Анализ и расчет цифровой сиситемы передачи безроводного доступа военного назначения

1.

Военно-инженерный институт
радиоэлектроники и связи
на тему: «Анализ и расчет цифровой сиситемы
передачи безроводного доступа военного назначения»
Руководитель: преподаватель кафедры связи подполковник Маликов
Исполнитель: курсант Кораласов Б.Б.
Алматы 2018 г.

2.

Объект работы:На основании сравнительного анализа
модуляций и беспроводных способов передачи была
разработана и обоснована функциональная схема
военной
системы
радиодоступа,
разработан
программный модуль и выполнено имитационное
моделирование модулятора сигналов .
Предмет:Технико-экономическое
обоснование
разработки цифровой системы передачи
беспроводного доступа военного назначения.
Цель:Целью
дипломной
работы
является
разработка и обоснование функциональной
схемы
цифровой
системы
передачи
беспроводного доступа военного назначения.

3.

1
2.1
2.2
QAM
модулятор
2.3
Блок
управления
связью
Коммутатор
3
Модулятор
COFDM-ЧМ
ЦАП
8
2.4
Формирователь
сигнала
синхронизации
4
5
Коммутатор
ВЧ
преобразовател
6
6.1
Демодулятор
QAM
6.4
6.2
6.3
Демодулятор
COFDM-ЧМ
Блок памяти
7
АЦП
Упровляющий
блок
6.5
6.6
6.7
Блок АКД
Коммутатор
Коммутатор
6.8
Блок ВКД
6.9
Блок выбора
максимума
6.10
Счетчик
6.11
Блок памяти
6.12
Блок расчёта
временных
интервалов
Рисунок 4.1 – Функциональная схема
проектируемой системы радиодоступа

4.

Рисунок 4.2 – Принцип формирования
результирующего колебания

5.

2.1
2.1.1
Модулятор
2.1.2
Последовательнопараллельный
преобразователь
2.1.3
2.1.4
Формирователь
кодовых
символов
Сумматор
2.1.5
Модулятор
Рисунок 4.3 – Упрощенная структурная схема
формирователя QAM-модулированного сигнала.

6.

2.3
2.3.1
Последовательнопараллельный
преобразователь
2.3.5
Схема
оптимального
нормирования
2.3.2
Модулятор
М-QAM
2.3.6
Частотный
модулятор
2.3.3
ОБПФ
2.3.4
Сумматор
2.3.7
Усилитель
мощности
Рисунок 4.5 - Функциональная схема модулятора
COFDM-ЧМ сигнала

7.

Рисунок 4.1– Имитационная модель системы передачи с
OFDM

8.

Рисунок 4.2– Устройство модулятора

9.

Рисунок 4.3 – Блок модуляторов КАМ

10.

Рисунок 4.4 – Огибающая спектра

11.

Рисунок 4.5 – Интерфейс программы

12.

Начало
Число
поднесущих (N),
Длина префикса (v),
Импульсная
характеристика (h,k),
Макс. число бит на
подканал (nKam).
ДПФ, удаление зеркальной
части
Модуляция на всех
поднесущих
fr =1
нет
да
да
fr=1,1,1000
нет
fr =1
Вывод
действительной
и мнимой частей КАМсиволов
Вывод
принятых
КАМ-сиволов
Вычисление ОДПФ
Демодуляция
Добавление циклического
префикса
Вычисление ошибки,
возникшей при передаче
по каналу
i=1,1, N-2
Указание числа бит,
передаваемых на
поднесущей
bit_channel(i)=ceil(rand*
*nKam)
fr =1
нет
да
fr =1
Вывод распределения
числа бит,
передаваемых на
каждой поднесущей
нет
да
Вывод АЧХ и
ФЧХ канала передачи
нет
fr =1
да
Вывод ошибки,
возникшей при
передаче
Вывод неверно
принятых бит
i=1,1, N-1
Свёртка с импульсной
характеристикой канала
Вывод
глаз-диаграммы и
сигнального
созвездия
Размещение
информационных бит на
поднесущей
Удаление префикса
Конец
Рисунок 4.6 – Алгоритм программы, моделирующей систему
передачи с многими несущими

13.

