Расчет основных параметров сигнала
Система передачи непрерывных сообщений цифровыми сигналами. Информационные функции каналов связи. Расчёт отношений мощностей сигнала и помехи, необходимых для обеспечения качества приёма. Выбор сложного сигнала для передачи информации и синхронизации.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.01.2014 |
| Размер файла | 422,4 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/
Содержание
Введение
1. Расчет основных параметров сигнала
2. Информационные характеристики каналов связи
3. Расчёт отношений мощностей сигнала и помехи, необходимых для обеспечения заданного качества приёма
4. Выбор сложного сигнала для передачи информации и синхронизации
Заключение
Список литературы
цифровой связь синхронизация
Введение
Основная задача курсовой работы - закрепление навыков расчёта характеристик системы передачи непрерывных сообщений цифровыми сигналами. Кроме того, в процессе её выполнения студенты должны продолжить знакомство с учебной и монографической литературой по теории электрической связи, закрепить навыки выполнения технических расчётов с использованием персональных ЭВМ, а также отработку навыков и умений изложения результатов технических расчётов, составления и оформления технической документации. Такие навыки необходимы инженеру в той же степени, в какой необходимы навыки выполнения расчётов и других традиционных форм инженерной деятельности.
1. Расчет основных параметров сигнала
Подлежащее передаче по цифровому каналу сообщение представлено законом распределения (плотностью вероятности мгновенных значений), зависимостью спектральной плотности от частоты и эффективным значением напряжения, представляющим собой корень квадратный из удельной мощности процесса.
Задано также допустимое значение относительной эффективной ошибки входных преобразований и ошибки, вызванной действием помех. К входным преобразованиям относятся ограничение максимальных значений сообщения, дискретизация и квантование непрерывного сообщения. Таким образом, входные преобразования вносят три класса ошибок, которые можно считать некоррелированными. Тогда эффективное значение относительной ошибки входных преобразований может быть найдено по формуле
вх = , (1)
где 1 - эффективное значение относительной ошибки, вызванной временной дискретизацией сообщения;
2 - эффективное значение относительной ошибки, вызванной ограничением максимальных отклонений сообщений от среднего значения;
3 - эффективное значение относительной ошибки, вызванной квантованием сообщения.
В реальных условиях все три операции выполняются практически одновременно в процессе преобразования аналогового сообщения в цифровую форму, т.е.
д1=д3=д4==0.00058
д2 = 0
Эффективное значение относительной ошибки временной дискретизации сообщения х (t) определяется равенством:
1 = , (2)
где Fд - частота временной дискретизации;
Sx(f) - спектральная плотность мощности сообщения х (t).
В задании на проектирование форма спектральной плотности мощности сообщения определена равенством
Sx(f) = , (3)
Где Sх(0) - спектральная плотность мощности сообщения на нулевой частоте;
к - параметр, характеризующий порядок фильтра, формирующего сообщение;
f0 - частота, определяющая ширину спектра сообщения по критерию снижения Sх (f) в два раза по сравнению с её значением на нулевой частоте Sх (0).
Подставляя выражение (3) в (2) выразим частоту дискретизации FД связанную со значением ошибки .
, отсюда
значит
Расчет пикфактора
Непосредственным интегрированием можно получить выражение для эффективного значения относительной ошибки, вызванной ограничением пиковых значений этого сообщения:
х = 1В
Число разрядов двоичного кода
Сообщение четвёртого типа также является одной из моделей речевого процесса.
Таким образом, задавшись допустимым значением относительной ошибки з, можно найти число разрядов двоичного кода, обеспечивающее заданную точность преобразования:
Nр = Е + 1, (5)
где Е (х) - целая часть дробного числа х.
Эффективное значение среднеквадратичной ошибки воспроизведения сообщения, вызванной ошибочным приёмом одного из символов двоичного кода за счёт широкополосного шума, можно найти из формулы:
4 = 2Н , (6)
где рош - вероятность ошибки приёма разрядного символа. приведённая формула справедлива при небольших значениях 4.
Выбирая вероятность ошибки рош таким образом, чтобы дисперсия относительной ошибки 42 была по крайней мере на порядок ниже суммы дисперсий относительных ошибок отдельных этапов входных преобразований, можно обеспечить общую погрешность передачи аналогового сообщения, практически равную погрешности входных преобразований. Обеспечение заданного значения вероятности ошибки осуществляется выбором соответствующего превышения мощности сигнала над мощностью шума, формированием сигнала на передающей стороне системы (способом передачи) и способом приёма - совокупностью устройств выделения сообщения из смеси сигнала и помехи, присутствующей на входе приёмного устройства.
