Расчёт основных характеристик цифровой системы связи с использованием квадратурной модуляции
Структурная схема системы цифровой связи. Расчет системы цифровой связи. Расчет и выбор источника сообщения, аналого-цифрового преобразователя, кодера, формирователя модулирующих сигналов, модулятора, непрерывного канала, демодулятора, декодера.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.11.2014 |
Размер файла | 743,7 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/
КУРСОВАЯ РАБОТА
учебная дисциплина «Общая теория связи»
Тема: «Расчёт основных характеристик цифровой системы связи с использованием квадратурной модуляции»
ВВЕДЕНИЕ
1. Структурная схема системы цифровой связи
2. Исходные данные для расчета системы цифровой связи
3. Расчет системы цифровой связи
3.1 Источник сообщения
3.2 Аналого-цифровой преобразователь
3.3 Кодер
3.4 Формирователь модулирующих сигналов
3.5 Модулятор
3.6 Непрерывный канал
3.7 Демодулятор
3.8 Декодер
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Введение
Цель курсовой работы - изучить принципы работы системы цифровой передачи аналоговых сообщений и рассчитать основные характеристики входящих в нее функциональных узлов.
Передача получателю непрерывного сообщения осуществляется с использованием дискретной системы связи. В процессе подготовки к передаче сообщение подвергается преобразованию в цифровую форму, в поток двоичных символов: нулей и единиц. Преобразование выполняет аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в три этапа. На первом этапе производится дискретизация сообщения с постоянным шагом Дt, т. е. получение непрерывных отсчетов a(ti). На втором этапе выполняется квантование отсчетов с постоянным шагом Дa = 0,1 В. на третьем этапе каждому полученному уровню квантования aj(ti) сопоставляется его номер j - число, записанное в двоичной системе счисления, двоичная цифровая последовательность информационных символов.
1. Структурная схема системы цифровой связи
Система связи предназначена для передачи аналоговых сообщений по цифровому каналу связи. Структурная схема для КАМ-16 и КФМ-4 представлена на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Структурная схема системы цифровой связи.
Входящие в систему цифровой связи функциональные узлы имеют следующие назначения:
1. источник сообщений создает реализации a(t) случайного процесса A(t);
2. аналого-цифровой преобразователь преобразует аналоговый сигнал от источника сообщения в последовательность его двоичных цифровых отсчетов;
3. кодер включает в цифровой поток от АЦП дополнительные символы, предназначенные для повышения помехоустойчивости системы связи;
4. формирователь модулирующих сигналов служит для получения модулирующих сигналов I(t) и Q(t), соответствующих заданному виду модуляции;
5. перемножители - для получения БМ сигналов: синфазного I(t)cosщСt и квадратурного Q(t)sinщСt.
6. фазовращатель - для получения второго несущего колебания, ортогонального по отношению к первому;
7. генератор гармонических колебаний - для получения несущего колебания;
8. сумматор для объединения синфазного и квадратурного сигналов в единый сигнал с квадратурной модуляцией SКАМ(t) = I(t)cosщСt + Q(t)sinщСt;
9. непрерывный канал - среда распространения сигнала SКАМ(t);
10. демодулятор - для анализа приходящего сигнала, искаженного помехами, и принятии решения о переданном сообщении;
11. преобразователь параллельного кода в последовательный код - для преобразования сигнала с выхода демодулятора в последовательный формат кодовых комбинаций;
12. декодер - для исправления части ошибок, возникших при приёме сообщений вследствие влияния помех;
13. цифро-аналоговый преобразователь - для восстановления аналоговой формы сигнала по принятым его цифровым отсчетам;
14. получатель сообщений.
