49354

ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Вид модуляции сигнала во второй ступени ЧМ. С учётом заданного вида модуляции сигнала определить его параметры характеризующие форму и требуемое значение полосы пропускания приёмного устройства. По полученному значению вероятности ошибки по формулам потенциальной помехоустойчивости найти минимальное значение отношения мощностей сигнала и помехи необходимое для обеспечения допустимого уровня искажения кода за счёт действия помех. Рассчитать требуемое значение полосы приёмника при использовании сложного сигнала.

Русский

2013-12-26

777.15 KB

4 чел.

Министерство образования и науки РФ

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Институт радиоэлектроники и информационных технологий РтФ

Кафедра радиоэлектронных и телекоммуникационных систем

Оценка работы  

 

 

 

ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине «Теория электрической связи»

     Подпись   Дата        Ф.И.О.

Преподаватель      Ремизов Д.В.

Студент   Чиркова Н.С.


Группа Р-390802

Вариант №16

Екатеринбург 2012

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Исходными данными для выполнения работы являются:

1. значение показателей степени k = 8;

2. значение частоты fo – 2000 Гц;

3. тип распределения сообщения – № 4;

4. допустимое значение относительной среднеквадратичной ошибки искажений сообщения при его преобразовании в цифровую форму и действии помех –  = 0,2%;

5. вид модуляции сигнала во второй ступени – ЧМ.

В соответствии с перечисленными выше исходными данными и требованиями необходимо, руководствуясь полученными в процессе изучения дисциплины знаниями и умением, литературными материалами и рекомендациями методических указаний, выполнить следующие действия.

1. Распределение относительной среднеквадратичной ошибки (ОСКО) входных преобразований на четыре составляющих: ОСКО, вызванной ограничением мгновенных значений исходного непрерывного процесса, ОСКО, вызванной временной дискретизацией, ОСКО квантования  исходного непрерывного процесса и ОСКО искажений сообщения, вызванных действием помех.

2. По результатам распределения ОСКО должны быть рассчитаны уровни амплитудного ограничения входного сообщения, частота дискретизации, число уровней квантования и разрядность двоичного кода, представляющего сообщение в цифровой форме, энтропию сообщения и производительность источника.

3. С учётом заданного вида модуляции сигнала определить его параметры, характеризующие форму, и  требуемое  значение полосы пропускания приёмного устройства.

4. Рассчитать допустимое значение вероятности ошибки воспроизведения разряда двоичного кода, исходя из заданного значения ОСКО сообщения, вызванной искажением разрядного символа.

5. По полученному значению вероятности ошибки по формулам потенциальной помехоустойчивости найти минимальное значение отношения мощностей сигнала и помехи, необходимое для обеспечения допустимого уровня искажения кода за счёт действия помех.

6. Сформировать сложные сигналы, обеспечивающие передачу символов двоичного кода цифрового сообщения, и кодовую последовательность для передачи импульсов синхронизации. Рассчитать требуемое значение полосы приёмника при использовании сложного сигнала.

7. Рассчитать требуемое отношение пиковой мощности сигнала к средней мощности на выходе фильтра, согласованного со сложным сигналом информационной последовательности, обеспечивающие значение вероятности ошибки воспроизведения символа информационного кода, не превышающее значения, рассчитанного по условию пункта 4 в случае приема сигнала с неизвестной фазой.

8. Сформировать и привести в пояснительной записке  функциональные схемы оптимального и квазиоптимального приемных устройств, обеспечивающих при заданных условиях наилучшее качество приема сигнала выбранной формы при заданном виде модуляции.

9. Рассчитать требуемое отношение средней мощности исходного непрерывного сигнала к средней мощности шума в полосе сообщения, обеспечивающее пропускную способность канала связи, равную производительности источника сообщения.

10. Рассчитать пропускную способность дискретного бинарного канала с заданным значением вероятности ошибочного приема символа с предположением независимости передачи разных символов информационного кода. Сравнить полученное значение со значением производительности источника и объяснить причины несовпадения результатов.

