Разработка модели и исследование помехоустойчивости...
description
Transcript of Разработка модели и исследование помехоустойчивости...
![Page 1: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Выполнил Вин Зо ХейнРуководитель А.Ю.СизяковаДата 14.06.2012
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
РТС «МЭИ»
![Page 2: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/2.jpg)
ОГЛАВЛЕНИЕ ГЛАВА 1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ
История спутниковых систем связи Классификация систем спутниковой связи Функциональная схема модели ССС Энергетический расчет радиолинии Спутник – Земля
ГЛАВА 2. СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ С СИГНАЛОМ ФМ2 Математическая и цифровая модель системы связи с сигналом ФМ2 Зависимость вероятности ошибки,Рош(BER) для сигнала BPSK
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
Математическая и цифровая модель ССС с системой СТС Вероятности ошибки для модели ССС с сигналом ФМ2 при идеальной ТС и с СТС
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ССС ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СТС И СВН В ДЕМОДУЛЯТОРЕ СИГНАЛОВ ФМ2 Анализ математической и цифровой моделей системы ФАП – СВН Разработка компьютерной модели СВН
Разработка компьютерной модели ССС с сигналами BPSK и DBPSK Сравнение зависимостей вероятности ошибок Рош от отношения Eb/N0
на нашей модели ССС для сигналов BPSK и DBPSK с системами СТС и СВН 2
![Page 3: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Передачик Канал Приемник
Рис. Обобщенная схема системы спутниковой связи
Рис.1.6. Схема спутниковых систем
![Page 4: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/4.jpg)
Энергетический расчет радиолинии Спутник – Земля
4
Рис. Обобщенная блок-схема системы спутниковой связи
Рпрм – мощность сигнала на входе приемника,Рпрд – мощность колебания на выходе усилителя передатчика,Gпрд – коэффициент усиления передающей антенны,Gпрм – коэффициент усиления приемной антенны,Lсв – потери при распространении в свободном воздухе,Lдп – дополнительные потери,
![Page 5: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/5.jpg)
Обобщенная схема компьютерной системы модели ССС
5
ИсточникИнформации
Формиро-ватель
Относитель
-ный КодерМодулятор
Демодуля-тор
Относитель-ный Декодер
ПолучательИнформации
Канал
УПЧ
СВНСТС
Рис. Обобщенная схема компьютерной системы модели ССС
![Page 6: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/6.jpg)
6
-1
-0,5
0
0,5
1
t
D (t )
Для любого канала двоичный сигнал D(t) представляется следующим образом.
Рис. 2. Реализация функции D(t).
1 1( ) , ( 1)
1 0 i дв дв
для символаD t i t i
для символа
![Page 7: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/7.jpg)
Обобщенная схема компьютерной системы модели ССС
7
ИсточникИнформации
Формиро-ватель
Относитель
-ный КодерМодулятор
Демодуля-тор
Относитель-ный Декодер
ПолучательИнформации
Канал
УПЧ
СВНСТС
Рис. Обобщенная схема компьютерной системы модели ССС
![Page 8: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Рис. Структура системы передачи данных с использованием ОФМ
Рис. Дифференциальный двоичный кодер
![Page 9: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/9.jpg)
9
ИсточникИнформации
Формиро-ватель
Относитель
-ный КодерМодулятор
Демодуля-тор
Относитель-ный Декодер
ПолучательИнформации
Канал
УПЧ
СВНСТС
Рис. Обобщенная схема компьютерной системы модели ССС
![Page 10: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/10.jpg)
Обобщенная схема компьютерной системы модели ССС
10
ИсточникИнформации
Формиро-ватель
Относитель
-ный КодерМодулятор
Демодуля-тор
Относитель-ный Декодер
ПолучательИнформации
Канал
УПЧ
СВНСТС
Рис. Обобщенная схема компьютерной системы модели ССС
![Page 11: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/11.jpg)
11
ИсточникИнформации
Формиро-ватель
Относитель
-ный КодерМодулятор
Демодуля-тор
Относитель-ный Декодер
ПолучательИнформации
Канал
УПЧ
СВНСТС
Рис. Обобщенная схема компьютерной системы модели ССС
![Page 12: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/12.jpg)
12
( )y t
0 0sin( )S t
ФНЧu ПУu
Рис. Модель демодулятора
Fг
ᶴ
![Page 13: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/13.jpg)
13
0 0sin( )S tМодулятор
( )n tКанал
Источник
Инфор-
мации
( )iD t ( )is tФормирователь импульсного
сигнала
( )y t
0 0sin( )S t
ФНЧ
Демодулятор
x(t)
Математическая модель цифровой системы связи с сигналом ФМ2
Рис. Структурная схема компьютерной модели системы связи с сигналами ФМ2
ГЛАВА 2
СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ С СИГНАЛОМ ФМ2
![Page 14: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/14.jpg)
Цифровая модель системы связи в программе System View
14 Структурная схема модели системы связи с сигналом ФМ2, реализованная в пакете System View
![Page 15: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/15.jpg)
Вероятность ошибки Рош является функцией отношения мощности сигнала к мощности шумов
Минимальная вероятность ошибки при оптимальном приеме сигнала BPSK и DBPSK.
