Анализ системы передачи непрерывных сообщений цифровыми методами

Характеристика системы передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами. Расчёт помехоустойчивости и других показателей качества передачи информации по каналам связи с помехами. Определение избыточности и информационной насыщенности сообщения.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 21.02.2016
Размер файла 273,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГЛАВЛЕНИЕ

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЙ ОШИБКИ (ОСКО) ВХОДНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ

РАСЧЕТ ПИКФАКТОРА

РАСЧЕТ ЧИСЛА РАЗРЯДОВ Np ДВОИЧНОГО КОДА

РАСЧЕТ ДОПУСТИМОЙ ВЕРОЯТНОСТИ ОШИБКИ, ВЫЗВАННОЙ ДЕЙСТВИЕМ ПОМЕХ

РАСЧЕТ ЭНТРОПИИ ИСТОЧНИКА СООБЩЕНИЯ

РАСЧЕТ ИЗБЫТОЧНОСТИ И ИНФОРМАЦИОННОЙ НАСЫЩЕННОСТИ СООБЩЕНИЯ

ВЫБОР СЛОЖНОГО СИГНАЛА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ И ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1.Вариант

11

2.Значение показателя степени k

7

3.Значение частоты f0,Гц

400

4.Значение относительной ошибки д,%

0,7

5.Вид модуляции

ОФМ

6.Тип распределения

3

ВВЕДЕНИЕ

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

Основная задача курсовой работы - закрепление навыков расчёта характеристик системы передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами. Кроме того, в процессе её выполнения было проведено знакомство с учебной и монографической литературой по теории электрической связи, закреплены навыки выполнения технических расчётов с использованием персональных ЭВМ.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЙ ОШИБКИ (ОСКО) ВХОДНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ

При передаче непрерывного сообщения цифровым способом, источники искажений сосредоточены на приемной стороне в детекторе модулирования сигнала, а на передающей - в преобразователе непрерывного процесса в цифровой, т.е. в преобразователе «аналог-код». В свою очередь в последнем источнике можно выделить следующие причины возникновения искажений - временная дискретизация непрерывного сообщения, ограничение пиковых значений его, квантование. Эффективное значение относительной среднеквадратичной ошибки передачи информации можно представить в виде:

РАСЧЕТ ЧАСТОТЫ ДИСКРЕТИЗАЦИИ Fд.

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

где FД - частота временной дискредитации,

S х (f) - спектральная плотность мощности сообщения x(t).

Форма спектральной плотности мощности сообщения определена равенством:

где So -спектральная плотность мощности сообщения на нулевой частоте.

Отсюда

Из этого выражения определим частоту дискретизации:

РАСЧЕТ ПИКФАКТОРА

Введение ограничения неизбежно при преобразовании непрерывного сообщения в цифровую форму, однако процесс ограничения вызывает искажения исходного сообщения. Степень искажений зависит от закона распределения (плотности вероятности) исходного сообщения от отношения порога ограничения к эффективному значению входного сообщения. В дальнейшем отношение максимального пикового значения непрерывного сообщения (Uм) к его эффективному значению () называется пик-фактором. , ?х=1В

Сообщение третьего вида является одной из моделей речевого процесса и имеет плотность вероятности, описываемую суммой гауссовых кривых.

где Рг и Рс- соответственно вероятности появления гласных и соглсных букв

В результате ограничения выбросов этого процесса появляются искажения, дисперсия которых может быть найдена из следующего выражения

Найдем по графику Нг=3,8 и определим

РАСЧЕТ ЧИСЛА РАЗРЯДОВ Np ДВОИЧНОГО КОДА

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

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

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

Приведенное выражение справедливо при квантовании с одинаковым шагом (интервалом) по всему диапазону изменений сообщения.

Таким образом, в результате входных преобразований сформирован сигнал ИКМ, обеспечивающий требуемый уровень точности передачи аналогового сообщения цифровым способом - использованием двоичного кода.

Далее необходимо определить условия, при которых дальнейшая обработка сигнала не приведет к существенному повышению искажений.

РАСЧЕТ ДОПУСТИМОЙ ВЕРОЯТНОСТИ ОШИБКИ, ВЫЗВАННОЙ ДЕЙСТВИЕМ ПОМЕХ

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

,

где: Рош - вероятность ошибки приема разрядного символа.

Отсюда определим Рош:

.

