Diskret kanallar holatini gilbert modeli asosida modellashtirish ishdan maqsad

№ 3 laboratoriya ishi
DISKRET KANALLAR HOLATINI GILBERT MODELI ASOSIDA MODELLASHTIRISH

1. 
   ISHDAN MAQSAD
   

Ushbu laboratoriya mashg’ulot ishi quyidagilarni o’rganishga mo’ljallangan:

• 
  Ma’lumot uzatish tizimidagi aloqa kanallarini turlari bilan tanishish;
  
• 
  Binomial simmetrik aloqa kanalida bitlarda xato bo’lishini o’rganish.
  

2. 
   QISQACHA NAZARIY MA’LUMOT
   

Aloqa kanali – bu signalni ma’lumot uzatish tizimini bir nuqtasidan boshqa nuqtasiga uzatishda qatnashadigan qurilmalar jamlanmasi.

Agar kanal bo’ylab diskret signallar uzatilsa? U holda kanal diskret kanal deb ataladi. Diskret kanallar ikki turda bo’ladi: xotirali va xotirasiz.
Xotirasiz diskret kanal – bu chiqishda ā_i belgini paydo bo’lish ehtimolligi faqat ā_i belgiga bog’liq bo’ladi.
Xotirali diskret kanal – bu chiqishda ā_i belgini paydo bo’lish ehtimolligi na faqat ā_i belgiga balki, undan oldingi kirish –chiqish belgisiga bog’liq bo’ladi.
Eng oddiy o’rganiladigan diskret kanal modeli – bu xatolarni paydo bo’lish ehtimolligi binomial taqsimotga bo’ysinuvchi xotirasiz simmetrik diskret kanal:


, (2.1)
bu yerda: n – qabul qilingan belgilar soni;
k – n uzunlikdagi paydo bo’lishi mumkin bo’lgan bitlar soni;
p – bitta belgini xato bo’lish ehtimolligi.
Yuqoridagilarni hisobga olinsa m uzunlikdagi belgilar blokida xatoni yuzaga kelish ehtimolligi quyidagicha bo’ladi:


, (2.2)
bloklarni to’g’ri qabul qilish ehtimolligi esa quyidagiga teng:


. (2.3)

3. 
   TOPSHIRIQ
   

3
Ushbu laboratoriya mashg’ulot ishida 2.1-jadvaldan boshlang’ich ma’lumotlarni hisobga olgan holda MatLAB-Stateflow kutubxonasidagi bloklar yordamida p₁ va p₂ belgilarni xato bo’lish ehtimolligida ikkilik simmetrik kanalda xatolar taqsimotini aniqlovchi binomial model yaratish lozim. Modellashtirish asosida olingan natijalarni matematik hisoblash natijalari bilan solishtirish talab etiladi.
Hisobotni tarkibida mavjud bo’lishi zarur bo’lgan elementlar:

• 
  laboratoriya ishini raqami va nomi;
  
• 
  mos variant bilan bajarilgan topshiriq;
  
• 
  kanaldagi xatolar taqsimotini hisoblash;
  
• 
  MatLAB-Simulink da model sxemasini yaratish;
  
• 
  MatLAB-Stateflow da holatlar diagrammasini yaratish;
  
• 
  Model asosida xatolar taqsimotini aniqlash;
  
• 
  Olingan natijalarni solishtirish va xulosalar berish.
  

2.1-jadval
№ 3 amaliy mashg‘ulot ishi uchun variantlar

№	n	p1	p2	№	p1	p2
1	3	0,01	0,53	16	0,01	0,45
2	4	0,01	0,53	17	0,01	0,45
3	5	0,01	0,53	18	0,01	0,45
4	6	0,01	0,53	19	0,01	0,45
5	7	0,01	0,53	20	0,01	0,45
6	3	0,02	0,13	21	0,02	0,55
7	4	0,02	0,13	22	0,02	0,55
8	5	0,02	0,13	23	0,02	0,55
9	6	0,02	0,13	24	0,02	0,55
10	7	0,02	0,13	25	0,02	0,55
11	3	0,03	0,23	26	0,03	0,15
12	4	0,03	0,23	27	0,03	0,15
13	5	0,03	0,23	28	0,03	0,15
14	6	0,03	0,23	29	0,03	0,15
15	7	0,03	0,23	30	0,03	0,15

4. 
   TOPSHIRIQNI BAJARISHGA KO’RSATMALAR
   

MatLAB-Stateflow da modelni yaratish uchun Simulink ni ishga tushirib Stateflow bloklar kutubxonasidagi «Chart» blokini yangi model oynasiga joylashtiramiz (2.1-rasm, marker 1).

2.1-rasm. Stateflow bloklar kutubxonasidagi «Chart» bloki

Ishchi model oynasida Stateflow-diagrammalarini hosil qilish uchun «Chart» blokiga ikki marta bosamiz. Ochilgan oynadagi chap tomonda joylashgan elementlar panelidan foydalanib Stateflow-diagrammalarini hosil qilamiz. Stateflow-diagrammalarini hosil qilishda holatlarni ko’rsatuvchi «State» tugmasidan olinadi (2.2-rasm).

