আমার আজকের নিবন্ধটি এমন একজন ব্যক্তির কাছ থেকে উচ্চস্বরে চিন্তাভাবনা করা হয়েছে যিনি প্রায় দুর্ঘটনাক্রমে প্রোগ্রামিং এর পথ নিয়েছিলেন (যদিও স্বাভাবিকভাবেই)।

হ্যাঁ, আমি বুঝি যে আমার অভিজ্ঞতা শুধুই আমার অভিজ্ঞতা, কিন্তু আমার কাছে মনে হয় এটা সাধারণ প্রবণতার সাথে ভালোভাবে খাপ খায়। তদুপরি, নীচে বর্ণিত অভিজ্ঞতাটি বৈজ্ঞানিক ক্রিয়াকলাপের ক্ষেত্রের সাথে আরও বেশি সম্পর্কযুক্ত, তবে কী মজা করছে না - এটি বাইরে কার্যকর হতে পারে।

উত্স: https://xkcd.com/664/

সাধারণভাবে, প্রাক্তন ছাত্র থেকে সমস্ত বর্তমান ছাত্রদের জন্য উত্সর্গীকৃত!

প্রত্যাশা

যখন আমি 2014 সালে ইনফোকমিউনিকেশন টেকনোলজিস এবং কমিউনিকেশন সিস্টেমে আমার স্নাতক ডিগ্রি সম্পন্ন করি, তখন আমি প্রোগ্রামিংয়ের জগত সম্পর্কে প্রায় কিছুই জানতাম না। হ্যাঁ, অন্য অনেকের মতো, আমি আমার প্রথম বছরে "কম্পিউটার সায়েন্স" বিষয় নিয়েছিলাম - কিন্তু, প্রভু, এটি আমার প্রথম বর্ষে ছিল! এটা একটা অনন্তকাল হয়েছে!

সাধারণভাবে, আমি স্নাতক ডিগ্রি থেকে বিশেষভাবে আলাদা কিছু আশা করিনি এবং যখন আমি মাস্টার্স প্রোগ্রামে প্রবেশ করি "যোগাযোগ এবং সংকেত প্রক্রিয়াকরণ" জার্মান-রাশিয়ান ইনস্টিটিউট অফ নিউ টেকনোলজিস।

কিন্তু নিরর্থক...

আমরা শুধুমাত্র দ্বিতীয় ইনটেক ছিলাম, এবং প্রথম থেকে ছেলেরা এখনও তাদের ব্যাগগুলি সুদূর জার্মানির জন্য প্যাক করছিল (স্নাতকোত্তর ডিগ্রির দ্বিতীয় বছরে ইন্টার্নশিপ ছয় মাস লাগে)। অন্য কথায়, তাৎক্ষণিক বৃত্তের কেউ এখনও ইউরোপীয় শিক্ষার পদ্ধতিগুলিকে গুরুত্ব সহকারে সম্মুখীন হয়নি এবং বিস্তারিত সম্পর্কে জিজ্ঞাসা করার মতো কেউ ছিল না।

আমাদের প্রথম বছরে, অবশ্যই, আমাদের বিভিন্ন ধরণের অনুশীলন ছিল, যেখানে আমাদের সাধারণত গণতান্ত্রিকভাবে স্ক্রিপ্ট লেখার (প্রধানত ম্যাটল্যাব ভাষায়) এবং বিভিন্ন উচ্চ বিশেষায়িত GUI ব্যবহার করার (এই অর্থে যে স্ক্রিপ্ট লেখা ছাড়া - সিমুলেশন) এর মধ্যে একটি পছন্দের প্রস্তাব দেওয়া হয়েছিল। মডেলিং পরিবেশ)।

বলা বাহুল্য, আমরা, বিজ্ঞানের ভবিষ্যত মাস্টার্স, আমাদের যৌবনের মূর্খতা থেকে, আগুনের মতো কোড লেখা এড়িয়ে গিয়েছিলাম। এখানে, উদাহরণস্বরূপ, ম্যাথওয়ার্কস থেকে সিমুলিঙ্ক: এখানে ব্লকগুলি, এখানে সংযোগগুলি, এখানে সমস্ত ধরণের সেটিংস এবং সুইচ রয়েছে৷

এমন একটি দৃশ্য যা পূর্বে সার্কিট ডিজাইন এবং সিস্টেম ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে কাজ করেছেন এমন একজন ব্যক্তির কাছে নেটিভ এবং বোধগম্য!

