جعبه ابزار سیستم مخابراتی در سیمولینک

نویسنده: مهندس محمد كريمي مريداني دانشجوي دكتري مهندسي پزشكي (بيوالكتريك)، دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم تحقيقات

در اين شماره شما را با مدولاسيون هاي ديجيتال تا حد امکان آشنا می‌کنیم و همچنين به معرفي بلوک‌هاي موجود در جعبه ابزار سیستم مخابراتی سيمولينک پرداخته می‌شود. به منظور دسترسی به این جعبه ابزار در محیط سیمولینک بر روی Communication System Toolbox کلیک کنید تا پنجره‌ای به صورت شکل (1) باز شود.
همان طور که در شکل 1 مشاهده می‌کنید این جعبه ابزار شامل بلوک‌های مختلفی است که با توجه به مدل مورد نظر به منظور شبیه سازی می‌توانید از هر یک از بلوک‌ها استفاده کنید.

کانال‌ها (Channels)

این بلوک دارای 4 زیر بلوک است که در شکل2 نشان داده شده است.

با اين بلوک می‌توانید نويز سفيد گوسي توليد کرد در تنظيمات اين بلوک چهار حالت یا مد مختلف وجود دارد. در انجام اکثر شبيه سازي‌ها از حالت دوم يعني حالت (SNR) استفاده می‌شود. اگرچه در حالت اول نيز مي‌توان پارامتر‌ها را با ضرايبي به يکديگر تبديل کرد. روش‌هاي تبديل اين پارامترها در Help اين بلوک به طور کامل بیان شده است.

در حالتSNR ، سه پارامتر براي تنظيم وجود دارد:

مقدار اولیه (Initial Seed)

مقدار اوليه يا حالت نويز توليدي را تنظيم مي‌کند. با تغيير اين مقدار شکل نويز توليدي را مي‌توان عوض کرد.

نسبت سیگنال به نویز (SNR)
نسبت سيگنال به نويز کانال را بر حسب dB بیان مي‌کند.

تعداد بیت بر هر سمبل (Number of bits per symbol)
تعداد بیت در هر سمبل ورودی است و تنها زمانی فعال است که مد SNR در نظر گرفته شود.

توان سیگنال ورودی
(Input Signal Power)
مقدار انرژي سيگنال ورودي را بر حسب وات بيان مي کند.

پریود سمبل به ثانیه (Symbol period (s)) 

طول کانال اطلاعات در هر ثانیه است.

اين کانال که براي انتقال داده‌های دودویی به‌کار مي رود. با دبل کلیک کردن روی این بلوک پنجره‌ای به صورت شکل4 باز می‌شود که می‌توانید تنظیمات دلخواه خود را وارد کنید. اين بلوک هم دو گزينه براي تنظيم دارد  که گزينه اول درصد خطا (Error probability) را مشحص کرده وگزينه دوم همان گزينه مقدار اوليه (Initial seed) است که به منظور تولید اعداد تصادفی استفاده می‌شود.

این بلوک به منظور شبیه سازی کانال انتشار چند مسیره استفاده می‌شود. به طور مثال یکی از کاربردهای این بلوک برای مدل سازی سیستم مخابراتی بیسیم سیار است. این بلوک مقادیر اسکالر یا بردار ستونی را به عنوان ورودی دریافت می‌کند. سیگنال ورودی باید نمونه‌های زمانی گسسته بزرگ‌تر از صفر را داشته باشد. با دوبار کلیک کردن را روی این بلوک پنجره‌ای به صورت شکل5 باز می‌شود که می‌توانید تنظیمات دلخواه خود را وارد کنید.

ماکزیمم شیفت داپلر ((Maximum Doppler shift (Hz)

مقدار اسکالر مثبت که بیان کننده ماکزیمم شیفت داپلر است، در این قسمت وارد می‌شود.

نوع طیف داپلر (Doppler spectrum type)
این قسمت طیف داپلر از فرایند ریلی را مشخص می‌کند. این پارامتر به صورت پیش فرض بر روی طیف داپلر Jakes قرار دارد که می‌توانید هر یک از انواع دیگر نشان داده شده در جدول (1) را انتخاب کنید. به غیر طیف Jakes و Flat شما می‌توانید از پارامترهای دیگری برای کنترل طیف داپلر استفاده کنید.

بردار تاخیر مسیر((Discrete path delay vector (s)
برداری است که تاخیر انتشار برای  هر مسیر را مشخص می‌کند.

میانگین بردار بهره مسیر ((Average path gain vector (dB)
برداری است که بهره هر مسیر را مشخص می‌کند.

بردار بهره نرمالیزه شده به بهره کلی صفر دسیبل
(Normalize gain vector to 0 dB overallgain)
با انتخاب این گزینه، بهره موثر کانال (شامل همه مسیرها) صفر است.

مقدار اولیه (Initial seed)

در این قسمت می‌توان مقدار اسکالر برای تولید نویز گوسی تولید کرد.

نمایش کانال با آغاز شبیه سازی
(Open channel visualization at start of simulation)
با انتخاب این گزینه هنگامی که شبیه سازی آغاز می‌شود ابزار نمایش کانال فعال می‌شود.

پورت بهره مسیر مختلط (Complex path gains port)
با انتخاب این گزینه، یک پورت ایجاد می‌کند که خروجی آن مقادیر بهره مسیر مختلط برای هر مسیر است. در این خروجی چند کاناله N×M ، N تعداد نمونه‌های سیگنال ورودی را بیان می‌کند و M تعداد مسیرهای گسسته و یا تعداد تاخیرها است.

پورت تاخیر فیلتر کانال (Channel filter delay port)
با انتخاب این گزینه، یک پورت ایجاد می‌کند که خروجی آن مقادیر تاخیر (در هر سمپل) است. اگر تنها یک مسیر شبیه سازی شده باشد این تاخیر صفر خواهد بود. اگر بیش از یک مسیر وجود داشته باشد این مقدار بزرگ‌تر از صفر است.