អត្ថបទរបស់ខ្ញុំថ្ងៃនេះ គឺជាការគិតយ៉ាងខ្លាំងពីមនុស្សម្នាក់ដែលបានដើរលើផ្លូវនៃការសរសេរកម្មវិធីស្ទើរតែដោយចៃដន្យ (ទោះបីជាធម្មជាតិក៏ដោយ)។

បាទ/ចាស ខ្ញុំយល់ថាបទពិសោធន៍របស់ខ្ញុំគ្រាន់តែជាបទពិសោធន៍របស់ខ្ញុំប៉ុណ្ណោះ ប៉ុន្តែវាហាក់ដូចជាខ្ញុំថាវាសមនឹងនិន្នាការទូទៅ។ លើសពីនេះទៅទៀត បទពិសោធន៍ដែលបានពិពណ៌នាខាងក្រោមទាក់ទងនឹងវិស័យសកម្មភាពវិទ្យាសាស្ត្រ ប៉ុន្តែអ្វីដែលនរកមិននិយាយលេងទេ វាអាចមានប្រយោជន៍នៅខាងក្រៅ។

ប្រភព: https://xkcd.com/664/

ជាទូទៅឧទ្ទិសដល់សិស្សបច្ចុប្បន្នទាំងអស់ពីអតីតសិស្ស!

ការរំពឹងទុក

នៅពេលដែលខ្ញុំបានបញ្ចប់ថ្នាក់បរិញ្ញាបត្រផ្នែកបច្ចេកវិទ្យាព័ត៌មាន និងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងក្នុងឆ្នាំ 2014 ខ្ញុំស្ទើរតែមិនដឹងអ្វីទាំងអស់អំពីពិភពនៃការសរសេរកម្មវិធី។ បាទ ដូចអ្នកផ្សេងទៀតដែរ ខ្ញុំបានយកមុខវិជ្ជា "វិទ្យាសាស្ត្រកុំព្យូទ័រ" ក្នុងឆ្នាំដំបូងរបស់ខ្ញុំ - ប៉ុន្តែព្រះអម្ចាស់ វាជាឆ្នាំដំបូងរបស់ខ្ញុំ! វាជាភាពអស់កល្បជានិច្ច!

ជាទូទៅ ខ្ញុំមិនរំពឹងថាមានអ្វីប្លែកពីបរិញ្ញាបត្រទេ ហើយនៅពេលខ្ញុំចូលរៀនកម្មវិធីអនុបណ្ឌិត "ដំណើរការទំនាក់ទំនងនិងសញ្ញា" វិទ្យាស្ថានបច្ចេកវិទ្យាថ្មីអាល្លឺម៉ង់-រុស្ស៊ី។

ប៉ុន្តែឥតប្រយោជន៍...

យើងគ្រាន់តែជាការទទួលទានលើកទី XNUMX ហើយបុរសពីដំបូងនៅតែខ្ចប់កាបូបរបស់ពួកគេសម្រាប់ប្រទេសអាឡឺម៉ង់ឆ្ងាយ (កម្មសិក្សាត្រូវចំណាយពេលប្រាំមួយខែក្នុងឆ្នាំទីពីរនៃថ្នាក់អនុបណ្ឌិត) ។ ម្យ៉ាងវិញទៀត គ្មាននរណាម្នាក់មកពីរង្វង់ភ្លាមៗ មិនទាន់បានជួបប្រទះយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរនូវវិធីសាស្រ្តនៃការអប់រំនៅអឺរ៉ុបនៅឡើយ ហើយគ្មាននរណាម្នាក់ត្រូវសួរអំពីព័ត៌មានលម្អិតនោះទេ។

ជាការពិតណាស់នៅឆ្នាំដំបូងរបស់យើង យើងមានការអនុវត្តជាច្រើនប្រភេទ ដែលជាធម្មតាយើងត្រូវបានផ្តល់ជម្រើសតាមបែបប្រជាធិបតេយ្យរវាងការសរសេរស្គ្រីប (ជាចម្បងនៅក្នុងភាសា MATLAB) និងការប្រើប្រាស់ GUIs ឯកទេសខ្ពស់ផ្សេងៗ (ក្នុងន័យថាដោយគ្មានការសរសេរស្គ្រីប - ការក្លែងធ្វើ។ បរិស្ថានគំរូ)។