2. Исходные данные для расчета системы цифровой связи
Исходные данные (по варианту 61) указаны в табл. 1
Таблица 1
Предельные уровни аналогового сигнала , (В) |
= 0 (В) |
Внести свои данные из продолжения табл.1 |
|
= +12,8 (В) |
|||
Верхняя частота спектра аналогового сигнала |
(Гц) |
620•103 (Гц) |
|
Заданный уровень квантования |
317 |
||
Спектральная плотность мощности флуктуационной помехи |
Номер варианта в пределах |
0,1•10-7 Гц |
|
1…10 |
|||
11…66 |
0,01•10-7 В2/Гц |
||
67…99 |
|||
- номер тактового интервала ошибки |
2 |
||
№ вида модуляции |
Вид модуляции |
Вид модуляции по числу |
|
0 |
КФМ-4 |
- |
|
1 |
КАМ-16 |
КАМ-16 |
3. Расчет системы цифровой связи
3.1 Источник сообщения
Источник сообщения (ИС) вырабатывает реализации x(t) стационарного случайного процесса X(t) типа квазибелого шума с параметрами , и . Мгновенные значения сообщения равновероятны в интервале от значения до значения .
Требуется:
1. Написать аналитические выражения для плотности вероятности мгновенных значений сообщения, функции распределения и построить их графики.
Мгновенные значения сообщения A(t) равновероятны в интервале
? = амакс - амин = 12,8 - 0 = 12,8В.
Следовательно, плотность распределения w(a) мгновенных значений сообщения A(t) постоянна в интервале [aмин , aмакс], вне его равна нулю и определяется из условия нормировки:
(a)da = 1.
Очевидно, w(a) =
Подставив числовые значения, получим:
Следует учесть, что единицы измерения плотности распределения 1/В.
Функция распределения F(a) связана с плотностью распределения интегральным соотношением:
F(a) = (a)da .
Очевидно, F(a) =
Подставляя числовые значения, получим:
Графические изображения плотности распределения и функции распределения мгновенных значений сообщения A(t):
Графики F(x) и w(x) приведены на рис. 3.1.1.
цифровой связь модулятор декодер
2. Рассчитать математическое ожидание и дисперсию сообщения .
Найдем математическое ожидание случайного процесса A(t):
Математическое ожидание определяется как
= M[A(t)] w(a)da == = =
M[A(t)] = (12,8 +0)/2 = 6,4 В
Дисперсия случайного процесса A(t) определяется по формуле:
D[A(t)] = w(a)da =
М [A2(t)] = = = ,
3. Написать аналитическое выражение для спектральной плотности мощности сообщения и построить график.
Постоянная составляющая процесса г(t) = M[A(t)] = 6,4 В
Мощность переменной составляющей процесса Pa(t) = D[A(t)] = 13,65 В2
Так как сообщение представляет собой квазибелый стационарный процесс, мощность которого сосредоточена в области частот, в полосе от 0 до верхней частоты fв, то
энергетический спектр сообщения Ga(f) имеет вид:
4.Найти аналитическое выражение для корреляционной функции сообщения и построить график. По форме графика определить, является ли сообщение эргодическим случайным процессом или не является таковым
График BA(ф) приведен на рис. 3.1.2.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Из графика 3.1.2 делаем вывод,что процесс стационарный в широком смысле и эргодический.
3.2 Аналого-цифровой преобразователь
Передача получателю непрерывного сообщения осуществляется с использованием дискретной системы связи. В процессе подготовки к передаче сообщение подвергается преобразованию в цифровую форму, в поток двоичных символов: нулей и единиц. Преобразование выполняет аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в три этапа. На первом этапе производится дискретизация сообщения с постоянным шагом Дt, т. е. получение непрерывных отсчетов a(ti). На втором этапе выполняется квантование отсчетов с постоянным шагом Дa = 0,1 В. на третьем этапе каждому полученному уровню квантования aj(ti) сопоставляется его номер j - число, записанное в двоичной системе счисления, двоичная цифровая последовательность информационных символов.
Требуется:
1. Рассчитать интервал дискретизации для получения непрерывных отсчетов реализации , ,
2. Рассчитать частоту дискретизации .
3. Определить число уровней квантования .
4. Рассчитать мощность шума квантования и сравнить ее с мощностью непрерывного сообщения .
5. Найти минимальное число двоичных разрядов, требуемое для записи в двоичной форме любого номера из номеров уровней квантования.
6. Записать k-разрядное двоичное число, соответствующее заданному уровню квантования
7. Начертить временную диаграмму отклика АЦП на заданный уровень квантования в виде последовательности импульсов, сопоставляя единичным символам прямоугольные импульсы положительной полярности, а нулевым - нулевые напряжения. Амплитуда импульсов равна . Над импульсами надписать значения соответствующих двоичных информационных символов (ДИС). Длительность отклика АЦП на каждый отсчет не должна превышать интервала дискретизации
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) преобразует реализации аналогового (непрерывного) сообщения X(t) в цифровую форму - поток двоичных символов нулей и единиц, т. е. в последовательность прямоугольных импульсов, где «0» имеет нулевое напряжение, а «1» прямоугольный импульс положительной полярности. Амплитуда импульсов равна .
Преобразование аналогового сигнала в цифровую форму осуществляется в три этапа.
На первом этапе производится дискретизация реализации сообщения X(t) по времени. В моменты времени берутся непрерывные по уровню отсчеты мгновенных значений реализации . Расстояние между отсчетами равно интервалу , величина которого определяется в соответствии с теоремой Котельникова.
На втором этапе выполняется квантование точных отсчетов по уровню. Для этого интервал равный разности - разбивается на уровни квантования с постоянным шагом . Уровни квантования нумеруются целыми числами . Нумерация уровней начинается с уровня, которому соответствует значение , и заканчивается на уровне, которому соответствует значение . Обычно величина шага квантования выбирается так, чтобы число уровней квантования можно представить в виде , где целое число.
Каждый аналоговый отсчет заменяется значением ближайшего к нему уровня квантования в виде целого числа, удовлетворяющего неравенству . Получаем квантованный отсчет в виде целого числа в десятичной форме счисления.
На третьем этапе число в десятичной форме переводится в двоичную форму счисления в виде последовательности двоичных символов и на выходе АЦП появляется сигнал в виде двоичной цифровой последовательности информационных символов.
Требуется:
1. Рассчитать интервал дискретизации для получения отсчетов реализации , ,
1. Согласно теореме Котельникова любой непрерывный сигнал с ограниченным спектром полностью определяется отсчетами мгновенных значений в точках, отстоящих друг от друга на интервалы .
2. Рассчитать частоту дискретизации .
3. Определить число уровней квантования .
L = 2k,
где k - разрядность АЦП,
k = 9, L = 2k = 29 = 512.
4. Рассчитать мощность шума квантования и сравнить ее с мощностью непрерывного сообщения
0,052 мВ2
-54,18 дБ
5. Записать разрядное двоичное число, соответствующее заданному уровню квантования j.
Номер уровня j в десятичной системе счисления [ j]10 = 317
тогда двоичная запись этого же номера в 9-ми разрядах [ j]2 = 100111101
6. Начертить временную диаграмму отклика АЦП на заданный уровень квантования в виде последовательности импульсов, сопоставляя единичным символам прямоугольные импульсы положительной полярности, а нулевым - нулевые напряжения. Над импульсами надписать значения соответствующих двоичных информационных символов (рис.3.2.1). Длительность отклика АЦП на каждый отсчет не должна превышать интервала дискретизации .
[ j]2 = 100111101
j(t)
1 0 0 1 1 1 1 0 1
1
0 0,8 t , мкс
-1
Рис. 3.2.1. Осциллограмма сигнала на выходе АЦП
3.3 Кодер
Используется помехоустойчивый сверточный код. Выбрать структурную схему сверточного кодера
Требуется:
1. Задать следующие параметры сверточного кодера:
степень кодирования ;
длину кодового ограничения ;
векторы связи и ;
импульсная характеристика задается информационной последовательностью 111011000…, где - номер тактового интервала. кодовое расстояние .
2. Определить и изобразить структурную схему кодера, соответствующую заданным параметрам.
3. Изобразить решетчатую диаграмму сверточного кодера от момента времени до момента времени .
4. По решетчатой диаграмме сверточного кодера определить последовательность кодовых символов (КС) на выходе кодера при условии, когда на вход кодера поступает 9-разрядная двоичная последовательность информационных символов (ИС) , соответствующая заданному уровню квантования
5. На решетчатой диаграмме кодера отметить путь, соответствующий полученным КС
1. Использовать сверточный код с параметрами:
- степень кодирования k/n = 1/2,
- длина кодового ограничения K = 3,
- векторы связи g1 = 111 и g2 = 101.
2. Нарисовать схему кодера, соответствующую заданным параметрам, и определить его импульсную характеристику h(t).
Размещено на http://www.allbest.ru/
И.С. |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
К.С. |
11 |
10 |
11 |
11 |
01 |
10 |
10 |
01 |
00 |
g(t) = 1 + x + x2 + x4 + x5, g = 111011.
3. Изобразить решетчатую диаграмму сверточного кодера от момента времени t1 до момента времени t10.
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 t11
Рис. 3.3.2. Решетчатая диаграмма сверточного кодера
4. На решетчатой диаграмме сверточного кодера построить путь, соответствующий последовательности информационных символов b(iT) от АЦП для заданного уровня квантования , и определить по нему последовательность кодовых символов c(iTb) на выходе кодера.
b(iT) = 100111101
c(iTb) = 11 10 11 11 01 10 10 01 00
Рис. 3.3.3. Путь на решетчатой диаграмме кодера для b(iT) = 100111101
При b(iT) =100111101 c(iTb) = 111011110110100100
5. Определить длительность двоичного символа ТВ на выходе кодера (в последовательном формате)
0.04мкс
6. Определить техническую скорость передачи VВ
VВ = 1/ТВ =25•106
3.4 Формирователь модулирующих сигналов
Формирователь модулирующих сигналов (ФМС) предназначен для преобразования двоичного цифрового потока от кодера C(t) в модулирующие сигналы I(t) и Q(t), которые необходимо подавать на синфазный и квадратурный входы модулятора для получения заданного сигнального созвездия на его выходе. Он должен содержать:
- регистр сдвига для деления входного потока бит от кодера на группы, передаваемые одним сигналом sКАМ(t) (дибиты при QPSK и квадбиты при QASK);
- преобразователи уровней битовых сигналов (униполярной кодировки в биполярную: при QPSK «0» > h, «1» > -h; при QASK «00» > 3h, «01» > h, «10» > -h, «11» > -3h);
- дополнительно, при QASK, - кодопреобразователь исходного кода квадбит в код Грея для выравнивания минимальных расстояний между сигналами модулятора и соответствующим им квадбитам.
Требуется:
1. Изобразить сигнальное созвездие для заданного вида модуляции.
Рис. 3.4.1. Сигнальные созвездия четырехуровневой QPSK
2. Изобразить график реализации c(t) случайного процесса C(t)
на входе блока ФМС (выходе сверточного кодера) для первых 16 бинарных интервалов (рис. 3.4.2).
1110111101101001
Рис. 3.4.2. Осциллограмма реализации с выхода сверточного кодера
Написать аналитическое выражение для случайного процесса .
где прямоугольный импульс длительностью
при
где прямоугольный импульс такой же формы, как , но сдвинутый вправо относительно импульса на величину , если , или влево, если ; - случайная величина 0, +h (значение бита на - интервале ).
3. В соответствии с сигнальным созвездием модулятора QPSK
(или QASK) изобразить для входной реализации графики реализаций и на выходе блока ФМС случайных процессов и (рис. 3.4.3). Написать аналитические выражения для случайных процессов и .
;
где - прямоугольный импульс длительностью , - символьный интервал; - бинарный интервал.
где - прямоугольный импульс такой же формы, как импульс , но сдвинутый вправо относительно импульса на величину , если , или влево, если ; и - независимые случайные величины, заданные на символьном интервале с номером , которые согласно сигнальному созвездию (рис. 14) принимают четыре дискретных значения , , , с вероятностью 0,25 каждое, т. е.
Рис. 3.4.3. Осциллограммы реализаций i(t) q(t) на выходах и ФМС
4. Написать аналитические выражения для корреляционной функции
и спектральной плотности мощности входного случайного процесса и построить графики этих функций.
