбит/с передаются путем фазовой модуляции 2-ОФМ поднесущей частоты. Пользуясь рисунком 1.2 можно изобразить спектр сигнала основной полосы после введения цифрового сигнала в телефонном (а) и телевизионном (б) стволах (рисунок 1.6).
Структурная схема аналого-цифрового ствола, показывающая принцип подключения цифрового оконечного оборудования [1,4,7], приведена на рисунке 1.7.
В качестве оборудования, осуществляющего фазовую модуляцию поднесущей частоты цифровым сигналом, может быть использовано оборудование ОЦФ - 2У, модемы DAV-01, МДП-2 [25,28]. Ниже приведены требования к параметрам стволов аналоговых радиорелейных систем, в которых дополнительно организуется цифровой поток со скоростью 2,048 Мбит/с: неравномерность АЧХ тракта основной полосы на модемном участке в полосе частот 0,1-12 МГц должна быть не более 2 дБ; неравномерность характеристики ГВЗ тракта ПЧ в полосе 70+12 МГц не должна превышать 15 не, при этом перекос характеристики не должен превышать 3 не.
При выполнении требований по неравномерности АЧХ и ГВЗ влияние цифрового сигнала на основные каналы аналоговых стволов не будет превышать нормируемых значений.
Для повышения устойчивости связи возможны следующие варианты организации передачи цифрового потока со скоростью 2,048 Мбит/с на поднесущей в аналоговых стволах РРЛ: 1) В отдельном телефонном или телевизионном стволе без резерва по схеме 1+0; 2) В двух стволах по схеме резервирования 1+1; 3) В телефонном или телевизионном стволе в составе общей системы резервирования аналоговой РРЛ по схеме N+1.
Варианты 2 и 3 обеспечивают наиболее высокие качественные показатели передаваемой цифровой информации, но для надежности передаваемой цифровой информации при работе системы резервирования по схеме N+1 или 1+1 необходимо выравнивание разности времен прохождения потоков по рабочему и резервному стволам до значения не более 10 не для исключения эффекта «проскальзывания» при переключении с рабочего ствола на резервный [25,28].
Определение уровня сигнала в точке приема при распространении радиосигнала на интервале РРЛ
Свободное пространство представляет собой однородную безграничную среду. Диэлектрическая и магнитная проницаемости такой среды составляют: 1(Г9 єо=ЧГ- фІМ и =47гЛ0 г/м, (2-2) 5Ь7Г а волновое сопротивление: Wo=f/sQ =1207Г 0м- (2-3)
В реальных радиорелейных системах передачи условия распространения радиоволн существенно отличаются от условий их распространения в свободном пространстве из-за влияния атмосферы земли и земной поверхности.
Для учета этого влияния вводится множитель ослабления поля свободного пространства V , который сокращенно называют множителем ослабления. Множитель ослабления для некоторой точки пространства определяется отношением комплексных амплитуд напряженностеи поля в реальных условиях распространения радиоволн Ет и условиях свободного пространства то , т.е. V = EV. =V- \ (2.4) где V и (pv - соответственно модуль множителя ослабления и его фаза. Величина (pv характеризует фазовый сдвиг, возникающий при распространении радиосигнала с рабочей длиной волны Я на расстояние R, равное длине интервала РРЛ.
Для определения мощности сигнала на входе приемника достаточно учитывать только модуль множителя ослабления [1-4], который характеризует дополнительное ослабление радиоволн по сравнению с их ослаблением в свободном пространстве и определяется отношением напряженности (эффективного значения) поля Е в некоторой точке пространства в реальных условиях к напряженности поля Ео в той же точке в условиях свободного пространства. Эта величина определяется в соответствии с выражением (2.5) и его значение в различные моменты времени может принимать значения от 0 до 2 V = E/Eo- (2-5) В точке, где установлена приемная антенна, напряженность электромагнитного поля сигнала может быть определена как E = EQV. (2.6)
Величина Eg определяется расстоянием R до точки приема эффективной излучаемой мощностью радиопередатчика Р изл , которая в свою очередь зависит от мощности радиопередатчика Рпд , КПД фидера т]пд з включенного между передатчиком и антенной и коэффициента усиления передающей антенны Опд . Для определения величины EQ можно воспользоваться выражением [1-4]: Е. _ №ризл _ л/30РвдОвд д "_R R (2Л)
Для практических расчетов целесообразно рассчитывать не значение напряженности поля в точке приема, а уровень сигнала на входе приемного1 устройства, что можно сделать с использованием уравнения радиосвязи [1-4, 6-8]: р _ Рпд тих тшЛтщППМ у2 гс.вх д у , (2.8) где г}пм - КПД фидера, включенного между приемной антенной и приемником; GnM - коэффициент усиления приемной антенны; V - множитель ослабления поля свободного пространства; Асв - ослабление сигнала в свободном пространстве, определяемое по формуле: Асе= —г- . (2.9) \ Л J Схематически все энергетические параметры, подлежащие учету в уравнении радиосвязи, указаны на рисунке 2.3.
