Контрольная работа
Контрольная работа выполняется с использованием пакета математических и
инженерных расчётов (Mathcad 14 или Mathcad 15, SMath Studio, Matlab).
Вариант задания определяется последними двумя цифрами пароля. Если число,
образованное двумя последними цифрами пароля, превышает 30, то в качестве номера
варианта принимается сумма этих цифр.
В качестве результатов выполнения контрольной работы необходимо представить
преподавателю:
файл с математическими расчётами и результатами в одном из форматов .mcd,
.xmcd (Mathcad), .sm (SMath Studio) или .m (Matlab);
отчёт в формате .doc (.docx, .rtf) или .pdf, содержащий:
o титульный лист,
o оглавление (с нумерацией страниц),
o задание по варианту,
o краткое теоретическое описание системы мобильной связи (стандарта,
заданного по варианту). Копия раздела «Теоретическое описание» из
учебно-методического пособия приниматься не будет,
o расчёт всех параметров сети со ссылками на формулы,
o результаты расчёта с комментариями,
o обоснование выбора оптимального частотного плана,
o вывод по проделанной работе.
Варианты задания1 NMT 450 2.5 10 0.01 100 8 -103 450 30
2 GSM 900 7.5 5 0.02 200 10 -121 100 25
3 AMPS 800 10.0 15 0.03 70 12 -105 200 45
4 GSM 1800 5.5 10 0.04 150 2 -117 143 70
5 D-AMPS 800 10.2 20 0.05 60 14 -108 306 40
6 JDC 900 8.0 15 0.01 100 3 -112 270 34
7 GSM 1800 12.5 10 0.02 120 6 -99 370 30
8 D-AMPS 1900 9.0 10 0.03 80 9 -109 130 25
9 NMT 450 3.0 8 0.04 50 12 -102 235 20
10 TACS 900 12.5 5 0.05 45 10 -100 136 43
11 NTT 900 7.2 10 0.01 30 7 -94 100 15
12 GSM 850 8.4 15 0.02 45 4 -120 220 36
13 AMPS 1900 10 20 0.03 50 5 -103 250 23
14 JDC 1500 4.5 20 0.04 120 8 -102 430 23
15 AMPS 800 4.5 10 0.05 130 6 -104 400 16
16 D-AMPS 800 1.5 15 0.01 200 8 -110 150 34
17 GSM 900 9.0 5 0.02 340 9 -114 290 23
18 D-AMPS 1900 7.5 5 0.03 40 11 -110 120 14
19 JDC 1500 2.0 10 0.04 60 12 -113 305 37
20 TACS 900 5.0 15 0.05 75 9 -100 300 38
21 GSM 1900 6.4 15 0.01 85 7 -104 310 31
22 NTT 800 5.0 15 0.02 90 3 -102 401 29
23 JDC 900 8.0 10 0.03 65 5 -111 259 37
24 AMPS 800 4.8 20 0.04 35 4 -119 101 40
25 D-AMPS 800 5.1 5 0.05 70 6 -115 202 19
26 GSM 1800 8.0 5 0.01 100 8 -110 380 24
27 NTT 900 3.0 5 0.02 180 13 -102 403 38
28 TACS 900 6.0 10 0.03 65 14 -108 276 28
29 ETACS 900 8.8 10 0.04 75 16 -111 230 33
30 JDC 1500 12.2 20 0.05 80 2 -119 301 12
Примечание 4: значения параметров, не заданные в таблице, принимаются типичными для заданного по варианту стандарта сотовой связи. К ним относятся: FK ; n ; 0 . Их значения необходимо взять из соответствующей литературы (например, [10]). Примечание 5: значение параметра 0.025 Эрл для всех вариантов. Примечание 6: значение параметра выбрать из диапазона 4 10 дБ по своему усмотрению.
=============================================
Лабораторная работа №1 Пример модели в системе ScicosЦель работы: Ознакомиться со средой моделирования динамических
систем Scicos. Научиться создавать простые модели, настраивать их параметры
и параметры блоков.
Задание
С помощью динамической модели в программе Scicos вычислить значения
заданной по варианту функции, построить графики зависимостей на экране
осциллографа и графопостроителя. Обеспечить вывод результата на цифровой
дисплей и в рабочую область ScicosLab.
