Расчет технических характеристик систем передачи дискретных сообщений - Радиоэлектроника - Скачать бесплатно
Высший колледж связи[pic]
Курсовая работа
по курсу ТЭС на тему
“Расчет технических характеристик
систем передачи дискретных сообщений”
Студент: Иванов И.Н.
студ. билет N( 09
группа В 7712
Минск 1999
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИE.
1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ
НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ…………………………………………….4
2. РАСЧЕТ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ………………..10
3. РАСЧЕТ ЭНТРОПИИ КВАНТОВАННОГО СИГНАЛА, ЕГО
ИЗБЫТОЧНОСТИ И СКОРОСТИ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА
ВЫХОДЕ КВАНТУЮЩЕГО
УСТРОЙСТВА...............................................14
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ДИСКРЕТНОГО
КАНАЛА
СВЯЗИ.....................……................................................
.................16
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОДНОМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ,
МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОЖИДАНИЯ, ДИСПЕРСИИ,
КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ НА ВЫХОДЕ СИНХРОННОГО
ДЕТЕКТОРА …………………………………………………........................18
6. РАСЧЕТ ШИРИНЫ СПЕКТРА ИКМ-ЧМ СИГНАЛА..………..................20
7. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И АЛГОРИТМ РАБОТЫ ОПТИМАЛЬНОГО
ПРИЕМНИКА.......………................................................…........
....................21
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................…..............................................
...............................24
ЛИТЕРАТУРА.........................…........................................
.................................25
ВВЕДЕНИЕ
Электросвязь - это совокупность человеческой деятельности , главным
образом технической , связанной с передачей сообщений на расстояние с
помощью электрических сигналов. Непрерывное развитие народного хозяйства и
культуры приводит к интенсивному росту передаваемой информации, поэтому
значение электросвязи в современной технике и в современной жизни огромно.
Уже в настоящее время хорошо развитая сеть электросвязи облегчает
управление государством. В будущем , когда методы управления с помощью ЭВМ
будут преобладающими , наличие хорошо развитой сети электросвязи будет
обусловливать управление государством.
В системах передачи сообщений используются как аналоговые , так и
цифровые сигналы. 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.
Поэтому аналоговый сигнал преобразуется в цифровой сигнал и в таком виде
передается по линии связи; на приемной стороне происходит обратный процесс
- преобразование цифрового сигнала в аналоговый.
В данной курсовой работе необходимо рассчитать технические
характеристики цифровой системы связи.
.
1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ.
Для передачи непрерывных сообщений можно воспользоваться дискретным
каналом. При этом необходимо преобразовать непрерывное сообщение в цифровой
сигнал, то есть в последовательность импульсов , сохранив содержащуюся в
сообщении существенную часть информации. Типичным примером цифровой системы
передачи непрерывных сообщений являются системы с импульсно-кодовой
модуляцией (ИКМ).
Структурная схема системы цифровой передачи непрерывных сообщений ,
для ЧМ и некогерентного способа приема представлена на рис.1. Рассмотрим
назначение и работу блоков данной схемы.
Источник непрерывных сообщений ,в качестве которого может выступать
человек, ЭВМ и т.д. формирует непрерывный сигнал U(t) — который изменяется
в любые моменты и принимает любые из возможных значения .Потом этот
аналоговый сигнал поступает на АЦП ( аналогово-цифровой преобразователь
).Аналогово-цифровое преобразование состоит из трех этапов.
Дискретизация - производится выборка значений аналогового сигнала с
интервалом [pic].
Квантование - выборочное значение аналогового сигнала заменяется
ближайшим значением уровня квантования (заранее установленными).
Кодирование - значение уровня квантования преобразуется в двоичное
число.
В результате такого преобразования мы сами искажаем сигнал, так как
приближаем его к уровню квантования .Для уменьшения этих искажений
применяется нелинейная шкала квантования . С выхода кодера двоичный ИКМ
сигнал поступает на модулятор, где происходит образование ЧМ сигнала. В
модулятор подаются два гармонических сигнала с разными частотами. В первом
перемножителе происходит перемножение первого гармонического сигнала с
информационным сигналом, во втором перемножение второго гармонического
сигнала и инверсией информационного. В сумматоре происходит сложение
результатов перемножений. В итоге на выходе сумматора будет сигнал с
частотой первого гармонического сигнала там где был единичный уровень
информационного сигнала, и частота второго гармонического сигнала, там где
был единичный уровень инверсии информационного сигнала. Для ограничения
спектра сигнала передаваемого в канал на выходе передатчика ставится
полосовой фильтр. Далее сигнал поступает в линию, где на него влияют помехи
и вместе с помехами сигнал приходит на демодулятор, состоящий из ПФ (
ограничивает спектр принимаемого сигнала), АД (амплитудные детекторы),
которые выделяют огибающую сигнала, в разностном устройстве происходит
вычитание сигналов полученных на выходе амплитудных детекторов. Далее если
напряжение на выходе ФНЧ пересекает заранее заданный положительный
пороговый уровень, то на выходе решающего устройства формируется единичный
уровень, а если напряжение пересекает отрицательный пороговый уровень, то
вырабатывается нулевой уровень. Затем сигнал поступает на ЦАП (цифро-
аналоговый преобразователь),в котором на декодере кодовые комбинации
преобразуются в квантованную последовательность, далее фильтр
восстанавливает непрерывное сообщение по квантованным значениям. Полученный
сигнал U*(t) поступает получателю.
