49102

Анализ помехоустойчивости и эффективности системы передачи информации

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

В приемном устройстве ПРУ системы принятая смесь сигнала и шума подвергается некогерентной НП обработке с последующим поэлементным принятием решения методом однократного отсчета. Рассчитать: априорные вероятности и передачи нуля и единицы по двоичному ДКС; ширину спектра сигнала ИКМ. Рассчитать и построить спектр сигнала дискретной модуляции и определить ширину его спектра . Рассчитать: приходящуюся в среднем на один двоичный символ бит мощность и амплитуду сигнала дискретной модуляции необходимую для обеспечения...

Русский

2013-12-21

525 KB

6 чел.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ТОР

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Теория электрической связи»

на тему: «Анализ помехоустойчивости и

эффективности системы передачи информации»

Выполнил:

ст. гр. № 718

Пучков Р.О.

Проверил:

доц. Козлов И.А.

Рязань, 2010


Содержание

[1]
Содержание

[2]
Введение

[3]
Задание

[4]
Исходные данные

[5]
Расчетная часть

[5.1] Расчет задания 1.1.

[5.2]


Расчет задания 1.2.

[5.3]
Расчет задания 1.3.

[5.4]
Расчет задания 1.4.

[5.5]
Расчет задания 1.5.

[5.6]
Расчет задания 1.6.

[5.7]
Расчет задания 1.7.

[5.8]
Расчет задания 1.8.

[5.9]
Расчет задания 1.9.

[6]
Заключение

[7]
Список используемой литературы


Введение

Непрерывное сообщение , наблюдаемое на выходе источника (ИС), представляет собой реализацию стационарного гауссовского случайного процесса с нулевым средним и известной функцией корреляции . Сообщение передается в цифровой форме по смешанной системе связи.

В передающем устройстве (ПДУ) системы на основе аналого-цифрового преобразования (АЦП) сообщение отображается в сигнал импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), который модулирует один из информационных параметров гармонического переносчика. В результате формируется линейный сигнал  дискретной частотной модуляции (ДЧМ).

Сигнал дискретной модуляции передается по узкополосному гауссовскому непрерывному каналу связи (НКС), в котором действует аддитивная помеха .

В приемном устройстве (ПРУ) системы принятая смесь сигнала и шума  подвергается некогерентной (НП) обработке с последующим поэлементным принятием решения методом однократного отсчета.

Восстановление (оценка) переданного сообщения по принятому с искажениями сигналу ИКМ осуществляется на основе цифроаналогового преобразования (ЦАП) с последующей низкочастотной фильтрацией (ФНЧ).

  1.  
    Задание
    1.  Изобразить структурную схему смешанной системы связи и нарисовать сигналы в различных её сечениях.
    2.  Рассчитать: спектр плотности мощности  сообщения; энергетическую ширину спектра  и интервал корреляции  сообщения. Построить графики  и .
    3.  Рассчитать: СКП фильтрации  сообщения; мощность  отклика ФНЧ; частоту  и интервал  временной дискретизации отклика ФНЧ. Считать, что исходное сообщение воздействует на идеальный ФНЧ с частотой среза , .
    4.  Рассчитать: интервал квантования , пороги квантования ,  и СКП квантования  квантователя АЦП; распределение вероятностей ,  и интегральное распределение вероятностей , , квантованной последовательности ; энтропию , производительность  и избыточность квантования  квантованной последовательности.
    5.  Закодировать -ичную последовательность  двоичными безызбыточным блочным кодом ; выписать все кодовые комбинации кода и построить таблицу кодовых расстояний  кода.

Рассчитать: априорные вероятности  и  передачи нуля и единицы по двоичному ДКС; ширину спектра  сигнала ИКМ.

  1.  Рассчитать и построить спектр сигнала дискретной модуляции и определить ширину его спектра .
    1.  Рассчитать: приходящуюся в среднем на один двоичный символ (бит) мощность  и амплитуду  сигнала дискретной модуляции, необходимую для обеспечения требуемого ОСШ ; пропускную способность  гауссовского НКС. Построить функции плотности вероятности (ФПВ) мгновенных значений и огибающей узкополосной гауссовской помехи (УГП), а так же ФПВ мгновенных значений и огибающей гармонического сигнала и УГП.
    2.  Изобразить схему приемника сигнала дискретной модуляции.

Рассчитать: среднюю вероятность ошибки  и скорость  передачи информации по двоичному симметричному ДКС; показатель эффективности  передачи сигнала дискретной модуляции по НКС.

  1.  Рассчитать: скорость передачи информации  по -ичному ДКС и относительные потери в скорости передачи информации; СКП шума передачи  и относительную суммарную СКП  восстановления непрерывного сообщения.

Указать пути уменьшения величины , если окажется, что .

