Разработка многоканальной цифровой системы связи

Размещено на http://www.allbest.ru/

20

ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по учебной дисциплине «Основы теории связи»

Тема работы: «Разработка многоканальной цифровой системы связи»

ИСПОЛНИТЕЛЬ:

курсант 433 уч.гр. Мизуло В.И.

РУКОВОДИТЕЛЬ:

доцент кафедры №206

подполковник Белевич В.Ф.

МИНСК 2010



Содержание

Задание на курсовую работу

Исходные данные

1. Введение и постановка задачи

1.1 Канальный сигнал

1.2 Модель канала связи

1.3 Обработка принятого сигнала в дискретном демодуляторе

2. Разработка схемы многоканальной цифровой системы связи

2.1 Схема многоканальной цифровой системы связи

2.2 Схема канала связи

2.3 Расчет характеристик канала связи

3. Разработка устройства канала связи

Заключение

Литература



Задание на курсовую работу

многоканальный сигнал связь цифровой

Исходные данные:

1.Модуляция канального сигнала ДМ1-ОФМ.

2.Число каналов: 5.

3.Модель канала: 3(гауссовский канал со случайными начальной фазой и амплитудой).

4.Обработка принятого сигнала К2 (корреляционная обработка на видеочастоте в квадратурных каналах с образованием огибающей выходного сигнала).

5.Выйгрыш в отношении сигнал/помеха: g=0,8.

6.Вероятность ошибки приема: P=3*10^-3

7.Название разрабатываемого устройства: Делитель частоты генератора импульсов дискретизации.



1. Введение и постановка задачи

1.1 Канальный сигнал

а) Временная структура:

где

- цифровой ДМ видеосигнал

несущие колебания с различными начальными фазами.

прямоугольный видеоимпульс кодовой группы длительностью .

модулирующий сигнал.

интервал дискретизации сигнала, выбранный в соответствии с теоремой Котельникова.

длительность импульса модулирующего сигнала.

где а_к - символы дельта-кода.

,

Где

-разность аналогового первичного сигнала и дискретного прогнозируемого сигнала .

амплитуда, частота и начальная фаза монохроматического колебания.

б) Энергетический спектр:

где средняя мощность монохроматического несущего колебания. нормированный энергетический спектр первичного речевого сигнала

1.2 Модель канала связи

а) Канальный сигнал на выходе линии связи:

Где

время задержки в канале связи.

несущие колебания с различными начальными фазами.

амплитудные и фазовые флуктуации;

- случайна, распределена по равномерному закону. Плотность вероятности

-случайна, распределена по закону Рэлея



средняя мощность канального сигнал

б) Помеха (внутренние шумы приемника):

Модель помехи -белый гауссовский шум:

,

где

спектральная плотность мощности белого шума.

коэффициент шума приемника.

постоянная Больцмана.

температура приемного устройства.

дельта-образная корреляционная функция.

1.3 Обработка принятого сигнала в дискретном демодуляторе



2. Разработка схемы многоканальной цифровой системы связи

2.1 Схема многоканальной цифровой системы связи



На схеме

ИС - источник сообщений;

ПС - получатель сообщений;

ГТП - генератор тактовой последовательности;

УТС - устройство тактовой синхронизации;

ГИД - генератор импульсов дискретизации;

ГКИ - генератор канальных импульсов;

ГСС - генератор синхросигнала;

ССС - селектор синхросигнала;

ДМ ОФМ - дискретный модулятор относительной фазовый модуляции;

ДДМ ОФМ - дискретный демодулятор относительной фазовый модуляции;

ГНК - генератор несущих колебаний;

ВЧ РПУ - высокочастотное радиопередающее устройство;

ВЧ РПрУ - высокочастотное радиоприёмное устройство;

Д-М - цифровой модулятор дельта-модуляции;

Д-ДМ- цифровой демодулятор дельта-модуляции;

сумматор

2.2 Схема канала связи

а)Схема цифрового модулятора:



б) Схема дискретного модулятора:

в) Алгоритм работы дискретного демодулятора:

г) Алгоритм работы и схема цифрового демодулятора:

dsd

д) Схема устройств объединения и селекции канальных сигналов:





На схеме:

; - первичный сигнал i-го канала и его оценка;

- прогнозируемый сигнал (сигнал с выхода интегратора)

- разностный сигнал, представляющий собой разность первичного сигнала и сигнала с выхода генератора (разностного сигнала)

E_дi(t)=- сигнал дискретизации, представляющий собой периодическую последовательность прямоугольных видеоимпульсов дискретизации длительностью

U_д?i(t)=дискретизированный по времени разностный сигнал, представляющий собой периодическую последовательность прямоугольных видеоимпульсов имеющих амплитуду, пропорциональную

=- мгновенное значение

бинарно - квантованный дискретизированный по времени разностный сигнал, представляющий собой периодическую последовательность прямоугольных видеоимпульсов, имеющих одинаковую амплитуду, но разную полярность

-

определяет полярность импульсов квантования

U_i(t) - сигнал выхода демодулятора i-го канала имеющий продожительность

- сумматора

- канальный сигнал с дискретной ОФМ

- несущие колебания с различными фазами

- принятый сигнал;

(t) - оценка дискретного сообщения

_i(t) - выходной сигнал селектора;

- канальные импульсы, определяют работу селектора в момент времени, когда на него поступают импульсы , - коэффициент адаптации;

- выходной сигнал сглаживающего фильтра.