Порядок выполнения:
1. Запустить ScicosLab.
2. Из окна программы запустить Scicos.
3. Собрать схему (как на рисунке 0.11) в соответствии с вариантом.
Обеспечить вывод результатов:
на экран осциллографа (CSCOPE);
на графопостроитель (CSCOPXY);
в рабочую область ScicosLab (TOW_c).
4. Настроить параметры блоков, входящих в состав модели в соответствии с
вариантом.
5. Настроить параметры модели в соответствии с вариантом.
6. Запустить модель на выполнение.
7. Если Scicos выдал сообщения об ошибках найти их и исправить, а затем
повторить п.6.
8. Показать преподавателю результаты моделирования.
9. Снять показания всех приёмников сигнала, сохранить их в документ Word
(.doc) для отчёта.
10.Оформить отчёт по лабораторной работе (см. раздел «Содержание отчёта»).
31
11.Сдать и защитить лабораторную работу.
Контрольные вопросы:
1. Опишите преимущества имитационного моделирования.
2. Какие существуют программы визуального моделирования?
3. В чём заключаются особенности пакета Scicos?
4. Для чего предназначено расширение Modnum Toolbox?
5. Как настроить параметры модели Scicos?
Варианты заданий:
Таблица 1.1 содержит номер варианта и соответствующие варианту параметры
модели.
Таблица 1.1 – Состав модели Simulink
0...1.5 3.5...7.8 0.01...2.9 1.4...4.96 3.06...5.6 1.0...3.43
1 0.01 10 4 26 7 19 16
2 0.02 21 28 17 22 2 9
3 0.015 15 11 1 29 25 13
4 0.03 3 20 8 12 6 27
5 0.025 24 14 30 18 23 5
=============================================
Лабораторная работа №2 Исследование аналого-цифрового преобразователяЦель работы: Изучить процессы, происходящие в АЦП. Научиться
настраивать блоки, входящие в состав АЦП. Оценить влияние параметров АЦП
(шаг дискретизации и интервал квантования) и параметров сигнала на
результаты аналого-цифрового преобразования.
Задание: Создать схему модели АЦП в соответствии с рисунком 2.14:
Настроить параметры блоков и параметры модели (рисунок 2.13) в
соответствии с вариантом задания. Задать время моделирования 100 сек.
Снять следующие зависимости:
спектральные характеристики после дискретизатора, квантователя и
сумматора с помощью анализаторов спектра (PSPECSCOPE_c);
временные характеристики сигнала с помощью осциллографов (CSCOPE,
CMSCOPE);
Изменить настройки модели (блоков) и проследить, как изменятся
спектральные и временные характеристики АЦП.
Сделать выводы по проделанной работе.
Порядок выполнения лабораторной работы:
1. Запустить ScicosLab.
2. Запустить приложение Modnum.
3. Из окна программы ScicosLab запустить Scicos (Application Scicos).
4. Собрать схему аналого-цифрового преобразователя (рисунок 2.14).
41
5. Подать на вход АЦП синусоидальный сигнал с выхода блока sinusoid
generator с частотой, заданной по варианту.
6. Обеспечить вывод результатов аналого-цифрового преобразования.
7. Настроить параметры блоков, входящих в состав модели, в соответствии с
вариантом (таблица 2.1).
8. Настроить осциллографы и анализаторы спектра для наилучшего вывода
характеристик.
9. Настроить параметры модели в соответствии с вариантом.
10. Запустить модель на выполнение.
11. Если Scicos выдал сообщения об ошибках найти их и исправить, а затем
повторить п.10.
12. Снять показания всех приёмников сигнала, настроить параметры осей и
фигур графических областей для наилучшего отображения результатов
(раздел 5.2 описания работы в Scicos/ScicosLab).
13. Сохранить результаты в документ Word (.doc) для отчёта.
14. Зафиксировать интервал квантования таким образом, чтобы получить
наилучшие характеристики из возможных. Изменить настройки
дискретизатора, точнее активирующих часов для настройки дискретизации,
в соответствии с вариантом и повторить пп.10-13.
15. Зафиксировать частоту дискретизации таким образом, чтобы получить
наилучшие характеристики из возможных. Изменить настройки
квантователя в соответствии с вариантом и повторить пп.10-13.
