Структура примера

Модель состоит из генерации транспортного пакета MPEG-2, обработки основной полосы частот передатчика, канала AWGN, обработки основной полосы частот приемника и вычисления частоты ошибок. В следующих разделах подробно описывается каждый подкомпонент.

Определения переменных рабочей области MATLAB ®

При первой загрузке модели создается переменная рабочей области MATLAB prmATSC. Эта структурная переменная содержит поля, определяющие параметры блока в модели. Эта переменная очищается при закрытии модели.

prmATSC = 

  struct with fields:

          MPEG2PacketLen: 188
           RSCodewordLen: 207
             BitsPerByte: 8
           BitsPerNibble: 2
          NibblesPerByte: 4
         NibblesPerGroup: 48
       NibblesPerSegment: 828
        SegmentsPerField: 313
         RSPrimitivePoly: [1 0 0 0 1 1 1 0 1]
         RSGeneratorPoly: [1x21 double]
      IntlvrNumShiftRegs: 52
      IntlvrShiftRegStep: 4
      DeintlvrAlignDelay: 156
        DeintlvrPktDelay: 52
        NumTrellisCoders: 12
          TraceBackDepth: 8
    TrellisDecAlignDelay: 159
      TrellisDecPktDelay: 2
              SymbolRate: 1.0762e+07
                MPEG2BPS: 1.9393e+07
            MPEG2PktRate: 1.2894e+04
       ChannelSampleTime: 9.3666e-08
             PAMSigPower: 4.5826
                    EsNo: 10

MPEG-2 Источник данных

MPEG-2 Транспортный Пакет - это случайно сгенерированный 188-байтовый вектор, первый байт которого заменен на байт синхронизации 0x47 (шестнадцатеричный).

Обработка основной полосы частот передатчика

Данная подсистема соответствует разделу 6.4.1.1 в [1]. Байт синхронизации MPEG-2 не должен быть рандомизирован и закодирован и, следовательно, выбрасывается перед операцией исключающее ИЛИ. Последовательность псевдослучайных байтов, которая скремблирует байты входных данных, повторно инициализируется в начале каждого поля данных. В этой модели каждое поле данных состоит из 312 сегментов данных, поскольку сегмент синхронизации полей данных не моделируется.

Данная подсистема соответствует разделу 6.4.1.2 в [1]. Блок (207, 187) целочисленного входного RS-кодера добавляет 20 байт четности во входной пакет и выдает выходной сигнал 207 байт на кадр. Это позволяет корректировать до 10 ошибочных байтов на транспортный пакет соответствующим блоком RS-декодера с целочисленным выходом в приемнике.

Данная подсистема соответствует разделу 6.4.1.3 в [1]. Блок сверточного перемежителя перемежает байты из 52 сегментов данных (межсегментных), что составляет одну шестую (1/6) поля данных. Передатчик синхронизирует перемежитель с первым байтом данных каждого поля данных.

Эта подсистема вместе с последующим блоком основной полосы M-PAM-модулятора соответствует разделу 6.4.1.4 в [1]. Он создает последовательные 3-битовые выходы из параллельных байтов, подавая каждые два бита каждого байта данных через один из 12 блоков сверточного кодера со скоростью 2/3. Каждый байт выдает четыре 3-битных выхода, и реализация выполняется каждые 12 байт в виде группы. Блок управляет тем, какой сверточный кодер обрабатывает какие два бита в группе. Полное преобразование параллельных байтов в последовательные биты требует четырех сегментов данных, то есть 828 байтов данных, для получения 3312 3-разрядных выходных сигналов от 12 кодеров, и каждый кодер обрабатывает 69 байтов данных. Для каждого поля данных требуется 312/4 = 78 операций преобразования.

Блок основной полосы частот модулятора M-PAM соответствует части отображения символов на рис. 6.8 на [1]. Он отображает 3-разрядные целочисленные входные данные на символы 8-уровневой одномерной вещественной совокупности со значениями [-7 -5 -3 -1 1 3 5 7].

Канал AWGN

Блок канала AWGN использует Signal to noise ratio (Es/No) режим. Мощность сигнала и период символа были рассчитаны и сохранены в переменной рабочего пространства prmATSC. Значение Es/No устанавливается равным 10 дБ, что приводит к частоте байтовых ошибок приблизительно 0,0039.

Обработка основной полосы частот получателя

Блок M-PAM демодулятора основной полосы частот преобразует принятые символы совокупности 8-PAM основной полосы частот в 3-битовые целочисленные выходные сигналы. Блок имеет те же настройки совокупности, что и основной блок модулятора M-PAM в восходящем направлении.

Эта подсистема преобразует последовательные 3-битные входы в параллельные байты, подавая каждый вход через один из 12 блоков декодера Витерби с двумя третями (2/3) скорости. Затем подсистема объединяет декодированные биты в байты. Обращенный перемежитель обрабатывает каждые 48 входов, соответствующих 12 байтам как группе, и вводит одну группу (48 входов) задержки перед выполнением декодирования Витерби. Тот же блок управления, что и в Trellis Interleaver используется для выбора того, какой блок декодера Витерби обрабатывает входные данные в группе. Обратите внимание, что Trellis Interleaver и Trellis Deinterleaver подсистемы вместе вводят в систему 207 + 48 = 255 байт задержки (из буферных блоков). Итак, Trellis Deinterleaver выход подсистемы задерживается на 159 байт для выравнивания кадров, и первые два кадра, принятые подсистемой нисходящего направления, должны игнорироваться. Для уведомления последующей подсистемы об этой задержке кадра, Trellis Deinterleaver подсистема создает флаг допустимости кадра и передает его в нисходящем направлении.

Блок сверточного обращенного перемежителя соответствует блоку сверточного перемежителя в передатчике, и оба блока имеют одинаковую конфигурацию. Следует отметить, что блоки сверточного перемежителя и сверточного обращенного перемежителя вместе вводят в систему 10608 байт задержки. В результате подсистема задерживает вывод блока сверточного обращенного перемежителя на 156 байт для выравнивания пакетов, и первые 52 пакета, принятые подсистемой нисходящего направления, должны быть проигнорированы. Для уведомления последующей подсистемы об этой задержке пакета, Convolutional Deinterleaver подсистема создает флаг действительности пакета и передает его в нисходящем направлении.

Блок RS-декодера с целочисленным выходом соответствует блоку RS-кодера с целочисленным входом в передатчике, и оба блока имеют одинаковую конфигурацию. Блок имеет второй выходной порт для указания количества байтов, которые были скорректированы для обработанного пакета.

Эта подсистема соответствует Randomizer подсистема на передатчике. Блок, генерирующий псевдослучайную последовательность байтов, совпадает с блоком в Randomizer подсистема. Байт синхронизации MPEG-2 вставляется в каждый пакет после деандомизации для формирования MPEG-2 транспортного пакета.

Результаты и отображение

Блок вычисления частоты ошибок измеряет частоту ошибок в байтах системы путем сравнения переданных и декодированных MPEG-2 транспортных пакетных данных. Следует отметить, что система имеет 54 пакета, т.е. 10152 байта, общей задержки, которая определяет Receive delay параметр блока.

Чтобы проверить производительность системы, используйте включенные блоки визуализации, как указано ниже:

Дальнейшие исследования

После загрузки модели можно установить другое отношение сигнал/шум (SNR), изменив EsNo значение поля prmATSC переменная рабочей области и наблюдайте за производительностью системы. Следующие компоненты не моделируются в системе, но их можно попытаться включить:

Избранная библиография