Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK

1

Выполнил Вин Зо ХейнРуководитель А.Ю.СизяковаДата 14.06.2012

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

РТС «МЭИ»

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

3

Передачик Канал Приемник

Рис. Обобщенная схема системы спутниковой связи

Рис.1.6. Схема спутниковых систем

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,

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

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


7








Канал

УПЧ

СВНСТС


8

Рис. Структура системы передачи данных с использованием ОФМ

Рис. Дифференциальный двоичный кодер

9








Канал

УПЧ

СВНСТС



10








Канал

УПЧ

СВНСТС


11








Канал

УПЧ

СВНСТС


12

( )y t

0 0sin( )S t

ФНЧu ПУu

Рис. Модель демодулятора

Fг

ᶴ

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

Цифровая модель системы связи в программе System View

14 Структурная схема модели системы связи с сигналом ФМ2, реализованная в пакете System View

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

=

Сравнение результатов моделирования и теории для сигнала ФМ2

16Рис. Зависимость вероятности ошибки Pош от Eb/N0

17








Канал

УПЧ

СВНСТС

ГЛАВА 3


18

Рис. Два типа разомкнутых символьных синхронизаторов

Рассмотрена в магистерской диссертации Сай Си Ту Мин

Цифровая модель системы тактовой синхронизации

19

Рис. Разомкнутый символьный синхронизатор в пакете << System View>>

Реализация выходного сигнала СТС

Спектральная плотность мощности

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)

Модель цифровой системы связи с сигналом ФМ2 и СТС

21Рис. Структурная схема модели с системы СТС для сигнала ФМ2, реализованная в пакете System View

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.

ГЛАВА 4

23








Канал

УПЧ

СВНСТС


РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ССС ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СТС И СВН В ДЕМОДУЛЯТОРЕ СИГНАЛОВ ФМ

Компьютерная модель ССС с сигналами BPSK и DBPSK

24

СВН

СТСКодер

Декодер

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

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

Спасибо Спасибо за вниманиеза внимание

27

Documents

Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK