Manual Para Utilizar. El Módem G38KRUH. En Linux

Transcripción

1 Manual Para Utilizar El Módem G38KRUH En Linux Elaborado por: Inma Hernaez, Borja Etxebarria, Txema Rúa, Iker Veiga. 1

2 En este documento se describe el uso (sintaxis y parámetros a utilizar) de cada uno de los archivos ejecutables que se han generado durante el desarrollo del módem G38KRUH para Linux. 1. M_B2W Se utiliza para generar una señal digital con codificación polar NRZ. Tiene la siguiente sintaxis: $ m_b2w [-switches] <dest> Donde los [-switches] son los parámetros de funcionamiento y <dest> el fichero de audio de salida donde almacena las muestras de la señal digitalizada. Los parámetros son los siguientes: parámetros con los que está actuando el programa -Level=<double float> Con este parámetro se indica la amplitud (entre 0 y 1) de la señal de salida. -Srate=<double float> Indica la frecuencia de muestreo del fichero de audio de salida indicado en <dest> -SampPerBit=<integer> Indica el número de muestras de salida que se generan por cada bit de entrada.

3 Los bits que se van a codificar se obtienen de la entrada estándar (stdin), por lo que redireccionando la entrada (<fname) se pueden codificar bits almacenados en un fichero de texto. 2. M_BGEN Este programa permite generar secuencias binarias de la longitud indicada, tanto aleatorias como monótonas. Tiene la siguiente sintaxis: $ m_bgen [-switches] -NBits=<integer> Indica el número de bits que va a generar (0 para infinito). -RSeed=<boolean> Si se activa este flag, no se repite siempre la misma secuencia pseudoaleatoria cada vez que ejecutas el programa. -Value={ 1 0 x } Se pone 1 para generar una secuencia de 1 s, 0 para una secuencia de 0 s y X para una secuencia aleatoria. Los bits que se generan son enviados a la salida estándar (stdout), por lo que redireccionando esta salida (>fname), se pueden volcar a un fichero de texto. 3

4 3. M_SCR Este programa incluye una función que lee los bits de la entrada estándar, los aleatoriza y los bits resultantes son transferidos a la salida estándar. Tiene la siguiente sintaxis: $ m_scr [-switches] También se pueden redireccionar la entrada y la salida para trabajar sobre ficheros, o entubar el programa con otros como el m_bgen. 4. M_DSCR Este programa incluye una función que lee los bits de la entrada estándar, los desaleatoriza y los bits resultantes son transferidos a la salida estándar. Tiene la siguiente sintaxis: $ m_dscr [-switches] 4

5 También se pueden redireccionar ambas salidas para trabajar sobre ficheros, o entubar el programa con otros como el m_scr o el m_bgen. 5. M_TXFIL Este programa lee bits de la entrada estándar y genera una señal digital cuyo pulso básico es la raíz del coseno alzado. La señal analógica resultante se almacena en un fichero de audio, especificado con el parámetro <dest>. La sintaxis es la siguiente: $ m_txfil [-switches] <dest> -BitRate={ 9k6 19k2 28k8 38k4 } Cadena de caracteres para seleccionar la velocidad de bit a la que va a funcionar el filtro de transmisión. -DelayKill=<boolean> Si se activa este flag (-DelayKill=y), el programa elimina las muestras correspondientes al régimen transitorio del filtro de transmisión en el fichero de audio de salida. 5

6 -Rolloff={ } Permite seleccionar el factor de Roll-Off del coseno alzado que se emplea en el filtro (sólo se permiten los valores 0.2 y 0.3). -Scale=<double float> Permite modificar la amplitud de la señal de salida (valor real entre 0 y 1). Se puede redireccionar la entrada para leer los bits de entrada de un fichero de texto. 6. M_RXFIL Este programa aplica el filtro de recepción (similar al filtro de transmisión) sobre un fichero de audio <file> para recuperar las muestras de borde y central, que son almacenadas en un fichero de audio <dest>. Este diseño no incluye un control de sincronismo que realice el ajuste del filtro de recepción. Tampoco incluye el Control Automático de Ganancia. La sintaxis es la siguiente: $ m_rxfil [-switches] <file> <dest> -BitRate={ 9k6 19k2 28k8 38k4 } Cadena de caracteres para seleccionar la velocidad binaria a la que va a funcionar el filtro de recepción. -DelayKill=<boolean> Si se activa este flag (-DelayKill=y), el programa elimina las muestras correspondientes al régimen transitorio del filtro de recepción en el fichero de audio de salida. 6

