मेरा लेख आज एक ऐसे व्यक्ति से अलग है, जो लगभग दुर्घटना (स्वाभाविक रूप से) द्वारा प्रोग्रामिंग के मार्ग पर चल पड़ा।

हां, मैं समझता हूं कि मेरा अनुभव केवल मेरा अनुभव है, लेकिन ऐसा लगता है कि यह सामान्य प्रवृत्ति में आता है। इसके अलावा, नीचे वर्णित अनुभव वैज्ञानिक गतिविधि के क्षेत्र के लिए अधिक प्रासंगिक है, लेकिन क्या नरक मजाक नहीं है - यह बाहर काम में आ सकता है।

स्रोत: https://xkcd.com/664/

सामान्य तौर पर, वह एक पूर्व छात्र से सभी वास्तविक छात्रों के लिए समर्पित है!

उम्मीदों

जब 2014 में मैंने "सूचना और संचार प्रौद्योगिकी और संचार प्रणाली" में अपनी स्नातक की डिग्री पूरी की, तो मुझे प्रोग्रामिंग दुनिया के बारे में लगभग कुछ भी नहीं पता था। हां, मैं, जैसे कई, पहले वर्ष में एक कंप्यूटर विज्ञान विषय था - लेकिन, मेरे भगवान, यह पहले वर्ष में था! उम्र हो गई!

सामान्य तौर पर, मैं विशेष रूप से स्नातक से अलग नहीं था, और जर्मन-रूसी इंस्टीट्यूट ऑफ न्यू टेक्नोलॉजीज के मास्टर प्रोग्राम "कम्युनिकेशन एंड सिग्नल प्रोसेसिंग" में प्रवेश कर रहा था।

लेकिन व्यर्थ में ...

हम केवल दूसरे सेट थे, और पहले लोगों ने सिर्फ दूर जर्मनी में अपने बैग एकत्र किए (इंटर्नशिप स्नातक स्कूल के दूसरे वर्ष में छह महीने लगते हैं)। दूसरे शब्दों में, यूरोपीय शिक्षा के तरीकों से गंभीरता से निपटने के लिए अभी तक कोई भी निकटतम सर्कल नहीं है, और विवरण के बारे में पूछने के लिए बहुत कुछ नहीं था।

हमारे पहले वर्ष में, निश्चित रूप से, हमारे पास सभी प्रकार की प्रथाएं थीं, जिस पर हम आमतौर पर लोकतांत्रिक तरीके से स्क्रिप्ट लिखने (मुख्य रूप से MATLAB) और विभिन्न अत्यधिक विशिष्ट GUIs (इस अर्थ में कि स्क्रिप्ट लिखने के बिना - सिमुलेशन वातावरण) का उपयोग करने के बीच विकल्प की पेशकश करते थे।

कहने की जरूरत नहीं है, हम, भविष्य के मास्टर्स ऑफ साइंस, हमारी युवा मूर्खता से, जैसे कि आग, कोड लिखने से बचते हैं। यहां, उदाहरण के लिए, वह मैथवर्क्स से सिमुलिंक है: यहां वे ब्लॉक हैं, यहां वे संचार हैं, यहां वे सभी प्रकार की सेटिंग्स और स्विच हैं।

तो यह हमें लग रहा था ...

वास्तविकता

पहले सेमेस्टर के व्यावहारिक कार्यों में से एक विषय "रूपरेखा मॉडलिंग और अनुकूलन" के ढांचे में एक OFDM सिग्नल ट्रांसीवर का विकास था। यह विचार बहुत सफल है: प्रौद्योगिकी अभी भी प्रासंगिक है और इसके उपयोग के कारण काफी लोकप्रिय है, उदाहरण के लिए, वाई-फाई और एलटीई / एलटीई-ए नेटवर्क (ओएफडीएमए के रूप में) में। मास्टर्स के लिए सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि मॉडलिंग टेलीकॉम सिस्टम में अपने कौशल को प्रशिक्षित करना है।

और अब हमें तकनीकी विशिष्टताओं के लिए स्पष्ट रूप से अव्यावहारिक फ्रेम मापदंडों के साथ कई विकल्प दिए गए हैं (ताकि इंटरनेट पर समाधान की तलाश न करें), और हम पहले से ही उल्लेख किए गए सिमुलिंक पर हमला करते हैं ... और हमें सिर पर वास्तविकता का एक बहुत कुछ मिलता है:

• प्रत्येक ब्लॉक बहुत सारे अज्ञात मापदंडों से भरा हुआ है, जो कोंडाचका से बदलने के लिए डरावना है।
• संख्याओं में हेरफेर किया जाना आवश्यक है, ऐसा लगता है, सरल है, लेकिन भगवान ने सभी को मना किया है यह बाड़ के लिए आवश्यक है।
• कैथेड्रल कारों ने जीयूआई के व्यस्त उपयोग से ध्यान दिया, यहां तक ​​कि उपलब्ध ब्लॉकों के पुस्तकालयों के माध्यम से सर्फिंग के चरण में भी।
• घर पर कुछ खत्म करने के लिए, आपके पास समान सिमुलिंक होना चाहिए। और नहीं, वास्तव में, विकल्प।