Схема оптимальной когерентной обработки

При неоптимальном приеме выражение для вероятностей ошибок зависит от конкретной схемы, реализующей различение символов двоичного кода дискретного сигнала. При рациональном построении устройств некогерентной обработки, можно использовать следующее приближенное выражение для вероятности ошибки при ОФМ:

,

отсюда найдем требуемое отношение q2, обеспечивающее качество приема при наилучшем способе, задаваясь значением вероятности ошибки, полученной из приближенного равенства

Рош = 9,3*10-8

Схема оптимальной некогерентной обработки

Используя зависимости вероятности ошибки от отношения мощностей сигнала и помехи и найденное отношение q2ког, сравним его с подобным отношением для оптимального приема. Берем

10*lg 9,3 = 9,7.

q2 ког =31

Кп=10lg(q2нек/q2ког)=0

РАСЧЕТ ЭНТРОПИИ ИСТОЧНИКА СООБЩЕНИЯ

Рассчитаем энтропию источника сообщения (H1(x)), с целью оценки его избыточности, производительности.

Для расчета воспользуемся приближенной формулой, которая является достаточно точной при большом числе уровней квантования:

(бит/симв),

где W(x) - плотность вероятности сообщения;

- значение интервала квантования, которое можно рассчитать по ранее полученным результатам;

Uм - порог ограничения сообщения.

При распределении равномерной плотности энтропия: H1(x) = Np , (бит/симв).

От сюда следует, что

РАСЧЕТ ИЗБЫТОЧНОСТИ И ИНФОРМАЦИОННОЙ НАСЫЩЕННОСТИ СООБЩЕНИЯ

Для оценки избыточности, сначала рассчитаем информационную насыщенность сообщения:

Iн(х) = Н(х)/Нмакс ,

где Н(х) - максимальная энтропия источника, достигаемая при равномерном распределении.

Iн(х) = Н(х)/Nр = 9,5/10=0,95

Тогда избыточность может быть найдена из выражения:

R

Производительность источника сообщений находится из равенства:

9,5*1569=14906 бит/с

Следовательно, пропускная способность канала связи определяется формулой Шеннона:

Сравнивая пропускную способность с производительностью источника, можно найти значение отношения мощностей сигнала и помехи, требуемое для согласования источника сообщения с каналом связи. Необходимо иметь в виду, что в данном случае речь идет о мощности шума в полосе частот, равной частоте дискретизации сообщения, а также, что при этом информация передается без искажений.

Отсюда

Следует иметь в виду, что в данном случае речь идёт о мощности шума в полосе частот, равной половине частоты дискретизации сообщения, и что при этом информация передаётся без искажений.

ВЫБОР СЛОЖНОГО СИГНАЛА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ И ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ

Применение сложных сигналов не может дать выигрыша помехоустойчивости при помехе в виде широкополосного шума и сигнале, известном точно. Однако, применение сложных сигналов позволяет получить ряд других преимуществ: сигнал сообщение передача информация

1) Сложные сигналы обладают повышенной помехоустойчивостью по отношению к помехам с сосредоточенным спектром (узкополосным помехам);

2) Так же сложные сигналы обладают повышенной разрешающей способностью, которая позволяет разделить сигналы при многолучевом распространении;

3) Кроме того, использование сложного сигнала позволяет обеспечить синхронизацию устройства восстановления аналогового сообщения по принятому цифровому сигналу.

Необходимо выбрать два вида используемых сигналов с ФКМ - фазокодовой манипуляцией (это последовательность импульсов, у которых фаза меняется на по специальному коду). Один сигнал должен быть использован для синхронизации, второй - для передачи информационных символов.

Существует два типа кода:

-код Баркера;

-М-последовательность

Для передачи информационной последовательности и для импульсов синхронизации выберем М-последовательность.

К-ый элемент последовательности рассчитывается по формуле

Составим М-последовательность для синхроэлемента. Для этого зададим первые четыре импульса:

d1=1

d2=0

d3=0

d4=0

Выбираем комбинацию D, состоящую из 4 элементов для информационной последовательности:

d1=0

d2=0

d3=1

d4=1

Рассчитаем элементы для передачи информационных символов:

Где k больше либо равно пяти

Следовательно, в одной последовательности будет 15 элементов.

d5 = d4 + d1 = 1 + 1 =0

d6 = d5 + d2 = 0 + 0 = 0

d7 = d6 + d3 = 0+ 1 = 1

d8 = d7 + d4 = 1 + 1 = 0

d9 = d8 + d5 = 0 + 0 = 0

d10 = d9 + d6 = 0 + 0 = 0

d11 = d10 + d7 = 0 + 1 = 1

d12 = d11 + d8 = 1 + 0 = 1

d13 = d12 + d9 = 1 + 0 = 1

d14 = d13 + d10 =1 + 0 = 1

d15 = d14 + d11 = 1 +1 = 0

Получилась следующая последовательность для передачи информационных символов: 101100100011110.

Рассчитаем элементы для передачи синхроимпульсов:

Получилась следующая последовательность для передачи синхроимпульсов 101111000100110.