В заключение необходимо разработать подробную функциональную схему передающей и приёмной частей системы передачи информации, привести её в пояснительной записке вместе с осциллограммами процессов в ключевых точках системы.

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ 2

ВВЕДЕНИЕ 5

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 6

1. Распределение относительной среднеквадратичной ошибки по источникам искажений. 6

2. Выбор частоты (интервала) дискретизации 7

3. Расчет уровня амплитудного ограничения входного сообщения 8

4. Расчет разрядности двоичного кода 9

5. Расчёт допустимого значения вероятности ошибки приема разрядного символа 9

6. Расчет длительности импульса двоичного кода 10

7. Расчет ширины спектра сигнала, модулированного двоичным кодом 10

8. Расчет информационных характеристик источника сообщения и канала связи 11

9. Расчёт отношений мощностей сигнала и помехи, необходимых для обеспечения заданного качества приёма 12

10. Выбор сложных сигналов 13

11. Некогерентный прием 17

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ 18

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 19

2.Изображение двух тактовых интервалов, иллюстрирующих форму сигнала при передаче сообщения 21

3.Структурные схемы оптимального когерентного и некогерентного различителей бинарных сигналов 22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 24

ПРИЛОЖЕНИЕ 25


ВВЕДЕНИЕ

Прием сигналов представляет собой одну из наиболее сложных теоретических и инженерных задач, возникающих при передаче сообщений по каналам связи. Сложность ее обусловлена тем, что переданные сообщения приходится извлекать из смеси ослабленного (и, как правило, искаженного при прохождении через среду) сигнала и помех. Это приводит к тому, что сообщения на выходе приемника удается воспроизвести только приближенно, т. е. с некоторой ошибкой. 

В настоящее время широко применяются цифровые системы передачи. Так как они обладают более высокой помехоустойчивостью, что позволяет передавать на более далекие расстояния. Так же цифровые системы передачи в аппаратуре преобразования сигналов используют современную элементарную базу цифровой вычислительной технике и микропроцессоров. Цифровые сигналы по сравнению с аналоговыми обладают высокой помехоустойчивостью, так как при их обнаружении на фоне шумов необходимо определить лишь наличие импульса или его отсутствие. Поэтому в цифровой системе передачи информации очень важно правильно и оптимально подобрать параметры входных преобразований, чтобы не сильно исказить передаваемое сообщение, и при этом не использовать большой частотный ресурс. Значительную роль в искажение передаваемого сообщения вносят также помехи в линии связи. Поэтому для обеспечения заданной точности приема передаваемого сообщения, необходимо знать какую мощность должен иметь передатчик, чтобы на приемной стороне сообщение было принято без искажений.

Курсовая работа имеет целью закрепить навыки анализа системы передачи непрерывных сообщений цифровыми методами, расчёта характеристик помехоустойчивости и других показателей качества передачи информации по каналам связи с помехами.

 

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

  1.  Распределение относительной среднеквадратичной ошибки по источникам искажений.

При передаче аналогового сообщения по цифровому каналу можно выделить два источника искажений: действие помех и сам способ преобразования сообщения в цифровую форму (входные преобразования). К входным преобразованиям относятся ограничение максимальных значений сообщения, дискретизация и квантование непрерывного сообщения. Таким образом, входные преобразования вносят три класса ошибок, которые можно считать некоррелированными. При этом эффективное значение относительной ошибки входных преобразований может быть найдено по формуле

   вх = ,                                                       (1.1)

где 1 – эффективное значение относительной ошибки, вызванной временной дискретизацией сообщения;

 2 – эффективное значение относительной ошибки, вызванной ограничением максимальных отклонений сообщений от среднего значения;

 3 – эффективное значение относительной ошибки, вызванной квантованием сообщения.

Суммируя ошибки, вызванные входными преобразованиями, и ошибку, вызванную помехами, получаем эффективное значение относительной среднеквадратичной ошибки передачи информации:

= ,                                                                  (1.2)

где 4 – эффективное значение среднеквадратичной ошибки воспроизведения сообщения, вызванной ошибочным приёмом одного из символов двоичного кода за счёт широкополосного шума.