উত্স: https://ch.mathworks.com/help/comm/examples/parallel-concatenated-convolutional-coding-turbo-codes.html

তাই আমাদের কাছে মনে হলো...

বাস্তবতা

প্রথম সেমিস্টারের একটি ব্যবহারিক কাজ ছিল "মডেলিং এবং অপ্টিমাইজেশনের জন্য পদ্ধতি" বিষয়ের অংশ হিসাবে একটি OFDM সিগন্যাল ট্রান্সসিভারের বিকাশ। ধারণাটি অত্যন্ত সফল: প্রযুক্তিটি এখনও প্রাসঙ্গিক এবং এর ব্যবহারের কারণে বেশ জনপ্রিয়, উদাহরণস্বরূপ, Wi-Fi এবং LTE/LTE-A নেটওয়ার্কে (OFDMA আকারে)। মডেলিং টেলিকম সিস্টেমে তাদের দক্ষতা অনুশীলন করার জন্য মাস্টারদের জন্য এটি সর্বোত্তম জিনিস।

এবং এখন আমাদের স্পষ্টতই অব্যবহারিক ফ্রেম প্যারামিটার সহ প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যগুলির বেশ কয়েকটি বিকল্প দেওয়া হয়েছে (যাতে ইন্টারনেটে কোনও সমাধানের সন্ধান না করা যায়), এবং আমরা ইতিমধ্যে উল্লিখিত সিমুলিঙ্কের উপর ঝাঁপিয়ে পড়ি... এবং আমাদের মাথায় চাপাতা দিয়ে আঘাত করা হয়। বাস্তবতার:

• প্রতিটি ব্লক অনেক অজানা পরামিতি দিয়ে পরিপূর্ণ, যা একটি টুপি ড্রপ এ পরিবর্তন করা ভীতিজনক।
• সংখ্যার সাথে ম্যানিপুলেশনগুলি করা দরকার, মনে হচ্ছে, সহজ, তবে আপনাকে এখনও ঝগড়া করতে হবে, ঈশ্বর নিষেধ করুন।
• ক্যাথিড্রাল মেশিনগুলি GUI-এর উন্মত্ত ব্যবহার থেকে লক্ষণীয়ভাবে ধীর হয়ে যায়, এমনকি উপলব্ধ ব্লকের লাইব্রেরির মাধ্যমে সার্ফিংয়ের পর্যায়েও।
• বাড়িতে কিছু শেষ করতে, আপনার একই সিমুলিঙ্ক থাকতে হবে। এবং, আসলে, কোন বিকল্প নেই।

হ্যাঁ, শেষ পর্যন্ত আমরা অবশ্যই প্রকল্পটি সম্পন্ন করেছি, তবে আমরা স্বস্তির নিঃশ্বাস নিয়ে এটি সম্পূর্ণ করেছি।

কিছু সময় কেটে গেল, এবং আমরা স্নাতকোত্তর ডিগ্রির প্রথম বর্ষের শেষের দিকে এলাম। GUI ব্যবহার করে হোমওয়ার্কের পরিমাণ জার্মান বিষয়ের ভাগ বৃদ্ধির সাথে আনুপাতিকভাবে হ্রাস পেতে শুরু করে, যদিও এটি এখনও দৃষ্টান্ত পরিবর্তনের পর্যায়ে পৌঁছেনি। আমি সহ আমাদের মধ্যে অনেকেই, আমাদের বৈজ্ঞানিক প্রকল্পগুলিতে (যদিও টুলবক্সের আকারে), এবং আপাতদৃষ্টিতে পরিচিত সিমুলিঙ্ক নয়, গড়ে তোলার জন্য আমাদের যথেষ্ট পরিমাণে প্রশস্ততা অতিক্রম করে।

আমাদের সন্দেহের বিন্দুটি ছিল দ্বিতীয় বর্ষের একজন ছাত্রের বাক্যাংশ (তারা ততক্ষণে রাশিয়ায় ফিরে এসেছিল):

