Структура примера

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

Определения переменных рабочей области MATLAB ®

Когда модель впервые загружена, она создает переменное Рабочее пространство MATLAB prmATSC. Эта структурная переменная содержит поля, которые определяют параметры блоков в модели. Эта переменная очищается, когда модель закрыта.

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 данных

Транспортный пакет MPEG-2 является случайным образом сгенерированным 188-байтовым вектором с первым байтом, замененным байтом синхронизации 0x47 (Hexadecimal).

Обработка основной полосы частот передатчика

Эта подсистема соответствует разделу 6.4.1.1 в [1]. Байт MPEG-2 синхронизации не должен быть рандомизирован и закодирован, и, следовательно, выбрасывается перед операцией XOR. Псевдослучайная последовательность 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 Data Field Sync не моделируется.

Эта подсистема соответствует разделу 6.4.1.2 в [1]. Блок (207, 187) Integer-Input RS Энкодера добавляет 20 байтов четности к входу пакету и формирует выход 207 байтов на кадр. Это позволяет исправить до 10 ошибочных байтов на транспортный пакет соответствующим блоком Integer-Output RS Decoder в приемнике.

Эта подсистема соответствует разделу 6.4.1.3 в [1]. Блок Сверточный Перемежитель перемежает байты из 52 Сегментов Данных (Интерсегмент), что составляет одну шестую часть (1/6) Поля Данных. Передатчик синхронизирует перемежитель с первым байтом данных каждого поля данных.

Эта подсистема вместе с последующим блоком M-PAM Modulator Baseband соответствует разделу 6.4.1.4 в [1]. Он создает последовательные 3-битные выходы из параллельных байтов путем подачи каждые два бита каждого байта данных через один из 12 блоков Сверточного Энкодера с двумя третями (2/3) скорости. Каждый байт создает четыре 3-битных выходов, и реализация обрабатывает каждые 12 байтов как группу. Блок управляет тем, какой сверточный энкодер обрабатывает два бита в группе. Полное преобразование параллельных байтов в последовательные биты требует четырех сегментов данных, т.е. 828 байтов данных, чтобы получить 3312 3-битовых выходов от 12 энкодеров, и каждый энкодер обрабатывает 69 байтов данных. Для каждого поля данных требуется 312/4 = 78 операций преобразования.

Блок M-PAM Modulator Baseband соответствует фрагменту отображения символов на фигуре 6.8 в [1]. Он преобразует 3-битные целочисленные входы в символы на 8-уровневом одномерном вещественном созвездии со значениями [-7 -5 -3 -1 1 3 5 7].

Канал AWGN

Блок AWGN Channel использует Signal to noise ratio (Es/No) режим. Степень сигнала и период символа были вычислены и сохранены в переменной рабочей области prmATSC. Значение Es/No устанавливается равным 10 дБ, что приводит к вероятности байтовой ошибки приблизительно 0,0039.

Обработка основной полосы частот приемника

Блок M-PAM Demodulator Baseband преобразует принятые символы основной полосы 8-PAM созвездия в 3-битные целочисленные выходы. Блок имеет те же настройки созвездия, что и вышестоящий блок M-PAM Modulator Baseband.

Эта подсистема преобразует последовательные 3-битные входы в параллельные байты путем подачи каждого входа через один из 12 блоков декодера Viterbi 2/3 скорости. Затем подсистема объединяет декодированные биты в байты. Обратный перемежитель обрабатывает каждые 48 входов, соответствующих 12 байтам, как группу и вводит одну группу (48 входов) задержки перед выполнением декодирования Viterbi. Тот же блок управления, что и в Trellis Interleaver подсистема используется для выбора блока Viterbi Decoder, который обрабатывает входные параметры в группе. Обратите внимание, что Trellis Interleaver и Trellis Deinterleaver подсистемы вместе вводят в систему 207 + 48 = 255 байт задержки (из блоков Buffer). Итак, Trellis Deinterleaver выход подсистемы задерживается на 159 байт для выравнивания системы координат, и первые две системы координат, принятые дочерней подсистемой, должны быть проигнорированы. Чтобы уведомить последующую подсистему об этой задержке системы координат, Trellis Deinterleaver подсистема создает допустимый флаг системы координат и передает его в нисходящем направлении.

Блок Convolutional Deinterleaver соответствует блоку Convolutional Interleaver в передатчике, и оба блока имеют одинаковое строение. Обратите внимание, что блоки Convolutional Interleaver и Convolutional Deinterleaver вместе вводят в систему 10608 байт задержки. В результате подсистема задерживает вывод блока Convolutional Deinterleaver на 156 байт для выравнивания пакета, и первые 52 пакета, принятые дочерней подсистемой, должны быть проигнорированы. Чтобы уведомить последующую подсистему об этой задержке пакета, Convolutional Deinterleaver подсистема создает допустимый флаг пакета и передает его в нисходящем направлении.

Блок RS-декодера целого числа соответствует блоку RS- Энкодера целого числа в передатчике, и оба блока имеют одинаковые строения. Блок имеет второй выходной порт, чтобы указать количество байтов, которые были исправлены для обработанного пакета.

Эта подсистема соответствует Randomizer подсистема на передатчике. Блок, который генерирует псевдослучайную последовательность байтов, аналогичен блоку в Randomizer подсистема. Байт MPEG-2 синхронизации вставляется в каждый пакет после дерандомизации, чтобы сформировать MPEG-2 транспортный пакет.

Результаты и отображения

Блок Вычисления Частоты Ошибок измеряет частоту ошибок системного байта путем сравнения переданных и декодированных MPEG-2 Транспортных данных. Обратите внимание, что система имеет 54 пакета, то есть 10152 байта, общей задержки, которая задает Receive delay параметр блока.

Чтобы изучить эффективность системы, используйте включенные блоки визуализации, как указано ниже:

Дальнейшие исследования

После загрузки модели можно задать другое отношение сигнал/шум (ОСШ) путем изменения EsNo значение поля prmATSC переменная рабочей области и наблюдать производительность системы. Следующие компоненты не моделируются в системе, но можно попытаться включить их:

Избранная библиография