При заданном значении  возможно много вариантов подбора значений слагаемых в формуле (1.2). Выберем следующий вариант распределения значений заданной ошибки:

        

i = 0,5 при i =          (1.3)

= 0,2%

Данный вариант распределения выбирается при расчёте параметров линий радиосвязи.

  1.  Выбор частоты (интервала) дискретизации

Эффективное значение относительной ошибки временной дискретизации сообщения х (t) определяется равенством:

1 =  ,                                  (2.1)

где Fд – частота временной дискретизации;

 Sx(f) – спектральная плотность мощности сообщения  х (t).

Форма спектральной плотности мощности сообщения определена равенством

Sx(f) = ,                                               (2.2)

где S0 – спектральная плотность мощности сообщения на нулевой частоте;

 k – параметр, характеризующий порядок фильтра, формирующего        сообщение;

 f0 – частота, определяющая ширину спектра сообщения по критерию снижения Sх (f) в два раза по сравнению с её значением на нулевой частоте Sх (0).

При заданном значении 1 можно найти минимальное значение частоты дискретизации Fд, обеспечивающее допустимую погрешность первого из входных преобразований сообщения.

Подставляя (2.2) в (2.1), вычисляя интегралы и извлекая квадратный корень, принимая некоторые допущения, можно получить выражение, связывающее значения ошибки 1 и частоты Fд

Выражая отсюда получаем:

,                                      (2.3)

Подставляя числовые значения, получаем:

FД = 4, 536.103 Гц = 4,536 КГц

  1.  Расчет уровня амплитудного ограничения входного сообщения

Сообщение четвёртого типа имеет распределение Лапласа:

        W4 (x) =,             (3.1)

где  а – параметр сообщения, определяющий его дисперсию:

        х2 = 2а2.                                     (3.2)           

где х - эффективное значение этого сообщения.

Непосредственным интегрированием можно получить выражение для эффективного значения относительной ошибки, вызванной ограничением пиковых значений этого сообщения:

               24 = ехр (Н4),                                   (3.3)

Где    Н4 = UМ /а – пикфактор.                                                                                 (3.4)   
Пикфактор - отношение максимального пикового значения непрерывного сообщения к его эффективному значению.

При вычислении пикфактора учтём, что эффективное значение сообщения х(t) равно одному вольту: , тогда из (3.2) найдем :
  ;

=,

отсюда получаем:

 ;

 H4 = 4.885

Максимальное отклонение мгновенных значений сообщения от нулевого среднего значения определим из (2.3.4):

 ;

Um = 4.885 В

Рис. 3 Распределение плотности вероятности сообщения 4-го вида.

  1.  Расчет разрядности двоичного кода

Связь эффективного значения относительной ошибки квантования з с числом разрядов Nр двоичного кода при достаточно высоком числе уровней квантования, когда ошибку можно считать распределённой по закону равномерной плотности, определяется выражением

 з .                                                                 (4.1)

Таким образом, задавшись допустимым значением относительной ошибки з, можно найти число разрядов двоичного кода,  обеспечивающее заданную точность преобразования:

Nр = Е + 1,                                                       (4.2)

где Е (х) – целая часть дробного числа х.

         (4.3)

n - число уровней квантования

        

n=4096

Таким образом рассчитали число разрядов двоичного кода при достаточно большом числе уровней квантования, обеспечивающее заданную точность преобразования.

Приведенные выше расчеты справедливы для входных преобразований сообщения второго вида, и характеризуют сформированный сигнал ИКМ, обеспечивающий требуемый уровень точности передачи аналогового сообщения цифровым способом (использованием двоичного кода). В результате передаваемое сообщение не может быть принято с точностью большей рассчитанного уровня.

Последующие расчеты будут нацелены на то, чтобы минимизировать ошибки, связанные с передачей сигнала ИКМ.

