Методика выполнения работы

1. Запустите LabVIEW (Пуск>>Все программы>>National Instruments LabVIEW 2011).

2. Выберите File>>Open.

3. Откройте файл Виды кодировок PCM сигнала.

4. На вкладке Сигналы PCM в различных кодировках введите количество бит, которое необходимо передать. Запишите сгенерированное сообщение. Выбирая различные варианты кодировок PCM-сигнала определите каждую из них. Заполните таблицу:

5. Закройте файл Виды кодировок PCM сигнала. Откройте файл Сравнение характеристик PAM и PCM сигналов. Перейдите на лицевую панель создаваемого ВП.

6. Создайте регулятор для задания кол-ва бит в сообщении. Для этого щёлкните правой кнопкой мыши на лицевой панели. В появившемся контекстном меню выберите Num Control → Num Ctrl. Поместите созданный регулятор на вкладку “Сравнение PAM и PCM сигналов” на лицевой панели. Перейдите на блок-диаграмму.

7. Для создания блока, генерирующего случайное сообщение, выполните следующие действия: вызовите на поле блок-диаграммы функцию генерирующую случайное число в диапазоне от 0 до 1 с фиксированной запятой и двумя знаками после неё. Для этого щёлкните правой кнопкой мыши на белом поле блок-диаграммы, в появившемся контекстном меню выберите Numeric → Random Numeric; вызовите на экран функцию, округляющую входное число до ближайшего целого значения, щёлкните правой кнопкой мыши на белом поле блок-диаграммы, в появившемся контекстном меню выберите Numeric → Round To Nearest. Создайте цикл, который будет выполняться заданное число раз. Щёлкните правой кнопкой мыши на белом поле блок-диаграммы. В появившемся контекстном меню выберите Structures → For Loop. Щёлкните левой кнопкой мыши на белом поле блок-диаграммы и не отпуская её, протащите курсор, чтобы охватить функции Random Numeric и Round To Nearest. Соедините выход функции Random Numeric и вход функции Round To Nearest. Выход функции Round To Nearest подсоедините к правой стороне прямоугольника, символизирующего цикл. Выход регулятора задания числа бит подсоедините к счётчику терминала N, расположенного в левом верхнем углу цикла.

8. Щёлкните правой кнопкой мыши по точке пересечения провода, идущего от выхода функции Round To Nearest, и правой стороны прямоугольника цикла. В появившемся контекстном меню выберите Create → Indicator. Перейдите на лицевую панель и разместите созданный индикатор под регулятором задания числа бит в сообщении. Озаглавьте его.

9. Для импульсной модуляции передаваемых битов при помощи M-уровнего сигнала PAM (M>2) вызовите на поле блок-диаграммы функцию MT Modulate PAM, для этого щёлкните правой кнопкой мыши на белом поле блок-диаграммы и в появившемся контекстном меню выберите RF Communications → Modulation → Digital → MT Modulate PAM.

10. Для правильной работы программы вызовите на поле блок- диаграммы функции: MT Generate System Parameters (RF Communications → Modulation → Digital → Utilities → MT Generate System Parameters) и MT Generate Filter Coefficients (RF Communications → Modulation → Digital → Utilities → MT Generate Filter Coefficients).

11. Для задания числа уровней сигнала PAM подсоедините регулятор M-PAM уже содержащийся на поле блок-диаграммы к входу M-PAM функции MT Generate System Parameters.

12. Щёлкните правой кнопкой мыши на входе modulation type функции MT Generate Filter Coefficients. В появившемся контекстном меню выберите: Create → Constant. Задайте тип модуляции PAM.

13. Определите параметры сигнала PAM: чтобы регулировать символьную скорость передачи данных, щёлкните правой кнопкой мыши на входе symbol rate функции MT Modulate PAM и в появившемся контекстном меню выберите Create → Control. Подайте поток бит сообщения на вход input bit stream функции MT Modulate PAM. К выходу pulse shaping filter coefficients подсоедините выход pulse shaping filter coefficients функции MT Generate Filter Coefficients. Перейдите на лицевую панель.

14. Для отображения сигнала PAM создайте табло. Щёлкните правой кнопкой мыши на лицевой панели и в появившемся контекстном меню выберите Graph → Waveform Graph. Перейдите на блок-диаграмму.

15. Соедините выход output complex waveform функции MT Modulate PAM и функцию Graph.