Вычисление значений сигнала на выходе согласованного фильтра (информационный)

Sвх

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

*

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

*

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

*

0

1

0

0

1

1

0

1

1

*

0

1

0

0

1

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

*

0

1

0

0

1

1

*

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

1

*

0

1

1

сумма

0

2

-1

0

3

0

-1

0

-1

-4

-1

0

-3

0

15

Функция корреляции (информационный импульс)

Вычисление значений сигнала на выходе согласованного фильтра (синхроимпульс)

Sвх

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

1

0

*

0

1

0

0

0

0

1

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

*

0

1

0

0

0

0

1

1

1

0

*

0

1

0

0

0

0

1

1

1

*

0

1

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

0

*

0

1

0

0

0

0

*

0

1

0

0

0

1

0

1

1

1

0

1

*

0

1

1

сумма

0

2

-1

0

1

0

5

2

1

-8

-3

0

-3

0

3

Функция корреляции (синхроимпульс)

Вычисление смешанных значений сигнала на выходе согласованного фильтра (синхроимпульс)

Sвх

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

1

0

*

0

1

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

*

0

1

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

*

0

1

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

*

0

1

0

0

0

0

1

1

1

*

0

1

0

0

0

0

1

1

*

0

1

0

0

0

0

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

0

1

*

0

1

1

сумма

0

2

-1

-2

1

2

-1

0

-3

-2

1

0

-3

0

15

График смешанных значений сигнала на выходе согласованного фильтра (синхроимпульс)

Вычисление смешанных значений сигнала на выходе согласованного фильтра (информационный)

Sвх

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

0

*

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

1

*

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

*

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

0

*

0

1

0

0

1

1

0

1

1

*

0

1

0

0

1

1

0

1

*

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

0

1

*

0

1

1

сумма

0

2

-1

-2

3

2

-7

2

3

-2

-5

4

5

0

3

График смешанных значений сигнала на выходе согласованного фильтра (информационный)

Временная диаграмма информационного сигнала ОФМ

Временная диаграмма сигнала синхронизации ОФМ

Заключение

В результате курсовой работы я закрепил навыки по анализу систем передачи непрерывных сообщений цифровыми методами, расчет характеристик помехоустойчивости и других показателей качества передачи информации по каналу связи с помехами. А так же усвоил навыки расчета характеристик системы передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами. В ходе курсовой работы была разработана функциональная схема цифровой системы передачи непрерывного сообщения.

Основные параметрами рассчитанной системы передачи:

Параметр

Значение

H

5,32

Np

10

Poш

9,3*10-8

q12

31

q22

31

1569Гц

9,5 бит/сим

9,5 бит/сим

0,95

0,95

0,05

0,05

19960 бит/с

19960 бит/с

524287

524287

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Теория электрической связи" /Д.В.Астрецов. г.Екатеринбург. Изд-во УФ СИБГУТИ, 2011г.

Теория электрической связи: Учебник для вузов/А.Г. Зюко, Д.Д. Кловский, В.И. Коржик, М.В. Назаров; Под ред. Д.Д. Кловского.- М.: Радио и связь, 2008.

Теория электрической связи: Учебное пособие для вузов/ Т.Л.Алексеева, Н.В. Добаткипа, Г.К. Кожанова, Н.Т. и др.; Под ред. В.Г.Санникова. - М.: МИС, 2011.

Теория электрической связи: Учебное пособие/А.С. Аджемов, М.В. Назаров, Ю.В. Парамонов, В.Г. Санников. - М.: МТУСИ, 1996.

Теория электрической связи: Учебник для вузов./Клюев. Л.Л.- Минск: Дизайн ПРО, 1998.

Основы многоканальной передачи информации: Учебное пособие./Борисов Ю.П., Ленин П.И. - М.: Связь, 2010.

Радиотехнические системы передачи информации: Учебное пособие для вузов/В.А. Борисов, В.В. Калмыков, Я.М. Ковальчук и др.; Под ред. В.В. Калмыкова. - М.: Радио и связь, 2012.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Анализ системы передачи непрерывных сообщений цифровыми методами. Расчёт характеристик помехоустойчивости и других показателей качества передачи информации по каналам связи с помехами по результатам распределения относительной среднеквадратичной ошибки.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.07.2012

  • Анализ системы передачи непрерывных сообщений цифровыми методами. Методы расчёта характеристик помехоустойчивости и других показателей качества передачи информации по каналам связи с помехами. Расчёт частоты дискретизации и числа разрядов двоичного кода.

    курсовая работа [873,2 K], добавлен 04.06.2010

  • Структурная схема и информационные характеристики цифровой системы передачи непрерывных сообщений, устройства для их преобразования. Определение помехоустойчивости дискретного демодулятора. Выбор корректирующего кода и расчет помехоустойчивости системы.