• ভুলে যান, অন্তত ইন্টার্নশিপের সময়কালের জন্য, সিমিলিংক, ম্যাথক্যাড এবং অন্যান্য ল্যাবভিউ সম্পর্কে - পাহাড়ের উপরে সবকিছু ম্যাটল্যাবে লেখা আছে, ম্যাটল্যাব নিজেই বা এর বিনামূল্যের "সংস্করণ" অক্টেভ ব্যবহার করে।

বিবৃতিটি আংশিক সত্য বলে প্রমাণিত হয়েছিল: ইলমেনাউতে, সরঞ্জামগুলির পছন্দ নিয়ে বিরোধটিও পুরোপুরি সমাধান হয়নি। সত্য, পছন্দটি বেশিরভাগই ম্যাটল্যাব, পাইথন এবং সি এর মধ্যে ছিল।

একই দিনে, আমাকে একটি স্বাভাবিক উত্তেজনা দ্বারা নেওয়া হয়েছিল: আমার কি আমার OFDM ট্রান্সমিটার মডেলের অংশটি একটি স্ক্রিপ্টেড আকারে স্থানান্তর করা উচিত নয়? শুধুই মজার জন্য.

এবং আমি কাজ পেয়েছিলাম.

ধাপে ধাপে

তাত্ত্বিক গণনার পরিবর্তে, আমি কেবল এটির একটি লিঙ্ক দেব চমৎকার নিবন্ধ 2011 থেকে tgx এবং স্লাইডে LTE শারীরিক স্তর অধ্যাপক মিশেল-টিলা (টিইউ ইলমেনাউ)। আমি মনে করি এই যথেষ্ট হবে.

"তাহলে," আমি ভাবলাম, "আসুন পুনরাবৃত্তি করি, আমরা কী মডেল করতে যাচ্ছি?"
আমরা মডেল করব OFDM ফ্রেম জেনারেটর (OFDM ফ্রেম জেনারেটর)।

এটা কি অন্তর্ভুক্ত করবে:

• তথ্য প্রতীক
• পাইলট সংকেত
• শূন্য (DC)

কি (সরলতার খাতিরে) আমরা এর থেকে বিমূর্ত করি:

• একটি চক্রীয় উপসর্গ মডেলিং থেকে (যদি আপনি মূল বিষয়গুলি জানেন তবে এটি যোগ করা কঠিন হবে না)

বিবেচনাধীন মডেলের ব্লক ডায়াগ্রাম। আমরা বিপরীত FFT (IFFT) ব্লকে থামব। ছবিটি সম্পূর্ণ করার জন্য, সবাই বাকিটা নিজেরাই চালিয়ে যেতে পারে - আমি বিভাগের শিক্ষকদের প্রতিশ্রুতি দিয়েছিলাম যে শিক্ষার্থীদের জন্য কিছু রেখে যাবে।

আসুন নিজেদের জন্য তাদের সংজ্ঞায়িত করা যাক. ব্যায়াম:

• সাব-ক্যারিয়ারের নির্দিষ্ট সংখ্যা;
• নির্দিষ্ট ফ্রেমের দৈর্ঘ্য;
• আমাদের অবশ্যই মাঝখানে একটি শূন্য এবং ফ্রেমের শুরুতে এবং শেষে এক জোড়া শূন্য যোগ করতে হবে (মোট, 5 টুকরা);
• তথ্য চিহ্নগুলি M-PSK বা M-QAM ব্যবহার করে মডুলেশন করা হয়, যেখানে M হল মডুলেশন অর্ডার।

কোড দিয়ে শুরু করা যাক।

সম্পূর্ণ স্ক্রিপ্ট থেকে ডাউনলোড করা যাবে লিংক.

ইনপুট পরামিতি সংজ্ঞায়িত করা যাক:

clear all; close all; clc

M = 4; % e.g. QPSK 
N_inf = 16; % number of subcarriers (information symbols, actually) in the frame
fr_len = 32; % the length of our OFDM frame
N_pil = fr_len - N_inf - 5; % number of pilots in the frame
pilots = [1; j; -1; -j]; % pilots (QPSK, in fact)

nulls_idx = [1, 2, fr_len/2, fr_len-1, fr_len]; % indexes of nulls

এখন আমরা তথ্য চিহ্নগুলির সূচকগুলি নির্ধারণ করি, এই ভিত্তিটি গ্রহণ করে যে পাইলট সংকেতগুলি অবশ্যই শূন্যের আগে এবং/বা পরে যেতে হবে:

idx_1_start = 4;
idx_1_end = fr_len/2 - 2;

idx_2_start = fr_len/2 + 2;
idx_2_end =  fr_len - 3;

