Определение основных характеристик цифровой системы передачи сообщ (стр. 1 из 4)
Курсовая работа
По дисциплине: «Теория электрической связи»
Содержание:
Задание и исходные данные на курсовую работу
Исходные данные к курсовой работе
1. Структурная схема системы связи
2. Выбор схемы приемника
3. Расчет вероятности ошибки на выходе приемника
4. Сравнение выбранной схемы приемника с оптимальным приемником
5. Передача аналоговых сигналов методом ИКМ
6. Помехоустойчивое кодирование
7. Статистическое кодирование
8. Пропускная способность двоичного канала связи
Заключение
Литература
Задание и исходные данные на курсовую работу
Разработать структурную схему системы связи, предназначенной для передачи данных и передачи аналоговых сигналов методом ИКМ для заданного вида модуляции и способа приема сигналов. Рассчитать основные параметры системы связи. Указать и обосновать пути совершенствования разработанной системы связи.
Исходные данные к курсовой работе
Вариант: 03
Способ модуляции: ДЧМ
Способ приема: НЕКОГЕРЕНТНЫЙ
Мощность сигнала на входе демодулятора приемника РС= 2,8 мВт.
Длительность элементарной посылки Т=5,0 мкс.
Помеха – белый шум с гауссовским законом распределения.
Спектральная плотность мощности помехи N0 =0,001мкВт/Гц.
Вероятность передачи сигнала ²1² р(1)= 0,15
Число уровней квантования N= 128
Пик-фактор аналогового сигнала П= 2,9
1. Структурная схема системы связи
Совокупность технических средств, для передачи сообщений от источника к потребителю называется системой связи. Любая система передачи сообщений включает в себя:
- источник сообщений;
- устройство преобразования передаваемых сигналов;
- линия связи;
- устройство преобразования принимаемых сигналов;
- получатель сообщений;
-
На рисунке 1.1 приведена структурная схема системы связи.
ИНС – источник непрерывных сообщений.
АЦП (ИКМ) аналого-цифровой преобразователь – сообщение поступает от источника непрерывных сообщений на вход АЦП и помощью импульсно-кодовой модуляции выполняется дискретизация во времени , квантование по уровню и кодирование квантованных отсчетов.
Кл.1 – служит для поочередного подключения источника непрерывных сообщений и источника дискретных сообщений (Data).
Кодер статистический – преобразует дискретное сообщение в последовательность кодовых символов (уменьшает избыточность исходной последовательности в зависимости от вероятности появления кодовых комбинаций, таким образом увеличивает производительность (пропускную способность) канала связи) и передает их дальше помехоустойчивый кодер.
Кодер ПУ – помехоустойчивый кодер – преобразует дискретное сообщение в последовательность кодовых символов (вводит избыточность таким образом, что бы исправлять ошибки) и передает их в устройство передающего сообщения (УПС – модулятор).
УПС – модулятор - преобразует сигналы таким образом, чтобы согласовать их характеристики с характеристиками канала связи.
Линия связи – служит для передачи сигнала. При передаче сигнал искажается, и сообщение воспроизводится с ошибкой.
УПС демодулятор – сигнал демодулируется, т.е. восстанавливается первичная последовательность кодовых символов.
Декодер ПУ - помехоустойчивый декодер – преобразует последовательность кодовых символов в дискретное сообщение (находит и исправляет ошибку).
Декодер статистический – преобразует последовательность кодовых символов в исходное дискретное сообщение (преобразует неравномерную последовательность комбинаций на основе вероятностей их появления в равномерную исходную последовательность).
Кл.2 – служит для поочередного подключения ПНС и ПДС (Data).
ЦАП – дискретное сообщение с помощью ИКМ преобразуется в непрерывное сообщение и передается получателю непрерывных сообщений ПНС. В состав ЦАП входит детектирующее устройство, предназначенное для преобразования кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчетов и сглаживающий фильтр, восстанавливающий непрерывное сообщение по квантованным значениям и восстановленное непрерывное сообщение поступает потребителю.