  1.  Расчёт допустимого значения вероятности ошибки приема разрядного символа

Эффективное значение среднеквадратичной ошибки воспроизведения сообщения, вызванной ошибочным приёмом одного из символов двоичного кода за счёт широкополосного шума, можно найти из формулы

 

 4 = 2Н ,                                                            (5.1)

где pош – вероятность ошибочного приема одного из символов двоичного кода. приведённая формула справедлива при небольших значениях 4.

 ,                                                         (5.2)

подставляя числовые данные, получаем .

  1.  Расчет длительности импульса двоичного кода

Длительность импульса кодовой последовательности можно найти из найденных ранее частоты дискретизации и разрядности двоичного кода

 ,                                                    (6.1)

где с – длительность временного интервала, предназначенного для передачи сигналов синхронизации.

Будем считать, что достаточно одного сигнала для синхронизации, потому что в данной курсовой работе используется только один вид модуляции (ЧМ). Возьмем τс= τи, т. к. если взять синхросигнал, длительность которого будет меньше длительности импульса, то будет необходимо расширять полосу частот, а если взять синхросигнал, длительность которого будет больше длительности импульса, то будет получен проигрыш во времени.

Подставляя в (6.1) можно найти выражение для u

 ,                                                       (6.2)

получаем

 u = 1,696.10-5 c=16,96 мкс

  1.  Расчет ширины спектра сигнала, модулированного двоичным кодом

В результате манипуляции двоичная последовательность кодовых символов с различными фазами может быть представлена суммой двух импульсных последовательностей с различными начальными фазами. Поскольку характер последовательностей определяется реализацией сообщения, каждую из них следует считать случайным процессом с характерной для последовательности прямоугольных импульсов функцией корреляции в виде гармонической функции (косинуса) с огибающей треугольной формы. Спектральная плотность мощности такой последовательности имеет вид функции (sin2 х)/х2,  максимум которой находится на несущей частоте, а ширина главного лепестка по первым нулям спектральной плотности равна f0 = 2/u. Ширину спектра будем определять полосой частот, в которой сосредоточено 80-90% мощности сигнала.

 

 .                                            (7.1)

                                       fСЧМ  1,179.105 Гц.

 

  1.  Расчет информационных характеристик источника сообщения и канала связи

При достаточно большом числе уровней квантования справедлива следующая формула

Н(х)    [бит/симв],            (8.1)

 h = 2UМ  2-Nр  - значение интервала квантования;

 h = 0,0024 В.

 UМ – порог ограничения сообщения.

Рассчитаем значение энтропии:

                (8.2)

 

Рассчитаем информационную насыщенность сообщения:

 IН(х) = Н(х)/НМАКС,                                                    (8.3)

где НМАКС – максимальная энтропия источника, достигаемая при равномерном распределении,

Найдем НМАКС, для этого подставим в формулу энтропии вместо W(x) равномерное распределение W2(x)

НМАКС 

     (8.4)

 

тогда    IН(х) = 0.896.

Избыточность сигнала – мера «недоиспользованности»  знаков как переносчиков информации. Найдем данную величину из равенства:

 r(х) = 1 – IН (х) = .                               (8.5)

 r(х) = 0.104.

Производительность источника – количество информации, вырабатываемое источником в единицу времени:

 I(х) = 2.f0 Н (х), бит/с                                                (8.6)

 I(х) = 43.103 бит/с.

Пропускная способность канала связи определяется формулой Шеннона

С = log 2  бит/с.                                       (8.7)

С учётом того, что пропускная способность канала должна быть не меньше производительности источника найдём значение отношения мощностей сигнала и помехи, требуемое для согласования источника сообщения с каналом связи.

Пусть log 2 =2.f0 Н (х).

Тогда     .              (8.8)

= 2,966*106= 64.722 Дб.