Процесс C(t) является случайным синхронным телеграфным сигналом. Его корреляционная функция имеет вид [1]
,при
0,при
а энергетический спектр
,
где Т = ТВ - длительность тактового интервала.
Рис. 3.4.4. Корреляционная функция BC(ф) (а) и энергетический спектр GC(f) (б) синхронного телеграфного сигнала C(t)
5. Написать аналитические выражения для корреляционных функций BI(ф) и BQ(ф), спектральных плотностей мощности GI(f) и GQ(f) случайных процессов I(t) и Q(t). Построить графики этих функций.
Процессы I(t) и Q(t) отличаются от процесса C(t) длительностями тактовых интервалов (TS = 2TB для QPSK и TS = 4TB для QАSK), а для QАSK ещё и начальными значениями
BI(0) = BQ(0) = D[I(t)] = D[Q(t)] и GI(0) = GQ(0) = D[I(t)]/ TS = D[Q(t)]/ TS
корреляционная функция имеет вид [1]
,при
0,при
а энергетический спектр
,
Рис. 3.4.5. Корреляционная функция BI(ф) (а) и энергетический GI(f) спектр (б) синхронного телеграфного сигнала I(t)
6. Определить длительность символьного интервала TS.
TS = 4TB для QASK ,
где TB - бинарный интервал.
TS = 4TB = 0.16мкс
3.5 Модулятор
В состав модулятора входят блоки:
- генератор несущего колебания UcosщСt,
- фазовращатель на - 90є для получения квадратурного несущего колебания UsinщСt,
- перемножители, для получения БМ сигналов SI(t) = I(t)cosщСt и SQ(t) = Q(t)sinщСt, модулированных сигналами I(t) и Q(t), соответственно;
- сумматор для получения сигнала с квадратурной модуляцией
SКАМ(t) = SI(t) + SQ(t) = I(t)cosщСt + Q(t)sinщСt =
= A(t)cos(щСt - ш) = A(t)cos(щСt + ц),
где - огибающая, а ц = (-ш) - фаза сигнала SКАМ(t);
cosш = I(t)/A(t) = cosц, sin ш = Q(t)/A(t) = -sinц.
Требуется:
1. На четырех символьных интервалах TS нарисовать графики следующих сигналов (в виде символических прямоугольников с указанием их амплитуд и фаз, определенных по сигнальному созвездию заданного вида модуляции):
1) синфазного БМ сигнала ;
2) квадратурного БМ сигнала ;
3) сигнала заданной квадратурной модуляции ;
4) кодовой последовательности с выхода кодера (без учета их временных сдвигов для удобства сопоставления).
2. Написать аналитические выражения для корреляционных функций BSI(ф), BSQ(ф) и для спектральных плотностей мощности GSI(f) и GSQ(f) сигналов SI(t) и SQ(t) на выходах перемножителей модулятора.
,
аналогично
Спектральные плотности мощности GSI(f) и GSQ(f) сигналов SI(t) и SQ(t) можно найти по теореме Винера-Хинчина как преобразование Фурье от их корреляционных функций [2, стр.43]
,
.
3. Написать аналитические выражения для корреляционной функции сигнала BS(ф) и для спектральной плотности мощности GS(f) сигнала SКАМ(t) заданного вида квадратурной модуляции на выходе сумматора модулятора. Построить графики этих функций.
Учитывая, что процесс SКАМ(t) является суммой двух случайных независимых процессов SI(t) и SQ(t)
SКАМ(t) = SI(t) + SQ(t) = I(t)cosщСt + Q(t)sinщСt,
его корреляционная функция будет равна сумме корреляционных функций слагаемых процессов
BS(ф) = BSI(ф) + BSQ(ф) =
По этой же причине спектральная плотность мощности GS(f) сигнала SКАМ(t) есть сумма энергетических спектров GSI(f) и GSQ(f) сигналов SI(t) и SQ(t), соответственно,
.
Графики BS(ф) и GS(f) приведены на рис. 5.3.2.
