Communications System Toolbox

Entwurf, Charakterisierung und Visualisierung von Systemen

Für den Entwurf und die Simulation von Kommunikationssystemen ist die Fähigkeit von entscheidender Bedeutung, das Systemverhalten auch unter realistischen Störeinflüssen analysieren und dies grafisch und quantitativ darstellen zu können. Daneben muss festgestellt werden können, ob die Systemleistung den jeweils gültigen Standards genügt.

Die Communications System Toolbox adressiert eine Reihe typischer Aufgaben, die beim Entwurf und der Simulation von Kommunikationssystemen auftreten. Viele der Funktionen, Apps, System objects und Blöcke der System Toolbox führen Berechnungen für eine ganz bestimmte Komponente eines Kommunikationssystems durch wie etwa den Demodulator oder Equalizer.

Charakterisierung von Systemen

Die Communications System Toolbox enthält verschiedene Standardmethoden zur quantitativen Bewertung der Systemleistung:

  • Berechnung der Bitfehlerraten (BER)
  • APCR-Messungen (Adjacent Channel Power Ratio)
  • EVM-Messungen (Error Vector Magnitude)
  • MER-Messungen (Modulation Error Ratio)

Weil BER-Berechnungen eine zentrale Rolle bei der exakten Bewertung der Leistung eines Kommunikationssystems spielen, enthält die Communications System Toolbox eine breite Auswahl von Tools und Funktionen zur Konfiguration von BER-Testszenarien sowie zur Beschleunigung von BER-Simulationen:

Bit Error Rate Analysis-App: Eine App, mit der Sie die Bitfehlerrate von Kommunikationssystemen analysieren können. Zur Leistungsanalyse können simulationsbasierte, halbanalytische oder theoretische Ansätze eingesetzt werden.

Error Rate Test Console: Ein MATLAB-Objekt, das die Fehlerrate von Kommunikationssystemen durch Simulationen misst. Es unterstützt anwenderdefinierte Testpunkte und die Generierung parametrischer Leistungsdiagramme und -oberflächen. Durch Ausführung auf Mehrkern-Computern lässt sich die Simulation beschleunigen.

Mehrkern- und GPU-Beschleunigung: Eine Funktion der Parallel Computing Toolbox, die die Simulationsleistung durch Nutzung der Ressourcen von Mehrkern-Rechnern und GPU-Hardware erhöht.

Unterstützung für Distributed Computing und Cloud Computing: Diese Funktionen werden von der Parallel Computing Toolbox und dem MATLAB Distributed Computing Server bereitgestellt und ermöglichen die Nutzung von Serverfarmen sowie des Amazon EC2-Webdienstes.

Visualisierung der Systemleistung

Die Communications System Toolbox bietet folgende Funktionen zur Visualisierung der Systemleistung:

Channel Visualization Tool: Visualisiert die Eigenschaften von Fading-Kanälen.

Augendiagramme und Konstellations-Scatterplots: Ermöglichen ein qualitatives, visuelles Verständnis des Systemverhaltens und erleichtern damit die Entscheidung für einen definierten Ausgangsentwurf.

Signaltrajektorien: Bilden die Trajektorie von Signalen zwischen Entscheidungspunkten durchgehend ab.

BER-Diagramme: Visualisieren die quantitative, nach Metriken wie Signal/Rausch-Verhältnis und Festkomma-Wortlängen aufgeschlüsselte BER-Leistung von Entwurfskandidaten.

In der Kommunikationstechnik gebräuchliche Diagramme zur Visualisierung und Analyse von Signalen an beliebigen Punkten oder Schritten im Modell.

In der Kommunikationstechnik gebräuchliche Diagramme zur Visualisierung und Analyse von Signalen an beliebigen Punkten oder Schritten im Modell (im Uhrzeigersinn von links oben beginnend): Impulsantwort eines Kanals, I/Q-Signal-Augendiagramme, Vergleich der theoretischen und simulierten BER-Leistung, Scatterplot des empfangenen Signals.

Weiter: Analoge und digitale Modulation

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