Канальный кодер-декодер с использованием OFDM
Моделирование в программной среде Mat Lab Simulink v.6.2
Рассмотрим влияние скорости кода на количество ошибок, под действием белого гауссова шума.
На рисунке 28 представлена зависимость BER от отношения сигнал/шум.
 |
Из графика видно, что наиболее хорошие результаты у 4-QAM, где-то на уровне 6-7 dB прием будет осуществляться при малой вероятности ошибки.
Преобразование скорости к нормальному потоку производиться с помощью декодера Витерби.
Условия построения: передача 3*10Л5 бит информации, уровень шума snr = EbNo + 10*logl0(k*l/2); где k=log2(M) ,EbNo - значение Белого шума в dB.
По рисунку 28 можно определить вероятность ошибки при передачи информации при определенном значении сигнал/шум, т.е допустим при вероятности ошибки 10~3при модуляции типа 16-QAM имеем отношение сигнал/шум = 10dB, для 64-QAM 15dB.
 |
На рисунке 29. представлена зависимость BER от отношения сигнал, но
корость кода 1, т.е. данные как есть так и отправляются на модуляцию.
Данные для построения аналогично предыдущему, за исключением, что скорость кода не меняется. Заметно, что без введения избыточности, количество ошибок возрастает, и если с избыточностью количество ошибок при отношении сигнал/шум 10 dB был прием, то сейчас можно наблюдать вероятность ошибки на приемной стороне.
Используя, описанный в разделе 3.2.1, метод борьбы с многолучевостью будем проводить наше моделирование.
|
|
|
В канал на кодер Рида-Соломона поступают данные потока MPEG-2. В нашем случае поступает строчная матрица, содержащая информацию о цвете картинки, каждому полубайту присваивается комплексное число.
Пройдя через кодирующий канал, данные попадают в блок OFDM Transmitter, в этом блоке добавляем дополнительные пилот сигналы. После блока IFFT (ОБПФ) добавляем дополнительные помехи, в виде такого-же сигнала, но умноженного на комплексное число, что соответствует изменению амплитуды и фазы сигнала на принимающей стороне.
Рассматриваем минимальное отношение сигнал шум, при котором возможно принятие изображения без изменений, т.е часть ошибок приема после демодуляции M-QAM, исправляются в тракте декодирующего канала.
1) Режим 64-QAM, количество несущих, с информационными и пилот сигналами 1728, шаг пилот сигнала 8 (всего 216), линейная интерполяция корректирующего коэффициента
 |
Рисунок 30 - а) Сигнальное «созвездие»(нормированное V42) 64-QAM, на приемной стороне.
Рисунок 30 – а) Спектр сигнала после воздействия дополнительных каналов и белого шума. 
Рисунок 30 - в) слева исходная картинка, справа полученная после приема сигнала.
На рисунке 30 в) можно наблюдать зашумленность изображения, и она имеет достаточно неприглядный вид. BER после декодированя 64-QAM (скорость кода 3/4) равен 0.04342. Отношение сигнал/шум = 16 dB. BER (после канального декодирования) = 0.04315, это значит что канал не справляется с количеством ошибок которые поступили к нему после демодуляции. При дальнейшем уменьшении значения сигнал шум качество картинки уменьшается значительно, а при значении сигнал/шум = 30 dB практически не изменяется, откуда следует вывод, что линейная интерполяция корректирующего коэффициента мало эффективна, при приеме добавочных сигналов. Рассмотрим вариант с интерполяцией корректирующего коэффициента методом кубических сплайнов.
|
|
|
Зададимся параметрами, такими как с линейной интерполяцией.
Рисунок 31-а) Сигнальное «созвездие» (нормированное √42) 64 – QAM, на приемной стороне 
Рисунок 31 – б) Спектр сигнала после воздействия дополнительных каналов и белого шума
Рисунок 31 - в) слева исходная картинка, справа полученная после приема сигнала
После применения интерполяции методом кубическим сплайнов изображения не различаются, малые ошибки демодуляции исправляются каналом декодирования.
Число ошибок демодуляции 922 из 1.206 *10^6 переданных бит информации, BER = 76.45* 10^-5, если обратиться к рисунку 21, то там видно, что теоретически при передачи 3*10^5 бит информации влияние белого шума значительно, и возникают ошибки, без учета воздействия дополнительных сигналов на приемную сторону.
|
|
|
Минимальное возможное отношение, если учесть что сам поток MPEG2 может частично исправлять ошибки передачи, сигнал/шум = 14 dB (Что следует из модели), при котором начинают появляться ошибки после тракта декодирования информации.
Рассмотрим влияние адаптивного алгоритма на модуляцию 16-QAM, со коростью кода ½ и 3/4. Скорость кода [1]/2имеет практический интерес т.к это мая медленная скорость передачи информации которое используется в системе DVB-T. С помощью неё можно определить минимальное отношение сигнал/шум, но скорость передачи оставляет желать лучшего.
 |
На рисунке 32- б) приведено изображение, полученное с помощью линейной интерполяции (справа).
Исходные данные. К сигналу добавлены паразитные сигналы, как для режима 64-QAM. Отношение сигнал/шум 14 dB. Взято из предварительных расчетов (рис.28). Если увеличить отношение сигнал/шум заметных улучшений изображения заметно не будет, сказывается влияние на исходный сигнал воздействие паразитных сигналов. Соответственно, из-за неточного обсчета корректирующего коэффициента возникают ошибки при демодуляции сигнала, значение BER после демодуляции и декодирования порядка 0.3-0.4.
|
|
|
Применим алгоритм с интерполяцией методом кубических сплайнов. Стеми же параметрами
 |
Картинка (см. рис 33,6) совпадает с исходной, хотя имеются ошибки после демодуляции сигнала, канал декодирования справляется с этими ошибками. BER (после демодуляции) = 11.05*10А-4. Количество ошибок = 1201.
Дальнейший эксперимент показал, что при отношении сигнал/шум 8.6 dB, ошибки демодуляции начинают влиять на канал декодирования, но изображение теряет несколько пикселей. BER (после демодуляции) = 55.89* 10Л-4, количество ошибок = 6075. BER (после канала декодирования) = 27.35* 10Л-4, количество ошибок = 269.
Теперь определим минимальное отношение сигнал шум при скорости кодирования в канале 1/2, увеличивается время передачи информации, зато имеем самый устойчивый к помехам сигнал в данном виде модуляции (16- QAM).
Изображения получены при условиях: отношение сигнал/шум = 7 dB, скорость кодирования в канале 1/2(рис. 34. в)
Если на сигнал будет действовать отраженный сигнал, который пришел в точной противофазе, то при отношении 7 dB изображение пропадает, нормализуется только при сигнал/шум = 12-13 dB.
Рассмотрим режим 8К. При таких же добавках паразитного сигнала и предложенном методе коррекции.
 |
После приема изображения (рис 35. в) , канал декодирования совершил 62 ошибки и на принятом изображении можно наблюдать несколько вылетевших пикселей изображения, при использовании транспортного потока MPEG2 данный недостаток был бы устранен.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 732; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!