Рис. 3.5.3. График корреляционной функции BS(ф)
Рис. 3.5.4. График энергетического спектра GS(f)
Рис. 3.5.3. График корреляционной функции случайного процесса
Рис. 3.5.3 График функции
4. Определить FS - ширину спектра модулированного сигнала SКАМ(t)
25 МГц
3.6 Непрерывный канал
Передача сигнала sКАМ(t) происходит по непрерывному неискажающему каналу с постоянными параметрами в присутствии
аддитивной помехи типа гауссовского белого шума (АБГШ). Сигнал на выходе такого канала имеет вид
z(t) = мsКАМ(t) + n(t),
где м - коэффициент передачи канала. Для всех вариантов принять м = 1. Односторонняя спектральная плотность мощности помехи равна NО
(значения NО для своего варианта взять из таблицы исходных данных).
Требуется:
1. Определить минимально необходимую ширину полосы частот непрерывного канала FК.
25 МГц
FК = FS = 25МГц
2. Определить мощность помехи на выходе канала.
РП = NO·FК = 0.025 В2
3. Определить PC среднюю мощность сигнала s(t) и найти отношение PC / PП.
=5В2
PC / PП=200
4. Рассчитать пропускную способность (за секунду) непрерывного канала
191 Мбит/c
5. Оценить эффективность использования пропускной способности непрерывного канала, равную отношению производительности источника к пропускной способности канала, т. е.
Где
3.7 Демодулятор
Когерентный демодулятор производит анализ принятого приёмником колебания z(t) = мsКАМ(t) + n(t), сопоставляя его с известными образцами сигналов, формируемых модулятором. Анализ завершается принятием решения по критерию максимального правдоподобия в пользу наиболее вероятного передаваемого сигнала (символа).
Требуется:
1. Изобразить структурную схему когерентного демодулятора, оптимального по критерию максимального правдоподобия для заданного сигнала квадратурной модуляции.
Рис. 30 Схема демодулятора для сигнала квадратурной модуляции КАМ-16
2. Написать алгоритмы работы решающих устройств РУ1 и РУ2 в составе когерентного демодулятора.
.
В момент окончания каждого символьного интервала длительностью решающее устройство РУ1 (и РУ2) определяет номер входа , на котором напряжение максимально, и формирует соответствующий дибит в параллельном формате:
«00» при = 1, «10» при = 2, «01» при = 3, «11» при = 4.
3. Определить вероятности ошибок на выходах РУ1 и РУ2 при определении значений символов In и Qn, равных h, -h, 3h, -3h (табл. 3) [2]:
где PIn=x(ош) и PQn=x(ош) - вероятности ошибочного приема при In = x и Qn = x, соответственно,
Таблица 3
Передаваемая величина ИС |
Вероятность ошибки в работе РУ1 |
|
= |
||
= |
||
Таблица 4 |
||
Передаваемая величина ИС |
Вероятность ошибки в работе РУ2 |
|
= |
||
= |
||
где Q (x)- дополнительная функция ошибок, Е1 - энергия сигнала 1·cosщct, Е1 = 0,5·12·TS NO - спектральная плотность мощности БГШ |
=2Q(4) = 32•10-6 •2=64•10-6
=64•10-6
= = 32•10-6
Вероятность ошибки в работе РУ2
==64•10-6
=64•10-6
==32•10-6
=32•10-6
E1 = 0,5h2TS = 0.08•10-6
4. Определить вероятности ошибок на выходе преобразователя параллельного кода в последовательный код (ФМС) для заданных параметров сигналов и [2]:
=.
