1.5. Соединение блоков

• Соедините блоки модели согласно ее схеме. В нашем случае нужно соединить выход Генератора синусоидального сигнала со входом Осциллографа. Для этого щелкните мышкой в точке выхода блока Sine Wave и тяните соединение до входа блока Scope. Отпустите кнопку мышки. Блоки соединены. Для удобства соединения блоков старайтесь, если это возможно, располагать входы и выходы соединяемых блоков (терминалы) на одном уровне. Тогда соединения будут выполняться прямыми линиями.

Рис 1.6. Созданная модель

1.6. Установка параметров блоков

• Чтобы установить параметры Генератора синусоидального сигнала дважды щелкните на изображении блока Sine Wave. Откроется диалоговое окно, в котором нужно задать требуемые параметры синусоидального сигнала:

Рис. 1.7 Окно установки параметров Генератора синусоидального сигнала

Установите следующие значения параметров:

• Амплитуда (Amplitude) > 5.

• Частота Гц (Frequency Hz) > 30.

• Число отсчетов (Samples per frame) > 100.

• Нажмите OK.

• Чтобы установить параметры Осциллографа дважды щелкните на изображении блока Vector Scope. В окне настроек выберите тип входных данных Time Domain (задано по умолчанию, но можно проверить).

1.7 Запуск на моделирование

• Запустите модель, выбрав в меню Simulation пункт Start (или нажав на кнопку ►). Получим следующую картинку:

Рис. 1.7 Гармоническое колебание с частотой 30 Гц на экране виртуального осциллографа Simulink

Таким образом, мы рассморели простейший пример - моделирование в Simulink устройств формирования и отображения сигналов. Для решения таких простейших задач достаточно возможностей основной библиотеки Simulink. При моделировании же специализированных задач в различных предметных областях гораздо удобнее пользоваться специализированными библиотеками Simulink. Так, для решения задач, связанных с передачей информации по каналам связи можно пользоваться библиотекой Communications Blockset, в которой Вы сможете найти практически все основные элементы моделей систем связи.

2. Использование библиотеки Communications Blockset для моделирования каналов связи с помехами

Для моделированя задач, связанных с передачей информации в Simulink есть специальная библиотека Communications Blockset. В разделе Channels (Каналы) библиотеки Communications Blockset имеется набор моделей каналов с помехами, в том числе - AWGN Channel block (блок Канала связи с нормальным белым шумом). Используя этот блок можно быстро создать модель канала связи с шумами. Проверьте свои силы.

Рис. 2.1 Модель канала связи с нормальным белым шумом (AWGN)

Рис. 2.2 Сигнал на выходе канала связи с нормальным белым шумом (AWGN)

2.1 Модель двоичного канала связи с ошибками

Выше мы рассмотрели простейшую модель канала с помехами – модель AWGN (помеха типа аддитивного нормального белого шума). Такая модель обычно используется при решении задач приема непрерывных сигналов и их обработки (в нашем случае это был синусоидальный сигнал). При решении же задач передачи и приема двоичных данных (типа 0 и 1) чаще используют другие модели, как источников, так и каналов с помехами. На приведенном ниже рисунке приведена простейшая модель системы передачи двоичных данных по каналу с ошибками, содержащая основные элементы реальной системы - источник двоичных данных, канал связи с ошибками, средства отображения принимаемых данных, а также средства обнаружения и подсчета ошибок, возникших в канале связи. В этой модели процедуры модуляции/демодуляции и внесения ошибок в принимаемые данные уже включены в модель канала связи.

Рис. 2.3. Модель системы передачи двоичных данных по каналу с ошибками

В модель входят следующие элементы:

• Источник двоичных данных - блок Bernoulli Binary Generator, генерирующий случайную двоичную последовательность (библиотека Comm Sources, раздел Data Sources).

• Канал связи с ошибками - блок Binary Symmetric Channel (Двоичный симметричный канал, раздел Channels). Блок вносит в передаваемые данные ошибки, заменяя случайным образом 0 на 1 и наоборот. При этом, вероятность ошибок можно изменять, задавая параметр Error probability в диалоговом окне установок блока.

• Устройство подсчета ошибок, возникающих в канале связи – блок Error Rate Calculation (библиотека Comm Sinks). Блок имеет два входных порта – для передаваемых данных (без ошибок) - Tx, и для принимаемых данных (с ошибками) - Rx. Выходными данными блока являются три величины – вероятность ошибок (Bit error rate – BER), количество ошибок (Number of errors), и общее количество переданных бит (Total number of bits).

• Дисплей, отображающий эти величины – блок Display (находится в разделе Sinks общей библиотеки Simulink).

• Осциллограф – Scope, для отображения передаваемых данных, принятых данных и ошибок в двоичном канале связи.

• Создайте новую модель согласно Рис. 2.3.

• Установите параметры модели:

Вероятность ошибки в канале связи - Error probability > 0.01

Параметр Output data > To Port

Параметр Initial seed в блоках Bernoulli Binary Generator и Binary Symmetric Channel устанавливает начальное значение генератора случайных чисел. Изменяя этоти параметры от опыта к опыту можно получать разные реализации случайных двоичных данных и ошибок с примерно одинаковыми статистическими характеристиками.

• Запустите модель, нажав на кнопку ►.

• Повторите опыт 3-5 раз при различных значениях параметров Initial seed в блоках Bernoulli Binary Generator и Binary Symmetric Channel. Объясните полученные результаты.

• Задайте вероятность ошибки в канале связи - Error probability (Pош) > 0.05. Повторите моделирование.

• Убедитесь в совпадении заданной вероятности ошибок в канале связи - Error probability, и величины вероятности ошибок, отображаемой на дисплее.

• Сохраните изображения с экрана виртуального осциллографа – Scope при различных значениях Initial seed и Error probability.