তারপর ফাংশন ব্যবহার করে অবস্থান নির্ধারণ করা যেতে পারে linspace, নিকটতম পূর্ণসংখ্যাগুলির মধ্যে মানগুলিকে ছোট করে:

inf_idx_1 = (floor(linspace(idx_1_start, idx_1_end, N_inf/2))).'; 
inf_idx_2 = (floor(linspace(idx_2_start, idx_2_end, N_inf/2))).';

inf_ind = [inf_idx_1; inf_idx_2]; % simple concatenation

এর সাথে শূন্যের সূচী যোগ করুন এবং সাজান:

%concatenation and ascending sorting
inf_and_nulls_idx = union(inf_ind, nulls_idx); 

তদনুসারে, পাইলট সংকেত সূচকগুলি অন্য সবকিছু:

%numbers in range from 1 to frame length 
% that don't overlape with inf_and_nulls_idx vector
pilot_idx = setdiff(1:fr_len, inf_and_nulls_idx); 

এবার পাইলট সিগন্যাল বুঝি।

আমাদের একটি টেমপ্লেট আছে (ভেরিয়েবল পাইলটদের), এবং ধরা যাক আমরা এই টেমপ্লেট থেকে পাইলটগুলিকে আমাদের ফ্রেমে ক্রমানুসারে ঢোকানো চাই। অবশ্যই, এটি একটি লুপে করা যেতে পারে। অথবা আপনি ম্যাট্রিক্সের সাথে একটু কৌশলী খেলতে পারেন - সৌভাগ্যবশত MATLAB আপনাকে পর্যাপ্ত আরামের সাথে এটি করতে দেয়।

প্রথমে, এই টেমপ্লেটগুলির মধ্যে কতগুলি ফ্রেমে সম্পূর্ণরূপে ফিট করে তা নির্ধারণ করা যাক:

pilots_len_psudo = floor(N_pil/length(pilots));

এর পরে, আমরা একটি ভেক্টর গঠন করি যা আমাদের টেমপ্লেটগুলি নিয়ে গঠিত:

% linear algebra tricks:
mat_1 = pilots*ones(1, pilots_len_psudo); % rank-one matrix
resh = reshape(mat_1, pilots_len_psudo*length(pilots),1); % vectorization

এবং আমরা একটি ছোট ভেক্টর সংজ্ঞায়িত করি যাতে টেমপ্লেটের শুধুমাত্র একটি অংশ থাকে - "লেজ", যা সম্পূর্ণরূপে ফ্রেমে ফিট করে না:

tail_len = fr_len  - N_inf - length(nulls_idx) ...
                - length(pilots)*pilots_len_psudo; 
tail = pilots(1:tail_len); % "tail" of pilots vector

আমরা পাইলট অক্ষর পেতে:

vec_pilots = [resh; tail]; % completed pilots vector that frame consists

আসুন তথ্য চিহ্নগুলিতে এগিয়ে যাই, যথা, আমরা একটি বার্তা তৈরি করব এবং এটিকে সংশোধন করব:

message = randi([0 M-1], N_inf, 1); % decimal information symbols

if M >= 16
    info_symbols = qammod(message, M, pi/4);
else
    info_symbols = pskmod(message, M, pi/4);
end 

সব প্রস্তুত! ফ্রেম একত্রিত করা:

%% Frame construction
frame = zeros(fr_len,1);
frame(pilot_idx) = vec_pilots;
frame(inf_ind) = info_symbols

