модель.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Методичка

Дисциплина: Программирование

Добавлена: 19.10.2018

Просмотров: 501

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

22


Тема: Модель сети VNET в Matlab



Задание к курсовому проекту

1.Разработать модель сети VNET в Matlab

2. Описать модель (каждый блок)





Пример оформления:

2 Разработка имитационной модели


2.1 Архитектура системы DVB-T2 сети VNET



В данной главе представлены архитектура системы и реализация в модели алгоритмов, описанных в стандарте.

Общая модель системы DVB-T2 представлена на рисунке 10. Вход(ы) системы может быть одним или несколькими транспортными потоками MPEG-2 и/или одним или несколькими общими потоками. Входной препроцессор, который не является частью системы DVB-T2, может включать в себя сплиттер сервисов или демультиплексор транспортных потоков (TS) для разделения сервисов на входы системы DVB-T2, которые являются одним или несколькими логическими потоками данных. После чего эти потоки переносятся в отдельных каналах физического уровня (PLP).

Выход системы — это, как правило, один сигнал для передачи по одному RF каналу. Опционально, система может создать второй набор выходных сигналов, которые должны быть переданы на второй набор антенн в так называемом режиме передачи MISO (Multiple Input, Single Output - несколько входов — один выход).



Рисунок 10 - Высокоуровневая блок-схема .системы DVB-T2


В целом, общая схема обработки сигналов в системе DVB-T2 существенно усложняется (рисунок 11).

В стандарте различаются три основных типа потоков - траспортный поток (Transport Stream - TS), обобщенный инкапсулированный поток (Generic Encapsulated Stream - GSE) и обобщенный непрерывный поток (Generic Continuous Stream - GCS). Каждый поток представляет собой последовательность пользовательских пакетов (UP - User Packet. Транспортный поток - это последовательность пакетов фиксированной длины (пакеты MPEG-2, 188 байт, первый бит - всегда синхробайт со значением Поток GSE характеризуется пакетами переменной или фиксированной длины, которая указывается в заголовках этих пакетов. Поток GCS представляет собой непрерывный поток битов. Реально - это или последовательность пакетов без указания их длины, или пакеты максимально возможной длины 64 Кбит.



Рисунок 11 - Схема обработки информации (передающая сторона) в системе DVB-T2


Пакеты каждого магистрального потока объединяются в потоковые (Baseband) кадры (BB-кадры) - отдельно для каждого потока (рисунок 12). ВВ-кадр содержит ВВ-заголовок (80 бит), поле данных и поле выравнивания. В последнем можно передавать данные внутриканальной сигнализации. В заголовке пакета содержится информация о типе транспортного потока, размере пользовательского пакета (при необходимости) и всего поля данных, наличии режимов удаления пустых пакетов и дополнительных синхропакетов, используется постоянная/переменная модуляция и т.п. Размер поля данных и выравнивающего поля определяется параметрами сверточного кодера ( в сумме не более 53770 бит). В телевизионных потоках зачастую используются пустые пакеты (для выравнивания скорости потока), разного рода задержки и т.п. для сохранения постоянной скорости потока. Поэтому в DVB-T2 предусмотрены средства удаления этой избыточной информации, но с возможностью ее восстановления на приемном конце. Кроме того, опционально предусмотрен и механизм сверточного кодирования CRC-8 на уровне пользовательских пакетов.



Рисунок 12 - Структура потоковых данных


Сформированный ВВ-кадр скремблируется (рандомизируется путем перемножения на псевдослучайную последовательность) и подвергается корректирующему кодированию. В качестве корректирующего кода используется каскадный код. В качестве внешнего кода в нем применен блоковый кодер БЧХ. В качестве внутреннего - LDPC. В зависимости от скорости кодирования LDPC, размер входного блока данных для БЧХ-кодера может различаться, однако выходной размер кодового слова после LDPC всегда составляет 64800 бит.

Перед модуляцией кодовые слова подвергаются побитному перемежению и распределяются по модуляционным символам (рисунок 11).

После формирования модуляционных символов происходит их перемежение в пределах кодового слова.

Все рассмотренные до сих пор процедуры выполняются параллельно для отдельных магистральных потоков. В результате для каждого PLP формируется последовательность модуляционных символов. Из них необходимо сформировать OFDM-символы.

Распределением потоков по кадрам занимается специальный диспетчер еще на стадии формирования ВВ-кадров. Уже тогда, задолго до формирования OFDM-символов, создается сигнальная информация.

Блок режима MISO (multiple input single output — много входов, один выход) введён для одночастотных сетей.

В блоке вставка пилот-сигналов добавляются три класса пилот-сигналов: постоянные (с фиксированным положением), рассеянные (циклически движущееся положение) или краевые (граничное положение). Есть 8 различных конфигураций для рассеянного пилот-сигнала (PP1 … PP8). Кроме того, ряд фиктивных поднесущих не модулировано и зарезервировано, чтобы уменьшить динамический диапазон выходного сигнала DVB-T2 (это уменьшает нелинейные искажения в усилителях мощности во время передачи).

Обратное дискретное преобразование Фурье (ОДПФ): классическое ОДПФ используется для перехода из частотной области во временную область, смещая положение поднесущих относительно средней несущей частоты. Доступно от 1k (1024) до 32k (32768) поднесущих. Существует также расширенный режим, который позволяет заполнить дополнительные данные в доступной полосе пропускания, используя больше активных поднесущих и сокращая количество нулевых поднесущих защитного диапазона.

Добавление защитного интервала: циклический префикс вставляется перед символом ОДПФ, чтобы выделить сигнал при наличии эхо-сигналов в канале передачи. Допускаются интервалы длиной от 1/128 до 1/4 от длины ОДПФ .

Добавление символа P1: символом P1 является отдельно созданным символом 1k OFDM, всегда вставляется в заголовке кадра. Она передает несколько бит информации (распространение, скремблирование и DBPSK модуляцией), служит для синхронизации (по времени и по частоте) и идентификации потока на приёмной стороне.

Цифро-аналоговое преобразование (ЦАП) : отсчёты DVB-T2 преобразуется в аналоговый комплексный BB-сигнал (I и Q). Частота дискретизации зависит от пропускной способности выделенной полосы частот. Например, при ширине канала 8 МГц, интервал дискретизации комплексных отсчётов 7/64 мкс.



2.2 Схема исследования характеристик и параметров ЦНТВ


Общая структурная модель для проведения исследований системы ЦНТВ представлена на рисунке 13.



Рисунок 13 - Модель ЦНТВ с измерителем вероятности ошибок


Для проведения исследований в среде моделирования Matlab была собрана имитационная модель с применением пакета SIMULINK для DVB-T2. Моделирование проводилось для всех режимов передачи (типов модуляции и кодовых скоростей). Исследование характеристик DVB-T2 в данной работе проводятся с гауссовым каналом передачи данных. Модель представлена на рисунке 8.

Система Matlab была выбрана, потому что библиотеки этой среды содержат полный набор инструментальных средств для поддержки проектирования и моделирования системы.









2.3 Описание блоков имитационной модели


2.3.1 Генерация данных (Packet Sourse на рисунке 14). Как следует из названия, этот блок будет отвечать за создание данных для системы DVB-T2, которые позже отправляются по каналу передачи.

В качестве генератора данных используется Бернулли генератор - это генератор двоичных чисел «0» и «1», имеющих распределение Бернулли. Система работает с двоичным типом данных.

Затем передаваемые данные пакетируются в BB-кадры, заголовок которых содержит информацию о характере данных.

В описании стандарта (EN 302 755) блок генерации данных выглядит следующим образом (рисунок 15).