Множитель ослабления V зависит от ряда причин:
1. от интерференции прямой волны Епр и волн, отраженных от поверхности земли и верхних слоев атмосферы Е ;
2. От экранирующего действия поверхности Земли. Из-за случайных изменений траектории электромагнитной энергии область существенного распространения радиоволн в большей или меньшей степени экранируется препятствиями на поверхности Земли.
Методика расчета ожидаемого значения множителя ослабления поля свободного пространства для конкретных интервалов РРЛ достаточно сложна и включает себя учет высот подвеса антенн на стороне приема и передаче, типа подстилающей поверхности, формы препятствий и климатических особенностей тропосферы региона. График зависимости множителя ослабления поля свободного пространства от величины относительного просвета и разных типов профиля интервала приведен в Приложении Б. Величина относительного просвета определяется в соответствии с выражением [1-4, 6-8]:
Определение паразитного фазового сдвига, возникающего в сигнале М-ФМ за счет амплитудно-фазовой конверсии
Помимо амплитудных нелинейностей большинство усилительных приборов обладает свойством преобразования амплитудной модуляции в фазовую (преобразование АМ/ФМ). Это значит, что изменение огибающей входного сигнала, состоящего из многих частотных составляющих, вызывает изменение фазы каждой компоненты сигнала на выходе.
На рисунке 3.5 показана модель эффекта АМ/ФМ преобразования, являющаяся подходящей моделью для ЛБВ и других усилителей, которые используются в качестве усилителей СВЧ в передатчиках аналоговых радиорелейных линий. На рисунке приняты следующие обозначения: - входной фазоманипулированный сигнал с паразитной амплитудной модуляцией: x(t) = p(t)cos[u)Qt + (р\; - pit) - закон изменения огибающей ФМ сигнала; - выходной сигнал: z(t) = p(t)cos\coQt + р + ФАФК (р)]. 104
Для оценки влияния АФК целесообразно использовать аппроксимирующую функцию (модель Салеха), предложенную в [43], которая описывает зависимость амплитуды (3.9) и фазы (3.10) выходного сигнала от амплитуды входного сигнала:
Анализируя взаимное расположение характеристик АМ/АМ и АМ/ФМ преобразований, и зная, что работа выходных усилителей СВЧ аналоговых радиорелейных линий с частотной модуляцией организуется в режиме насыщения, можно сделать первоначальный вывод, что паразитный фазовый сдвиг, вызванный АФК, не превысит величины 0,5236 рад или около 30 градусов. При переходе в линейный режим работы влияние амплитудно-фазовой конверсии уменьшается.
Вместе с тем явление амплитудно-фазовой конверсии не влияет на качество передачи сигналов в случае постоянной огибающей фазомодулированного сигнала, так как при этом постоянный во времени фазовый сдвиг приводит только к запаздыванию сигнала.
Для более детального рассмотрения влияния АФК, необходимо знать закон изменения огибающей фазоманипулированного сигнала.
Как было показано в главе 2, скачок фазы сигнала на границах символов модуляции после ограничения спектра сигнала при формировании полосы пропускания радиоканала приводит к изменению огибающей фазоманипулированного сигнала, которая в идеальном случае должна быть постоянной.
Возникающую паразитную амплитудную модуляцию предлагается описать известным выражением амплитудно-модулированного сигнала: uAM(t) = [\ + m-sinClj], (3.13) где т - глубина паразитной амплитудной модуляции, возникающей на выходе полосового фильтра в сигнале М-ФМ, Qs = 27tFs - частота следования символов модуляции, зависящая от тактовой частоты цифрового сигнала и позиционности модуляции. 106
Используя данное выражение как основу, можно определить изменение огибающей для каждого из возможных скачков фазы при фазовой модуляции, причем при изменении фазы на 180 наблюдается уменьшение огибающей до нуля.