При рациональном построении устройств некогерентной обработки можно использовать следующие приближённые выражения для вероятностей ошибок:
Pош (8)
Из этого выражения выразим q2нек :
q =-4*ln*2*Pош (9)
q22 = -4ln(2PошBER)=-4ln(2*0.00000056)=45.6
2. Информационные характеристики каналов связи
Энтропия источника сообщений
W2(x) = ,
H2(x) = бит/симв
Информационная насыщенность
Для оценки избыточности сначала рекомендуется рассчитать информационную насыщенность сообщения :
IН (х) = Н (х)/НМАКС,
где НМАКС - максимальная энтропия источника, достигаемая при равномерном распределении.
НМАКС = - бит/симв
Тогда избыточность может быть найдена из выражения:
R(х) = 1 - IН (х) = .
R(x) = 1-0.966=0.034
Производительность источника сообщения находится из равенства:
Vn =бит/с
3. Расчёт отношений мощностей сигнала и помехи, необходимых для обеспечения заданного качества приёма
Пропускная способность канала связи определяется известной формулой Шеннона
С = log
1+
4. Выбор сложного сигнала для передачи информации и синхронизации
Заметим, что наилучший способ приёма - идеальный приёмник Котельникова - может быть реализован при сигнале, известном точно за исключением, в данном случае, факта: какой из двух возможных сигналов - S1 (t) или S2 (t) - присутствует на входе приёмника в данный момент времени. Помехоустойчивость приёмника, характеризуемая вероятностью ошибки рош , определяется только отношением его энергии к спектральной плотности помехи. Поэтому применение сложных сигналов не может дать выигрыша помехоустойчивости при помехе в виде широкополосного шума и сигнале, известном точно. Однако применение сложных сигналов позволяет получить целый ряд других преимуществ - повышение помехоустойчивости по отношению к помехам от других подобных систем связи, при действии узкополосных помех, многолучевом распределении сигнала и т.п. Кроме того, использование сложного сигнала позволяет обеспечить синхронизацию устройства восстановления аналогового сообщения по принятому цифровому сигналу.
Таким образом, нужно выбрать два вида используемых сигналов с ФКМ - фазокодовой манипуляцией. Один сигнал должен быть использован для синхронизации, второй - для передачи информационных символов.
Выберем для передачи информационной последовательности код Баркера, для импульсов синхронизации выберем М-последовательность.
Dk=a1dk-1+ a2dk-2 +…..+andk-n - М-последовательность
Инф: Dk=dk-1+dk-4
Синхр: Dk=dk-3+dk-4
Первые четыре импульса задаются в соответствии с вариантом, после пятого задается последовательность. Зададим первые четыре импульса:
d1d2d3d4
0 001 ,следующие рассчитаем по формулам:
d5=d2+d1=0 d5=d4+d1=1
d6=d3+d2=0 d6=d5+d2=1
d7=d4+d3=1 d7=d6+d3=1
d8=d5+d4=1 d8=d7+d4=0
d9=d6+d5=0 d9=d8+d5=1
d10=d7+d6=1 d10=d9+d6=0
d11=d8+d7=0 d11=d10+d7=1
d12=d9+d8=1 d12=d11+d8=1
d13=d10+d9=1 d13=d12+d9=0
d14=d11+d10=1 d14=d13+d10=0
d15=d12+d11=1 d15=d14+d11=1
000100110101100 000111101011011
По этим данным строим структурную схему согласованного фильтра для информационного сигнала и для синхросигнала.
Структурная схема согласованного фильтра для информационного импульса.
Структурная схема согласованного фильтра для синхросигнала
Рисунок 5
Строим функцию корреляции для информационного сигнала.
|
Вход |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
||
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|||||
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|||||
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
||||||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
||||||||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|||||||||
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|||||||||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|||||||||||
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|||||||||||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
|||||||||||||
|
0 |
0 |
1 |
||||||||||||||
|
* |
1 |
1 |
||||||||||||||
|
* |
1 |
|||||||||||||||
|
1 |
2 |
1 |
-2 |
-1 |
2 |
1 |
-6 |
1 |
0 |
1 |
2 |
-3 |
-2 |
15 |
График корреляции для информационного сигнала.