हां, अंत में, हमने परियोजना को पूरा कर लिया, लेकिन राहत की सांस के साथ इसे पूरा किया।

कुछ समय बीत गया, और हम मास्टर कार्यक्रम के पहले वर्ष के अंत में आए। जीयूआई का उपयोग करने वाले होमवर्क की मात्रा में जर्मन विषयों की हिस्सेदारी में वृद्धि के साथ आनुपातिक रूप से गिरावट शुरू हुई, हालांकि यह अभी भी प्रतिमान बदलाव के बिंदु तक नहीं पहुंची। हम में से कई, जिनमें मैं भी शामिल है, बिल्डअप के लिए हमारे पर्याप्त आयाम पर काबू पाने, अधिक से अधिक इस्तेमाल किया (बिल्कुल टूलबॉक्स के रूप में यद्यपि) उनके वैज्ञानिक परियोजनाओं में, बल्कि एक परिचित परिचित सिमुलिंक के बजाय।

हमारे संदेह में बिंदु दूसरे वर्ष के छात्रों में से एक का वाक्यांश था (वे उस समय तक रूस लौट आए थे):

• भूल जाइए, कम से कम अपनी इंटर्नशिप के दौरान, सिमिलिंक, मैथकाड और अन्य लैब व्यू के बारे में - पहाड़ी के पीछे हर कोई MATLAB में लिखता है, मैटलैब का उपयोग करके या ऑक्टेव के अपने "मुक्त" संस्करण का उपयोग करता है।

यह कथन आंशिक रूप से सही निकला: इलमानौ में, औजारों की पसंद पर विवाद भी अंत तक हल नहीं हुआ था। सच है, चुनाव ज्यादातर MATLAB, पायथन और सी के बीच भाषाओं में था।

उसी दिन, तार्किक उत्साह ने मुझे ले लिया: क्या मैं OFDM ट्रांसमीटर मॉडल के अपने हिस्से को स्क्रिप्ट रूप में स्थानांतरित कर सकता हूं? सिर्फ मनोरंजन के लिए।

और मुझे काम मिल गया।

कदम से कदम

सैद्धांतिक गणनाओं के बजाय, मैं सिर्फ 2011 के इस उत्कृष्ट लेख का लिंक tgx और प्रोफेसर मिशेल-थिएल (TU Ilmenau) द्वारा LTE के भौतिक स्तर पर स्लाइड के लिए दूंगा । मुझे लगता है कि यह पर्याप्त होगा।

"तो," मैंने सोचा, "चलो दोहराते हैं कि हम मॉडल के लिए क्या कर रहे हैं?"
हम OFDM फ्रेम जनरेटर का अनुकरण करेंगे।

इसमें क्या शामिल होगा:

• सूचना के प्रतीक
• पायलट संकेत
• शून्य (डीसी)

क्या (सादगी के लिए) से हम अमूर्त हैं:

• एक चक्रीय उपसर्ग मॉडलिंग से (यदि आप मूल बातें जानते हैं, तो जोड़ना मुश्किल नहीं होगा)

विचाराधीन मॉडल का ब्लॉक आरेख। हम रिटर्न एफएफटी (आईएफएफटी) के ब्लॉक में रुकेंगे। हर कोई स्वयं चित्र को पूरा करने के लिए बाकी को जारी रख सकता है - मैंने छात्रों से कुछ छोड़ने के लिए विभाग से शिक्षकों का वादा किया।

हम अपने लिए परिभाषित करते हैं। काम:

• उप-वाहक की निश्चित संख्या;
• निश्चित फ्रेम की लंबाई;
• हमें एक शून्य को मध्य और शून्य की एक जोड़ी को फ्रेम की शुरुआत और अंत में जोड़ना होगा (कुल, 5 टुकड़े);
• सूचना प्रतीकों को एम-पीएसके या एम-क्यूएएम का उपयोग करके संशोधित किया जाता है, जहां एम मॉड्यूलेशन ऑर्डर है।

कोड के लिए हो रही है।

पूरी स्क्रिप्ट यहां डाउनलोड की जा सकती है ।

इनपुट मापदंडों को परिभाषित करें:

clear all; close all; clc M = 4; % eg 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 

अब हम सूचना प्रतीकों के सूचकांकों को परिभाषित करते हैं, इस आधार को मानते हुए कि पायलट संकेतों को ज़रूरी रूप से पहले और / या बाद में जाना चाहिए:

 idx_1_start = 4; idx_1_end = fr_len/2 - 2; idx_2_start = fr_len/2 + 2; idx_2_end = fr_len - 3; 