    курсовая работа [568,7 K], добавлен 22.04.2011

  • Расчет технических характеристик цифровой системы передачи непрерывных сообщений. Параметры источника непрерывных сообщений. Изучение процесса дискретизации и преобразования случайного процесса в АЦП. Принцип работы модулятора и оптимального приемника.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.09.2012

  • Структурная схема системы связи и приемника. Выигрыш в отношении сигнал/шум при применении оптимального приемника. Применение импульсно-кодовой модуляции для передачи аналоговых сигналов. Расчет пропускной способности разработанной системы связи.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.12.2014

  • Системы передачи дискретной информации – системы, в которых реализации сообщений являют собой последовательности символов алфавита источника. Информационные характеристики непрерывных сообщений. Дифференциальная энтропия источника непрерывных сообщений.

    реферат [166,3 K], добавлен 01.02.2009

  • Структурная схема системы связи. Сигнал на входе цифрового приемника. Импульсно-кодовая модуляция как передача непрерывных функций при помощи двоичного кода. Помехоустойчивое кодирование, работа модулятора. Расчет вероятности ошибки, декодер Меггита.

    курсовая работа [813,2 K], добавлен 08.06.2014

  • Проектирование радиоэлектронной системы передачи непрерывных сообщений по цифровым каналам. Расчет и выбор параметров преобразования сообщения в цифровую форму, радиолинии передачи информации с объекта. Описание структурной схемы центральной станции.

    курсовая работа [4,7 M], добавлен 07.07.2009

  • Расчет основных характеристик системы передачи сообщений, состоящей из источника сообщений, дискретизатора, кодирующего устройства, модулятора, линии связи, демодулятора, декодера и фильтра-восстановителя. Структурная схема оптимального демодулятора.

    курсовая работа [310,0 K], добавлен 22.03.2014

  • Структурная схема системы связи. Вероятность ошибки на выходе приемника. Максимально возможная помехоустойчивость при заданном сигнале. Вероятность ошибки при использовании метода синхронного накопления. Импульсная характеристика согласованного фильтра.

    курсовая работа [777,1 K], добавлен 29.03.2015

  • Зависимость помехоустойчивости от вида модуляции. Схема цифрового канала передачи непрерывных сообщений. Сигналы и их спектры при амплитудной модуляции. Предельные возможности систем передачи информации. Структурная схема связи и её энергетический баланс.

    контрольная работа [1,2 M], добавлен 12.02.2013

  • Проектирование радиоэлектронной системы передачи непрерывных сообщений с подвижного объекта по радиоканалу на пункт сбора информации. Расчет параметров преобразования сообщений и функциональных устройств. Частотный план системы и протоколы ее работы.

    курсовая работа [242,1 K], добавлен 07.07.2009

  • Методы кодирования сообщения с целью сокращения объема алфавита символов и достижения повышения скорости передачи информации. Структурная схема системы связи для передачи дискретных сообщений. Расчет согласованного фильтра для приема элементарной посылки.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 03.05.2015

  • Информационные характеристики источника сообщений и первичных сигналов. Структурная схема системы передачи сообщений, пропускная способность канала связи, расчет параметров АЦП и ЦАП. Анализ помехоустойчивости демодулятора сигнала аналоговой модуляции.

    курсовая работа [233,6 K], добавлен 20.10.2014

  • Функции основных блоков структурной схемы системы передачи дискретных сообщений. Определение скорости передачи информации по разным каналам. Принципы действия устройств синхронизации, особенности кодирования. Классификация систем с обратной связью.

    курсовая работа [478,7 K], добавлен 13.02.2012

  • Исследование основных принципов цифровой системы передачи непрерывных сообщений с импульсно-кодовой модуляцией по каналу с шумом. Расчет источника сообщения, дискретизатора, кодера, модулятора, канала связи, демодулятора, декодера, фильтра-восстановителя.

    курсовая работа [545,1 K], добавлен 10.05.2011

  • Разработка цифровой системы передачи непрерывных сообщений с импульсно-кодовой модуляцией по каналу с шумом. Расчет значения математического ожидания, среднеквадратического отклонения и дисперсии. Составление структурной схемы модулятора и демодулятора.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 08.01.2012

  • Расчет характеристик системы передачи сообщений, ее составляющие. Источник сообщения, дискретизатор. Этапы осуществления кодирования. Модуляция гармонического переносчика. Характеристика канала связи. Обработка модулируемого сигнала в демодуляторе.

    контрольная работа [424,4 K], добавлен 20.12.2012

  • Методы повышения верности при передаче дискретных сообщений по каналам с различными помехами. Основные и дополнительные функции современного модема для передачи данных по каналам телефонной связи. Схема каналообразующей аппаратуры.

    контрольная работа [1,8 M], добавлен 26.01.2007

  • Расчет основных характеристик передачи информации - ширины и пропускной способности непрерывного канала. Выбор аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей, кодера и модулятора. Алгоритм работы и структурная схема оптимального демодулятора.

    курсовая работа [776,7 K], добавлен 13.08.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.