Рисунок 6
Строим функцию корреляции для синхросигнала
|
Вход |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
||
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
||||||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|||||||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||||||||
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||||||||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
||||||||||
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
||||||||||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
||||||||||||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
|||||||||||||
|
* |
0 |
0 |
1 |
|||||||||||||
|
1 |
1 |
|||||||||||||||
|
1 |
||||||||||||||||
|
-1 |
-2 |
-1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
2 |
-1 |
2 |
-5 |
0 |
-1 |
0 |
15 |
График корреляции для синхросигнала
Рисунок 7
Теперь построим функции корреляции для информационного сигнала с мешающим воздействием.
|
Вход |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
||
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|||||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
||||||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|||||||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
||||||||
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
||||||||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
||||||||||
|
* |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
||||||||||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
||||||||||||
|
0 |
0 |
1 |
1 |
|||||||||||||
|
* |
1 |
1 |
0 |
|||||||||||||
|
0 |
0 |
|||||||||||||||
|
0 |
||||||||||||||||
|
1 |
2 |
1 |
-2 |
-3 |
-2 |
1 |
0 |
1 |
-2 |
1 |
2 |
-1 |
6 |
-3 |
График для информационного сигнала с мешающим воздействием.
Рисунок 8
Построим функции корреляции для синхросигнала с мешающим воздействием
|
Вход |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
||
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|||||
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
||||||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||||||||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|||||||||
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|||||||||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|||||||||||
|
* |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|||||||||||
|
1 |
1 |
0 |
1 |
|||||||||||||
|
1 |
1 |
0 |
||||||||||||||
|
* |
0 |
0 |
||||||||||||||
|
* |
0 |
|||||||||||||||
|
-1 |
-2 |
-1 |
0 |
-1 |
-4 |
1 |
4 |
5 |
0 |
-1 |
-4 |
3 |
0 |
-3 |
График корреляции для синхросигнала с мешающим воздействием
Рисунок 9
4011 переводим в двоичную СС = 111110101011
4010 переводим в двоичную СС = 111110101010
Заключение
В данной работе были проведены исследования основных характеристик системы передачи сообщений. Одним из основных параметров является ЧМ-модуляция, используемая во многих приборах.
При использовании в системе связи дискретной ЧМ на передаче включается блок внесения относительности на входе модулятора, а на приёме относительность снимается либо по высокой частоте (в фазовом детекторе), либо по низкой частоте (после фазового детектора). Первый способ приёма называется методом сравнения фаз (некогерентный приём), второй - методом сравнения полярностей (когерентный приём).
При передаче дискретных двоичных сообщений сигналами ЧМ характерно, что неправильный приём одного символа сообщения ведёт к сдвоенной ошибке.
При относительной фазовой модуляции кодирование информации происходит за счет сдвига фазы по отношению к предыдущему состоянию сигнала. Фактически приемник должен улавливать не абсолютное значение фазы принимаемого сигнала, а лишь изменение этой фазы. То есть информация кодируется изменением фазы. Естественно, такая модуляция уже не является синхронной и проще реализуется.
Для технической реализации ЧМ-модуляции входной поток информационных бит первоначально преобразуется, а затем подвергается обычной фазовой модуляции. Если необходимо, чтобы скачки по фазе происходили при появлении логического нуля, то преобразование исходной последовательности сводится к следующему: при появлении нуля происходит преобразование сигнала на инверсный, а при появлении единицы сигнал не меняется.
Список литературы
1 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, 2000.
2 Теория электрической связи: Учебное пособие для вузов /Т.Л. Алексеева, Н.В. Добаткина, Г.К. Кожанова, Н.Т. Петрович, В.Г. Санников, А.С. Сухоруков. М.: МИС, 1991.
3 Теория электрической связи: Учебное пособие /А.С. Аджемов, М.В. Назаров, ю.в. Парамонов, В.Г. Санников. М.: МТУСИ, 1996.
4 Клюев. Л.Л. Теория электрической связи: Учебник для вузов. Минск: Дизайн ПРО, 1998.
5 Борисов Ю.П., Пенин П.И. Основы многоканальной передачи информации: Учебное пособие. М.: Связь, 1967.
6 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, 1990.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
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 04.06.2010Анализ 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 14.07.2012Информационные 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 20.10.2014Расчет параметров цифровой системы передачи, спектра АИМ-сигнала. Квантование отсчетов по уровню и их кодирование. Расчет погрешностей квантования. Формирование линейного сигнала. Разработка структурной схемы многоканальной системы передачи с ИКМ.
