Розрахунок та оптимізація характеристик систем електрозвязку (стр. 1 из 10)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ „ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

Кафедра теоретичної радіотехніки та радіовимірювань

РОЗРАХУНОК ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ХАРАКТЕРИСТИК

СИСТЕМ ЕЛЕКТРОЗВ'ЯЗКУ

ЗАВДАННЯ

на виконання курсової роботи з дисципліни

“Теорія електричного зв'язку” та

Методичні вказівки

до її виконання

Львів 2005


ПЕРЕДМОВА

Учбовими планами напряму базового вищої освіти “Телекомунікації” 6.0924 передбачене виконання курсової роботи з дисципліни “Теорія електричного зв'язку”. Мета КР - закріплення знань основних положень курсу “Теорія електричного зв'язку” (ТЕЗ) шляхом проведення розрахунків характеристик систем електрозв'язку.

Методичні вказівки містять три варіанти завдань, що відрізняються видами повідомлень і методами їхньої передачі:

Варіант А – система передачі неперервних повідомлень аналоговим методом;

Варіант Ц – система передачі неперервних повідомлень цифровим методом;

Варіант Д – система передачі дискретних повідомлень.

Для виконання КР студент отримує від керівника КР індивідуальне завдання, що вказує номер варіанту (наприклад, “Виконати КР за варіантом Ц‑47”). Отримавши завдання в такій формі, студент повинен виписати з розд. 1 цього методичного посібника для відповідного варіанту (у даному випадку “Ц”) перелік вихідних даних, а з відповідного додатку (у даному випадку з Додатку 2, варіант № 47) – числові значення вихідних даних.

У розд. 1 методпосібника для кожного з варіантів наведене "Завдання", у якому вказані перелік та послідовність розрахунків, що необхідно виконати. Кожний з пунктів завдання повинен бути виконаний у вигляді розділу КР.

У методпосібнику використані умовні позначення, які застосовуються на лекціях та на практичних і лабораторних заняттях.

У Додатку 4 наведені основні правила оформлення КР.

Основною літературою для виконання КР є підручники [1, 2].


1. ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ

1.1 Варіант А

Повідомлення неперервного джерела передається каналом зв'язку аналоговим методом. В каналі зв'язку з постійними параметрами і адитивним білим гауссовим шумом використовується модуляція гармонійного переносника.

В табл. Д1 наведені вихідні дані.

1. Джерело повідомлень задане характеристиками первинного сигналу b(t):

- середнє значення дорівнює нулю;

- густина ймовірності миттєвих значень p(b) - гауссів розподіл (ГР), двосторонній експоненційний розподіл (ДЕР) або рівномірний розподіл на інтервалі (–bmax, bmax) (PP);

- середня потужність сигналу Рb;

- коефіцієнт амплітуди Кa;

- максимальна частота спектру Fmax.

2. Допустиме відношення сигнал/шум на вході одержувача

.

3. Метод модуляції.

4. Для порівняння аналогового і цифрового методів передачі задані:

- метод передачі - ІКМ з рівномірним квантування, допустиме відношення сигнал/шум квантування

;

- енергетичний виграш кодування (ЕВК), що забезпечується при використанні в каналі зв'язку завадостійкого кодуванням;

- метод дискретної модуляції і спосіб прийому: когерентний або некогерентний.

Завдання

1. Структурна схема аналогової системи передачі. Зобразити структурну схему аналогової системи передачі неперервних повідомлень. Пояснити призначення кожного блоку, дати визначення основних параметрів, що характеризують кожний блок, і навести часові діаграми характерних сигналів на входах і виходах блоків.

2. Розрахунок інформаційних характеристик джерела повідомлень. Для заданих статистичних характеристик джерела неперервних повідомлень і якості відтворення повідомлення на вході одержувача зробити розрахунок епсилон-ентропії Нe(В), надмірності ? і продуктивності джерела Rд. Пояснити причини надмірності джерела. Сформулювати вимоги до пропускної здатності каналу зв'язку.

3. Розрахунок завадостійкості демодулятора. Для заданого методу модуляції розрахувати і побудувати графік залежності

= f(rвх). Якщо використовується ЧМ, необхідно вибрати і обгрунтувати індекс модуляції. Визначити необхідне відношення середніх потужностей сигналу і шуму на вході демодулятора,
при якому забезпечується задане допустиме відношення сигнал/шум на вході одержувача
.