  1.  Расчёт отношений мощностей сигнала и помехи, необходимых для обеспечения заданного качества приёма

Полагая априорные вероятности передачи единиц и нулей двоичного кода равными 0.5, можно записать:

рош = 1 – Ф,                                          (9.1)

- отношение энергии сигнала Ессu  к  спектральной плотности N0/2 аддитивного "белого" шума;

- коэффициент взаимной корреляции сигналов, соответствующих передаче "единицы" и "нуля".

рош=1–Ф(q/)=Ф(-q/)                                      (9.4)

Зависимости вероятности ошибки от отношения мощностей сигнала и помехи приведены на рис.9.1. Задаваясь значением вероятности ошибки, полученной из приближённого равенства (5.2), можно найти требуемое значение отношения q2, обеспечивающее заданное качество приёма.

Рис.9.1 Зависимости вероятности ошибки от отношения мощностей сигнала и помехи

  1.  Выбор сложных сигналов

Сформируем сложные сигналы, используя 15-ти элементные М-последовательности. Для формирования сигнала информационных символов зададимся начальными условиями: d1=0, d2=0, d3=0, d4=1. Остальные элементы М-последовательности рассчитываются по формуле(10.1):                                                                                                                                         

                                                                 (10.1)

где Kn+1;

 Ci-двоичные коэффициенты, принимающие значения «0» или «1»;

Суммирование ведется по mod 2.

     Используя таблицу выберем двоичные коэффициенты Сi: С1=1, С2=0, С3=0, С4=1.

Вычислим остальные элементы М – последовательности. Из формулы (10.1) видно,  что алгоритм формирования кода принимает вид:

      Рассчитаем остальные элементы М-последовательности:

Получили следующую последовательность: 000111101011001.

Таблица 10.1. Прохождение информационного сигнала через фильтр согласованный с информационным сигналом.

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

*

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

1

*

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

*

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

*

0

1

1

0

0

1

0

1

1

0

0

1

1

0

1

*

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

1

1

0

0

1

*

0

1

1

*

0

1

1

-1

0

1

2

-1

-2

-1

0

1

0

-3

-2

-1

0

15

Для наглядности левая колонка указывает ветви, в которых содержатся инверторы, соответствующие таким ветвям строки помечены “звездочкой”, отсутствие отметки означает отсутствие инвертора в этой ветви.

График АКФ информационного сигнала и структурную схему фильтра, согласованного с информационным сигналом, см. Приложение (1,2)

Для формирования сигнала синхронизации зададимся начальными условиями:

d1=0, d2=0, d3=0, d4=1.

Используя таблицу выберем двоичные коэффициенты Сi: С1=0, С2=0, С3=1, С4=1.

Рассчитаем остальные элементы М-последовательности:

Получили следующую последовательность:000100110101111.

Таблица. 10.2. Прохождение информационного сигнала через фильтр согласованный с сигналом синхронизации.

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

*

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

1

*

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

1

*

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

*

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

1

*

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

*

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

*

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

-1

0

1

2

-3

-2

3

2

-7

2

-3

-2

-1

0

-1

4

-1

6

-1

-2

1

0

5

2

1

-2

-3

-2

-1

График ВКФ информационного сигнала и сигнала синхронизации см. Приложение (1)

Таблица. 10.3. Согласованный фильтр на синхронизирующую последовательность.

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

0

1

*

0

0

0

0

1

0

1

1

1

1

1

0

1

*

0

0

0

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

-1

-2

-3

-2

-1

-2

1

-2

1

0

1

2

1

0

15

График ВКФ сигнала на выходе согласованного фильтра синхронизирующей последовательности при действии на входе синхронизирующей последовательности  см. Приложение (1)

Таблица. 10.4. Прохождение сигнала синхронизации через фильтр согласованный с информационным сигналом.

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

*

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

-1

-2

-3

-2

1

2

5

0

1

-2

1

6

-1

4

-1

0

1

-2

-3

2

-7

2

3

2

-3

2

1

0

-1

График ВКФ сигнала синхронизации и информационного сигнала см. Приложение (1)

Длительность импульса теперь уменьшится в N раз:

 ик =  u,                                                               (10.2)

ик = 1,13 мкс.

