پروژه کامل شبیه سازی یک خط ارسال ودریافت مخابراتی و با کانال رایلی و رایس با سیمولینک مطلب

عنوان پروژه:

به کمک امکانات simulink یک خط ارسال و دریافت مخابراتی با کانال فیدینگ ریلی و رایس و نویز گوسی سفید ببندید و احتمال خطای مدولاسیون های مختلف را در کانال فیدینگ با شرایط مختلف استخراج و با کانال AWGN مقایسه نمایید.

PDF های پروژه:

این پروژه شامل 2 فایل pdf است که یکی شامل توضیح پروژه و نتایج شبیه سازی می باشد که این فایل 28 صفحه است و فایل pdf دیگر شامل m فایل هایی است که بوسیله آن می توان PDP های داده شده در مقاله اصلی   channel pdp  را در سه حالت شخصی که با موبایل در حالت پیاده روی با سرعت 3 کیلومتردرساعت و 10 کیلومتر درساعت ودیگری شخصی که در اتوموبیل باسرعت 30 و 120 کیلومتر درساعت در حال رانندگی می باشد را ترسیم نمود. این فایل هم 5 صفحه می باشد .

سورس پروژه شبیه سازی :

 فایل سورس پروژه شبیه سازی شامل 2 پوشه است که یکی مربوط به پروژه پیرنده فرستنده با کانال رایلی و دیگری با کانال رایس می باشد. و در داخل هر پوشه باز دو پوشه دیگر می باشد که یکی از فایلها پروژه گیرنده و فرستنده و نحوه احتمال خطا می باشد که البته برای جلوگیری از اتلاف وقت در شبیه سازی 3 نمونه یکسان از یک مدل در سیمولینک قرار داده ایم ولی سرعت های ارسال داده آنها باهم متفاوت می باشند.

پوشه دوم شامل پروژه شبیه سازی و محاسبه احتمال خطا به همراه نمودار پراکندگی در هر حالت می باشد.   

مقدمه :

ابتدا یک فایل سیمولینک از منوی فایل matlab گزینه new و بعد model را انتخاب نمایید تا یک پروژه جدید سیمولینک بدون نام ایجاد شود. در پروژه سیمولینک ایجاد شده منوی view گزینه library browser را انتخاب نموده تا کتابخانه سیمولیک library Simulink browser باز شود. در این کتابخانه انواع بلوکها از تمامی رشته ها و گرایشها موجود می باشد که دراین پروژه از بلوک communications blockset استفاده شده است .

در ابتدای کار با شبیه سازی مطلب بهتر است که ابتدا بلوک هایی که از آنها می خواهیم استفاده کنیم به طرز کامل شناسایی کنیم و پارامترهای آن را در بیاوریم چون مهمترین بخش شبیه سازی کار با بلوک ها می باشد .

ابتدا به یک منبع مولد تولید رشته بیت نیاز داریم که ما در این پروژه از بلوک منبع برنولی باینری استفاده کرده ایم .

بلوک مولد رشته بیت :

در شبیه سازی ما به جای منبع از این بلوک استفاده می کنیم . مادراینجا از بلوک تولید رشته برنولی باینری sourceاستفاده کرده ایم

بعد منبع مورد نظر را با drog & drop (گرفتن آن و رها کردن در پروژه ) به پروژه اضافه می نماییم و یا با کلیک راست کردن روی منبه مورد نظر و انتخاب گزینه untitle add to نام پروژه ایجاده شده این منبع را به پروژه اضافه نمود. بقیه قطعات را هم به همین ترتیب به پروژه می توان اضافه نمود.

برای ورود به منوی هر قطعه در محیط سیمولینک روی آن دابل کلیک نمایید .

بلوک کانال فیدینگ ریلی چند مسیره یک شبیه سازی باند پایه از یک فیدینگ ریلی چندمسیره انتشارکانال راانجام می دهد. شما می توانید از این بلوک برای مدل سازی سیستم مخابرات سیار استفاده نمایید.این بلوک فقط سیگنالهای برپایه پوش مختلط frame-based complexرا درورودی می پذیرد. برای کارکردن با ورودی های برپایه نمونه sample-based استفاده می کنیم ازبلوک Frame conversion از Signal Processing blocksetو سیگنال را اصلاح می نماییم .بلوک زمان نمونه برداری را از سیگنال ورودی به ارث می برد(می گیرد).سیگنال ورودی باید یک زمان نموه گیری گسسته بزرگتراز صفر داشته باشد.حرکت نسبی میان گیرنده و فرستنده باعث شیفت داپلر در فرکانس سیگنال می شود. شما می توانید طیف داپلر فرآیند ریلی را با استفاده از پارامتر specify مشخص کنید.برای کانالهای با چند مسیر شما می توانید هرمسیر یک طیف داپلررا بوسیله واردکردن یک بردارداپلرهدف در زمینه (objects) Doppler spectrum اختصاص دهید.

