кр.Компьютерное моделирование

Задание на контрольную работу

Заданы модели систем связи с:

 битовой скоростью передачи Rb, Мбит/с;

 модуляцией 4, 8 PSK, 16, 64, 256 QAM;

 фильтром с коэффициентом сглаживания ROF;

каналом с шумом AWGN с отношением Eb/N0, dB.



№ вар Скорость

Rb, Мбит/с Модуляция ROF

13 1.2 64-QAM 16-QAM 0.75 0.25

Выполнение работы

1. Пронаблюдать и привести скриншоты вектограмм (с заполненной легендой) на выходе модулятора для заданных видов модуляции. По вектограммам определить и записать расстояние между соседними точками созвездий. По полученным расстояниям сделать вывод, какая из двух систем более помехоустойчивая. Пояснить полученные результаты.

Рисунок 1 – Вектограмма на выходе модулятора 64-QAM

Рисунок 2 – Вектограмма на выходе модулятора 16-QAM

2. Изучить влияние позиционности модуляции на полосу частот, занимаемую модулированным сигналом.

2.1 При одинаковых значениях Rolloff factor (любом из двух заданных) по спектрограммам (привести скриншоты с курсорами, установленными на уровне минус 10 дБ и с заполненной легендой) для двух видов модуляции определить и записать полосы частот, занимаемые модулированными сигналами.

2.2 Сравнить их с полосами частот, определёнными по теоретической формуле . Пояснить полученные результаты.

Рисунок 3 – Спектрограмма модулированного сигнала для 64-QAM

Рисунок 4 – Спектрограмма модулированного сигнала для 16-QAM

4 Изучить влияние величины Rolloff factor (ROF) на полосу частот, занимаемую модулированным сигналом.

4.1 Для одного из двух заданных видов модуляции при двух заданных значениях Rolloff factor по спектрограммам (привести скриншоты с курсорами, установленными на уровне минус 10 дБ и с заполненной легендой) определить и записать полосы частот, занимаемые модулированными сигналами.

4.2 Сравнить их с полосами частот, определёнными по теоретической формуле . Пояснить полученные результаты.

Для ROF = 0.27 использовать рисунок 4.

Рисунок 4 – Спектрограмма модулированного сигнала для 16-QAM

5 Изучить влияние аддитивного белого Гауссовского шума (AWGN) на параметры вектограмм. Вектограммы наблюдаются после блока AWGN Channel на выходе Raised Cosine Receive Filter.

5.1 Установите в блоке AWGN Channel Eb/N0 = 10 дБ и для двух заданных видов модуляции приведите скриншоты вектограмм с заполненной легендой. Для этих вектограмм запишите значения Avg MER (dB).

5.2 Измените установленный уровень шума в канале Eb/N0 = 20дБ и для двух заданных видов модуляции приведите скриншоты вектограмм с заполненной легендой. Для этих вектограмм запишите значения Avg MER (dB).

5.3 Сравните выполненные измерения и поясните полученные результаты.

Рисунок 5 – Вектограмма модулированного сигнала для 64-QAM

при Eb/N0 = 10дБ

Рисунок 6 – Вектограмма модулированного сигнала для 16-QAM

при Eb/N0 = 10дБ

Рисунок 7 – Вектограмма модулированного сигнала для 64-QAM

при Eb/N0 = 5 дБ

Рисунок 8 – Вектограмма модулированного сигнала для 16-QAM

при Eb/N0 = 5 дБ

6 Построение зависимостей коэффициента ошибок (BER) от отношения Eb/N0.

6.1 Для определения исследуемого диапазона отношения Eb/N0 откройте специализированный графический пользовательский интерфейс Bit Error Rate Analysis и откройте графики для двух заданных видов модуляции, в режиме Theoretical путём нажатия кнопки Plot (рисунок 3.9).

Рисунок 9 – Теоретическая зависимость BER от Eb/N0 для двух заданных видов модуляции

6.2 По полученным теоретическим графикам (рисунок 9) определим исследуемый диапазон и четыре значения отношения Eb/N0: для 64-QAM это 5, 10, 15 и 20 дБ; для 16- QAM это 4, 10, 12 и 15 дБ.

6.3 Откройте окно модели для первого вида модуляции 64-QAM, установите одно из заданных значений ROF = 0.75 и первое из определённых выше значение Eb/N0 = 5 дБ, заполните аннотацию на модели и запустите симуляцию. Симуляцию остановить при общем количестве бит не менее 107 (нижнее окно дисплея на выходе Error Rate Calculation). После окончания симуляции сделать скриншот модели.

Рисунок 10 – Модель системы связи с модуляцией 64-QAM на панели Simulink

6.4 Проделайте п. 6.3 для остальных трёх значений Eb/N0 и запишите значения BER (скриншоты модели не делать).

Таблица 1 – Зависимость BER от Eb/N0 при модуляции 64-QAM

Eb/N0, дБ 5 10 15 20

BER 0,1326 4,886×10-2 4,127×10-3 3,845×10-6

6.5 Откройте окно модели для второго заданного вида модуляции 16- QAM , установите одно из заданных значений ROF = 0.25 и первое из определённых выше значение Eb/N0 = 4 дБ, заполните аннотацию на модели и запустите симуляцию. Далее проделайте тоже, что и в п.п. 6.3 и 6.4.

Рисунок 10 – Модель системы связи с модуляцией 16-QAM на панели Simulink

Таблица 2 – Зависимость BER от Eb/N0 при модуляции 16- QAM

Eb/N0, дБ 4 10 12 15

BER 9,285×10-2 7,932×10-3 1,397×10-3 1,576×10-5

6.6 По четырём точкам построим графики зависимости BER от Eb/N0 , сравните их с теоретическими (п.6.1).

Рисунок 11 – Зависимость BER от Eb/N0 для двух заданных видов модуляции по результатам моделирования