Semianalytic computer simulation of digital communication systems

Abstract

ÖZET Sayısal iletişim dizgelerinin başarımı, ideal olmayan gerçekleştirilme ve dış etkenler yüzünden, kuramsal en iyi başarımdan farklılaşma gösterir. Bu farklılaşmanın niceliğinin yalnız analitik yöntemlerle hesaplanması çoğu kez zordur. Bu problemlerin bilgisayar benzetimi ile çözülmesi değerli bir seçenek oluşturmaktadır. Bu tezde, sayısal iletişim dizgelerinin benzetimini gerçekleştirmek üzere SSNDC (Yarı -Anal i tik Doğrusal Olmayan Kanallar Benzetimcisi) adında bir yazılım paketi geliştirilmiştir. Bu paket evre uyumlu evre kaydırma anahtarlamalı (CPSK) dizgelerin, doğrusal ve doğrusal olmayan kanallarda, eklenen beyaz Gauss gürültüsü ortamında başarmalarım benzetim yoluyla hesaplamaktadır. Bütün imler ve süzgeçler bant geçiren tasarımlarının karmaşık alçak geçiren eşlenikleri olarak oluşturulmuştur. Önce kısa bir bilgi dizisi ile gürültüsüz ortamda benzetim gerçekleştirilmektedir. Sonra gürültünün başarım üzerindeki etkisi analitik olarak eklenmektedir. Bu yöntem, imlerin karmaşık alçak geçiren gösterimleri ile birlikte ölçün Monte Carlo yönteminden çok daha hızlı benzetimleri olanaklı kılmaktadır. Geliştirilen yazılım, ilerideki değişikliklere olanak tanımak üzere modüler bir yapıda oluşturulmuştur. Girdiler menülerle etkileşimli olarak hazırlanmaktadır. Modüllerin oluşturulması için gereken matematiksel çıkarımlar kapsanmıştır. Son bölümde, benzetimle elde edilen sonuçların kuramsal sonuçlarla ve/veya ilgili teknik yayınlarla karşılaştırılmaları yapılmıştır.

IV ABSTRACT Digital communication systems are subject to various realization imperfections and outer disturbances. The effect of such problems on the systems performance are difficult to solve using only analytical techniques. So, computer simulation becomes an invaluable aid. In this thesis, for digital communication system simulations a software package SSNDC-Semianalytic Simulator of Nonlinear Digital Channels- has been developed. This software is capable of simulating coherent phase shift keying systems with linear or nonlinear channels in an additive white Gaussian noise environment. All the signals and filters are complex lowpass equivalents of their bandpass counterparts. First a noisefree simulation with a short information sequence is performed and then the effect of additive noise is analytically added. This method together with complex lowpass representation of signals results in much faster simulations than the standard Monte Carlo method. The program has a modular structure presenting convenience for future modifications. The input data preparation is arranged in the form of menu-driven interactions. The mathematical theory for the development of the modules of the software is included. Finally, the results of the simulation as well as their comparison with theoretical solutions or their counterparts in literature are presented.