ПНС – получатель непрерывных сообщений.
Data - источник (получатель) дискретных сообщений (данных).
ИП – источник помех. При передаче по линии связи в передаваемый сигнал примешивается различный шум.
Непрерывное сообщение от источника поступает на АЦП – аналого-цифровой преобразователь. Преобразование происходит в результате следующих операций: сначала непрерывное сообщение дискретизируется по времени через интервалы времени Dt, полученные отсчеты мгновенных значений квантуются, получившаяся последовательность квантованных значений передаваемого сообщения представляется посредством кодирования в виде последовательных m–ичных кодовых комбинаций. Такое преобразование называется импульсно-кодовой модуляцией. Далее полученный с выхода АЦП сигнал поступает на вход статистического кодера. Статистический кодер на основании вероятностей появления сигнала «1» р(1) и сигнала «0» р(0) и соответственно их комбинаций кодирует исходное дискретное сообщение в неравномерный код, наименьшую длину в котором имеет наиболее часто встречающиеся комбинации исходной последовательности. После этого дискретная последовательность поступает на помехоустойчивый кодер. Помехоустойчивый кодер вводит избыточность таким образом, чтобы исправлять ошибки, возникающие в канале связи. После помехозащитного кодера преобразованный сигнал поступает на модулятор, который преобразует сигналы таким образом, чтобы согласовать их характеристики с характеристиками канала связи. Полученные импульсы поступают в линию связи.
На приемной стороне системы связи последовательность импульсов поступает на демодулятор, где происходит демодуляция и регенерация, далее сигнал поступает на помехоустойчивый декодер, который находит и исправляет ошибку, которую допустил демодулятор. После этого сигнал подается на статистический декодер, который преобразует неравномерную последовательность в исходную равномерную последовательность дискретного сигнала. Далее сигнал поступает на ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь, где происходит обратное преобразование- восстановление аналогового сигнала из принятых импульсов – кодовых комбинаций. В состав ЦАП входит детектирующее устройство, предназначенное для преобразования кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчетов и сглаживающий фильтр, восстанавливающий непрерывное сообщение по квантованным значениям и восстановленное непрерывное сообщение поступает потребителю.
2. Выбор схемы приемника
Сигнал на входе приемника представляет собой сложное колебание, в котором для передачи информации используется изменение значения частоты сигнала. При некогерентной обработке высокочастотных сигналов (обработке по огибающей) снижаются требования к точности установления границ посылок элементарных канальных сигналов длительностью Т. Все же для реализации оптимальной схемы средняя частота заполнения сигналов должна быть известна с высокой точностью. При приеме сигналов двоичной ЧМ распространена схема, изображенная на рисунке 2.1.
S1(t)=A cos w1t и S0(t)= A cos w0t
Правилорешениядлятакогоприемника
S1(t) - S0(t)>0 то S1
 |
Рисунок 2.1 Схема неоптимального некогерентного приемника ЧМ сигналов
Здесь:
ПФ – разделительные полосовые фильтры, пропускающие без существенных искажений соответственно сигналы S1(t), S0(t).
ЧД – частотный детектор. Разностный сигнал двух детекторов подвергается фильтрации в ФНЧ, а результат для выбора сравнивается с нулевым порогом.
Вид сигнала при ЧМ показан на рисунке 2.2.
Спектр сигнала при ЧМ изображен на рисунке 2.3
 |
Рисунок 2.3 Спектры сигналов ЧМ при различных индексах модуляции М
3. Расчет вероятности ошибки на выходе приемника
Вычислим мощность шума на выходе приемника по формуле:
, где 
полоса пропускания приемника для ДЧМ;
где T – длительность сигнала;
Отношение мощности сигнала к мощности шума (h2):
; 
,где PС – мощность приходящего сигнала;