2.3 Расчет характеристик канала связи

а) Отношение сигнал/помеха на входе демодулятора:

б) Отношение сигнал/помеха на выходе демодулятора:

в) Мощность шумов квантования:

г) Период повторения:

кГц. ширина аппроксимации спектра первичного речевого сигнала.

д) Временной канальный интервал:

где M- количество каналов.

е) Тактовый интервал:

ж) Ширина спектра канального сигнала:

з) Мощность внутренних шумов приемника в полосе пропускания групповой части канала связи:



и) Пропускная способность двоичного симметричного канала без памяти:

к) Пропускная способность непрерывного гауссовского канала связи:

.



3. Разработка устройства канала связи

a) Назначение устройства

Назначение делителя частоты генератора импульсов дискретизации следует из схемы генератора импульсов дискретизации.

б) Принципиальная схема Управляемого напряжением делителя частоты

Управляемый напряжением делитель частоты (см. рисунок) обеспечивает синхронность фронта выходных и тактовых импульсов. Используемое обычно в делителях частоты соединение инверсного выхода триггера DD1 с входом D через одновибратор в данном случае заменено устройством регулируемой задержки, состоящим из токового зеркала на транзисторах VT2, VT3 и конденсатора C1. Ток через транзистор VT3, задаваемый внешним управляющим напряжением Uупр < Eп-2, передаётся во вторую ветвь токового зеркала, заряжающую конденсатор C1. Таким образом, время его зарядки определяется напряжением Uупр.

В исходном состоянии на прямом выводе триггера DD1 напряжение соответствует единичному напряжению, поэтому конденсатор C1 разряжен через открытый ключ на транзисторе VT4, а питающий токовое зеркало транзистор VT1 закрыт. С приходом тактового импульса уровень напряжения на прямом выходе становится нулевым, а на инверсном - единичным. При этом начинается зарядка времязадающего конденсатора C1, которая продолжается до тех пор, пока на входе D триггера DD1 напряжение не достигнет единичного уровня, С приходом очередного тактового импульса триггер переходит в исходное состояние на один период тактового интервала, а с появлением следующего тактового импульса процесс повторяется.



в) Анализ функционирования устройства с помощью временных диаграмм



Заключение

В данной курсовой работе я разработал многоканальную систему связи, которая применяется при цифровой передаче информации, в моём случае дельта - модуляции.

Данная система связи предназначена для передачи информации от нескольких источников к нескольким получателем.

Достоинством многоканальной системы связи является использование наиболее дорогостоящей общей части - модулятора и демодулятора группового сигнала, высокочастотной части - передатчика и приёмника, линии связи, что экономнее чем создание отдельных систем передачи этих сообщений. Недостатком является то, что при многоканальной системе связи увеличивается либо ошибка приёма либо расширяется спектр одного канала (группового сигнала в целом). Также наблюдается уменьшение добротности колебательной системы и соответственно стабильности параметров высокочастотной части системы связи.

При разработке системы связи использовалась дельта - модуляция с предсказателем в виде однократного интегратора. Её применение повышает помехоустойчивость и упрощает аппаратную реализацию самой системы.

Передача цифрового сигнала по каналу связи реализуется с помощью относительная фазовой модуляции.

Разработанная система связи может широко применятся для организации телефонных каналов. При применении современных электронных устройств, функциональных блоков системы, может быть внедрена в производство.



Литература

1.Олейников О.А., Федоров А.К. Основы теории связи.- Минск: ВАРБ, 2000.

2. Олейников О.А., Букато В.П. Основы теории связи. Исследование системы передачи непрерывных сообщений с цифровой дельта - модуляцией канального сигнала. Лабораторный практикум.- Минск: ВАРБ, 2005.

3 Олейников О.А., Букато В.П. Основы теории связи. Исследование системы передачи дискретных сообщений при относительной фазовой модуляции канального сигнала. Лабораторный практикум.- Минск: ВАРБ, 2002.

4. Кирилов В.И. Многоканальные системы передачи.- Москва: 000 Новое знание 2003.

5. Клюев Л.Л. Теория электрической связи.- Минск: Техноперспектива 2008.

6. Аналоговые интегральные микросхемы. Справочник/ А.Л.Булычев, В.И. Галкин, В.А. Прохоренко.- Минск: Беларусь, 1993.

7 Конспект лекций по дисциплине “Основы теории связи”

Размещено на Allbest.ru

...