មិនចាំបាច់និយាយទេ យើងដែលជាអនុបណ្ឌិតវិទ្យាសាស្ត្រនាពេលអនាគត ចេញពីភាពល្ងង់ខ្លៅរបស់យុវវ័យរបស់យើង បានចៀសវាងការសរសេរកូដដូចភ្លើង។ ឧទាហរណ៍នៅទីនេះគឺ Simulink ពី MathWorks៖ នេះគឺជាប្លុក នេះគឺជាការភ្ជាប់ នៅទីនេះគ្រប់ប្រភេទនៃការកំណត់ និងកុងតាក់។

ទិដ្ឋភាពដែលមានដើមកំណើត និងអាចយល់បានចំពោះបុគ្គលដែលធ្លាប់ធ្វើការក្នុងការរចនាសៀគ្វី និងវិស្វកម្មប្រព័ន្ធ!

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

ដូច្នេះវាហាក់ដូចជាយើង ...

ភាពជាក់ស្តែង

ការងារជាក់ស្តែងមួយនៃឆមាសទី XNUMX គឺការអភិវឌ្ឍន៍ឧបករណ៍បញ្ជូនសញ្ញា OFDM ដែលជាផ្នែកមួយនៃប្រធានបទ "វិធីសាស្រ្តសម្រាប់គំរូនិងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាព" ។ គំនិតនេះគឺជោគជ័យខ្លាំងណាស់៖ បច្ចេកវិទ្យានៅតែពាក់ព័ន្ធ និងពេញនិយមដោយសារតែការប្រើប្រាស់របស់វា ឧទាហរណ៍នៅក្នុងបណ្តាញ Wi-Fi និង LTE/LTE-A (ក្នុងទម្រង់ជា OFDMA)។ នេះ​ជា​រឿង​ល្អ​បំផុត​សម្រាប់​ចៅហ្វាយនាយ​ក្នុង​ការ​អនុវត្ត​ជំនាញ​របស់​ពួកគេ​ក្នុង​ការ​បង្កើត​គំរូ​ប្រព័ន្ធ​ទូរគមនាគមន៍។

ហើយឥឡូវនេះយើងត្រូវបានផ្តល់ជម្រើសជាច្រើននៃលក្ខណៈបច្ចេកទេសជាមួយនឹងប៉ារ៉ាម៉ែត្រស៊ុមជាក់ស្តែង (ដើម្បីកុំឱ្យស្វែងរកដំណោះស្រាយនៅលើអ៊ីនធឺណិត) ហើយយើងវាយទៅលើ Simulink ដែលបានរៀបរាប់រួចហើយ... នៃការពិត៖

• ប្លុកនីមួយៗគឺពោរពេញទៅដោយប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលមិនស្គាល់ជាច្រើន ដែលគួរឱ្យខ្លាចក្នុងការផ្លាស់ប្តូរនៅពេលទម្លាក់មួក។
• ឧបាយកលជាមួយលេខត្រូវធ្វើ វាហាក់ដូចជាសាមញ្ញ ប៉ុន្តែអ្នកនៅតែត្រូវច្របូកច្របល់ ព្រះហាម។
• ម៉ាស៊ីន Cathedral ថយចុះគួរឱ្យកត់សម្គាល់ពីការប្រើប្រាស់ GUI ដែលមិនគួរឱ្យជឿ សូម្បីតែនៅដំណាក់កាលនៃការរុករកតាមបណ្ណាល័យនៃប្លុកដែលមាន។
• ដើម្បីបញ្ចប់អ្វីមួយនៅផ្ទះ អ្នកត្រូវមាន Simulink ដូចគ្នា។ ហើយតាមការពិត គ្មានជម្រើសផ្សេងទេ។

មែនហើយ នៅទីបញ្ចប់ យើងពិតជាបានបញ្ចប់គម្រោងនេះ ប៉ុន្តែយើងបានបញ្ចប់វាដោយការដកដង្ហើមធំនៃការធូរស្បើយ។