Таблица 5 Таблица 6
Для других четырех точек сигнального созвездия, у которых координаты и приведены в табл. 6, вероятности ошибок на выходе преобразователя также будут одинаковыми, и их величину можно рассчитать по формуле (117)
=+-. =
32•10-6 +32•10-6 -32•10-6 •32•10-6= 0.0000635
Для четырех из шестнадцати точек сигнального созвездия КАМ-16, координаты которых и приведены в табл. 5, вероятности ошибок на выходе преобразователя будут одинаковыми, и их величину можно определить по формуле:
PIn=h,Qn=h(ош) = PIn=h(ош) + PQn=h(ош) - PIn=h(ош)·PQn=h(ош)=
0.000064+0.000064-0.000064•0.000064=0.000127
Таблица 7
Для остальных восьми точек сигнального созвездия, координаты которых и приведены в табл. 7, вероятности ошибок на выходе преобразователя также будут одинаковыми, и их величину можно рассчитать по формуле
=+-=
32•10-6 + 64•10-6 - 32•10-6 • 64•10-6 =0.000096
5. Учитывая, что всего на сигнальном созвездии КАМ-16 содержится 16 точек, среднюю величину вероятности ошибки на выходе преобразователя можно определить так:
=++ / 16 = 0.000508+0.000254+0.000768=0.0000956=95.6•10-6
3.8 Декодер
Декодер формирует из непрерывной последовательности кодовых символов, поступающих с выхода демодулятора (возможно, с ошибками), выходную непрерывную последовательность декодированных кодовых символов, в которых ошибки частично либо полностью исправлены.
Требуется:
1. Изучить алгоритм сверточного декодирования по методу Витерби
2. Переписать последовательность кодовых символов, полученных на выходе кодера из п. 4 раздела 3.3
c(iTb) = 11|10|11|11|01|10|10|01|00
3. Получить входную для декодера последовательность кодовых символов cВХ(iTb) путём внесения в последовательность c(iTb) однократной ошибки в позиции q (по варианту)
c(iTb) = 111011110110100100 (при q = 2).
4. Построить решетчатые диаграммы выживших путей декодера для моментов: t1 - t4, t1 - t5, t1 - t6, t1 - t7, t1 - t8, t1 - t9, t1 - t10, t1 - t11 (рис. 3.8.1). На построенных диаграммах, вычислить метрики путей, входящих в каждый узел диаграммы, выделить фрагменты единственно выживших путей и прочитать по ним декодированную кодовую последовательность cВЫХ(iTb). Убедиться в том, что cВЫХ(iTb) = c(iTb), т.е. в исправлении ошибки в позиции q=2.
Рис. 3.8.1, а. Диаграмма декодера на интервале t1 - t4
Рис. 3.8.1, б. Диаграмма декодера на интервале t1 - t5
Рис. 3.8.1, в. Диаграмма декодера на интервале t1 - t6
Рис. 3.8.1, г. Диаграмма декодера на интервале t1 - t7
Рис. 3.8.1, д. Диаграмма декодера на интервале t1 - t8
Рис. 3.8.1, е. Диаграмма декодера на интервале t1 - t9
Рис. 3.8.1, ж. Диаграмма декодера на интервале t1 - t10
Рис. 3.8.1, з. Диаграмма декодера на интервале t1 - t11
Заключение
По полученным диаграммам декодера видно, что он раскодировал передаваемую последовательность дебит, причем умышленно внесенная однократная ошибка в позиции 2 была успешно исправлена. Это подтверждает его эффективную и практически значимую работу, следовательно алгоритм декодирования на основе алгоритма Витерби можно успешно применять на практике.
ЛИТЕРАТУРА
1. Сальников А.П. Теория электрической связи: Конспект лекций / СПбГУТ. - СПб., 2010. - 273 с.: ил.
2. Общая теория связи: методические указания к выполнению курсовой работы / Л. Н. Куликов, М. Н. Москалец, М. Н. Чесноков. - СПб. : Издательство СПбГУТ, 2012. - 80 с.
3. Куликов, Л. Н. Теория электрической связи. Основы сверточного кодирования : учеб. пособие / Л. Н. Куликов, М. Н. Москалец. - СПб.: СПбГУТ, 2009. - 39 с.
4. Отчеты по лабораторным работам.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Методические рекомендации для выполнения анализа и оптимизации цифровой системы связи. Структурная схема цифровой системы связи. Определение параметров АЦП и ЦАП. Выбор вида модуляции, помехоустойчивого кода и расчет характеристик качества передачи.
