基于System View的比特誤碼率測(cè)試的仿真
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Elanix的System View是一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真和分析的可視化環(huán)境，是一個(gè)適合多種操作系統(tǒng)的單機(jī)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在System View環(huán)境下，可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌舷到y(tǒng)和各種速率的系統(tǒng)，可用于線性或非線性控制、通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。System View有諸多優(yōu)點(diǎn)：直觀、簡(jiǎn)單、易用；支持多速率系統(tǒng)和并行系統(tǒng)；無(wú)限制分層結(jié)構(gòu)；豐富的功能模塊；廣泛的濾波和線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)；可擴(kuò)展性。
2誤碼率測(cè)試仿真原理及其仿真的關(guān)鍵問(wèn)題
2.1誤碼率測(cè)試仿真原理
在仿真系統(tǒng)中，信道模擬成一個(gè)高斯噪聲信道（AWGN），輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)AWGN信道后在輸出端進(jìn)行硬判斷，當(dāng)帶有噪聲的接收信號(hào)大于判決電平時(shí)，輸出判為1，此時(shí)的原參照信號(hào)如果為0，則產(chǎn)生誤碼。
為了便于對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行比較，通常將信噪比用每比特所攜帶的能量除以噪聲功率譜密度來(lái)表示，即Eb/N0，對(duì)基帶信號(hào)，定義信噪比為：
2.2全局關(guān)聯(lián)變量的設(shè)置
當(dāng)一個(gè)高斯噪聲信道的RBE測(cè)試模型設(shè)置基本完畢后，并不能繪出完整正確的RBE/RSN曲線，還必須將噪聲增益控制與系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)進(jìn)行全局變量關(guān)聯(lián)，使信道的信噪比（RSN）由0 dB開(kāi)始逐步加大，即噪聲逐步減小，噪聲每次減小的步長(zhǎng)與循環(huán)次數(shù)相關(guān)。設(shè)置的方法是：?jiǎn)螕鬝ystem View主菜單中的“Tools”選項(xiàng)，選擇“Global Parameter Links”，這時(shí)出現(xiàn)如圖1所示參數(shù)設(shè)置欄，在“Select System Token”中選擇要關(guān)聯(lián)的全局變量，圖中選擇了Gain圖符，如果設(shè)定每次循環(huán)后將信噪比遞增1 dB，即噪聲減小1 dB，則應(yīng)在算術(shù)運(yùn)算關(guān)系定義欄“Define Algebraic Relation F［Gi,Vi］”內(nèi)將F［Gi,Vi］的值設(shè)置為-c1，這里c1為系統(tǒng)變量“Current System Loop”的系統(tǒng)循環(huán)次數(shù)。
2.3設(shè)置系統(tǒng)仿真時(shí)間
在進(jìn)行系統(tǒng)仿真之前首先必須對(duì)定時(shí)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，系統(tǒng)的定時(shí)設(shè)定直接影響著系統(tǒng)仿真的效果甚至仿真結(jié)果的正確性。同時(shí)，定時(shí)參數(shù)的設(shè)置也直接影響系統(tǒng)仿真的精度，因此選取定時(shí)參數(shù)必須十分的注意，這也是初學(xué)者應(yīng)重點(diǎn)掌握的內(nèi)容，采樣速率過(guò)高增加仿真的時(shí)間，過(guò)低則有可能得不到正確的仿真結(jié)果。單擊設(shè)計(jì)窗口工具欄上的系統(tǒng)定時(shí)按鈕則彈出系統(tǒng)定時(shí)設(shè)定窗口。
在進(jìn)行定時(shí)窗口設(shè)置時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
（1）起始和終止時(shí)間控制了系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間范圍，System View要求終止時(shí)間值應(yīng)大于起始時(shí)間值。
（2）采樣速率/采樣間隔控制著時(shí)間步長(zhǎng)，這2個(gè)值是相互關(guān)聯(lián)的2個(gè)系統(tǒng)參數(shù)
