Материал: Экзамен ответы

Вопросы

Билет

ОТВЕТЫ

27. Какова будет структура устройства, выполняющего БПФ?

Быстрое преобразование Фурье - метод, позволяющий вычислить дискретное преобразование Фурье по время O (nlogn). Метод основывается на том, что степени одних комплексных корней единицы в степени n дают другие. Далее будет представлена реализация алгоритма БПФ на ПЛИС. При использовании алгоритма с замещением происходит максимальная экономия внутрикристальной памяти ПЛИС. При этом чтение и запись промежуточных данных происходит в один и тот же блок памяти. Поскольку для алгоритма с замещением реализация графов по «прореживанию по частоте либо по времени» не имеют принципиальной разности с позиции эффективной реализации, поэтому в дальнейшем я буду рассматривать БПФ с прореживанием по частоте.

Рисунок 27.1 - «Бабочка» для БПФ с «прореживанием по частоте».

Рисунок 27.2 - Блок-схема вычислителя БПФ

На рисунке 27.2 показано строение вычислителя, который состоит из памяти для промежуточных данных, контроллера, ядра для вычислений, а также памяти для хранения коэффициентов для исчислений.

Составные части вычислителя БПФ:

Контроллер реализует граф БПФ путем генерации адресов для банков памяти, принимает управляющий сигнал о начале выполнения преобразования, выдает флаг готовности спектра и обеспечивает выдачу выходного массива спектра в двоично-инверсном порядке. Представляется целесообразным проектирование контроллера на языке HDL. Это дает возможность написания универсального контроллера, что позволяет строить контроллеры для вычислителей с различными базами БПФ путем изменения параметра в тексте программного кода контроллера и его последующей «перекомпиляции».

Ядро элементарного вычислителя двухточечного ДПФ выполняет выполняющего базовую операцию БПФ, то есть «бабочку», как показано на рис. 27.1.

Памяти для хранения входных, промежуточных и выходных отсчетов.

Существенная проблема при обработке сигнала по такому принципу это выбор оптимальной разрядности вычислителя для операции «бабочка». Разрядность «бабочки» складывается из двух составляющих. Первая – это разрядность коэффициентов преобразования W^k (разрядность представления комплексных синусоид). Вторая – разрядность промежуточных данных A и B.

63. Які складові MAC-рівня стандарту IEEE 802.16? Які їх функції?

Рисунок 63.1 – Структура МАС-уровня

Структурно МАС-уровень IEEE 802.16 подразделяется на три подуровня - подуровень преобразования сервиса CS (Convergence Sublayer), основной подуровень CPS (Common Part Sublayer) и подуровень защиты PS (Privacy Sublayer).

На подуровне преобразования сервиса происходит трансформация потоков данных протоколов верхних уровней для передачи через сети IEEE 802.16. Для каждого типа приложений верхних уровней стандарт предусматривает свой механизм преобразования, но на вошли в спецификацию IEEE 802.16 два -для работы в режиме АТМ и для пакетной передачи. Под пакетной передачей подразумевают достаточно широкий набор различных протоколов, включая IP. Цель работы на CS-подуровне - оптимизация передаваемых потоков данных каждого приложения верхнего уровня, с учетом их специфики. Поэтому важнейшая задача, решаемая на данном подуровне, - классификация пакетов/ячеек. От результатов ее решения зависит и оптимизация передаваемых потоков, и выделение полосы пропускания для каждого из них.

На основном подуровне MAC формируются пакеты, которые затем передаются на физический уровень и транслируются через канал связи. Пакет MAC PDU включает заголовок и поле данных, за которым может следовать контрольная сумма CRC. Заголовок PDU занимает 6 байт и может быть двух типов - общий и заголовок запроса полосы пропускания. Общий заголовок используется в пакетах, у которых присутствует поле данных. В общем заголовке указывается идентификатор соединения CID, тип и контрольная сумма заголовка, а также приводится информация о поле данных.

На подуровне защиты реализуются функции, обеспечивающие криптозащиту данных и механизмы аутентификации или предотвращения несанкционированного доступа. Для этого предусмотрены два основных компонента - набор алгоритмов криптозащиты и протокол управления ключом шифрования. Ключ каждой АС базовая станция может передавать в процессе авторизации, используя схему работы ―клиент – сервер.

4. Описати аналітично сигнали рис. 1 – 10. Розрахувати амплітуду першої гармоніки сигналів.

На рисунке 7 представлен прямоугольный сигнал.

Рисунок 7

Периодическая последовательность прямоугольных импульсов

Для розрахунку cos форми ряду Фур'є спочатку розрахуємо коефіцієнти sin-cos форми ряду Фур'є, що має такий вигляд

,

де , − коефіцієнти ряду Фур'є, що розраховуються за формулами:

, .

Постійна складова сигналу розраховується за формулою

.

st={A, ∆t2t∆t2+ u, 0,  ∆t2+ τu<t<∆t2+ τu+T/2

a02 = 1T-T/2T/2s(t)dt = 1T0T/2s(t)dt= 1T∆t/2∆t2+uA dt+ 1T∆t2+u∆t2+u+T/20 dt = ATu