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防衛通信: US MIL-STD-188-110B ベースバンド エンドツーエンド リンク

このモデルでは、U. S. MIL-STD-188-110B 軍用規格に準拠するエンドツーエンド ベースバンド通信システムを示します。特にこのモデルでは、固定周波数直列 (単音) 波形を使用してデータ位相伝送を実装します。このモデルは、150 bps、300 bps、600 bps および 1200 bps のデータ転送速度をサポートします。0.6 秒および 4.8 秒のインターリーバー長も実装します。

この規格で説明されているシステムは、HF (高周波数) チャネル上の長距離戦術通信用です。このシステムは、NATO 規格 STANAG 4539 と互換性があります。

例の構造

この例の通信システムには以下のタスクが含まれています。

  • ランダムなバイナリ データの生成。

  • Model Parameters ブロックのダイアログ ボックスで選択されたデータ転送速度によって異なる符号化。ブロック線図の最上レベルにある Encoder ブロックは、選択されたデータ転送速度によって異なる内容をもつサブシステムです。いずれの場合でも、このサブシステムには、拘束長が 7 でレート 1/2 のコードを使用する畳み込み符号化器が含まれています。ただし、サブシステムは、符号化器に反復操作で従うことにより、レート 1/4 または 1/8 を達成できます。

  • 規格で指定されている行列を使用したインターリーブ

  • バイナリからグレイへのマッピング

  • トレーニング シーケンスの追加。既知のデータまたはチャネル プローブ シンボルとも呼ばれます。反対に、未知のシンボルはユーザーが送信するデータです。

  • 8 を法とするランダム化シーケンスへのデータの追加によるデータのスクランブル。

  • 8-PSK 変調。

  • SISO Fading Channel ライブラリ ブロックを使用して実装された Watterson チャネル モデル。特に、ブロックは、ガウス ドップラー スペクトルを使用して、[2] で説明された中程度のチャネル モデルを実装します。

  • RLS イコライザーを使用した受信機のイコライズ。内部では、イコライザー サブシステムは、対応するデータセットを比較するためにトレーニング シーケンスをスクランブルし、遅延を導入してフレーム境界を整列させ、イコライズされた信号をデスクランブルします。

  • チャネル シンボルのデマッピング。

  • デインターリーブ。

  • ビタビ復号化。復号化器は、符号化器サブシステムをミラーリングするサブシステムです。初期遅延期間の経過後にビタビ復号化器をリセットする必要があるため、復号化器にはリセット ポートが含まれます。

例の他の特徴:

  • 符号化器サブシステムの内部には、"Compare FEC Encoder" というラベルのアイコンがあります。アイコンをダブルクリックして、規格に表示されるブロック線図を Communications Toolbox™ の 1 つの Convolutional Encoder ブロックと比較する、別の Simulink モデルを開くことができます。モデルは、畳み込み符号のモデル化の 2 つの方法が同じ結果になることを示しています。

  • Interleave Matrix サブシステムの内部には、"Interleave Mapping" というラベルのアイコンがあります。アイコンをダブルクリックして、マッピングを表示するプロットを開くことができます。マッピングは Model Parameters ダイアログ ボックスでの選択によって異なります。

結果と表示

シミュレーションを実行すると、これらの数値または図による結果が表示されます。

  • 全システムのビット誤り率。

  • シミュレーション中の複数点でのデータ転送速度。ソース データ転送速度は Model Parameters ダイアログ ボックスで指定する速度で、最後に表示されたデータ転送速度 (Scrambler の前) は、常に 2400 bps です。表示される他のデータ転送速度は、Model Parameters ダイアログ ボックスの選択によって異なります。

  • Watterson チャネル インパルス応答。

  • イコライズ前の信号のコンスタレーション ダイアグラム。

  • イコライズ後の信号のコンスタレーション ダイアグラム。

例で示されている Simulink® の手法

規格での符号化動作は、データ転送速度によって異なります。このモデルでは、[Model Parameters] ダイアログ ボックスで選択した Information Rate パラメーターによってサブシステムの符号化および復号化の動作を変化させます。符号化器アイコンまたは復号化器アイコンをダブルクリックすると、Information Rate パラメーターの現在値に基づいたサブシステムの内容を表示することができます。Information Rate パラメーターを変更すると、Model Parameters ブロックに関連付けられている初期化関数は特定のモデルのパラメーターを設定し、符号化器サブシステムおよび復号化器サブシステムの内容を選択します。

参考文献

[1] MIL-STD-188110B: Interoperability and Performance Standards for Data Modems, U. S. Department of Defense, 2000.

[2] ITU-R Recommendation 520-2: Use of High Frequency Ionospheric Channel Simulators, 1978/1982/1992.

参考

Communications Toolbox の例の防衛通信: US MIL-STD-188-110A 受信機は、プリアンブル検出、搬送波同期およびシンボル タイミング同期を備えた MIL-STD-188-110A 受信機を示します。固定レート 1200 bps で実行されます。