2.2-rasm. «State» tugmasi
Stateflow-diagrammalarini holatlarini o’zini nomlari va vazifalari bo’ladi, shunga ko’ra quyidagi kalit so’zlar ishlatilishi mumkin:

• 
  entry – mavjud holatni harakatini ko’rsatuvchi kirish parametrlar, belgilar kiritiladi;
  
• 
  during – mavjud holatni keyingi holatlar bilan bog’lash harakatini ko’rsatuvchi oraliq parametrlar, belgilar kiritiladi;
  
• 
  exit – mavjud holatni harakatini ko’rsatuvchi chiqish parametrlar, belgilar kiritiladi.
  

Stateflow-diagrammalarida boshlang’ich holatni belgilash uchun «Default Transition» tugmasidan foydalanib boshlang’ich holatga kirishini ko’rsatadi va holat devorida belgilanadi (2.3-rasm).

2.3-rasm. «Default Transition» tugmasi

Stateflow-diagrammalari hosil qilishda ba’zida holatlarga o’tishda holatlar chiqishlari birlashtirishni talab qiladi, bu vaqtda «Connective Junction» tugmasi (2.4-rasm) yordamida yo’nalishlar birlashtiriladi.

Ris. 2.4 - rasm. «Connective Junction» tugmasi

Holatlarga o’tishda shartlar kiritiladi, bunda yo’nalish ko’rsatkichiga sichqoncha ko’rsatkichini keltirib bosamiz. Natijada yo’nalish ko’rsatkichida «?» belgisi paydo bo’ladi, so’ngra «?» belgisiga kursorni qo’yib belgilangan shartni kvadrat qavsga kiritamiz.

Yuqoridagi keltirilgan holatlar va tugmalar yordamida binomial ikkilik simmetrik kanal modeli uchun Stateflow-diagrammalarini hosil qilamiz (3.5-rasm).
2.5-rasmda Stateflow-diagrammalari misol qilib ko’rsatilgan. Bu yerda ikkilik simmetrik kanal bo’ylab ikki bitdan iborat xabar o’tmoqda. Ushbu ikki bitli xabarni kanalda yuzaga kelishi mumkin bo’lgan holatlari quyidagicha bo’ladi:
- xabarda xatolik yo’q (ERRCOUNT_0 holati);
- xabarda bitta bit xato (ERRCOUNT_1 holati);
- xabarda ikkala bitlar ham xato (ERRCOUNT_2 holati).

2.5-rasm. Binomial ikkilik simmetrik kanal modeli uchun Stateflow-diagrammalari
Modelni ishga tushirish vaqtida 2.6-rasmda ko‘rsatilgan xabar paydo bo‘lishi kerak va ushbu oynada modelda ishtirok yetayotgan parametrlar ro‘yxati mavjud. Agarda parametrlar oldindan belgilangan bo‘lsa bunday xabar paydo bo‘lmaydi.

2.6-rasm. Stateflow-diagrammalari uchun o‘zgaruvchilarni e’lon qilish oynasi

Ochilgan oynada qo‘llanilgan barcha parametrlarni o‘zgarish maydonini belgilash talab etiladi. Ushbu ishda quyidagi o‘zgarish maydoni mavjud:

• 
  local – faqat Stateflow-diagrammalari ichida o‘zgaruvchi lokal o‘zgaruvchilar;
  
• 
  input – faqat Stateflow-diagrammalariga kirishiga keluvchi o‘zgaruvchilar;
  
• 
  output – faqat Stateflow-diagrammalaridan chiqib ketuvchi o‘zgaruvchilar.
  

Parametrlarni o‘zgarish maydoni belgilangandan so‘ng Simulink-modelidagi «Chart» bloki ko‘rinishi 2.7-rasmdagi holatga keladi.



2.7-rasm. Stateflow-diagrammalari yaratilgandan keyingi «Chart» blokini ko‘rinishi

Ushbu amallardan so‘ng «Chart» bloki chiqishlarini «Dis­play» blokiga, kirishiga esa «Constant» blokini qo‘shamiz (2.8-rasm). «Dis­play» va «Constant» bloklarini mos holda Sinks bloklar kutubxonasidan va Sources bloklar kutubxonasidan olinadi.

«Constant» blokida «Constant value» parametriga variantlar bo‘yicha mos bo‘lgan (p₁ va p₂) belgilarda xotolikni paydo bo‘lish ehtimolligi qiymatlari keltiriladi.

2.8-rasm. MatLAB-Simulink dagi binomial ikkilik simmetrik kanal sxemasi

5. 
   NAZORAT SAVOLLARI
   

1. 
   Kanal bu nima?
   
2. 
   Kanal turlari?
   
3. 
   Kanalda ma’lumot uzatish turlari?
   
4. 
   Ma’lumot uzatish kanalini matematik ifodalovchi qanday modellar mavjud?
   
5. 
   Gilbert modeli haqida gapiring?
   
6. 
   Petrovich modeli haqida gapiring?