Рассчитаем новое значение полосы пропускания приёмника:

fсфкм  1,77 МГц.

При использовании сложного сигнала энергия сигнала не изменится. Так как отношение сигнал/шум зависит лишь от энергии сигнала и спектральной плотности шума и не зависит от формы сигнала:

 ,                                                                 (10.3)

  1.  Некогерентный прием

При неоптимальном приёме выражения для вероятностей ошибок зависят от конкретной схемы, реализующей различение символов двоичного кода дискретного сигнала. Можно использовать следующее приближённое выражение для вероятности ошибки при ЧМ:

рош.                                                         (11.1)

В приведённой формуле считается, что априорные вероятности передачи единиц и нулей одинаковы, а

 q2 = Рсо / Рoш = 2Рсо ик / N0 -                                 (11.2)

- отношение максимальной (пиковой) мощности сигнала к мощности помехи на выходе согласованного с ФКМ сигналом фильтра.

Найдём требуемое отношение q2 для обеспечения заданного значения вероятности ошибки рош при некогерентной обработке и сравним его с подобным отношением для оптимального приёма:

> .

Определим проигрыш в мощности сигнала, вызванный неизвестностью начальной фазы.

. Можно заметить, что проигрыш в отношении сигнал/шум, вызванный неизвестностью начальной фазы, небольшой.

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ

Параметр

Значение

Эффективное значение относительной ошибки, вызванной временной дискретизацией сообщения (1)

0,001

Эффективное значение относительной ошибки, вызванной ограничением максимальных отклонений сообщений от среднего значения (2)

0,001

Эффективное значение относительной ошибки, вызванной квантованием сообщения (3)

0,001

Эффективное значение среднеквадратичной ошибки воспроизведения сообщения, вызванной ошибочным приёмом одного из символов двоичного кода за счёт широкополосного шума (4)

0,001

Частота дискретизации (Fд)

4,536 КГц

Пикфактор (H)

4,886

Число разрядов двоичного кода (Np)

12

Ширина спектра сигнала ()

117,9 КГц

Требуемое значение отношения сигнал/шум для обеспечения пропускной способности канала связи ()

64,722 Дб.

Требуемое отношение q2 при оптимальном когерентном приёме

62

Требуемое отношение q2 при оптимальном некогерентном приёме

66,329

ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.Общая структурная схема передачи информации 

Передающая часть.

Источник сообщения

Х(t)

АЦП

Формирователь последовательности двоичного кода

Ограничитель максимального отклонения

Устройство дискретизации

Устройство квантования

Генератор тактовых импульсов

Преобразователь сообщения в электрическую форму

В линию связи

ФМ3

Усилитель мощности

0

1

ЧМ1

Генератор несущей f2

Генератор несущей f1

ЧМ2

ФМ1

ГСС №1

ГСС №2

ФМ2

Генератор синхросигнала

ЧМ3

Генератор несущей f1

F1

ГСС*- генератор сложных сигналов.

Приемная часть.

Из линии связи

Усилитель напряжения

Преобразователь частоты

ПФ №1(f1)

ПФ №2(f2)

ПФ №3(f1)

СФ №1(f1)

СФ №2(f2)

СФ №3(f1)

АД

АД

АД

__

Усилитель напряжения

Формирователь ИКМ

Формирователь сигнала синхронизации

ЦАП

К адресату

Канал синхронизации

Схема формирования Uоп

2.Изображение двух тактовых интервалов, иллюстрирующих форму сигнала при передаче сообщения

Рис 1.1 Структура сигнала передачи единицы информационной М-последовательности

3.Структурные схемы оптимального когерентного и некогерентного различителей бинарных сигналов

Согласованный фильтр

Согласованный фильтр

Дискретизатор

Дискретизатор

РУ

РУ

Выход

ПФ

ПФ

Вход

Рис. 2.1 Структурная схема оптимального демодулятора ЧМ-сигнала

Рис.2.2 Структурная схема оптимального некогерентного

демодулятора ЧМ-сигнала


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведенной работы были закреплены навыки анализа системы передачи непрерывных сообщений цифровыми методами. Были рассчитаны характеристики помехоустойчивости и другие показатели качества передачи информации по каналам связи с помехами.