4. Розрахунок основних параметрів цифрової системи передачі. Зобразити структурну схему цифрової системи передачі методом ІКМ з використанням в каналі зв'язку завадостійкого кодування і дискретної модуляції гармонійного переносника. Пояснити призначення кожного блоку та дати визначення основних параметрів, що характеризують кожний блок.

Розрахувати основні параметри АЦП: число рівнів квантування, відношення сигнал/шум квантування при вибраному числі рівнів квантування, допустиму ймовірність помилки символу на вході ЦАП, інтервал дискретизації, тривалість двійкового символу.

Для заданих методу дискретної модуляції та способу прийому розрахувати і побудувати графік залежності ймовірності помилки двійкового символу на виході демодулятора від відношення сигнал/шум на вході демодулятора р = f(

); визначити необхідне відношення сигнал/шум
на вході демодулятора, при якому ймовірність помилки символу на виході демодулятора дорівнює допустимій ймовірності помилки символу на вході ЦАП pб.

Вибрати коректуючий код, що забезпечує заданий енергетичний виграш кодування при допустимій ймовірності помилки символу на вході ЦАП. Розрахувати і побудувати залежність імовірності помилки символу на виході декодера від відношення сигнал/шум на вході демодулятора рд = f1(

). Визначити необхідне відношення сигнал/шум на вході демодулятора
, при якому забезпечується допустима ймовірність помилки символу на вході ЦАП. Визначити одержаний ЕВК.

5. Розрахунки і порівняння ефективності систем передачі неперервних повідомлень. Зробити розрахунки і порівняння інформаційної, енергетичної і частотної ефективності системи зв'язку, що розраховується, для варіанту аналогової передачі і двох варіантів цифрової передачі – з завадостійким кодуванням та без нього. Побудувати графік граничної залежності b = f(g). На цьому рисунку точками відбити ефективність трьох варіантів передачі. Порівняти показники ефективності трьох варіантів передачі між собою та з граничною ефективністю. Зробити висновки за результатами порівняння.

6. Заключення. Зробити висновки по курсовій роботі в цілому.

1.2 Варіант Ц

Повідомлення неперервного джерела передається каналом зв'язку методом ІКМ. В дискретному каналі зв'язку використовується завадостійке кодування. Для передачі неперервним каналом зв'язку з постійними параметрами і адитивним білим гауссовим шумом використовується модуляція гармонійного переносника.

В табл. Д2 наведені вихідні дані.

1. Джерело повідомлень задане характеристиками первинного сигналу b(t):

- середнє значення дорівнює нулю;

- густина ймовірності миттєвих значень р(b) – гауссів розподіл (ГР), двосторонній експоненційний розподіл (ДЕР) або рівномірний розподіл на інтервалі (–bmax, bmax) (PP);

- середня потужність сигналу Рb;

- коефіцієнт амплітуди Кa;

- максимальна частота спектру Fmax.

2. Допустиме відношення сигнал/шум на вході одержувача

.

3. ІКМ перетворення неперервного сигналу в цифровий виконується з використанням рівномірного квантування, допустиме відношення сигнал/шум квантування

.

4. Метод модуляції гармонійного переносника.

5. Спосіб прийому: когерентний або некогерентний.

6. Енергетичний виграш кодування (ЕВК).

Завдання

1. Структурна схема ЦСП. Зобразити структурну схему цифрової системи передачі неперервних повідомлень. Пояснити призначення кожного блоку, дати визначення основних параметрів, що характеризують кожний блок, і навести тимчасові діаграми характерних сигналів на входах і виходах блоків.

2. Розрахунок параметрів АЦП і ЦАП. Скласти і описати структурні схеми АЦП і ЦАП, визначити число рівнів квантування, відношення сигнал/шум квантування при вибраному числі рівнів квантування, допустиму ймовірність помилки символу на вході ЦАП pб, частоту дискретизації, інтервал дискретизації і тривалість двійкового символу.

3. Розрахунок інформаційних характеристик джерела повідомлень і первинних сигналів. Для заданих статистичних характеристик джерела неперервних повідомлень і якості відтворення повідомлення на вході одержувача виконати розрахунок епсилон-ентропії He(B), надмірності ? і продуктивності джерела Rд. Пояснити причини надмірності джерела. Сформулювати вимоги до пропускної здатності каналу зв'язку.