курсовая работа [4,9 M], добавлен 08.10.2012Модель системы передачи информации и расчет характеристик сигнала. Опредедение корреляционной функции случайного телеграфного сигнала, его спектральной плотности и мощности. Расчет помехоустойчивости при ФМ-4. Роль модулятора, кодера, перемежителя.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.06.2011Расчет спектральных характеристик сигнала. Определение практической ширины спектра сигнала. Расчет интервала дискретизации сигнала и разрядности кода. Определение автокорреляционной функции сигнала. Расчет вероятности ошибки при воздействии белого шума.
курсовая работа [356,9 K], добавлен 07.02.2013Расчет характеристик линии связи и цепей дистанционного питания. Построение временных диаграмм цифровых сигналов. Определение числа каналов на магистрали. Расчет ожидаемой защищенности цифрового сигнала от собственной помехи. Выбор системы передачи.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 10.06.2010Анализ условий передачи сигнала. Расчет спектральных, энергетических характеристик сигнала, мощности модулированного сигнала. Согласование источника информации с каналом связи. Определение вероятности ошибки приемника в канале с аддитивным "белым шумом".
курсовая работа [934,6 K], добавлен 07.02.2013Выбор частоты дискретизации первичного сигнала и типа линейного кода сигнала ЦСП. Расчет количества разрядов в кодовом слове. Расчет защищенности от шумов квантования для широкополосного и узкополосного сигнала. Структурная схема линейного регенератора.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 05.01.2013Распределение ошибки передачи сообщения по источникам искажения. Выбор частоты дискретизации. Расчет числа разрядов квантования, длительности импульсов двоичного кода, ширины спектра сигнала, допустимой вероятности ошибки, вызванной действием помех.
курсовая работа [398,5 K], добавлен 06.01.2015Принцип электросвязи. Типы передаваемого сигнала. Искусственные и естественные среды для его передачи. Разновидности витой пары. Состав кабеля, предназначенного для передачи данных. Схемы обжимов его разъема. Возможности волоконно-оптической связи.
лекция [407,8 K], добавлен 15.04.2014Принцип работы радиорелейных и спутниковых систем передачи информации. Расчет множителя ослабления и потерь сигнала на трассе. Выбор поляризации сигнала и основные характеристики антенн. Определение чувствительности приемника и аппаратуры системы.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 29.07.2013Определение практической ширины спектра сигнала. Согласование источника информации с каналом связи. Определение интервала дискретизации сигнала. Расчет вероятности ошибки при воздействии "белого шума". Расчет энергетического спектра кодового сигнала.
курсовая работа [991,1 K], добавлен 07.02.2013Расчет спектральных и энергетических характеристик сигналов. Параметры случайного цифрового сигнала канала связи. Пропускная способность канала и требуемая для этого мощность сигнала на входе приемника. Спектр модулированного сигнала и его энергия.
курсовая работа [482,4 K], добавлен 07.02.2013Параметры цифровой системы передачи информации. Дискретизация сообщений по времени. Квантование отсчетов по уровню, их кодирование и погрешности. Формирование линейного сигнала, расчет спектра. Разработка структурной схемы многоканальной системы передачи.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 19.04.2012Схема цифрового канала связи. Расчет характеристик колоколообразного сигнала: полной энергии и ограничения практической ширины спектра. Аналитическая запись экспоненциального сигнала. Временная функция осциллирующего сигнала. Параметры цифрового сигнала.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.02.2013Анализ цифровых устройств формирования видеоизображения. Основные форматы представления видеосигнала. Цифровое представление телевизионного сигнала. Принципиальный способ решения проблем передачи и записи с высокой степенью помехозащищенности сигнала.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.06.2015Расчет параметров системы цикловой синхронизации и устройств дискретизации аналоговых сигналов. Исследование защищенности сигнала от помех квантования и ограничения, изучение операции кодирования, скремблирования цифрового сигнала и мультиплексирования.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 31.05.2010Расчет 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 20.12.2012Определение интервалов дискретизации и квантования сигнала. Исследование характеристик кодового и модулированного сигнала. Согласование источника информации с каналом связи. Расчёт разрядности кода, вероятности ошибки в канале с аддитивным белым шумом.
курсовая работа [917,1 K], добавлен 07.02.2013