Работа схемы пояснена диаграммами рис.2
Структурная схема системы цифровой передачи непрерывных сообщений с ЧМ
манипуляцией и некогерентным способом приёма
Источник
непрерывных Дискретизатор Квантователь
Кодер
сообщений
АЦП
Асоs w1t
Инвертор Перемножитель
Фильтр
Сумматор передачи
ЛС
Перемножитель
Асоs w2t
Модулятор
ПФ 1 АД 1
Разностное
Решающее устройство ФНЧ
устройство
ПФ 2 АД 2
Демодулятор
Декодер ФНЧ Получатель
ЦАП
Рис. 1
U(t) Сигнал на выходе источника
сообщений
2
1
1 2 3 4 5 6
t
Uд
Сигнал на выходе дискретизатора
2
1
1 2 3 4 5 6
t
U
Сигнал на выходе кодера
2
1
0 1 0
1 2 3 4
t
U
Сигнал на
выходе инвертора
2
1
1 0 1
1 2 3 4
t
U(t) Сигнал
Асоs w1t
А
1 2 3 4
t
U(t) Сигнал
Асоs w2t
А
1 2 3 4
t
U(t) Сигнал на
выходе сумматора
1
1 2 3 4
t
U(t) Сигнал
на выходе ПФ 1
1
1 2 3 4
t
U(t) Сигнал на
выходе ПФ 2
1
1 2 3 4
t
U(t) Сигнал
на выходе АД 1
1
1 2 3 4
t
U(t) Сигнал
на выходе АД 2
1
1 2 3 4
t
U(t) Сигнал
на выходе ФНЧ
U+
1 2 3 4
t
U-
Сигнал на выходе решающего
устройства
U
1
0 1 0
1 2 3 4
t
U
Сигнал на выходе
декодера
1
t
U(t)
Сигнал на выходе
ЦАП
1
Рис. 2
t
2. РАСЧЕТ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ
При заданной автокорреляционной функции [pic] , B(0)=1 B2 ,
(p/p=0.1, (=105 Гц требуется:
определить спектральную плотность мощности;
вычислить интервал корреляции [pic] и ширину спектральной плотность
мощности [pic];
найти и пояснить связь между [pic][pic]и [pic];
построить графики функции [pic]и G(f);
определить верхнюю граничную частоту Fв случайного процесса;
Спектральная плотность мощности G(f) центрированного стационарного
процесса является прямым преобразованием Фурье от автокорреляционной
функции [pic].
[pic] (1)
Разложив функцию exp получим:
[pic]
(2)
Подставим выражение для автокорреляционной функции :
[pic]
При вычислении G(f) воспользуемся табличным интегралом:
[pic]
(3)
получим окончательную формулу:
[pic]
Подставив начальные условия получим выражение для спектральной
плотности мощности:
[pic]
Рассчитаем интервал корреляции [pic]по методу эквивалентного
прямоугольника:
[pic]
(4)
так как [pic] и [pic] получим:
[pic]
(5)
Подставив значение ( получим:
[pic]c=10мкс
Ширину спектральной плотности мощности [pic] также определим по
методу эквивалентного прямоугольника:
[pic]
(6)
Используя обратное преобразование Фурье получим;
[pic]
(7)
Формула (6) примет вид:
[pic]
Подставив значение ( получим:
[pic]
Связь между [pic] и [pic] найдем перемножив их.
[pic]
(8)
Таким образом произведение [pic] равно постоянной величине, то есть
между [pic]к и [pic]э существует обратная зависимость. При увеличении
времени корреляции происходит уменьшение ширины спектральной плотности
мощности. Следовательно, медленно протекающий случайный процесс, имеющий
большое время корреляции, будет иметь относительно узкую ширину
спектральной плотности, а быстродействующий
|