  1.  
    Исходные данные

Вариант № 20

Источник сигнала (ИС), АЦП:

Число уровней квантования:

Мощность сообщения:

Коэффициент:

Показатель затухания функции корреляции:

Функция корреляции сообщения:

Передающее устройство (ПДУ):

Способ передачи:

Частотная модуляция

Частота:

Непрерывный канал связи (НКС):

Постоянная энергетического спектра шума НКС:

Приемное устройство (ПРУ):

Отношение сигнал/шум (ОСШ) по мощности на входе детектора:

Способ приема:

Некогерентный прием

Получатель сигнала (ПС), ЦАП:

Допустимая относительная среднеквадратическая погрешность (СКП) восстановления сообщения:

  1.  
    Расчетная часть
    1.  Расчет задания 1.1.

Изобразить структурную схему смешанной системы связи и нарисовать сигналы в различных её сечениях.

Структурная схема системы передачи непрерывного сообщения методом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ)


Назначение отдельных элементов схемы

Источник сообщения – это некоторый объект или система, информацию о состояние которой необходимо передать.

ФНЧ – ограничивает спектр сигнала верхней частотой .

Дискретизатор – представляет отклик ФНЧ в виде последовательности отсчетов .

Квантователь – преобразует отсчеты в квантовые уровни ; ; , где  - число уровней квантования.

Кодер – кодирует квантованные уровни двоичным безызбыточным кодом, т. е. формирует последовательность комбинаций ИКМ .

Модулятор – формирует сигнал, амплитуда, частота или фаза которого изменяются в соответствии с сигналом .

Выходное устройство ПДУ – осуществляет фильтрацию и усиление модулированного сигнала для предотвращения внеполосных излучений и обеспечения требуемого соотношения сигнал/шум на входе приемника.

Линия связи – среда или технические сооружения по которым сигнал поступает от передатчика к приемнику. В линии связи на сигнал накладывается помеха.

Входное устройство ПРУ – осуществляет фильтрацию принятой смеси – сигнала и помехи.

Детектор – преобразует принятый сигнал в сигнал ИКМ .

Декодер – преобразует кодовые комбинации в импульсы.

Интерполятор и ФНЧ – восстанавливают непрерывный сигнал из импульсов-отсчетов.

Получатель – некоторый объект или система, которому передается информация.


Сигнал в различных сечениях системы связи

  1.  


    Расчет задания 1.2.

Рассчитать: спектр плотности мощности  сообщения; энергетическую ширину спектра  и интервал корреляции  сообщения. Построить графики  и .

  1.  
    Расчет задания 1.3.

Рассчитать: СКП фильтрации  сообщения; мощность  отклика ФНЧ; частоту  и интервал  временной дискретизации отклика ФНЧ. Считать, что исходное сообщение воздействует на идеальный ФНЧ с частотой среза , .

  1.  
    Расчет задания 1.4.

Рассчитать: интервал квантования , пороги квантования ,  и СКП квантования  квантователя АЦП; распределение вероятностей ,  и интегральное распределение вероятностей , , квантованной последовательности ; энтропию , производительность  и избыточность квантования  квантованной последовательности.

  1.  
    Расчет задания 1.5.

Закодировать -ичную последовательность  двоичными безызбыточным блочным кодом ; выписать все кодовые комбинации кода и построить таблицу кодовых расстояний  кода.

Рассчитать: априорные вероятности  и  передачи нуля и единицы по двоичному ДКС; ширину спектра  сигнала ИКМ.

  1.  
    Расчет задания 1.6.

Рассчитать и построить спектр сигнала дискретной модуляции и определить ширину его спектра .

  1.  
    Расчет задания 1.7.

Рассчитать: приходящуюся в среднем на один двоичный символ (бит) мощность  и амплитуду  сигнала дискретной модуляции, необходимую для обеспечения требуемого ОСШ ; пропускную способность  гауссовского НКС. Построить функции плотности вероятности (ФПВ) мгновенных значений и огибающей узкополосной гауссовской помехи (УГП), а так же ФПВ мгновенных значений и огибающей гармонического сигнала и УГП.

  1.  
    Расчет задания 1.8.

Изобразить схему приемника сигнала дискретной модуляции.

Рассчитать: среднюю вероятность ошибки  и скорость  передачи информации по двоичному симметричному ДКС; показатель эффективности  передачи сигнала дискретной модуляции по НКС.

  1.  
    Расчет задания 1.9.

Рассчитать: скорость передачи информации  по -ичному ДКС и относительные потери в скорости передачи информации; СКП шума передачи  и относительную суммарную СКП  восстановления непрерывного сообщения.


Заключение

В смешанной системе электросвязи сообщение передается с искажениями из-за погрешности фильтрации, погрешности передачи в -ом ДКС.

Относительная суммарная погрешность СКП восстановления сообщения больше допустимой из-за действия в канале связи шумов фильтрации, квантования передачи.

Основной вклад в суммарную погрешность вносит фильтрация сигнала. Для уменьшения необходимо увеличивать полосу пропускания, но это может привести к увеличению мощности шума, накладывающегося на сигнал.

Шум квантования целиком определяется выбором числа уровней квантования. Его можно сделать сколь угодно малым, увеличивая число уровней. При этом придётся увеличить число кодовых символов, приходящихся на каждый отсчёт, а следовательно, сокращать длительность символа и расширить спектр сигнала в канале.