（3）采樣點(diǎn)數(shù)指定了系統(tǒng)仿真過(guò)程中總的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，其基本運(yùn)算關(guān)系為：
采樣點(diǎn)數(shù)=(終止時(shí)間－起始時(shí)間)×采樣速率＋1
根據(jù)這個(gè)關(guān)系式，在采樣速率不變時(shí)，System View將遵循下列規(guī)則自動(dòng)修改參數(shù)：
①如果用戶改變了采樣點(diǎn)數(shù)，則System View不改變起始時(shí)間，但會(huì)根據(jù)新的采樣間隔修改終止時(shí)間。
②如果用戶對(duì)起始時(shí)間和終止時(shí)間中的一個(gè)或全部做了修改，則采樣點(diǎn)數(shù)會(huì)被自動(dòng)修改。
③采樣點(diǎn)數(shù)只能是整數(shù)，若計(jì)算值不是整數(shù)，System View將取其近似整數(shù)值。除非用戶自行修改，否則系統(tǒng)會(huì)一直保持到固定的采樣點(diǎn)數(shù)。
在RBE測(cè)試試驗(yàn)仿真中，除了對(duì)系統(tǒng)采樣頻率要十分重視外，采樣時(shí)間的選取也要特別注意，系統(tǒng)單循環(huán)仿真時(shí)間應(yīng)該比計(jì)數(shù)器一個(gè)循環(huán)總計(jì)數(shù)時(shí)間要長(zhǎng)。也可以通過(guò)系統(tǒng)采樣點(diǎn)數(shù)的設(shè)置來(lái)滿足此條件（否則可能出現(xiàn)計(jì)算的RBE值都為0）。
（4）頻率分辨率是指系統(tǒng)對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行Fourier變換時(shí)，根據(jù)時(shí)間序列所得到的頻率分辨率，其值為：
頻率分辨率=采樣速率/采樣點(diǎn)數(shù)
（5）系統(tǒng)的循環(huán)次數(shù)提供了用戶系統(tǒng)自動(dòng)重復(fù)運(yùn)行的功能。有reset system on loop和pause on loop 兩種重復(fù)運(yùn)行方式。
2.4RBE測(cè)試中的系統(tǒng)同步問(wèn)題
在RBE測(cè)試模型建立完之后，與計(jì)算曲線密切相關(guān)的另一個(gè)重要問(wèn)題是整個(gè)系統(tǒng)的定時(shí)問(wèn)題，因?yàn)镾ystem View是一個(gè)多速率系統(tǒng)，在所有系統(tǒng)仿真模塊中可能同時(shí)存在不同采樣速率的功能圖符，并且經(jīng)過(guò)許多濾波器、編碼器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生固有的處理延時(shí)。RBE計(jì)數(shù)器圖符具有兩個(gè)輸入，原則上每個(gè)采樣進(jìn)行一個(gè)比特的檢驗(yàn)判斷，因此兩個(gè)輸入必須是嚴(yán)格的位同步才能判決正確。嚴(yán)格地講，應(yīng)該是兩個(gè)輸入的采樣率必須完全一致且絕對(duì)同步，這就要涉及到系統(tǒng)的定時(shí)問(wèn)題。計(jì)數(shù)器兩個(gè)輸入端的時(shí)間差，即系統(tǒng)的延時(shí)有2種方法得到：
第一種方法：對(duì)一些簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，可以通過(guò)計(jì)算逐個(gè)模塊的時(shí)延，最后推算出系統(tǒng)的總的群延時(shí)時(shí)間。如在BCH編碼、譯碼的RBE測(cè)試仿真實(shí)例中就是用此種方法。
第二種方法：當(dāng)遇到非常復(fù)雜的系統(tǒng)模型或不易通過(guò)理論推算時(shí)，可以用原始輸入信號(hào)與輸出信號(hào)（在此例中是計(jì)數(shù)器的兩個(gè)輸入端信號(hào)）之間的相關(guān)運(yùn)算來(lái)求出其系統(tǒng)的群延時(shí)，卷積碼的RBE的測(cè)試仿真實(shí)例中用的就是此方法。為了說(shuō)明這兩種定時(shí)方法，下面舉出兩個(gè)實(shí)例分別論述。
3 RBE測(cè)試仿真實(shí)例
3.1 BCH編碼譯碼RBE測(cè)試系統(tǒng)的仿真
BCH碼是循環(huán)碼的一個(gè)重要子類，他具有糾正多個(gè)錯(cuò)誤的能力，BCH碼有嚴(yán)密的代數(shù)理論，是目前研究最透徹的一類碼?？梢愿鶕?jù)所要求的糾錯(cuò)能力t，很容易構(gòu)造出BCH碼。BCH碼的編譯碼原理理論可參考文獻(xiàn)［1，2］，下面以一個(gè)［7,4］ BCH編碼、譯碼的RBE測(cè)試系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明BCH碼RBE系統(tǒng)的System View仿真過(guò)程。圖2是本例的仿真電路圖。
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