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根据System View的比特误码率测验的仿真研讨

1误码率测试仿真原理在仿真系统中,信道模拟成一个高斯噪声信道(AWGN),输入信号经过AWGN信道后在输出端进行硬判断,当带有噪声的接收信号大于判决电平时,输出判为1,此时的原参照信号如果为0,则产生

1误码率测验仿真原理

仿真体系中,信道模仿成一个高斯噪声信道(AWGN),输入信号经过AWGN信道后在输出端进行硬判别,当带有噪声的接纳信号大于判定电平常,输出判为1,此刻的原参照信号假如为0,则发生误码。

为了便于对各个体系进行比较,一般将信噪比用每比特所带着的能量除以噪声功率谱密度来表明,即Eb/N0,对基带信号,界说信噪比为:

测验1

这儿的A为信号的起伏(一般取归一化值),R=1/T是信号的数据率。在仿真过程中,为了能得到一个通讯体系的RBE曲线,一般需求在信号源或噪声源后边参加一个增益图符来操控信噪比的巨细,System View仿真时使用此种办法(在噪声源后边参加增益图符)。受控的增益图符需求在体系菜单中设置大局相关变量,以便每一个测验循环完结后将体系参数改动到下一个信噪比值,大局相关变量的设置办法在下述内容中介绍。

2设置体系仿真时刻

在进行体系仿真之前首要有必要对守时参数进行设置,体系的守时设定直接影响着体系仿真的作用乃至仿真成果的正确性。一起,守时参数的设置也直接影响体系仿真的精度,因而选取守时参数有必要非常的留意,这也是初学者应要点把握的内容,采样速率过高添加仿真的时刻,过低则有或许得不到正确的仿真成果。单击规划窗口东西栏上的体系守时按钮则弹出体系守时设定窗口。

在进行守时窗口设置时要留意以下几点:

(1)开端和停止时刻操控了体系运转的时刻规模,System View要求停止时刻值应大于开端时刻值。

(2)采样速率/采样距离操控着时刻步长,这2个值是彼此相关的2个体系参数

测验2

改动其间一个数值,体系会主动修正另一个。System View是依据数字信号处理的模型剖析软件,因而不论是模仿体系仍是数字体系,System View总是要履行数字化处理。所以采样速率的选取有必要遵从采样规律,不然将发生过错,许多System View仿真过错便是由此发生的。关于接连时刻体系的仿真,体系的采样率有必要界说为该体系最高频率的3~4倍。

(3)采样点数指定了体系仿真过程中总的采样点个数,其根本运算关系为:

采样点数=(停止时刻-开端时刻)×采样速率+1

依据这个关系式,在采样速率不变时,System View将遵从下列规矩主动修正参数:

①假如用户改动了采样点数,则System View不改动开端时刻,但会依据新的采样距离修正停止时刻。

②假如用户对开端时刻和停止时刻中的一个或悉数做了修正,则采样点数会被主动修正。

③采样点数只能是整数,若核算值不是整数,System View将取其近似整数值。除非用户自行修正,不然体系会一向坚持到固定的采样点数。

在RBE测验实验仿真中,除了对体系采样频率要非常重视外,采样时刻的选取也要特别留意,体系单循环仿真时刻应该比计数器一个循环总计数时刻要长。也能够经过体系采样点数的设置来满意此条件(不然或许呈现核算的RBE值都为0)。

(4)频率分辨率是指体系对用户数据进行Fourier改换时,依据时刻序列所得到的频率分辨率,其值为:

频率分辨率=采样速率/采样点数

(5)体系的循环次数供给了用户体系主动重复运转的功用。有reset system on loop和pause on loop 两种重复运转方法。

3 RBE测验仿真实例

3.1 BCH编码译码RBE测验体系的仿真

BCH码是循环码的一个重要子类,他具有纠正多个过错的才干,BCH码有紧密的代数理论,是现在研讨最透彻的一类码。能够依据所要求的纠错才干t,很简略构造出BCH码。图2是本例的仿真电路图。

测验3

输入信号(图符0)为1Hz的PN码,为了确保每个比特对应一个采样,在信号源的后边参加了一个采样器(图符1),采样率设为1 Hz,信号源的时刻偏移设为0,即数据从0时刻开端输出。BCH编码器每输入4 b数据就发生一个7 b的编码序列,数据输入和编码输出的序列占用的时刻都为4 s,则编码信号的比特率为7/4=1.75 Hz,所以每个编码位的时刻宽度位:4/7=0.571 428 571 s。为了使参加的AWGN信号的采样率与BCH编码 输出的采样率共同,便于二者相加,因而在加法器(图符5)之前刺进一个坚持器(图符4)将信号康复到体系采样率。对任一个AWGN信道,匹配滤波器是最佳检波器,这儿用一个简略的积分清洗算子(图符7)来作匹配滤波器,将积分时刻设置为BCH码的码元宽度,即4/7 s。可是,为了确保BCH译码器(图符10)的输出数据率为1 Hz,则其输入数据率应为7/4=1.75Hz,用采样器(图符9)设为1.75 Hz。

在此例中因为体系比较简略,体系总延时可用理论核算的办法来核算。信号经过匹配滤波器后有4/7 s的延时。关于BCH译码器而言,需求输入7位BCH才干译码4位实践数据,一直存在4 s的群延时;同理,编码器的编码延时也为4 s。因而整个体系(从数据输入到译码器的延时)的群延时为8.571 428 571 s。因为RBE计数器的采样率被设为1 Hz,即每秒两路输入信号判定一次,则整个体系的群延时应为一个整数,所以这儿的群延时为9个采样。在BCH译码器和RBE计数器之间刺进一个1 Hz的重采样器(图符12)后,会主动将体系群延时调整为整数。

体系电路图规划到此已完结,设置好大局相关变量和体系守时窗口后,仿真得到的RBE曲线如图3所示,体系的同步状况(接纳器13和接纳器15的卷积)如图4所示。从实验成果中能够看出跟着信噪比的增大RBE曲线在下降,误码计数器两路输入信号的卷积峰值刚好对准0点,精确同步。

测验4

测验5

3.2 卷积码编码译码RBE测验体系的仿真

卷积码是别的一种编码办法,他也是将k个信息比特编成n个比特,但k和n一般很小,因而刻延小,特别合适以串行方式进行传输。卷积码编码后的n个码元不只与当前段的k个信息有关,还与前面的N-1段信息有关,编码过程中彼此相关的码元个数为nN。卷积码的纠错功能优于分组码,但卷积码没有分组码那样紧密的数学剖析手法,现在大多是经过核算机进行好码的查找。图5是一个[2,1,7]卷积码编译码RBE测验仿真电路图,输出部分由硬判定和软判定译码器构成。

测验6

设置好大局相关变量和体系守时窗口后,仿真成果如图6所示,此处略有不同的是体系总延时的核算办法,行将计数器的两路输入信号进行相关运算的剖析法。核算剖析窗口如图7(显现的是43个采样延时)所示。由仿真成果(RBE测验曲线)可知软判定比硬判定的误码功能好。

测验7

测验8

4 结语

经过上述的误码率测验体系的规划和仿真成果可知,使用System View软件能够便利、快速 地进行通讯体系的仿真。而且只需参数恰当,能够得到符合要求和直观抱负的仿真成果,为 软件算法研讨者、硬件体系工程师供给了一个有用仿真东西。跟着通讯技能的不断发展,通 信体系越来越杂乱,规划和仿真难度也随之加大,使用System View能够非常便利地完结相 应的通讯体系的规划和仿真。

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