регистрация /  вход

Расчет параметров цифровых систем передачи непрерывных сообщений 2 (стр. 1 из 3)

Министерство связи и массовых коммуникаций РФ

Федеральное агентство связи

ГОУ ВПО «Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

Уральский технический институт связи и информатики (филиал)

Факультет телекоммуникаций

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Расчет параметров цифровых систем передачи непрерывных сообщений

Выполнила:

студентка гр.МЕ-81с

Чибышева М.П.

Преподаватель:

Астрецов Д.В.

Екатеринбург,2009

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

для курсового проектирования

по предмету: Теория электрической связи

на тему: «Расчет параметров цифровых систем передачи

непрерывных сообщений»

студентки 4 курса МЕ-81с группы

Чибышевой Марии Петровны

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Вариант 08

Вид модуляции – ОФМ

K=5

f0 =1600 Гц

δ=0,1%

Закон распределения - 4


СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1 Распределение относительной среднеквадратичной ошибки 5

2 Расчет частоты дискретизации 6

3 Расчет пикфактора 8

4Расчет числа разрядов двоичного кода 9

5 Расчет допустимой вероятности ошибки, вызванной действием

помех 10

6 Расчет энтропии источника сообщений 11

7 Расчет избыточности и информационной насыщенности

сообщения 12

8 Расчет производительности источника и пропускной способности канала связи 13

9 Выбор сложного сигнала для передачи информации и

синхронизации 14

Заключение 21

Список литературы 23

Приложение А. Структурная схема системы передачи непрерывных сообщений в цифровой форме 24


ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время широкое применение находят цифровые системы передачи (ЦСП), в которых непрерывные сообщения передаются дискретными сигналами. Преобразование непрерывного сообщения в цифровую форму осуществляется путем операций дискретизации и квантования. Дискретизация по времени выполняется путем взятия отчетов первичного сигнала b(t) в определенные дискретные моменты t. В результате непрерывную функцию b(t) заменяют совокупностью значений (отсчетов) {b(k) или {b(tк )}. Обычно моменты отсчетов выбираются на оси времени равномерно т.е. {tк = k∆}, где ∆ - шаг дискретизации.

Операция квантования сводится к тому, что вместо данного мгновенного значения (уровня) передаваемого сообщения b(tк ) передают ближайшие значения по установленной цифровой шкале дискретных уровней bкв (t). Дискретные значения по шкале уровней чаще всего выбираются равными:

{bкв (ℓ) = ℓ∆b}, где ∆b- шаг квантования, ℓ = 0,1,…,L-1. Само собой разумеется, что при квантовании вносится погрешность, т.к. истинное значение b(tк ) заменяют округленным значением bкв (tк ). Величина этой погрешности ξ = b(tк ) - bкв (tк ) не превосходит половины шага квантования ∆b и может быть сведена до допустимого уровня. Погрешность ξ является случайной функцией и проявляется на выходе как дополнительный шум (шум квантования), наложенный на передаваемое сообщение. Дискретизация по времени позволяет преобразовать непрерывные сообщения в дискретный (во времени) сигнал, который после квантования превращается в цифровой. Достоинством цифровых способов передачи является возможность применения кодов как для сокращения избыточности источника. В настоящее время наибольшее применение находит система с импульсно–кодовой модуляцией (ИКМ). В этой системе непрерывное сообщение сигнала подвергается дискретизации по времени и квантованию по уровню, а затем полученная последовательность L уровней (цифр) кодируется (обычно двоичным кодом). При этом каждому уровню присваивается кодовая комбинация, состоящая из n символов “ 1” и “0”. Полученная последовательность двоичных символов передается по каналу связи одним из методов дискретной модуляции. Обычно используется частотная (ИКМ - ЧМ) или фазовая (ИКМ - ФМ) модуляция.

Целью данной курсовой работы является закрепление навыков анализа системы передачи непрерывных сообщений цифровыми методами, расчёта характеристик помехоустойчивости и других показателей качества передачи информации по каналам связи с помехами, а также отработка навыков изложения результатов технических расчётов, составление и оформление технической документации.


1 РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЙ ОШИБКИ

Распределение среднеквадратичной ошибки входных преобразований делиться на четыре составляющих: ОСКО, вызванной ограничением максимальных отклонений сообщений от среднего значения δ2 , ОСКО, вызванной временной дискретизацией сообщения δ1 , ОСКО квантования исходного непрерывного процесса δ3 и ОСКО искажений сообщения, вызванных действием помех δ4 . Тогда эффективное значение относительной ошибки входных преобразований может быть найдено по формуле (1.1):

δ =

(1.1)

При заданном значении δ возможно много вариантов подбора значений слагаемых в формуле (1.1). Распределение Лапласа не является равномерным, следовательно, оно и неограниченно. Все 4 ошибки присутствуют и являются независимыми и случайными, из чего следует их равноценность:

δ1234 =1/2δ (1.2)

δ = 0,1% = 0,001

δ1234 =1/2*0,001=0,0005


2 РАСЧЕТ ЧАСТОТЫ ДИСКРЕТИЗАЦИИ

По результатам распределения ОСКО рассчитывается частота дискретизации (Fд ).

По теореме Котельникова имеем:

Fд =2Fв (2.1)

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

δ1 =

(2.2)

Где Fд – частота дискретизации;

Sx (f) – спектральная плотность мощности сообщения x(t);

S1 – площадь всей фигуры (Рисунок 2.1);

S2 – площадь заштрихованной части (Рисунок 2.1).

Sx (f)

Sx (0)

0

f0 Fв f

Рисунок 2.1 – Спектральная плотность сигнала

В задании на проектирование форма спектральной плотности мощности сообщения определена равенством

Sx (f)=

(2.3)

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 Sx (f) в два раза по сравнению с её значением на нулевой частоте Sx (0).

(2.4)

где

(2.5)

(2.6)

(2.7)

Пользуясь формулой (2.7) можно вычислить частоту временной дискретизации Fд :

Fд =

(2.8)

Fд =


3 РАСЧЕТ ПИКФАКТОРА

Отношение H максимального пикового значения непрерывного сообщения к его эффективному значению называется пикфактором.

(3.1)

На рисунке 1 изображен заданный закон распределения.

Рисунок 3.1 – Закон распределения

Для данного распределения:

(3.2)

(3.3)


4 РАСЧЕТ ЧИСЛА РАЗРЯДОВ ДВОИЧНОГО КОДА

Связь эффективного значения относительной ошибки квантования δ3 с числом разрядов Np двоичного кода при достаточно высоком числе уровней квантования, когда ошибку можно считать распределенной по закону равномерной плотности, определяется выражением:

δ3

(4.1)

Таким образом, задавшись допустимым значением относительной ошибки δ3 , можно найти число разрядов двоичного кода, обеспечивающее заданную точность преобразования:

Np =

(4.2)

Где E(x) – целая часть дробного числа x.

Np =

+1=13 (4.3)


5 РАСЧЕТ ДОПУСТИМОЙ ВЕРОЯТНОСТИ ОШИБКИ, ВЫЗВАННОЙ ДЕЙСТВИЕМ ПОМЕХ