फिर पदों को लिस्पस्पेस फ़ंक्शन का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है, जो निकटतम पूर्णांकों के सबसे छोटे मानों को परिवर्तित करते हैं:

 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 

इसमें शून्य सूचकांक जोड़ें और छाँटें:

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

तदनुसार, पायलट सिग्नल सूचक सब कुछ हैं:

 %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); 

अब पायलट संकेतों से निपटते हैं।

हमारे पास एक टेम्पलेट ( पायलट चर) है, और हम कहते हैं कि हम चाहते हैं कि पायलट इस टेम्पलेट से क्रमिक रूप से हमारे फ्रेम में डाले जाएं। यह, ज़ाहिर है, एक लूप में किया जा सकता है। और आप मैट्रीस के साथ थोड़ा समझदार हो सकते हैं - MATLAB का लाभ आपको पर्याप्त आराम से ऐसा करने की अनुमति देता है।

सबसे पहले, यह निर्धारित करें कि फ्रेम में ऐसे कितने पैटर्न पूरी तरह से फिट हैं:

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

अगला, हम एक वेक्टर बनाते हैं, जिसमें हमारे टेम्प्लेट होते हैं:

 % 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 

और हम एक छोटे वेक्टर को परिभाषित करते हैं जिसमें केवल टेम्पलेट का एक टुकड़ा होता है - "पूंछ", जो पूरी तरह से फ्रेम में फिट नहीं होता है:

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

हमें पायलट प्रतीक मिलते हैं:

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

हम सूचना प्रतीकों की ओर मुड़ते हैं, अर्थात्, हम एक संदेश बनाएंगे और उसे संशोधित करेंगे:

 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 

सब कुछ तैयार है! फ्रेम को एक साथ रखना:

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

यह कुछ इस तरह से बाहर करना चाहिए:

 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 

"किक!" - मैंने काफी सोचा और लैपटॉप बंद कर दिया। मुझे सब कुछ करने में कुछ घंटों का समय लगा: कोड लिखना, कुछ मैटलैब फ़ंक्शंस सीखना और गणितीय ट्रिक्स के माध्यम से सोचना।

उसके बाद मैंने क्या निष्कर्ष निकाले

विषय :

• लेखन कोड अच्छा है और कविता के समान है!
• संचार और सिग्नल प्रोसेसिंग के क्षेत्र के लिए स्क्रिप्टिंग सबसे सुविधाजनक शोध पद्धति है।

उद्देश्य :

• तोप से गौरैया को गोली मारने की आवश्यकता नहीं है (यदि ऐसा कोई शैक्षिक लक्ष्य, निश्चित रूप से, इसके लायक नहीं है): सिमुलिंक का उपयोग करते हुए, हम एक परिष्कृत उपकरण के साथ एक सरल कार्य को हल करने के बारे में निर्धारित करते हैं।
• एक GUI अच्छा है, लेकिन यह समझना कि हुड के नीचे क्या बेहतर है।

और अब, एक छात्र से दूर होने के नाते, मैं निम्नलिखित छात्र बिरादरी को बताना चाहता हूं:

• इसके लिए जाओ!

कोड लिखने की कोशिश करें, भले ही यह पहले खराब हो। किसी भी अन्य गतिविधि के साथ प्रोग्रामिंग के साथ, डैशिंग परेशानी शुरुआत है। और पहले शुरू करना बेहतर है: यदि आप एक वैज्ञानिक हैं या यहां तक ​​कि सिर्फ एक तकनीकी विशेषज्ञ हैं, तो जल्दी या बाद में आपको इस कौशल की आवश्यकता होगी।

• मांग!

शिक्षकों और पर्यवेक्षकों से अभिनव दृष्टिकोण और उपकरण की मांग करें। यदि यह, ज़ाहिर है, जितना संभव हो ...

• यह करो!

शैक्षिक कार्यक्रम के हिस्से के रूप में नहीं, तो शुरुआत के घावों के साथ बीमार होना भी बेहतर है। अपने कौशल बनाएं और सानें - फिर से, जितनी जल्दी आप शुरुआत करेंगे, उतना ही बेहतर होगा।

सभी देशों के नौसिखिए प्रोग्रामर, एकजुट!

पुनश्च

छात्रों के साथ अपने प्रत्यक्ष संबंध को रिकॉर्ड करने के लिए, मैं दो रेक्टरों के साथ 2017 की एक यादगार तस्वीर संलग्न करता हूं: पीटर शार्फ (दाएं) और अल्बर्ट हरिसोविच गिलमुटिनडोव (बाएं)।

यह इस तरह के परिधानों के लिए कम से कम कार्यक्रम को पूरा करने के लायक था! (सिर्फ मजाक)