Статья читателя блога

30 марта, 2013

Некоторое время назад, ко мне пришла заметка от читателя блога на тему формировния цифровой информации в ГЛОНАСС. Далее приводится эта заметка. Автор заметки - Андрей Чебыкин
Цифровой передатчик

Данная модель разработана в среде Mathworks Matlab Simulink с применением как стандартных математических элементов библиотеки Simulink, так и с использованием элементов, включающих в себя M – функции, описывающие нужные алгоритмы.

glonass_transmitter.gif
Рисунок 1.- Передатчик сигналов ГЛОНАСС

Красным цветом обозначены тактовые генераторы(Pulse Generator 1, Pulse Generator 2), серым — отладочные элементы, позволяющие выводить информацию в рабочую область Matlab (To WorkSpace 1 - 6), голубым — элементы, которые содержат в себе M – функции (Otdelenie MV, Uravnivanie, Uravnivanie1, Fazovaya Manipulyaciya), оранжевым — стандартные математические элементы (GLN_in, Data, Bitwise Operator, Bitwise Operator 1, Frame Conversion 1), зеленым — подсистемы, которые срабатывают по переднему фронту тактового генератора (Metka Vremeni, Psevdokod GLN, Meandr, Data Decoder).
Модулирующая последовательность, используемая при формировании сигналов стандартной точности для модуляции несущих частот поддиапазонов L1 и L2 для НКА «Глонасс» и НКА «Глонасс-М», образуется сложением по модулю два трех двоичных сигналов:
- псевдослучайного дальномерного кода, передаваемого со скоростью 511 кбит/с;
- навигационного сообщения, передаваемого со скоростью 50 бит/с;
- вспомогательного меандрового колебания, передаваемого со скоростью 100 бит/с.
Данные последовательности используется для модуляции несущих частот поддиапазонов L1 и L2 при формировании сигналов стандартной точности
На выходе передатчика образуется сигнал, соответствующий ИКД. Навигационное сообщение передается в виде потока цифровой информации, закодированной по коду Хемминга и преобразованной в относительный код. Структурно поток ЦИ формируется в виде непрерывно повторяющихся суперкадров. Суперкадр состоит из нескольких кадров, кадр состоит из нескольких строк ЦИ. Суперкадр имеет длительность 2,5 мин и состоит из 5 кадров длительностью 30 с. Каждый кадр состоит из 15 строк длительностью 2 с. В пределах каждого суперкадра передается полный объем неоперативной информации (альманах) для всех 24 НКА системы ГЛОНАСС.

Принцип работы схемы:
- тактовый генератор 1 подает импульсы каждую секунду, соответствующие элементы, обозначенные зеленым на схеме, формируют необходимое количество символов для обеспечения нужной скорости, то есть выполняет функцию синхронизации блоков. В реальных системах должен быть очень точным, для обеспечения достоверности определения координат;
- тактовый генератор 2 подает импульсы каждые 2 секунды, так как метка времени подается каждую четную секунду, начиная от начала суток;
- блок отвечающий за формирование данных выдает цифровую информацию в количестве 85 символов, закодированной по коду Хемминга, со скоростью 50 бод за 2 секунды;
- после того как данные сформированы они преобразуются в относительный код;
- потом складываются по модулю 2 с меандром, который выдается со скоростью 100 бод, затем к ним добавляются 30 символов метки времени на каждой четной секунде, которая формируется как сдвигающий полином вида g(х) = 1 + х3 + х5;
- полученная строка складывается по модулю 2 с псевдослучайным дальномерным кодом, который выдается со скоростью 511 кбод и имеет вид: G(х) = 1 + х5 + х9;
- результат подается в аналоговую часть для дальнейшей передачи по радиоканалу;
Передача сигнала
Для оценки передачи сигнала создана модель из 2 частей:
-передатчик сигнала, принцип действия которого описан выше – формирует навигационную строку и записывает ее в файл

glonass_transmitter2.gif
Рисунок 2.- Передатчик сигнала системы ГЛОНАСС

- модулятор/демодулятор сигнала и канал передачи, имитирующие воздействие на полезный сигнал помехи, а так же блок ErrorRateCalculation для сравнения входного сигнала и сигнала, после передачи через канал.

modem.gif
Рисунок 3.- Модем

Исследование проводится с помощью утилиты Bertool для определения количества ошибок при разной энергии помехи.

Bertool.gif
Рисунок.4-Утилита Bertool

На рисунке 5 показаны значения BER после передачи по каналу. Видно, что при значении сигнал/шум, равного 0 дБ, 29% информационных бит ошибочны, а при значении 9 дБ, ошибка составляет 0.5%.

BER.gif
Рисунок 5.- BER

На рисунке 6 показаны 2 графика: теоретический и график, полученный в результате моделирования. Практический график идентичен теоретическому и показывает, что данная система когерентного приемо-передатчика работает верно.

immunity.gif
Рисунок 6.- Результат моделирования на помехоустойчивость навигационной строки

Ссылка на модель

Комментарии

18 октября, 2015  •  15:44:07

Как открыть данную модель?

Оставить комментарий