7 -Rolloff={ } Permite seleccionar el factor de Roll-Off del coseno alzado que se emplea en el filtro (sólo se permiten los valores 0.2 y 0.3). -Scale=<double float> Permite modificar la amplitud de la señal de salida (valor real entre 0 y 1). 7. M_MOD Este programa inicializa el modulador a la velocidad de transmisión deseada mediante la función mod_create. A continuación lee los bits de la entrada estándar, los aleatoriza, y genera las muestras de la señal de audio de salida correspondientes, con el filtro de transmisión en raiz de coseno alzado. Dichas muestras son almacenadas en el fichero especificado <dest>. La sintaxis es la siguiente: $ m_mod [-switches] <dest> Este módulo equivale a entubar los procesos de m_scr m_txfil -BitRate={ 9k6 19k2 28k8 38k4 } Cadena de caracteres para seleccionar la velocidad de bit a la que va a funcionar el modulador. 7

8 -Rolloff={ } Permite seleccionar el factor de Roll-Off del coseno alzado que se emplea en el filtro (sólo se permiten los valores 0.2 y 0.3). -Scale=<double float> Permite modificar la amplitud de la señal de salida (valor real entre 0 y 1). 8. M_DEM Este programa incluye una función que permite leer las muestras de un fichero de audio de entrada <file> y realizar su demodulación. Este módulo realiza las operaciones de filtrado con filtro en raíz de coseno alzado (como m_rxfil) y la desaleatorización de los datos después de la detección (como m_dscr), pero además, incluye un módulo de sincronismo, que permitirá la demodulación en condiciones de transmisión reales en las que la fase de la señal recibida no es conocida. También incluye el Control Automático de Ganancia, cuyo ajuste se realiza para cada par de muestras que se obtienen a la salida del filtro de recepción. Las muestras central y de borde calculadas para cada bit son almacenadas en un fichero de audio de salida <dest>, y los bits detectados son enviados a la salida estándar. $ m_dem [-switches] <file> <dest> -BitRate={ 9k6 19k2 28k8 38k4 } Cadena de caracteres para seleccionar la velocidad de bit a la que va a funcionar el demodulador. 8

9 -Rolloff={ } Permite seleccionar el factor de Roll-Off del coseno alzado que se emplea en el filtro (sólo se permiten los valores 0.2 y 0.3). 9. ADDNOISE Este programa se emplea para añadir ruido gaussiano blanco a la señal de audio <file> que se obtiene a la salida del modulador. El programa guarda la señal ruidosa el fichero de audio <dest>, y devuelve los siguientes valores por la salida estándar: potencia de señal de entrada, potencia de ruido generado y relación señal a ruido (en dbs). Si solo se quiere el resultado de la relación señal a ruido (para usar el programa en un script que automatice las medidas) se le puede indicar con la opción -Details. $ addnoise [-switches] <file> <dest> -Potencia=<double float> Le indica al programa la potencia de ruido deseada -Details=<boolean> Si se activa, se muestran por la salida estándar la potencia de la señal, la potencia de ruido y la relación señal a ruido. 9

