Matlab-stateflow da diskret aloqa kanalini petrovich modeli asosida modellashtirishni o‘rganish

№ 5 amaliy mashg’ulot
MATLAB-STATEFLOW DA DISKRET ALOQA KANALINI PETROVICh MODELI ASOSIDA MODELLASHTIRISHNI O‘RGANISH
Diskret kanal uchun Petrovich modelini o'rganish

5.1 Umumiy nazariy ma’lumotlar.

Diskret kanalning ehtimollik xarakteristikalarini o'rganish uchun turli modellar qo'llaniladi (xususan, k marta xatolik ehtimoli). Ulardan biri Petrovich modelidir (5.1-rasm).
Ushbu modelning o'ziga xos xususiyati quyidagicha. Diskret kanal to'rt holatdan birida bo'lishi mumkin deb taxmin qilinadi (ikkita "yaxshi" - 1, 4 va ikkita "yomon" - 2, 3). Bunday holda, "yaxshi" holatlardagi xatolik ehtimoli p1o = p4o = 0, "yomon" holatlarda esa xatolar birlikdan farq qiladigan ehtimollik bilan yuzaga keladi (qoida tariqasida, p2o ≈ 0,5 va p3o ≈ qiymatlari). 0,5 tanlanadi).
Bundan tashqari, Petrovich modeli quyidagi munosabatlar bilan tavsiflanadi:

Bu erda p_ij - kanalning i holatdan j holatiga o'tish ehtimoli.

Shakl 5.1 - Diskret kanal uchun Petrovich modeli

Ta'riflangan modelni quyidagi tenglamalar tizimi sifatida ko'rsatish mumkin.

Bu erda Pi - kanalning i holatida bo'lish ehtimoli.

Ushbu tizimni hal qilib, shuningdek, P1 + P2 + P3 + P4 = 1 ekanligini hisobga olsak, biz quyidagi ifodalarni olishimiz mumkin:

5.2 O'rganilayotgan modelning tavsifi

Dastlabki ma'lumotlarga muvofiq diskret kanalni o'rganish uchun quyidagi bloklarni o'z ichiga olgan modeldan foydalaniladi (5.2-rasm):
- doimiy;
- impuls generatori;
- diagramma;
- Faylga.


Shakl 5.2 - O'rganilayotgan diskret kanal modeli

Doimiy (doimiy signal manbai)

"Doimiy" bloki doimiy darajada bo'lgan signalni yaratish uchun mo'ljallangan. "Constant" blokining parametrlari 5.3-rasmda ko'rsatilgan muloqot oynasida o'rnatiladi.
Parametr "Doimiy qiymat" - ishlab chiqarilgan signalning doimiy darajasini belgilaydi. Ushbu parametr haqiqiy yoki murakkab sonlar, hisoblangan ifodalar, vektorlar yoki matritsalar ko'rinishidagi qiymatlarni olishi mumkin.
"Vektor parametrlarini 1-D sifatida izohlash" belgisi - agar bu bayroq o'rnatilgan bo'lsa, chiqish signali bir o'lchovli massiv sifatida taqdim etiladi.


Shakl 5.3 - Blok parametrlarini o'rnatish uchun dialog oynasi
"Doimiy"
Parametr "Namuna vaqti" - blokning chiqish signalining qiymati o'zgarishi mumkin bo'lgan momentlar orasidagi intervalni aniqlaydi.
Parametr "Namuna olish rejimi" - chiqish signalining turini aniqlaydi. Namunaga asoslangan yoki ramkaga asoslangan bo'lishi mumkin.
Faylga (ma'lumotlarni faylga saqlashni bloklash)
“Faylga” bloki uning kiritilishiga keladigan ma’lumotlarni faylga yozish uchun mo‘ljallangan. Ma'lumotlar faylga matritsa shaklida yoziladi, uning yuqori qatorida vaqt qiymatlari, qolgan qatorlar esa ma'lum bir vaqtda kirish signallarining qiymatlarini o'z ichiga oladi. "To File" blokining parametrlari 5.4-rasmda ko'rsatilgan muloqot oynasida o'rnatiladi.
"Fayl nomi" parametri yozuv uchun fayl nomini belgilaydi. Odatiy bo'lib, fayl untitled.mat deb nomlangan. Agar faylning to'liq yo'li ko'rsatilmagan bo'lsa, u holda fayl joriy ishchi papkada saqlanadi.
Parametr "O'zgaruvchi nomi" - yozilishi kerak bo'lgan ma'lumotlarni o'z ichiga olgan o'zgaruvchining nomini belgilaydi.
Decimation parametri blok ma'lumotlarni qanchalik tez-tez ko'rsatishi kerakligini aniqlaydi. Agar 1 ga o'rnatilgan bo'lsa, blok har bir kiruvchi qiymatni ko'rsatadi.
“Namuna vaqti” parametri model vaqtining qadamini belgilaydi.

5.4-rasm - Blok parametrlarini o'rnatish uchun dialog oynasi
"Fayl uchun"

Diskret kanal uchun Petrovich modelini o'rganish uchun dastlabki ma'lumotlarni hisobga olgan holda, 5.5-rasmda ko'rsatilgan "Chart" blokida SF diagrammasi tuziladi.

