Особенности моделирования радиосистем на ЭВМ

       Функциональные схемы и описания радиосистем позволяют составить общую схему их модели и рассмотреть возможные способы моделирования.

       Основываясь на принципе блочного формирования моделей радиосистему удобно представить состоящей из следующих основных звеньев (рис. 1): блок I – формирование сигналов и помех, блок II – преобразование сигналов и помех, блок III – фильтрация. В блоке I, который описывается соответствующими операторами, осуществляется формирвоание сигнала с учетом передаваемых сообщений λ=λ(t), мультипликативных и аддитивных помех.

При моделировании формирующей части радиосистемы на основании имеющейся информации о входных воздействиях, форме переносчика сигнала, а также известного описания операторов, возникает задача синтеза структуры модели формирования сигналов, эквивалентных по заданному критерию сигналам, фигурирующим в соответствующей точке радиосистемы.

Рис. 1.

       Схема обработки сигналов (блок II) является одним из важнейших звеньев радиосистемы. Изменяющиеся условия работы радиосистемы: мощность сигнала, величина и характер воспроизводимых процессов (динамические возмущения), вид и интенсивность помех и т.п. приводят к существенным изменениям режимов в схеме обработки. В результате математическое описание и структура модели этой части радиосистемы могут видоизменяться, что вызывает трудности при её описании и моделировании.

       В блоке III осуществляется фильтрация полезного сигнала от помех. Скорость протекания процесса z(λ,t) определяется скоростью изменения информационного процесса λ(t) и прошедших на выход блока II помех.

       Более подробно рассмотрим методы преобразования описаний формирующей и преобразующей частей радиосистемы к виду, удобному для реализации на ЭВМ.

       Блоки I и II большинства радиосистем можно построить комбинируя приведенные в табл. 1 типовые элементы. При моделировании радиосистем операции, выполняемые каждым элементом, должны воспроизводиться с необходимой полнотой и заданной точностью. Во втором столбце табл. 1 дано описание операций каждого типового элемента при их идеальном выполнении.

       Возможны два способа описания и математического моделирования блоков I и II радиосистемы:

1) Прямое воспроизведение в модели преобразований сигналов и помех;

2) Синтез структуры модели по рассчитанным статистически эквивалентным возмущениям в заданной точке радиосистемы.

При моделировании радиосистем первым способом с помощью сравнительно простых преобразований формируются сообщения λ=λ(t), сигналы s(λ,t) и помехи π_i(t) (i= ), которые далее обрабатываются в соответствии с принятыми математическими моделями типовых элементов радиосистемы. В этом случае модель радиосистемы получается наиболее полной и универсальной.

При моделировании радиосистем вторым способом рассчитывается сигнал в данной точке радиосистемы, вплоть до определения его статистических характеристик, и синтезируется эквивалент (имитатор), которым заменяется моделируемая часть системы.

Таблица 1.

Наименование типового элемента	Идеально выполняемая функция, реализующая основное свойство элемента
1. Генератор гармонических колебаний	S(t)=S0 sin(ω0t+φ0)
2. Управляемый генератор	S(t)=S(t) sin(ωct+Ф(t)+φ0)
3. Модулятор амплитудный	S(λ,t)=S0 [1+maλ(t)] sin(ωct+φ0)
4. Модулятор фазовый	S(λ,t)=S0 sin(ωct+ΔφMλ(t)+φ0)
5. Модулятор частотный	S(λ,t)=S0 sin(ωct+ΔωM +φ0)
6. Генератор колебаний специальной формы	y(t)=φ(t)
7. Полосовой усилитель (УВЧ, УПЧ)	y(t)=K(p)s(t)
8. Усилитель низких частот (УНЧ, ВУ, УПЧ)	λ(t)=K(p)z(λ,t)
9. Преобразователь частоты (смеситель, балансный смеситель)	y(t,ω1±ω2)=ψ[s1(t, ω1), s2(t, ω2)]
10. Ограничитель амплитуды	y(t)=S0 sin(ω0t+Ф(t)+φ0)
11. Демодулятор амплитуды	z(λ,t)=S0 [1+maλ(t)]
12. Демодулятор фазовый	z(λ,t)=αS1(t) S2(t) cos[Ф1(t)-Ф2(t)]
13. Демодулятор частотный	z(λ,t)=dФ(λ,t)/dt
14. Сумматор
15. Интегратор
16. Коррелятор
17. Линия задержки	y(t)=s(t-τ)

Листинг программы к примеру №1

Лекцию разработал

Доцент к.т.н. доцент       В. Ерохин

26.06.2014