2 η Εργαστηριακή Άσκηση Simulink

Transcript

1 2 η Εργαστηριακή Άσκηση Simulink Εξισωτές ZF και MMSE ΠΜΣ Προηγμένα Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα και Δίκτυα Μάθημα Μοντελοποίηση, Ταυτοποίηση, Εξίσωση Τηλεπικοινωνιακών Διαύλων Διδάσκων: Νικόλαος Σαγιάς 0

2 Εισαγωγικά Κάντε τις παρακάτω ενέργειες: Εξισωτές ZF και MMSE File à Open à Όνομα αρχείο 1 ης εργαστηριακής άσκησης. File à Save As à «νέο όνομα αρχείου» Simulation à Model Configuration Parameters à Solver à discrete (no continuous states) Διάρκεια προσομοίωσης = 0.1 Simulink Library Browser Να χρησιμοποιήσετε το αρχείο Simulink από την 1 η εργαστηριακή άσκηση. Εισάγεται τα παρακάτω μπλοκ και ρυθμίστε τις παραμέτρους τους: Υποσύστημα: Simulink à Ports & Subsystems à Subsystem Μετονομάστε το μπλοκ σε «Equalizer» και κάντε σε αυτό διπλό κλικ. Πολλαπλασιαστής: Simulink à Math Operations à Product Αθροιστής: Simulink à Math Operations à Add Σταθερά: Simulink à Sources à Constant Είσοδοι Αθροιστή (9+) Όνομα Σταθεράς Καθυστέρηση: Simulink à DSP System Toolbox à Signal Operations à Delay Καθυστέρηση: 32 δείγματα Συνολικά πρέπει να εισάγεται εννέα (9) πολλαπλασιαστές, οκτώ (8) καθυστερήσεις και εννέα (9) σταθερές, οι οποίες θα έχουν παραμέτρους w(1) w(9). Το κύκλωμα του εξισωτή θα είναι όπως το παρακάτω: 1

3 Έξοδος Είσοδος 2

4 Προσομοίωση Με τα παραπάνω στοιχεία υλοποιείστε το εξής κύκλωμα: Εξισωτής ZF Αρχικά δώστε την τιμή μηδέν (0) σε όλα τα σταθερά βάρη του εξισωτή εκτός του πέμπτου μέσω των εντολών w = zeros(1,9); w(5) = 1; και τρέξτε την προσομοίωση. Τι βλέπετε ως έξοδο στον παλμογράφο; Στη συνέχεια ρυθμίζουμε τα βάρη του εξισωτή σύμφωνα με τη παρακάτω διαδικασία. ss = sig(:); s = ss(1:32:end); plot(s, o ) axis([ ]) % Δειγματοληψία του σήματος λήψης % σύμφωνα με το ρυθμό μετάδοσης συμβόλων % Γραφική απεικόνιση του s % Εμφάνιση των 20 πρώτων δειγμάτων Από το σχήμα για το διάνυσμα s πρέπει να βρείτε τη θέση, n, της μέγιστης τιμής των δειγμάτων του, η οποία θα αντιστοιχεί στο στοιχείο (1,1) του πίνακα Toeplitz R. Στη συνέχεια εκτελείτε τις εξής εντολές: R = toeplitz([s(n:n+8)], [s(n:-1:n-8)]) p = zeros(9,1); p(5) = 1; w = inv(r) * p % Τα βάρη του εξισωτή ZF 3

5 Αφού έχετε προσδιορίσει τα βάρη w του εξισωτή εξαναγκασμού σε μηδενισμό, τρέξτε εκ νέου την προσομοίωση και απαντήστε στα παρακάτω ερωτήματα: 1. Είναι η ισοστάθμιση πλήρης; Αν όχι δώστε σχετική εξήγηση. 2. Πότε είναι η βέλτιστη στιγμή για δειγματοληψία και τι τιμές θα προκύπτουν στην περίπτωση διαδοχικών τυχαίων θετικών και αρνητικών παλμών μετάδοσης; Να θέσετε το χρόνο δείγματος (sample time) του «Discrete Impulse» σε Υλοποιήστε το παρακάτω κύκλωμα και τρέξετε την προσομοίωση: 3. Τι δείχνουν οι δύο αναλυτές φάσματος; 4. Συγκρίνετε τα δύο φάσματα από -1 khz έως +1 khz. Τι συμπέρασμα βγάζετε; 4

6 Εξισωτής MMSE Αρχικά δώστε την τιμή μηδέν (0) σε όλα τα σταθερά βάρη του εξισωτή μέσω της εντολής w = zeros(1,9); και τρέξτε την προσομοίωση. Στη συνέχεια ρυθμίζουμε τα βάρη του εξισωτή σύμφωνα με τη παρακάτω διαδικασία. ss = sig(:); s = ss(1:32:end); plot(s, o ) axis([ ]) % Δειγματοληψία του σήματος λήψης % σύμφωνα με το ρυθμό μετάδοσης συμβόλων % Γραφική απεικόνιση του s % Εμφάνιση των 20 πρώτων δειγμάτων Από το σχήμα για το διάνυσμα s πρέπει να βρείτε τη θέση, n, της μέγιστης τιμής των δειγμάτων του. Στη συνέχεια εκτελείτε τις εξής εντολές: R = toeplitz([sum(s(n-1:n+1).^2) s(n-1)*s(n)+s(n)*s(n+1) s(n-1)*s(n+1) zeros(1,6) ]) p = zeros(9,1); p(4:6) = s(n+1:-1:n-1); w = inv(r) * p % Τα βάρη του εξισωτή MMSE Αφού τρέξετε την προσομοίωση, να απαντήσετε στα παρακάτω ερωτήματα: 5. Είναι η ισοστάθμιση πλήρης; Αν όχι δώστε σχετική εξήγηση. 6. Πότε είναι η βέλτιστη στιγμή για δειγματοληψία και τι τιμές θα προκύπτουν στην περίπτωση διαδοχικών τυχαίων θετικών και αρνητικών παλμών μετάδοσης; 5

7 Να υλοποιήσετε το παρακάτω κύκλωμα και να τρέξετε την προσομοίωση: 6