Ещё один способ уменьшения шума квантования – неравномерное квантование, при котором больше уровни сообщения квантуются с большим шагом, а низкие – с меньшим шагом.

Данная система связи имеет достаточно низкую эффективность (). Поэтому эта система не может добиться эффективной работы.


Список используемой литературы

  1.  Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 1986.
  2.  Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Высшая школа, 1988.
  3.  Зюко А.Г., Кловский Д.Д. Теория передачи сигналов. – М.: Радио и связь, 1986.
  4.  Назаров М.В., Кувшинов Б.И. Теория передачи сигналов. – М.: Связь, 1970.
  5.  Домашнее задание и методические указания по самостоятельной работе для его выполнения по курсу "Теория электрической связи". – М., 1990.
  6.  Шумов А.П. Курс лекции по ТЭС.


L-
ичный дискретный канал связи (ДКС)

Непрерывный ка нал связи (НКС)

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

Двоичный ДКС

Получатель сообщения

Фильтр нижних частот

Интерполятор

Декодер

Реш. устройство

Детектор

Источник помех:

Входное устройство ПРУ

Линия связи

Выходное устройство ПДУ

Модулятор

Кодер

Квантователь

Источник сообщения

Фильтр нижних частот

Дискретизатор

А

Ц

П

Ц

А

П

Детектор

ПФ

-порог

- аддитивная помеха в линии связи

- сигнал дискретной модуляции

Дискретизатор

ПФ

Р У

Детектор


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39822. Возведение производственного здания 2.01 MB
  Целями данного дипломного проекта являются: обоснование объемнопланировочных и конструктивных решений здания в архитектурностроительной части проекта; конструирование и расчет монолитного железобетонного перекрытия главных и второстепенных монолитных железобетонных балок; разработка технологических карт на сложные виды работ а именномонолитные работы кирпичная кладка и работы по устройству кровли здания; разработка календарного плана строительства здания на основе расчета нескольких вариантов организации строительства их сравнения...
39823. Проектирование фотоотдела при дизайн-студии 381.39 KB
  Установление режима работы предприятия Для определение производственной программы предприятия по определенному формату определенного вида услуг по следующей формуле рассчитывается объем работ: 9 где Оф объем работ по определенному формату определенного вида услуг руб. Цз цена одного заказа по определенному формату определенного вида услуг руб. Отсюда: Объем работ для заказов художественной фотосъемки на формате...
39824. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ 7.55 MB
  Основные факторы влияющие на точность обработки. Этапы обеспечения точности обработки. Пути снижения влияния погрешностей установок на точность обработки 46 3.РАСЧЕТНОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ.
39826. Знакомство с системой трехмерного твердотельного моделирования КОМПАС-3D LT 4.89 MB
  Все операции и команды твердотельного моделирования в окне системы объединены в группы что существенно облегчает выбор необходимого варианта тем более что они представлены в виде кнопоккоманд. Какие команды вам известны Подчеркните новые команды. Команда Кнопка Команды меню Горячие клавиши Переместить панель управления Создать новый документ ФайлСоздать CtrlN Открыть документ ФайлОткрыть CtrlO лат. Первая настройка системы Для настройки системы используются команды меню Сервис рис.
39827. Знакомство с операциями твердотельного моделирования: операция Выдавливание 5.16 MB
  Можно щелкнуть кнопку списка Создать на панели управления Стандартная и выбрать Деталь.3 а или нажмите кнопку − Эскиз на панели Текущее состояние рис. Выбор команды Эскиз на панели Текущее состояние. Он указывает на существование расширенной панели команд.
39828. Знакомство с операциями твердотельного моделирования: операция Вращение 2.49 MB
  Вращение линии любой формы вокруг оси создает тело вращения. Такие линии называются образующими а тела полученные в результате вращения их вокруг оси называются телами вращения. Создание трехмерной модели тела вращения с образующей в виде отрезка В данном задании необходимо создать тело вращения у которого образующей будет отрезок. Эскиз Отрезок образующая тела вращения Итак мы построили образующую тела вращения.
39829. Приемы использования операции копирование 1.75 MB
  Кроме этого имеется специальная операция РедакторКопияУказанием По кривой По окружности По сетке По концентрической сетке. Радиус окружности 3 мм: выберите на панели Геометрия инструмент Окружность; на Панели свойств выбранной команды установите необходимый стиль линии Основная отключите отрисовку осей симметрии кнопка переключателя Оси; привяжитесь к началу координат точка 0; 0 комбинацией клавиш Ctrl 0 и нажмите Enter возможно дважды Следите за информацией в строке сообщений и состоянием индикатора слева от поля...
39830. Ломаные линии и сплайновые кривые. Кривая Безье, NURBS-кривая 1.95 MB
  Изучение приемов работы с ломаными линиями и сплайновыми кривыми: кривая Безье, NURBS-кривая. Редактирование сплайновых кривых. Способы создания скульптурных поверхностей.