Для возможности использования выражения (3.13), необходимо произвести нормирование величины uAM{t), чтобы максимальное значение огибающей сигнала не превышало единицы (таблица 3.1)
Далее рассмотрим влияние АФК на сигнал с паразитной амплитудной модуляцией. Анализируя выражение (3.11) можно заключить, что при постоянной огибающей сигнала М-ФМ с единичной амплитудой величина приобретенного фазового сдвига Л АФК составит 0,5236 радиан или 30,02 градуса. При этом передающее оборудование работает в режиме насыщения, что обеспечивает максимальную мощность передатчика, причем такой постоянный фазовый сдвиг не приводит к искажению сигнала, т.е. не изменяется расстояние между сигналами
Наличие нелинейного фазового сдвига А ЛФК = A p(UAM) приводит к изменению местоположения сигнальной точки на фазоамплитудной плоскости, что приводит к уменьшению расстояния d, а, следовательно, и к увеличению вероятности ошибочного приема.
Используя выражение (3.11) и таблицу 3.1 можно определить изменение фазы сигнала при различных скачках фазоманипулированного сигнала и соответственно при разной глубине паразитной амплитудной модуляции
Имитаторы канала с аддитивным белым Гауссовским шумом (A WGN Channel)
Блок Memoryless Nonlinearity предназначен для моделирования искажений сигнала обусловленных использованием нелинейных усилителей. В качестве входного сигнала используется комплексная форма сигнала. Может реализовать пять разных методов моделирования нелинейности: Cubic polynomial; Hyperbolic tangent; Saleh model; Ghorbani model; Rapp model.
Блок содержит подсистему, которая вне зависимости от выбранного метода действует по общему принципу: изменяет сигнал на заданную величину; разделяет его на модуль и фазовую составляющую; применяет преобразование AMo-AM к амплитуде сигнала согласно выбранному методу, получая, таким образом, выходную амплитуду; применяет преобразование AMo-PM к амплитуде сигнала согласно выбранному методу.
Из этих двух реальных значений получает одно комплексное и изменяет уровень сигнала согласно заданному выходному усилению.
Блоки Фильтр типа «Приподнятый косинус» для передающего и приемного концов (Raised Cosine Transmit Filter и Raised Cosine Receive Filter соответственно) -предназначены для ограничения спектра модулированного сигнала на передающем и приемном концах. На выходе модулятора фильтр установлен для ограничения бесконечного спектра исходного сигнала, а на входе демодулятора - затем, чтобы уменьшить мощность принимаемых шумов.
Настраиваемые параметры блока: Filter type - тип фильтра: квадратный корень или нормальный; Group delay - натуральное число, обозначающее число символьных периодов между началом отклика фильтра и его пиком;
Roll off factor - коэффициент скруглення характеристики фильтра, задается в пределах от нуля до единицы;
Input sampling mode - тип входного сигнала: число или матрица; Upsampling factor - целое число, больше 1, определяющее увеличение частоты дискретизации сигнала на выходе фильтра; Filter gain — характеризует коэффициенты фильтра. 4.1.6 Устройства графического отображения, регистрации и подсчета ошибок 1) Осциллограф (Scope)
Отображает график зависимости величины входного сигнала от времени. Возможен просмотр нескольких сигналов одновременно, в реальном времени. Отображение производится по следующему принципу: из входного отсчета блок берет отсчеты с заданной частотой дискретизации, значение каждого отсчета сохраняется в оперативной памяти компьютера, а при отображении продлевается на весь период дискретизации входного сигнала.
2) Анализатор спектра (Spectrum Scope)
Буферизирует входной дискретный сигнал, после чего производит над накопленным массивом процедуру быстрого преобразования Фурье. Полученная спектральная характеристика сигнала отображается на требуемом интервале.
Настраиваемые параметры блока: Buffer input - подтверждает необходимость буферизации входного сигнала; Buffer size - размер буфера; Buffer overlap - перекрытие буфера, число повторно буферизируемых значений; Specify FFT length - задать длину преобразования Фурье; FFT length - число значений подвергаемых преобразованию Фурье; Number of spectral averages - количество значений для усреднения отображаемого спектра. Для отмены усреднений значение задается равным единице. 3) Вектограф {Discreteime Scatter Plot Scope)
Блок отображает синфазную и квадратурную составляющие сигнала, подаваемого на вход в виде точек на векторной плоскости. Созвездие служит для отображения характеристик сигнала, например, таких как канальные искажения.
Настраиваемые параметры блока: Offset (samples) - количество символов, которое следует пропустить перед построением вектограммы; Points displayed - общее количество отображаемых точек; New points per displayed - количество обновляемых точек.
