Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РТС «МЭИ» Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK Выполнил Вин Зо Хейн Руководитель А.Ю.Сизякова Дата 14.06.2012

ОГЛАВЛЕНИЕ • ГЛАВА 1. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙСВЯЗИ  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 системысвязи ссигналом ФМ2 Зависимость вероятности ошибки,Рош(BER) для сигнала BPSK • ГЛАВА 3. АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТАКТОВОЙСИНХРОНИЗАЦИИ  Математическая и цифровая модель ССС с системойСТС  Вероятности ошибки для модели ССС с сигналом ФМ2 при идеальной ТС и с СТС • ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ССС ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СТС ИСВН 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 Рошот отношения Eb/N0нанашей модели ССС для сигналов BPSK и DBPSK с системами СТС и СВН

Передачик Приемник Канал СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ CCC Рис. Обобщенная схема системы спутниковой связи Рис.1.6. Схема спутниковых систем

Энергетический расчет радиолинии Спутник – Земля 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,

Относитель -ный Кодер Формиро-ватель Источник Информации Модулятор Канал СВН СТС Относитель -ный Декодер Демодуля-тор Получатель Информации УПЧ Обобщеннаясхема компьютерной системы модели ССС Рис. Обобщеннаясхема компьютерной системы модели ССС

Формирователь импульсного сигнала Для любого канала двоичный сигнал D(t) представляется следующим образом. Рис. 2. Реализация функции D(t).

Относитель -ный Кодер Формиро-ватель Источник Информации Модулятор Канал СВН СТС Относитель-ный Декодер Демодуля-тор Получатель Информации УПЧ Обобщеннаясхема компьютерной системы модели ССС Рис. Обобщеннаясхема компьютерной системы модели ССС

Относительное (дифференциальное) Кодирование Рис. Структура системы передачи данных с использованием ОФМ Рис. Дифференциальный двоичный кодер

Относитель -ный Кодер Формиро-ватель Источник Информации Модулятор Канал СВН СТС Относитель -ный Декодер Демодуля-тор Получатель Информации УПЧ Обобщеннаясхема компьютерной системы модели ССС Рис. Обобщеннаясхема компьютерной системы модели ССС

(1) (3) пороговоеустройство (2) Графическая модель демодулятора ᶴ Fг Рис. Модель демодулятора

x(t) Источник Инфор- мации Формирователь импульсного сигнала ФНЧ Канал Модулятор Демодулятор ГЛАВА 2 СИСТЕМЫ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ С СИГНАЛОМ ФМ2 Математическая модель цифровой системы связи с сигналом ФМ2 Рис. Структурная схема компьютерной модели системы связи с сигналами ФМ2

Цифровая модельсистемы связи в программе System View Структурная схема модели системы связи с сигналом ФМ2,реализованная в пакете System View

Зависимость вероятности ошибкиРошдля сигнала BPSK и DBPSK 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: Pош= Pош= и

Сравнение результатов моделирования и теориидля сигнала ФМ2 Рис. Зависимость вероятности ошибки Pошот Eb/N0

ГЛАВА 3 Относитель -ный Кодер Формиро-ватель Источник Информации Модулятор Канал СВН СТС Относитель -ный Декодер Демодуля-тор Получатель Информации УПЧ АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ Рис. Обобщеннаясхема компьютерной системы модели ССС

Разомкнутые символьные синхронизаторы Рассмотрена в магистерской диссертации Сай Си Ту Мин Рис. Два типа разомкнутых символьных синхронизаторов

Цифровая модель системы тактовой синхронизации Рис. Разомкнутый символьный синхронизатор в пакете << System View>> Спектральная плотность мощности Реализация выходного сигнала СТС

x(t) Источник Инфор- мации Формирователь импульсного сигнала ФНЧ Канал Модулятор Демодулятор Математическая модель системы спутниковой связи с сигналом ФМ2 Рис. Структурная схема модели системы связи с сигналами ФМ2

Модель цифровой системы связи с сигналом ФМ2 и СТС Рис. 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 Рис. Сравнение вероятности ошибки Рош сигнала ФМ2: теория, идеальная ТС и с СТС.

Относитель -ный Кодер Формиро-ватель Источник Информации Модулятор Канал СВН СТС Относитель -ный Декодер Демодуля-тор Получатель Информации УПЧ ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ССС ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СТС И СВН В ДЕМОДУЛЯТОРЕ СИГНАЛОВ ФМ Рис. Обобщеннаясхема компьютерной системы модели ССС

Компьютерная модель ССС с сигналами BPSKи DBPSK Декодер Кодер СТС СВН

Сравнение зависимостей вероятности ошибок Рош (BER) от отношения Eb/N0 на нашей модели ССС для сигналов BPSK и DBPSK с системами СТС и СВН Потери

ЗАКЛЮЧЕНИЕ  Мы изучили принципы построения систем спутниковой связи и её основныеопределения, 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 >> ипоказали, 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  Рассмотрилисхему 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.

Спасибо за внимание

Разработка модели и исследование помехоустойчивости когерентного приемника сигналов BPSK