আপনি এই মত কিছু পেতে হবে:

frame =

   0.00000 + 0.00000i
   0.00000 + 0.00000i
   1.00000 + 0.00000i
  -0.70711 - 0.70711i
  -0.70711 - 0.70711i
   0.70711 + 0.70711i
   0.00000 + 1.00000i
  -0.70711 + 0.70711i
  -0.70711 + 0.70711i
  -1.00000 + 0.00000i
  -0.70711 + 0.70711i
  -0.70711 - 0.70711i
   0.00000 - 1.00000i
   0.70711 + 0.70711i
   1.00000 + 0.00000i
   0.00000 + 0.00000i
   0.00000 + 1.00000i
   0.70711 - 0.70711i
  -0.70711 + 0.70711i
  -1.00000 + 0.00000i
  -0.70711 + 0.70711i
   0.70711 + 0.70711i
   0.00000 - 1.00000i
  -0.70711 - 0.70711i
   0.70711 + 0.70711i
   1.00000 + 0.00000i
   0.70711 - 0.70711i
   0.00000 + 1.00000i
   0.70711 - 0.70711i
  -1.00000 + 0.00000i
   0.00000 + 0.00000i
   0.00000 + 0.00000i

"সুখ!" আমি তৃপ্তি নিয়ে ভাবলাম এবং ল্যাপটপ বন্ধ করে দিলাম। সবকিছু করতে আমার কয়েক ঘন্টা লেগেছে: কোড লেখা সহ, কিছু ম্যাটল্যাব ফাংশন শেখা এবং গাণিতিক কৌশলগুলির মাধ্যমে চিন্তা করা।

আমি তখন কী সিদ্ধান্তে আঁকলাম?

বিষয়ী:

• লেখার কোড আনন্দদায়ক এবং কবিতার অনুরূপ!
• যোগাযোগ এবং সংকেত প্রক্রিয়াকরণ ক্ষেত্রের জন্য স্ক্রিপ্টিং হল সবচেয়ে সুবিধাজনক গবেষণা পদ্ধতি।

উদ্দেশ্য:

• একটি কামান থেকে চড়ুই গুলি করার কোন প্রয়োজন নেই (যদি না এই ধরনের একটি শিক্ষামূলক লক্ষ্য অবশ্যই এটির মূল্যবান হয়): সিমুলিংক ব্যবহার করে, আমরা একটি অত্যাধুনিক সরঞ্জাম দিয়ে একটি সাধারণ সমস্যা সমাধানের কাজ নিয়েছিলাম।
• GUI ভাল, তবে "হুডের নীচে" কী রয়েছে তা বোঝা আরও ভাল।

এবং এখন, ছাত্র হওয়া থেকে অনেক দূরে, আমি ছাত্র ভাইদের কাছে নিম্নলিখিতটি বলতে চাই:

• এটির জন্য যান!

প্রথমে খারাপ হলেও কোড লেখার চেষ্টা করুন। প্রোগ্রামিং এর সাথে, অন্য যেকোন ক্রিয়াকলাপের মতো, সবচেয়ে কঠিন অংশটি হল শুরু। এবং এটি আগে শুরু করা ভাল: আপনি যদি একজন বিজ্ঞানী বা এমনকি কেবল একজন প্রযুক্তিবিদ হন, শীঘ্র বা পরে আপনার এই দক্ষতার প্রয়োজন হবে।

• চাহিদা !

শিক্ষক এবং সুপারভাইজারদের কাছ থেকে প্রগতিশীল পন্থা এবং সরঞ্জামের দাবি করুন। যদি এটি সম্ভব হয়, অবশ্যই ...

• সৃষ্টি!

শিক্ষামূলক প্রোগ্রামের কাঠামোর মধ্যে না থাকলে শিক্ষানবিসদের সমস্ত ঘা কাটিয়ে ওঠার জন্য আর কোথায় ভাল? আপনার দক্ষতা তৈরি করুন এবং উন্নত করুন - আবার, আপনি যত তাড়াতাড়ি শুরু করবেন তত ভাল।

সমস্ত দেশ থেকে উচ্চাকাঙ্ক্ষী প্রোগ্রামার, একত্রিত!

দ্রষ্টব্য

শিক্ষার্থীদের সাথে আমার সরাসরি সম্পর্ক রেকর্ড করার জন্য, আমি দুইজন রেক্টরের সাথে 2017-এর একটি স্মরণীয় ছবি সংযুক্ত করছি: পিটার স্কার্ফ (ডান দিকে) এবং আলবার্ট খারিসোভিচ গিলমুতদিনভ (বাম দিকে)।

অন্তত এই পোশাকের জন্য প্রোগ্রামটি শেষ করা মূল্য ছিল! (দুষ্টুমি)

উত্স: www.habr.com