ពេលវេលាកន្លងផុតទៅខ្លះហើយ យើងមកបញ្ចប់ថ្នាក់អនុបណ្ឌិតឆ្នាំទី១។ បរិមាណនៃកិច្ចការផ្ទះដោយប្រើ GUIs បានចាប់ផ្តើមធ្លាក់ចុះតាមសមាមាត្រជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសមាមាត្រនៃមុខវិជ្ជាអាល្លឺម៉ង់ ទោះបីជាវាមិនទាន់ឈានដល់ចំណុចនៃការផ្លាស់ប្តូរគំរូក៏ដោយ។ ពួកយើងជាច្រើន រួមទាំងខ្ញុំផងដែរ ដោយបានយកឈ្នះលើទំហំដ៏សន្ធឹកសន្ធាប់របស់យើងក្នុងការសាងសង់ ការប្រើប្រាស់ Matlab កាន់តែច្រើនឡើងនៅក្នុងគម្រោងវិទ្យាសាស្រ្តរបស់យើង (ទោះបីជាក្នុងទម្រង់ជាប្រអប់ឧបករណ៍ក៏ដោយ) ហើយមិនមែនជា Simulink ដែលហាក់ដូចជាធ្លាប់ស្គាល់នោះទេ។

ចំណុច​ដែល​យើង​សង្ស័យ​គឺ​ឃ្លា​របស់​និស្សិត​ឆ្នាំ​ទី​ពីរ​ម្នាក់ (ពួកគេ​ទើប​តែ​ត្រឡប់​ទៅ​រុស្ស៊ី​វិញ​នៅ​ពេល​នោះ)៖

• ភ្លេចយ៉ាងហោចណាស់សម្រាប់រយៈពេលនៃកម្មសិក្សាអំពី Similink, MathCad និង LabView ផ្សេងទៀត - នៅលើភ្នំ អ្វីគ្រប់យ៉ាងត្រូវបានសរសេរនៅក្នុង MATLAB ដោយប្រើ MatLab ខ្លួនវាផ្ទាល់ ឬ "កំណែ" Octave ឥតគិតថ្លៃរបស់វា។

សេចក្តីថ្លែងការណ៍នេះបានក្លាយទៅជាការពិតមួយផ្នែក៖ នៅក្នុង Ilmenau ជម្លោះលើជម្រើសនៃឧបករណ៍ក៏មិនត្រូវបានដោះស្រាយទាំងស្រុងដែរ។ ពិត ជម្រើសគឺភាគច្រើនរវាង MATLAB, Python និង C ។

នៅថ្ងៃដដែលនោះ ខ្ញុំត្រូវបានគេទទួលយកដោយការរំភើបចិត្តពីធម្មជាតិ៖ តើខ្ញុំមិនគួរផ្ទេរផ្នែករបស់ខ្ញុំនៃគំរូឧបករណ៍បញ្ជូន OFDM ទៅជាទម្រង់ស្គ្រីបទេ? គ្រាន់​តែ​លេងសើច។

ហើយខ្ញុំត្រូវទៅធ្វើការ។

ម្តង​មួយ​ជំហាន

ជំនួសឱ្យការគណនាតាមទ្រឹស្ដី ខ្ញុំនឹងផ្តល់តំណទៅរឿងនេះ អត្ថបទដ៏អស្ចារ្យ ឆ្នាំ ២០១១ ពី tgx និងនៅលើស្លាយ ស្រទាប់រាងកាយ LTE សាស្រ្តាចារ្យ Michel-Tila (TU Ilmenau) ។ ខ្ញុំគិតថានេះនឹងគ្រប់គ្រាន់ហើយ។

"អញ្ចឹង" ខ្ញុំបានគិតថា "តោះនិយាយឡើងវិញ តើយើងនឹងយកគំរូតាមអ្វី?"
យើងនឹងធ្វើគំរូ ម៉ាស៊ីនបង្កើតស៊ុម OFDM (ម៉ាស៊ីនបង្កើតស៊ុម OFDM) ។

អ្វីដែលវានឹងរួមបញ្ចូល:

• និមិត្តសញ្ញាព័ត៌មាន
• សញ្ញាអ្នកបើកយន្តហោះ
• សូន្យ (DC)

តើអ្វី (សម្រាប់ភាពសាមញ្ញ) យើងសង្ខេបពី៖

• ពី​ការ​ធ្វើ​គំរូ​បុព្វបទ​រង្វិល (ប្រសិន​បើ​អ្នក​ដឹង​ពី​មូលដ្ឋាន ការ​បន្ថែម​វា​នឹង​មិន​ពិបាក​ទេ)