Были рассчитаны параметры входных преобразований и значения ошибок, вносимых ими. К искажениям также приводят помехи в линии связи, поэтому было рассчитано отношение мощности сигнала к мощности помехи, необходимое для обеспечения заданного качества приема.

Были сформированы также сложные сигналы, обеспечивающие передачу символов двоичного кода цифрового сообщения, и кодовую последовательность для передачи импульсов синхронизации. Рассчитано требуемое значение полосы приёмника при использовании сложного сигнала. Сложные сигналы не дают выигрыша в помехоустойчивости. Однако их применение обеспечивает помехоустойчивость от подобных систем связи, что позволяет использовать одни и те же частоты для передачи множества сообщений одновременно. Были разработаны структурные схемы согласованных фильтров для информационных сигналов и сигналов синхронизации. Также проверена реакция фильтров, когда на их вход приходят правильный и неправильный сигналы.

          Современная теория передачи сообщений позволяет достаточно полно оценить различные системы связи по их помехоустойчивости и эффективности и тем самым определить, какие из этих систем являются наиболее перспективными. Теория достаточно четко указывает не только возможности совершенствования существующих систем связи, но и пути создания новых, более совершенных систем. В настоящее время речь идет о создании систем, в которых используются показатели эффективности, близкие к предельным.

Повышение помехоустойчивости передачи непрерывных сообщений можно осуществить с помощью сложных сигналов, которые должны:

  1.  иметь большую базу;
  2.  обладать «хорошими» корреляционными свойствами;
  3.  иметь сравнительно небольшой пикфактор, т. е. обеспечивать хорошую «энергетику» излучаемого сигнала;
  4.  обеспечивать возможность воспроизведения в приемнике «образцов» используемых сигналов;
  5.  обеспечивать возможность четкой и надежной синхронизации в приемном устройстве.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

  1. Расчет параметров цифровых систем передачи непрерывных сообщений. Методические указания к курсовой работе по дисциплинам “Теория электрической связи” и “Основы теории связи” / Д. В. Астрецов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2000.
  2. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности “Радиотехника” /С. И. Баскаков. М.: Высшая школа, 2000.


ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1 . Реакции согласованных фильтров

Рис. П.1.1 Сигнал на выходе согласованного фильтра при действии на входе информационного сигнала.

Рис. П.1.2 Форма сигнала на выходе согласованного фильтра информационной последовательности при действии на входе синхронизирующей последовательности

Рис. П. 1.3 Форма сигнала на выходе согласованного фильтра синхронизирующей последовательности при действии на входе синхронизирующей последовательности

Рис. П. 1.4  Форма сигнала на выходе согласованного фильтра синхронизирующей последовательности при действии на входе информационной последовательности

Рис. П. 3.1 Структурная схема формирования М-последовательности для информационного сигнала