курсовая работа [143,9 K], добавлен 22.08.2010Расчет 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 13.08.2013Исследование 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 10.05.2011Сведения о характеристиках и параметрах сигналов и каналов связи, методы их расчета. Структура цифрового канала связи. Анализ технологии пакетной передачи данных по радиоканалу GPRS в качестве примера цифровой системы связи. Определение разрядности кода.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 07.02.2013Вероятностное описание символов, аналого-цифровое преобразование непрерывных сигналов. Информационные характеристики источника и канала, блоковое кодирование источника. Кодирование и декодирование кодом Лемпела-Зива. Регенерация цифрового сигнала.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.09.2014Структурная схема системы связи. Сущность немодулированных сигналов. Принципы формирования цифрового сигнала. Общие сведения о модуляции и характеристики модулированных сигналов. Расчет вероятности ошибки приемника в канале с аддитивным "белым шумом".
курсовая работа [1,9 M], добавлен 07.02.2013Принципы построения систем электросвязи и расчёт их параметров. Анализ статических характеристик и параметров передаваемого сообщения, аналогово-цифрового и цифро-аналогового преобразований сообщения, узкополосного непрерывного гауссовского канала связи.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.12.2012Расчет 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 22.03.2014Расчет 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 07.02.2013Временные функции, частотные характеристики и энергия сигналов. Граничные частоты спектров сигналов. Технические характеристики аналого-цифрового преобразователя. Информационная характеристика канала и расчёт вероятности ошибки оптимального демодулятора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.11.2011Информационные характеристики и структурная схема системы передачи; расчет параметров аналого-цифрового преобразователя и выходного сигнала. Кодирование корректирующим кодом. Определение характеристик модема; сравнение помехоустойчивости систем связи.
курсовая работа [79,6 K], добавлен 28.05.2012Расчет основных характеристик системы передачи сообщений, состоящей из источника сообщений, дискретизатора, кодирующего устройства, модулятора, линии связи, демодулятора, декодера и фильтра-восстановителя. Структура оптимального приемника сигналов.
курсовая работа [579,3 K], добавлен 02.12.2014Разработка структурной схемы системы связи, предназначенной для передачи данных для заданного вида модуляции. Расчет вероятности ошибки на выходе приемника. Пропускная способность двоичного канала связи. Помехоустойчивое и статистическое кодирование.
курсовая работа [142,2 K], добавлен 26.11.2009Информационные 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 20.10.2014Характеристика систем спутниковой связи. Принципы квадратурной амплитудной модуляции. Факторы, влияющие на помехоустойчивость передачи сигналов с М-КАМ. Исследование помехоустойчивости приема сигналов 16-КАМ. Применение визуального симулятора AWR VSS.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 28.12.2014Общее описание системы спутникового телевизионного вещания. Качественные показатели каналов спутниковых линий. Расчет цифровой линии связи. Методы формирования и передачи сигналов телевидения и звукового вещания. Краткое описание параметров системы связи.
курсовая работа [773,8 K], добавлен 27.01.2010Функциональная схема и основные элементы цифровой системы. Каналы связи, их характеристики. Обнаружение сигнала в гауссовом шуме. Алгоритмы цифрового кодирования. Полосовая модуляция и демодуляция. Оптимальный прием ДС сигнала. Методы синхронизации в ЦСС.
курс лекций [3,6 M], добавлен 02.02.2011Расчет источника опорного напряжения для схемы аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Выбор компаратора, составление счетчика. Принцип работы АЦП. Получение полосового фильтра. Граничная частота входных сигналов. Перевод сигнала в аналоговую форму.
курсовая работа [925,5 K], добавлен 05.11.2012Виды модуляции в цифровых системах передачи. Сравнение схем модуляции. Обоснование основных требований к системе связи. Влияние неидеальности параметров системы на характеристики ЦСП. Разработка функциональной схемы цифрового синтезатора частот.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 11.03.2012Назначение системы связи - передача сообщения из одной точки в другую через канал связи. Формирование сигнала. Аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователь. Строение модема. Воздействие шумов и помех. Сравнение входного и выходного сигналов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.01.2009