ដ្យាក្រាមប្លុកនៃគំរូដែលកំពុងពិចារណា។ យើងនឹងឈប់នៅប្លុក FFT (IFFT) បញ្ច្រាស។ ដើម្បីបញ្ចប់រូបភាព អ្នកគ្រប់គ្នាអាចបន្តនៅសល់ដោយខ្លួនឯងបាន - ខ្ញុំបានសន្យាជាមួយគ្រូពីនាយកដ្ឋានថានឹងទុកអ្វីមួយសម្រាប់សិស្ស។

ចូរយើងកំណត់វាសម្រាប់ខ្លួនយើង។ លំហាត់ប្រាណ៖

• ចំនួនថេរនៃក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនរង;
• ប្រវែងស៊ុមថេរ;
• យើងត្រូវបន្ថែមសូន្យមួយនៅកណ្តាល និងមួយគូនៃសូន្យនៅដើម និងចុងនៃស៊ុម (សរុប 5 បំណែក);
• និមិត្តសញ្ញាព័ត៌មានត្រូវបានកែប្រែដោយប្រើ M-PSK ឬ M-QAM ដែល M គឺជាលំដាប់ម៉ូឌុល។

ចូរចាប់ផ្តើមជាមួយលេខកូដ។

ស្គ្រីបទាំងមូលអាចទាញយកបានពី តំណភ្ជាប់.

ចូរកំណត់ប៉ារ៉ាម៉ែត្របញ្ចូល៖

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

ឥឡូវនេះ យើងកំណត់សូចនាករនៃនិមិត្តសញ្ញាព័ត៌មាន ដោយទទួលយកការសន្និដ្ឋានថា សញ្ញាសាកល្បងត្រូវតែទៅមុន និង/ឬក្រោយសូន្យ៖

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

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

បន្ទាប់មកមុខតំណែងអាចត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើមុខងារ linspaceកាត់បន្ថយតម្លៃទៅតូចបំផុតនៃចំនួនគត់ជិតបំផុត៖

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

តោះបន្ថែមសន្ទស្សន៍សូន្យទៅនេះ ហើយតម្រៀប៖

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

ដូច្នោះហើយ សន្ទស្សន៍សញ្ញាអ្នកបើកបរ គឺជាអ្វីៗផ្សេងទៀត៖

%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); 

ឥឡូវនេះ ចូរយើងយល់ពីសញ្ញាអ្នកបើកបរ។

យើងមានគំរូ (អថេរ អាកាសយានិក) ហើយឧបមាថាយើងចង់ឱ្យអ្នកបើកបរពីគំរូនេះបញ្ចូលទៅក្នុងស៊ុមរបស់យើងតាមលំដាប់លំដោយ។ ជាការពិតណាស់នេះអាចត្រូវបានធ្វើនៅក្នុងរង្វិលជុំមួយ។ ឬអ្នកអាចលេងល្បិចតិចតួចជាមួយម៉ាទ្រីស - សំណាងល្អ MATLAB អនុញ្ញាតឱ្យអ្នកធ្វើបែបនេះជាមួយនឹងការលួងលោមគ្រប់គ្រាន់។

ជាដំបូង ចូរយើងកំណត់ថាតើគំរូទាំងនេះប៉ុន្មានសមនឹងទាំងស្រុងទៅក្នុងស៊ុម៖

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

បន្ទាប់យើងបង្កើតវ៉ិចទ័រដែលមានគំរូរបស់យើង៖

% 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

ហើយយើងកំណត់វ៉ិចទ័រតូចមួយដែលមានតែបំណែកនៃគំរូ - "កន្ទុយ" ដែលមិនសមនឹងស៊ុមទាំងស្រុង:

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

យើងទទួលបានតួអង្គអ្នកបើកបរ៖

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

ចូរបន្តទៅនិមិត្តសញ្ញាព័ត៌មាន ពោលគឺយើងនឹងបង្កើតសារមួយ ហើយកែប្រែវា៖

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 

រួចរាល់ហើយ! ការដំឡើងស៊ុម៖

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

អ្នកគួរតែទទួលបានអ្វីមួយដូចនេះ៖

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

"សុខៈ!" - ខ្ញុំបានគិតដោយពេញចិត្ត ហើយបិទកុំព្យូទ័រយួរដៃ។ ខ្ញុំចំណាយពេលពីរបីម៉ោងដើម្បីធ្វើអ្វីៗគ្រប់យ៉ាង៖ រួមទាំងការសរសេរកូដ ការរៀនមុខងារ Matlab មួយចំនួន និងការគិតតាមរយៈល្បិចគណិតវិទ្យា។

តើ​ខ្ញុំ​បាន​សន្និដ្ឋាន​អ្វីខ្លះ​នៅពេល​នោះ​?