Случайное распределение числа бит, передаваемых на каждой поднесущей
bit_channel(i)=ceil(rand*rKam)
bit_channel(N-1)=KamPrint
Генерация передаваемых на каждой поднесущей бит случайным образом
for j=1:bit_channel(i),
val=round(rand) ;
data_channel=[data_channel val];
Определение числа бит, распределяемых на синфазную и квадратурную
Составляющие
bits_top=ceil(bit_channel(i)/2);
bits_bot=floor(bit_channel(i)/2);
Распределение бит по синфазному и квадратурному каналам
Цифро-аналоговое преобразование в каналах
data_top=[data{i}(1:bits_top)];
data_bot=[data{i}(bits_top+1:bit_channel(i))];
v_top=sum(data_top(1:bits_top).*(2.^(0:bits_top-1))));
v_bot=sum(data_bot(1:bits_top).*(2.^(0:bits_top-1))));
Получение КАМ-символов
complex_symbol(i)=[i_comp(i)+j*q_comp(i)];
КАМ-модуляция
Обратное преобразование Фурье
x_mod=ifft([1 complex_symbol 1 fliplr(conj(complex_symbol))],2*N);
Добавление префикса
Свёртка с импульсной характеристикой
Удаление префикса
ДПФ, получение КАМ-символов
Получение синфазной и квадратурной составляющих
Определение числа бит, содержащихся в синфазной
и квадратурной составляющих
Аналого-цифровой преобразование
Получение потока бит в синфазной и квадратурной составляющих
Получение исходного потока бит
x=[x_mod(2*N+1-v:2*N) x_mod];
y=conv(x,h);
y_mod=y(v+1:2*N+v);
x_recd=fft(y_mod)./fft(h,2*N);
i_comp(i)=real(complex_recd_symbol(i));
q_comp(i)=imag(complex_recd_symbol(i));
bits_top=ceil(bit_channel(i)/2);
bits_bot=floor(bit_channel(i)/2);
v_top = round((d_top/2)+((2.^l_top-1)/2));
v_bot = round((d_bot/2)+((2.^l_bot-1)/2));
b_top = [];
for j=(1:l_top)
b_top = [b_top, rem(v_top,2)];
v_top = floor(v_top/2);
end
b_bot = [];
for j=(1:l_bot)
b_bot = [b_bot, rem(v_bot, 2)];
v_bot = floor(v_bot/2);
end
data_recd{i}=[b_top, b_bot];
КАМ-демодуляция
Вычисление расхождения переданного и принятого сигналов
Обнаружение неверно принятых бит
err=(complex_recd_symbol-complex_symbol);
bit_err=[data_recd{1,:}]-[data{1,:}];
Рисунок 4.7 – Структура математической модели

14.

Рисунок 4.8 – Распределение бит по поднесущим

15.

Рисунок 4.9– Комплексные числа на выходе КАМ-

16.

Рисунок 4.10– Временной сигнал на выходе блока
обратного преобразования

17.

Рисунок 4.11– Амплитудно - частотная и фазо -

18.

Рисунок 4.12– Погрешность между переданными и
принятыми КАМ-символами

19.

Рисунок 4.13 – Ошибка при передаче

20.

Рисунок 4.14– Сигнальное созвездие КАМ в 31-м
канале, передающая сторона

21.

Рисунок 4.16– Глаз-диаграмма для случая 32
поднесущих

22.

Рисунок 4.18 – Глаз-диаграмма для случая четырёх
поднесущих

23.

Рисунок 4.19 – Сигнальное созвездие принятого
сигнала для идеального канала

24.

Рисунок 4.20 – Глаз-диаграмма. Канал идеальный

25.

Рисунок 4.21 – Погрешность при передаче КАМ-
сиволов по идеальному каналу