16. Оформить отчёт по лабораторной работе (см. раздел «Содержание отчёта»).
17. Сдать и защитить лабораторную работу.
Контрольные вопросы:
1. Охарактеризуйте блоки передающего тракта цифровой системы передачи
данных.
2. Охарактеризуйте блоки приёмного тракта цифровой системы передачи
данных.
3. Для чего нужен АЦП?
4. В чём разница между АЦП и кодером источника?
5. Что такое шум квантования?
6. Как определить частоту дискретизации?
7. Дайте пояснения к полученным значениям спектральной плотности
мощности.
Варианты заданий:Таблица 2.1 – Состав модели Xcos*
0.5 0.1 0.09 0.3 0.5 0.2
0.05 0.01 0.045 0.15 0.01 0.02
0.005 0.001 0.003 0.075 0.004 0.002
1 0.1, 0.09, 0.01 1 2 3 4 5 6
2 0.2, 0.02, 0.015 7 8 9 10 11 12
3 0.15, 0.015, 0. 0015 13 14 15 16 17 18
1 0.1, 0.03, 0.005 19 20 21 22 23 24
2 0.5, 0.07, 0.01 25 26 27 28 29 30
Лабораторная работа №3 Фазовая манипуляция QPSKЦель работы: Исследовать временные и спектральные характеристики
методов цифровой фазовой модуляции сигнала.
Задание:
В лабораторной работе необходимо получить временные и частотные
характеристики QPSK сигналов, такие как:
траектория сигнала (блок VECTORSCOPEXY_c);
глазковая диаграмма для оценки межсимвольной интерференции
(блок EYESCOPE_c);
спектр сигнала (блок PSPECSCOPE_c);
принятая информационная последовательность (блок
VECTORSCOPE_c).
Для выполнения лабораторной работы необходимо собрать схему
модулятора-демодулятора, согласно рисунку 3.17 и настроить параметры
блоков модели в соответствии с описанием (см. рисунки 3.4 – 3.15) и согласно
варианту (таблица 3.2). Настроить параметры симуляции (рисунок 3.16).
Рисунок 3.17 – Схема модулятора-демодулятора
Для получения спектральных характеристик время симуляции должно
быть не менее 1000 с. Далее необходимо запустить симуляцию командой
Simulate Run, получить заданные характеристики и интерпретировать
результаты.
Порядок выполнения:
1. Запустить ScicosLab.
2. Запустить приложение Modnum.
3. Из окна программы ScicosLab запустить Scicos.
4. Собрать схему (рисунок 3.17). Обеспечить вывод результатов
регистрирующими устройствами.
5. Настроить параметры блоков, входящих в состав модели в соответствии с
вариантом (таблица 3.2).
6. Запустить модель на выполнение.
7. Если Scicos выдал сообщения об ошибках найти их и исправить, а затем
повторить п.6.
8. Снять показания всех приёмников сигнала.
57
9. Настроить параметры графических областей осциллографов для
наилучшего отображения результатов (раздел 5.2 описания работы в
Scicos/ScicosLab).
10. Сохранить графические результаты в документ Word (.doc, .docx) для
отчёта.
11. Изменить значение SNR в соответствии с вариантом и повторить пп.6-10.
12. Оформить отчёт по лабораторной работе (см. раздел «Содержание отчёта»).
13. Сдать и защитить лабораторную работу.
Контрольные вопросы:
1. Для чего применяется модуляция?
2. Чем отличаются методы аналоговой и цифровой модуляции?
3. Какие методы фазовой манипуляции вы знаете?
4. Как раскрывается аббревиатура QPSK?
5. Охарактеризуйте различия в спектральных характеристиках частотных и
фазовых методов манипуляции.
6. В чём заключаются преимущества QPSK (если они есть)?
7. Из каких блоков состоит квадратурный модулятор?
8. Что такое символьная скорость передачи?
Варианты заданий:Таблица 3.2 – Параметры блоков модели QPSK*
SNR
Ns
1
30
100
5
20
60
-2
0
20
-1
1
100
0
10
30
-5
5
40
32 1 6 11 16 21 26
48 2 7 12 17 22 27
64 3 8 13 18 23 28
128 4 9 14 19 24 29
156 5 10 15 20 25 30