16. Для импульсной модуляции того же передаваемого потока битов при помощи PCM сигнала скопируйте функцию MT Modulate PAM.

17. Скопируйте функцию MT Generate System Parameters. Щёлкните правой кнопкой мыши на входе M-PAM функции MT Generate System Parameters. В появившемся контекстном меню выберите Create → Constant. Введите значение 2 (кол-во уровней сигнала в кодировке PCM).

18. Определите параметры сигнала PCM: чтобы регулировать битовую скорость передачи данных, щёлкните правой кнопкой мыши на входе symbol rate функции MT Modulate PAM и в появившемся контекстном меню выберите Create → Control. Подайте поток бит сообщения на вход input bit stream функции MT Modulate PAM. К выходу pulse shaping filter coefficients подсоедините выход pulse shaping filter coefficients функции MT Generate Filter Coefficients. Перейдите на лицевую панель.

19. Для отображения сигнала PCM создайте табло. Аналогично пункту 14. Перейдите на блок-диаграмму.

20. Соедините выход output complex waveform функции MT Modulate PAM (для модуляции сигнала PCM) и функцию Graph.

21. Перейдите на лицевую панель и разместите элементы на ней так, как показано на рис. 1.
Рис. 1. Лицевая панель ВП

22. На вкладке “Сравнение PAM и PCM сигналов” на лицевой панели введите число бит сообщения, предназначенного для передачи; запустите ВП; после того как сообщение будет сгенерировано случайным образом, задайте кол-во уровней сигнала PAM, который будет использован для передачи данного сообщения; задайте символьную скорость передачи информации при использовании M-уровневого PAM сигнала. Для передачи сгенерированного сообщения используйте сигнал PCM. При помощи соответствующего регулятора изменяйте скорость передачи символов (бит) для сигнала PCM, так, чтобы скорость передачи данных при использовании сигнала PCM осталась такой же, как и при использовании M-уровневого сигнала PAM.

23. Переключитесь на вкладку “Сравнение спектров PAM и PCM сигналов” на лицевой панели (рис.) и изменяйте длительность символа PCM сигнала относительно длительности символа M-уровневого сигнала PAM, чтобы скорость передачи информации была одинакова для обоих сигналов в соответствии с предыдущей вкладкой. Сделайте вывод о том, как изменяются требования к ширине полосы пропускания системы связи, если вместо M - уровневого сигнала PAM для передачи данных используется сигнал PCM, а скорость передачи информации при этом не меняется. Для подтверждения выводов используйте графики.

24. На вкладке Сравнение PAM и PCM сигналов введите количество бит, которое необходимо передать. Запишите сообщение, сгенерированное для передачи. Задайте число уровней импульсов для передачи сгенерированного сообщения через систему с M-уровневой кодировкой PAM. Сколько бит приходится на один уровень сигнала для заданного числа уровней в системе с кодировкой PAM? Какое количество PAM-символов соответствующих данному сообщению требуется передавать? Выполните необходимые расчёты и заполните таблицу, приведённую ниже для M=4,8,16,32,64.

Задайте символьную скорость передачи данных для сигнала с кодировкой PAM (параметр symbol rate) равной 1символ/сек. Задайте кол-во бит, которое необходимо передать. Изменяйте число уровней M сигнала в кодировке PAM. Ответьте на следующие вопросы: какова должна быть символьная скорость передачи данных для сигнала с кодировкой PCM, чтобы скорость передачи информации в системе не изменилась? Как период передачи символа для сигнала с импульсной модуляцией PCM отличается от периода символа сигнала PAM? Как скажется на системе переход от PAM к PCM с сохранением битовой скорости?

25. Для моделирования зависимости полосы системы от символьной скорости перейдите на вкладку Исследование спектра PCM/PAM сигнала. Изменяйте количество уровней PAM, амплитуду и длительность символа PAM. Как при этом изменяется ширина полосы сигнала? Как изменяется ширина полосы сигнала PCM при уменьшении длительности сигнала PCM в 2 раза? В 3,4,5,6 раз? Задайте длительность сигнала в миллисекундах согласно своему варианту. Какова полоса сигнала? Какова энергия импульса?

26. Вернитесь на первую вкладку Сравнение PAM и PCM сигналов и добавьте график. По опыту предыдущих действий постройте два сигнала 16PAM и PCM (2PAM). Постройте спектр этих двух сигналов и выведите на график. Во сколько раз различается полоса частот сигналов?