10 Para evitar desbordamientos al sumar la señal con el ruido, después de hacer el cálculo de las potencias se reduce la amplitud de ambas por 0.5 y luego se suman. 10.BER Mediante este programa se puede calcular la Tasa de error (Bit-error-rate) realizando comparaciones bit a bit entre el tren de bits original y el devuelto por m_rxfil o m_dem. Las comparaciones se realizan sucesivamente hasta que se encuentra un EOF en el fichero de bits original <file> o en el demodulado <dest>. Hay que tener en cuenta el retardo que introducen los filtros de transmisión y recepción en la señal demodulada antes de hacer las comparaciones. La manera de calcular ese retardo para los filtros polifase es la siguiente: (N-1) / 2*factor_diezmado. Teniendo en cuenta el retardo del txfil y del rxfil, se obtiene un retardo de 9,1 bits para RollOff=0.3 y 10.3 bits para RollOff=0.2. En función de esto, el primer bit válido puede ser el noveno, el décimo o el onceavo dependiendo de la velocidad. Los valores se han obtenido por medio de pruebas y están incluidos en el programa, con lo cual el usuario solo tiene que indicar el Bit Rate y el Roll Off que ha empleado. La sintaxis es: $ ber [-switches] <file> <dest> -BitRate={ 9k6 19k2 28k8 38k4 } Cadena de caracteres para seleccionar la velocidad de bit a la que va a funcionar el demodulador. -Rolloff={ } Permite seleccionar el factor de Roll-Off del coseno alzado que se emplea en el filtro (sólo se permiten los valores 0.2 y 0.3). -Details=<boolean> Si se activa (por defecto activado), la función devuelve por la salida estándar el número de bits comparados, el número de errores en total y la probabilidad de error en tanto %. Si no se activa, la función solo devuelve la probabilidad de error. 10

11 11.DRAWTABLE Esta función solo hay que usarla cuando se ejecuta el módem mediante un script y se quieren adecuar los resultados en un fichero de texto para que los pueda leer la aplicación de Windows tableplot.exe. El programa devuelve un fichero de texto donde los valores de la relación señal a ruido y la probabilidad de error se ordenan por filas, indicando asimismo el Bit Rate y el Roll Off al que pertenecen. La sintaxis es la siguiente: $ drawtable [-switches] <file> <dest> -BitRate={ 9k6 19k2 28k8 38k4 } Cadena de caracteres para seleccionar la velocidad de bit a la que va a funcionar el demodulador. -Rolloff={ } Permite seleccionar el factor de Roll-Off del coseno alzado que se emplea en el filtro (sólo se permiten los valores 0.2 y 0.3). 12.TABLEPLOT 11

12 Esta aplicación se emplea para dibujar los resultados obtenidos mediante la automatización de las medidas de la relación señal a ruido y de la probabilidad de error hechas con el módem. La aplicación se encarga de leer el fichero de texto devuelto por la función drawtable y de dibujar los resultados en una ventana. Para hacer uso de la aplicación no hay más que abrir un fichero y presionar el botón GO!. El resto de los botones de la barra de herramientas son para hacer un zoom en el eje Y, y para moverse por el dibujo en las 4 direcciones. Cada vez que se ejecuta el zoom, la precisión en el eje Y se multiplica o se divide por 1.5, y cada vez que se usan los cursores, el gráfico se desplaza una celda en la dirección indicada. Se ha establecido como límite a la hora de dibujar que la mínima relación S/N es 0 dbs, y que el máximo número de puntos que se van a poder dibujar por cada línea en la gráfica es 500. Por último, cada vez que se utiliza cualquiera de los botones se repinta la gráfica. Si se borra la gráfica porque otra ventana se ha situado encima, no hay más que volver a presionar GO!. 12

13 Ayuda para compilar los programas Para compilar los programas en C o C++ que desarrollarás en la práctica, bajo sistema operativo Linux, bastará con ejecutar el comando make. Este comando utiliza una serie de ficheros adicionales que se describen a continuación. Debes leer el contenido de los ficheros que se mencionan a continuación al mismo tiempo que lees esta ayuda. Los ficheros implicados en el proceso son: - fichero make.rul: contiene la plantilla básica para compilar cualquier programa con el comando make (que llama al compilador gcc). Lo encontrarás en el directorio de los ficheros fuente, y será utilizado por el gcc para encontrar los directorios de las librerías y ficheros incluidos en tus fuentes. Es único, y válido para compilar todos los fuentes de las prácticas. - ficheros.mak: debe existir un fichero.mak asociado a un ejecutable. En él se indican aspectos específicos para compilar ese ejecutable. En él se incluye el fichero genérico de reglas make.rul. - fichero makefile: es utilizado por el comando make (que se utiliza para compilar y linkar los programas). Puede ser utilizado de varias formas: o o make all: compila y linka todos los programas que se encuentren en el directorio make clean: borra todos los objeto y ejecutables que se encuentren en el directorio. 13