${message}

${message}

Цель курса:

Курс обучает проводить динамическую симуляцию цифровых систем связи с одной или несколькими несущими в MATLAB®. В рамках курса мы знакомимся с много-антенными системами связи, турбо-кодированием, моделями неидеальностей канала распространения. В качестве примеров используются компоненты систем LTE и IEEE 802.11. Слушатели соберут систему «радио-в-контуре» с применением аппаратных платформ RTL-SDR или USRP®.

Курс будет полезен системным инженерам и проектировщикам РЧ-тракта, которым необходимо быстро поднять квалификацию в области современных техник беспроводной связи и рабочего процесса «радио-в-контуре». 

Рассматриваемые темы:

  • Основы моделирования систем связи;
  • Канальное кодирование, техники синхронизации;
  • Многолучевое распространение;
  • Системы связи с множественными несущими и множественными антеннами;
  • Тестирование системы в формате «радио-в-контуре».

Предварительная подготовка:

Курс MATLAB для профессионалов и знание основ цифровых систем связи.

Продолжительность - 2 дня.

Программа курса:

День 1 из 2

Связь по каналу без шума (1.5 ч.)

Цель: смоделировать идеальную систему связи с одной несущей и познакомиться с системными объектами. 

  • Теорема Котельникова и алиасинг;

  • Комплексный сигнал на нулевой частоте или реальный сигнал на РЧ;

  • Создание случайного битового потока;

  • Системные объекты и преимущества их использования;

  • Модуляция битового потока с использованием QPSK;

  • Применение формирования импульсов в передаваемом сигнале;

  • Глазковая диаграмма и спектральный анализ;

  • Моделирование QPSK приёмника для канала без шума;

  • Вычисление битовой ошибки (BER).

Канал с шумом, канальное кодирование и ошибки (3.0 ч.)

Цель: смоделировать канал с аддитивным белым гауссовским шумом. Использовать свёрточное, LDPC и турбо кодирование для уменьшения коэффициента ошибок. В качестве примеров используются корректирующие коды из систем DVB-S.2 и LTE. Для ускорения симуляции задействовать несколько ядер ПК.

  • Моделирование канала с аддитивным белым гауссовским шумом;

  • Использование канальных кодеков: свёрточного, LDPC и турбо;

  • Декодирование при помощи решётчатой диаграммы и алгоритма Витерби;

  • Использование Parallel Computing Toolbox для ускорения симуляций Монте Карло;

  • Обсуждение прочих методов ускорения: GPU, MATLAB Distributed Computing Server, Cloud Center.

Частотные ошибки и ошибки синхронизации, многолучевой канал распространения (2.5 ч.)

Цель: смоделировать сдвиг частоты, джиттер и ослабление с использованием техник частотной и временной синхронизации. Смоделировать гладкие замирания, многолучевые каналы распространения и ослабление при помощи эквалайзеров. 

  • Моделирование фазовых и временных сдвигов;

  • Уменьшение частотного сдвига при помощи PLL;

  • Уменьшение временного джиттера при помощи временной синхронизации Гарднера;

  • Моделирование каналов с гладкими замираниями;

  • Использование тренировочных последовательностей для оценки канала;

  • Моделирование частотно-избирательных каналов с замираниями;

  • Использование эквалайзеров Витерби для время-независимых каналов и линейных LMS-эквалайзеров для время-зависимых каналов;

  • Демонстрация демодуляции сигнала на одной несущей в реальном времени при помощи RTL-SDR.


День 2 из 2

Системы связи на нескольких несущих при многолучевом распространении (2.0 ч.)

Цель: понять мотивацию использования систем с множественными несущими для частотно-избирательных каналов. Смоделировать OFDM-приёмопередатчик с циклическим префиксом и оконными функциями. Будут использоваться параметры систем из стандартов IEEE 802.11ac и LTE. 

  • Мотивация использования множества несущих;

  • Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM);

  • Генерация символов OFDM при помощи ОБПФ;

  • Защита от междублочных помех при помощи циклического префикса;

  • Уменьшение излучения вне полосы при помощи оконных функций;

  • Преимущества и недостатки OFDM;

  • Методы частотного и временного восстановления для OFDM;

  • Оценка канала при помощи пилотных символов;

  • Эквализация в частотной области.

Использование нескольких антенн для надёжности и повышения эффективности (2.5 ч.)

Цель: познакомиться с альтернативными системами связи с множественными антеннами. Смоделировать системы с формированием луча, разнесением антенн и пространственным мультиплексированием. Создать MIMO-OFDM систему для широкополосной связи. Будут обсуждаться MIMO моды стандартов IEEE 802.11ac и LTE. 

  • Преимущества и типы много-антенных систем;

  • Формирование луча при приёме и передаче;

  • Техники разнесения приёмных антенн;

  • Разнесение передатчиков с использованием ортогональных пространственно-временных блочных кодов;

  • Модель узкополосного MIMO-канала;

  • Оценка MIMO канала;

  • Пространственное мультиплексирование с использованием эквалайзеров ZF и MMSE;

  • Широкополосная связь при помощи MIMO-OFDM систем.

Создание системы «радио-в-контуре» (2.5 ч.)

Цель: понять процесс разработки системы «радио-в-контуре». Использовать платформы RTL-SDR и USRP. 

  • Обзор процесса разработки системы «радио-в-контуре»;

  • Пакеты поддержки оборудования MathWorks (RTL-SDR, USRP, Zynq®-Based Radio);

  • Сравнительная таблица аппаратных решений;

  • Различные режимы приёма и передачи (single burst, looped, streamed);

  • Создание end-to-end системы связи с одной антенной и несколькими несущими на базе USRP;

  • Демонстрация системы беспроводной связи 2x2 OFDM-MIMO на базе USRPs.

Задать вопрос