Функция Q(х), называемая гауссовым интегралом
ошибок, определяется следующим образом:
15
и Pош = Pош
=
![Page 16: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/16.jpg)
Сравнение результатов моделирования и теории для сигнала ФМ2
16Рис. Зависимость вероятности ошибки Pош от Eb/N0
![Page 17: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/17.jpg)
17
ИсточникИнформации
Формиро-ватель
Относитель
-ный КодерМодулятор
Демодуля-тор
Относитель-ный Декодер
ПолучательИнформации
Канал
УПЧ
СВНСТС
ГЛАВА 3
Рис. Обобщенная схема компьютерной системы модели ССС
![Page 18: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Рис. Два типа разомкнутых символьных синхронизаторов
Рассмотрена в магистерской диссертации Сай Си Ту Мин
![Page 19: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/19.jpg)
Цифровая модель системы тактовой синхронизации
19
Рис. Разомкнутый символьный синхронизатор в пакете << System View>>
Реализация выходного сигнала СТС
Спектральная плотность мощности
![Page 20: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Математическая модель системы спутниковой связи с сигналом ФМ2
Рис. Структурная схема модели системы связи с сигналами ФМ2
0 0sin( )S tМодулятор
( )n tКанал
Источник
Инфор-
мации
( )iD t ( )is tФормирователь импульсного
сигнала
( )y t
0 0sin( )S t
ФНЧ
Демодулятор
x(t)
![Page 21: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/21.jpg)
Модель цифровой системы связи с сигналом ФМ2 и СТС
21Рис. Структурная схема модели с системы СТС для сигнала ФМ2, реализованная в пакете System View
![Page 22: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/22.jpg)
Зависимость вероятности ошибки Рош(BER) для модели РСПИ с сигналом ФМ2 при идеальной ТС и с СТС
22Рис. Сравнение вероятности ошибки Рош сигнала ФМ2: теория, идеальная ТС и с СТС.
![Page 23: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/23.jpg)
ГЛАВА 4
23
ИсточникИнформации
Формиро-ватель
Относитель
-ный КодерМодулятор
Демодуля-тор
Относитель-ный Декодер
ПолучательИнформации
Канал
УПЧ
СВНСТС
Рис. Обобщенная схема компьютерной системы модели ССС
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ССС ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СТС И СВН В ДЕМОДУЛЯТОРЕ СИГНАЛОВ ФМ
![Page 24: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/24.jpg)
Компьютерная модель ССС с сигналами BPSK и DBPSK
24
СВН
СТСКодер
Декодер
![Page 25: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/25.jpg)
Сравнение зависимостей вероятности ошибок Рош (BER) от отношения Eb/N0
на нашей модели ССС для сигналов BPSK и DBPSK с системами СТС и СВН
25
Pош 10-3 10-4
BPSK 0,5 дБ 1 дБ
DBPSK 0,5 дБ 1,5 дБ
Потери
![Page 26: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/26.jpg)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Мы изучили принципы построения систем спутниковой связи и её основные определения, классификация,
особенности орбит используемых в ССС, функциональная схема модели ССС, и рассчитали расчет
энергетики спутникового канала передачи данных
Мы построили математическую и компьютерную модели модулятора, канала, и демодулятора ФМ2
Мы получили вероятности ошибки системы связи с помощью программы << System View >> и показали,
что результаты моделирования почти совпали с теоретическими
Построили математическую модель разомкнутого битового синхронизатора
Построили компютерную модель разомкнутого символьного синхронизатора в пакете System View
Построили модель цифровой системы связи с сигналом ФМ2 с системы тактовой синхронизации
Сравнили теоретическую вероятность ошибки Рош приема сигнала ФМ2 с результатами моделирования
при идеальной ТС и с СТС результаты
Рассмотрили схему системы восстановления несущего и рассчитали зависимость вероятности ошибки от
отношения сигнал на шум для сигнала BPSK и DBPSK
Разработали компьютерные модели спутниковой системы связи ССС с сигналами BPSK и DBPSK и
рассчитали зависимости вероятности ошибок от отношения сигнал на шум для приемников сигналов
BPSK и DBPSK при идеальной фазовой и тактовой синхронизации.
Проведено сравнение результатов моделирования и расчетов вероятности ошибки Рош для сигнала BPSK и
DBPSK. Показано, что моделирование дает зависимости на 0,3 … 0,5 дБ хуже, чем теоретически
возможные. 26
![Page 27: Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/56815156550346895dbf79fe/html5/thumbnails/27.jpg)
Спасибо Спасибо за вниманиеза внимание
27