زیرا یک کانال چند مسیره بازتاب می نماید سیگنالها را در چند مکان ، یک سیگنال فرستاده شده ازچند مسیر به گیرنده آنالوگ می رسد .که هرکدام می تواند طولهای مختلف و تاخیر های وابسته ای داشته باشد.پارامترهای بلوک درجعبه (باکس) Discrete باpath delay vector زمان تاخیر تاخیر هر مسیر را تایین می کنیم . اگر شما Normalize gain vector to 0 dB overall gain را چک مارک نگذارید گین بردارنرمالیزه شده صفربرای همه گین ها خواهد بودسپس Average path gain vector گین برای هر مسیر را مشخص نمایید .زمانی که شما جعبه (باکس)راچک مارک بزنیدبلوک به کارمی گیرد مضربی از Average path gain vector (برداربهره میانگین مسیر) را درعوض Average path gain vector برداربهره میانگین مسیرتنهارا استفاده می نماید ،

انتخاب عامل مقیاس به عبارت دیگر بهره موثرکانال شامل همه مسیرها صفر db است .

تعداد مسیرها طول بردارتاخیر مسیرگسسته (Discrete path delay vector )یا بردار بهره متوسط مسیر Discrete path delay vector هرکدام که بزرگتراست را نمایش می دهد . اگرهردو آنها پارامترهای بردارهستند،پس آنها باید طول یکسانی داشته باشند، اگر دقیقا" یکی ازاین پارمترها دارای یک مقدار عددی بود پس بلوک توسعه می یابدبه درون یک برداری که اندازه آن مطابق با پارامترهای دیگر بردارمی شود.

فیدینگ باعث می شود که سیگنال پراکنده شود.

بلوک کانال فیدینگ رایس :

دراین بلوک یک پارامترK-factor وجود دارد که بخشی است که شرح آماری توزیع رایس راشرح می دهد،نسبت میان اجزای توان در LOS (مسیرمستقیم)و توان اجزای پراکنده شده می باشد. نسبت خطی بیان می شودنه به دسیبل DB . پارامتر k بهره بخش درون مسیرستقیم و اجزای مسیر پراکندگی را کنترل می نماید. وعددی بین 5 تا 20 می باشد .

توضیحات کانال فیدینگ :

کتابخانه کانالها شامل فیدینگ ریلی ورایس می باشد و می تواند پدیده های واقعی کلمات را شبیه سازی نماید .این پدیده هاشامل اثرپراکندگی چند مسیره مانند شیفت داپلرناشی از حرکت نسبی بین فرستنده و گیرنده باشد.

جبرانسازی برای فیدینگ :

یک سیستم مخابراتی شامل یک کانال فیدینگ معمولا" احتیاج به تجهیزات جبران سازی دارد که فیدینگ را جبران نمایند.دراینجا بعضی نمونه ها آمده است .

مدولاتور تفاضلی یا اکولایزر one-tap می تواند کمک به جبران سازی یک کانال فرکانسی – تخت نماید.

یک اکولایزربا multipile tab می تواند برای یک کانال فیدینگ فرکانسی سلکتیو کمک به جبران سازی نماید.

درکانال فیدینگ اگر تعداد مسیر یکی باشد کانال فیدینگ تخت می باشد و اگرتعداد مسیر بیشتر از یک باشد فرکانس گزین خواهد بود

توانایی یک سیگنال به تصمیم گیری مسیرهای گسسته به عرض باند بستگی دارد. اگراختلاف میان بزرگترین وکوچکترین تاخیرمسیرکمتراز یک درصد دوره تناوب سمبل باشد سپس سیگنال به کانال داده شود مانند حالتی است که فقط یک مسیرگسسته داریم.

بلوک های دمدولاتور دقیقا" مانند مدولاتورها می باشند و باید دقیقا" مانند مدولاتور تنظیم شوند.

در این پروژه از بلوک های دیگری همچون گین و تابع مزدوج کننده و جمع کننده و نمایشگر و ترسیم کننده پراکندگی هم استفاده کردیم که به دلیل سادگی این بلوک ها به شرح آنها نمی پردازیم .