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

45232. Внутренняя аудитория коммуникативного воздействия: технология определения, характеристика сегментов, цели и задачи коммуникации 22 KB
  Внутренняя аудитория коммуникативного воздействия: технология определения характеристика сегментов цели и задачи коммуникации Внутренняя аудитория – персонал организации. Технология определения: Технология определения аудитории зависит от целей и задач коммуникации. Для достижения определенных целей и задач коммуникации требуется сегментирование аудитории выделение аудитории для тренинга и т. Характеристика сегментов: Существуют следующие критерии сегментирования: уровень профессиональной коммуникации.
45233. Понятие, сущность и структура корпоративной культуры 24.5 KB
  Мотивация персонала существуют силовая и демократическая модели мотивации. В силовой модели в основании пирамиды лежат административные санкции материальное стимулирование ограничено стоимостными показателями каждой группы социально-психологические стимулы карьерный рост профессиональное признание 3. В демократической модели все наоборот: социальнопсихологические стимулы престиж профессии дающий признание 1 материальное стимулирование привязано к образованию квалификации опыту 2 административные санкции...
45234. Фирменный стиль организации: функции, структура, этапы и технологии разработки 42.5 KB
  В содержательном плане фирменный стиль - это совокупность визуальных графических цветовых пластических и акустических приемов придающих стилевое единство всем составляющим деятельности фирмы: ее продукции менеджменту маркетинговой политике и тактике персоналу. В узком смысле фирменный стиль – это цветовая и графическая марка фирмы и товара которая используется в рекламе и оформлении деловых бумаг. В широком смысле фирменный стиль это единый принцип оформления марки фирмы и товара деловых бумаг и документации офиса и внешнего вида...
45235. Структурные компоненты и основные характеристики внешней среды организации 27.5 KB
  Структурные компоненты и основные характеристики внешней среды организации. Разработка стратегии деятельности любой организации коммерческой общественной муниципальной начинается с анализа внешней среды. Внешняя среда это все те факторы которые находятся за пределами организации и могут на нее воздействовать. Внешняя среда в которой приходится работать организации находится в непрерывном движении подвержена изменениям.
45236. Информационные агентства: виды, статус, содержательные характеристики 26.5 KB
  Информационные агентства: виды статус содержательные характеристики. Информационные агентства – это посредники новостей они получают информацию обрабатывают ее и передают журналистам; кроме того проводят прессконференции круглые столы брифинги т. Отдельную группу федеральных СМИ чрезвычайно важных для сотрудников ПРслужб составляют информационные агентства. Агентствам не интересны слезливые статьи или оптимистичные интервью: им нужны факты и цифры и как можно быстрее.
45237. Взаимодействие ПР-служб организации со СМИ: приоритеты, формы, содержание, условия взаимовыгодных партнерских отношений 25 KB
  Взаимодействие ПР-служб организации со СМИ: приоритеты формы содержание условия взаимовыгодных партнерских отношений. СМИ являются основным инструментов связи с общественностью. Отношения со СМИ – двусторонний процесс: фирма предоставляет информацию для СМИ а СМИ выпускают новости. Формы контактов со СМИ: 1.
45238. Работа пресс-центра фирмы: структура и функции пресс-службы; критерии выбора СМИ, этика и принципы профессионального общения с журналистами 26 KB
  Работа пресс-центра фирмы: структура и функции пресс-службы; критерии выбора СМИ этика и принципы профессионального общения с журналистами В среднем бизнесе за рекламу и PR отвечает один сотрудник. самый простой способ связаться с общественностью – сделать это через посредника массмедиа СМИ. Пресссекретарь должен уметь соотносить события внутренней жизни компании с информационной повесткой дня которая находится в центе внимания СМИ и прогнозировать ее. Функции прессслужбы: Аналитика: мониторинг рынка СМИ мониторинг информационных...
45239. Сущность, функции, принципы и технологии организации информационного паблисити 21 KB
  Существует негативная практика продвижения информации паблисити коммерческая информация. Темы некоммерческой информации паблисити: история компании; темы связанные с экологией; социальные темы; технологии компании; фото-архив фирмы; фирменная статистика; неформальная жизнь компании; нетрадиционное использование продукции фирмы конкурс. Сбор информации паблисити: силами всех сотрудников фирмы или силами прессотдела. Принципы: некоммерческая основа движения информации.
45240. PR-текст как форма маркетинговой коммуникации: жанровая разновидность, технология создания 29.5 KB
  Жанровая разновидность: Оперативно-новостной: приглашение пресс-релиз краткая новостная информация. Комбинированные тексты подборка информационных материалов простых текстообъединенных общей тематикой в фирменные папки для пресс-конференции: пресс-релиз приглашение байлайнер пресскит. Прессрелиз: формат А4; тема текущие новости организационные новости комментарии к событиям некоммерческая информация; адресаты доставки редакции СМИ информационные агентства; формы распространения факс электронная почта; этикет...