ប្រធានបទ:

• ការសរសេរកូដគឺរីករាយ និងស្រដៀងនឹងកំណាព្យ!
• ស្គ្រីបគឺជាវិធីសាស្រ្តស្រាវជ្រាវដ៏ងាយស្រួលបំផុតសម្រាប់វិស័យទំនាក់ទំនង និងដំណើរការសញ្ញា។

គោលបំណង:

• មិនចាំបាច់បាញ់សត្វចាបពីកាណុងបាញ់ទេ (លុះត្រាតែគោលដៅអប់រំបែបនេះពិតជាមានតម្លៃ): ដោយប្រើ Simulink យើងបានដោះស្រាយបញ្ហាសាមញ្ញមួយដោយប្រើឧបករណ៍ស្មុគ្រស្មាញ។
• GUI គឺល្អ ប៉ុន្តែការយល់ដឹងអំពីអ្វីដែលមាន "នៅក្រោមក្រណាត់" គឺប្រសើរជាង។

ហើយ​ឥឡូវ​នេះ​នៅ​ឆ្ងាយ​ពី​ការ​ធ្វើ​ជា​សិស្ស ខ្ញុំ​ចង់​និយាយ​ដូច​ខាង​ក្រោម​ទៅ​កាន់​បងប្អូន​និស្សិត៖

• ហ៊ាន!

សាកល្បងសរសេរកូដ ទោះបីវាមិនល្អតាំងពីដំបូងក៏ដោយ។ ជាមួយ​នឹង​ការ​សរសេរ​កម្មវិធី ដូច​នឹង​សកម្មភាព​ផ្សេង​ទៀត ផ្នែក​ដ៏​លំបាក​បំផុត​គឺ​ការ​ចាប់​ផ្ដើម។ ហើយវាជាការប្រសើរក្នុងការចាប់ផ្តើមមុននេះ៖ ប្រសិនបើអ្នកជាអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រ ឬគ្រាន់តែជាអ្នកបច្ចេកទេស មិនយូរមិនឆាប់ អ្នកនឹងត្រូវការជំនាញនេះ។

• ទាមទារ!

ទាមទារវិធីសាស្រ្តរីកចម្រើន និងឧបករណ៍ពីគ្រូ និងអ្នកគ្រប់គ្រង។ ប្រសិនបើនេះអាចទៅរួច ពិតណាស់...

• បង្កើត!

តើកន្លែងណាទៀតដែលល្អជាងក្នុងការកម្ចាត់ដំបៅទាំងអស់របស់អ្នកចាប់ផ្តើមដំបូង ប្រសិនបើមិនស្ថិតក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃកម្មវិធីអប់រំ? បង្កើត និងពង្រឹងជំនាញរបស់អ្នក - ម្តងទៀត កាន់តែឆាប់អ្នកចាប់ផ្តើម កាន់តែប្រសើរ។

ជូនពរអ្នកសរសេរកម្មវិធីមកពីគ្រប់ប្រទេស រួបរួមគ្នា!

PS

ដើម្បីកត់ត្រាទំនាក់ទំនងផ្ទាល់របស់ខ្ញុំជាមួយសិស្ស ខ្ញុំបានភ្ជាប់រូបថតអនុស្សាវរីយ៍ឆ្នាំ 2017 ជាមួយសាកលវិទ្យាធិការពីរនាក់គឺ Peter Scharff (ស្តាំ) និង Albert Kharisovich Gilmutdinov (ឆ្វេង)។

វាសមនឹងបញ្ចប់កម្មវិធីយ៉ាងហោចណាស់សម្រាប់សំលៀកបំពាក់ទាំងនេះ! (និយាយលេង)

ប្រភព: www.habr.com