Ushbu SF diagrammasi quyidagi o'zgaruvchilardan foydalanadi:
- kiritish:
a) n - kodli so'zdagi bitlar soni;
b) p12 - 1-holatdan 2-holatga o'tish ehtimoli;
c) p24 - 2-holatdan 4-holatga o'tish ehtimoli;
d) p31 - 3-holatdan 1-holatga o'tish ehtimoli;
e) p43 - 4-holatdan 3-holatga o'tish ehtimoli;
f) p2o - 2-holatdagi xatolik ehtimoli;
g) p3o - 3-holatdagi xatolik ehtimoli;
h) ticks - simulyatsiyaning aniqligini oshirish uchun ishlatiladigan o'zgaruvchi;
- dam olish kunlari:
a) Yo'q - n uzunlikdagi kod so'zdagi bit xatolar soni (xato ko'pligi);
- mahalliy:
a) yo'q - bit xatolar soni;
b) ns - uzatiladigan bitlar soni;
c) p - bir holatdan ikkinchi holatga o'tish zarurligini aniqlash uchun vaqtinchalik o'zgaruvchi;
d) p23 - 2-holatdan 3-holatga o'tish ehtimoli;
e) p32 - 3-holatdan 2-holatga o'tish ehtimoli;
f) po - xato mavjudligini aniqlash uchun vaqtinchalik o'zgaruvchi.

5.5-rasm - O'rganilayotgan diskret kanal modelining SF-diagrammasi.

Ushbu SF diagrammasidagi boshlanish/holat boshlang'ich hisoblanadi. Bu holat xato hisoblagichini (no) va uzatilgan bitlar hisoblagichini (ns) tiklash, shuningdek p23 va p32 qiymatlarini hisoblash uchun zarur.
Davlat st2/ Petrovich modelining 2-holatiga mos keladi (5.1-rasm). st2/ xolatdan boshlanadi/ holatiga o'tish shartsiz. Shunday qilib, ushbu modelda kanal dastlab "yomon" holatda ekanligi taxmin qilinadi 2. Biroq, simulyatsiyaning etarlicha uzoq davom etishi (105 dan ortiq) bilan bu taxmin natijalarga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi. st2/ holati to'rtta asosiy holatni o'z ichiga oladi: st21/, st22/, st23/ va st24/.
st21/ holati kanal 2-holatda bo'lganida xatolik yuz bergan yoki yo'qligini aniqlaydi. ml.rand(1) funksiyasi [0 oraliqdan tasodifiy sonni qaytaradi; 1]. Agar po o'zgaruvchisi po ≤ p2o bo'lgan shunday qiymatni qabul qilsa, u holda st22/ holatga o'tish amalga oshiriladi, bu xatoning paydo bo'lishiga mos keladi. Aks holda (po > p2o uchun) st23/ holatiga o'tish amalga oshiriladi.
St22/ holatida xato hisoblagichining qiymati (no) bittaga oshiriladi. Bu holatdan tizim so'zsiz st23/ holatiga o'tadi.
St23/ holatida uzatiladigan bit hisoblagichining (ns) qiymati bittaga oshiriladi. Agar uzatilgan bitlar hisoblagichining qiymati kod so'zining uzunligidan (ns < n) kichik bo'lsa, st24/ holatiga o'tish amalga oshiriladi. Aks holda, No chiqish o'zgaruvchisi no ga o'rnatiladi va tizim start/holatiga kiradi.
st24/ holatida 2-holatdan 3-holatga yoki 4-holatga o`tish zaruriyati aniqlanadi.Agar p
Davlat st4/ Petrovich modelining 4-holatiga mos keladi (5.1-rasm). Bu holat ikkita asosiy holatni o'z ichiga oladi: st41/ va st42/. Bu holatda xatoliklar yuzaga kelmaydi.
St41/ holatida uzatiladigan bit hisoblagichining (ns) qiymati bittaga oshiriladi. Agar uzatiladigan bitlar hisoblagichining qiymati kod so'zining uzunligidan (ns < n) kichik bo'lsa, st42/ holatiga o'tish amalga oshiriladi. Aks holda, No chiqish o'zgaruvchisi no ga o'rnatiladi va tizim start/holatiga kiradi.
st42/ holatida 4-holatdan 3-holatga o`tish zarurati aniqlanadi.Agar p
st1/ va st3/ holatlari mos ravishda Petrovich modelining 1 va 3-holatlariga o'xshaydi (5.1-rasm). Ushbu davlatlarda sodir bo'ladigan jarayonlar yuqorida tavsiflanganlarga o'xshaydi.
Shunday qilib, modellashtirish jarayonida Diagramma blokining chiqishi (5.2-rasm) n uzunlikdagi kod birikmalarini uzatishda diskret kanalda sodir bo'ladigan xatolarning ko'pligi qiymatlarini oladi. Tegishli vaqt hisoblangan ushbu qiymatlar error_num.mat faylidagi error_num o'zgaruvchisiga yoziladi (buni amalga oshirish uchun siz "Faylga" blokining parametrlariga mos qiymatlarni o'rnatishingiz kerak).
5.3 Diskret kanal uchun Petrovich modelini o'rganish
Quyidagi parametrlarga ega bo'lgan diskret kanal uchun Petrovich modelini o'rganish kerak:
- kod kombinatsiyasining uzunligi – n = 32 bit;
- o'tish ehtimoli:
a) p12 = 0,21;
b) p24 = 0,76;
c) p31 = 0,25;
d) p43 = 0,23;
- xatolik ehtimoli:
a) p2o = 0,49;
b) p3o = 049.
Simulyatsiya tugagandan so'ng, error_num.mat faylida xato ko'pligi qiymatlari namunasi bo'ladi. Uning parametrlarini aniqlash uchun 5.1 ro'yxatda ko'rsatilgan dasturdan foydalaning.