Основы передачи дискретных сообщений
Система передачи дискретных сообщений. Выбор метода модуляции и синхронизации. Разработка схемы модулятора, демодулятора и синхронизатора. Расчет вероятности ошибки на символ и параметров устройства синхронизации. Система кодирования циклического кода.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.12.2016 |
Размер файла | 739,3 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/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Рязанский государственный радиотехнический университет
Факультет радиотехники и телекоммуникаций
Кафедра радиоуправления и связи
Контрольная работа
Основы передачи дискретных сообщений
Вариант № 13.
Выполнил Игнатов И.А.
Проверил: Езерский Виктор Витольдович
г.Рязань,2016г
Задание
Разработать систему передачи дискретных сообщений на основе решения четырёх задач:
Задача 1. Выбрать метод модуляции и разработать схему модулятора и демодулятора. Рассчитать вероятность ошибки на символ. Отношение сигнал-шум, скорость модуляции и требуемая скорость передачи информации для заданного варианта представлены в таблице 1.
Таблица 1
Вариант № |
Q ,(дБ) |
Bмод ,(Бод) |
Bинф ,(бит/с) |
|
13 |
21 |
1100 |
9600 |
Задача 2. Выбрать метод синхронизации и разработать схему синхронизатора. Рассчитать параметры устройства синхронизации с представленными в таблице 2 временем синхронизации , временем поддержания синфазности , среднеквадратическим значением краевых искажений , исправляющей способностью приемника и коэффициентом нестабильности генератора:
Таблица 2
Вариант № |
(с) |
(с) |
(%) |
||
13 |
0,5 |
17 |
15 |
10-5 |
Задача 3. Выбрать метод коррекции ФЧХ канала ТЧ, форма которой для одного переприёмного участка задана выражением:
,
найти требования к ФЧХ корректора и разработать схему корректора. Параметры ФЧХ канала сведены в таблицу 3 при Гц.
Таблица 3
Вариант № |
, мс |
, мс |
, мс |
|||
13 |
3 |
3 |
0,3 |
2 |
4 |
Количество переприёмных участков вычисляется по формуле , где - номер варианта.
Задача 4. Разработать систему кодирования/декодирования циклического кода для -элементного первичного кода, который исправляет ошибок. Исходные данные представлены в таблице 4. Оценить вероятность получения не обнаруживаемой ошибки на выходе системы, если в канале связи меняется от до .
Таблица 4
Вариант № |
Количество элементов в коде |
Количество исправляемых ошибок |
|
13 |
5 |
3 |
Расчетная часть
Задача 1
Выбрать метод модуляции и разработать схему модулятора и демодулятора. Рассчитать вероятность ошибки на символ.
Этапы выполнения
1 Выбор вида модуляции.
2 Разработка схемы модулятора и демодулятора.
3 Расчёт вероятности ошибки на символ.
Исходные данные
Отношение сигнал-шум Q = 21 дБ
Скорость модуляции Bмод =1100
Требуемая скорость передачи информации Bинф = 9600
1. Выбор вида модуляции .
При передаче дискретных сообщений могут использоваться различные виды модуляции. Выбор вида модуляции зависит от требуемой скорости передачи информации .
Рекомендуемые скорости передачи приводятся в протоколах серии V. Наиболее близкий к исходным данным протокол V.32 обеспечивает скорость модуляции 1100Бод, скорость передачи информации 9600 бит/с, применяется модуляция КАМ-16.
2. Разработка схемы модулятора и демодулятора [5].
Рисунок 1- Схема модулятора КАМ-16.
Принцип работы:
Блоки X, Y, W, Z, выделяют из сигнала по два бита, далее в блоках ДОФМ осуществляется двойная относительная фазовая модуляция несущих колебаний поступающих с генератора, блок Г. Модулируемые колебания сдвинуты друг относительно друга на 90°. Выходные сигналы складываются, причем один из них уменьшается аттенюатором на 6 дБ.
Рисунок 2.-Схема демодулятора КАМ-16
дискретный кодирование модулятор синхронизация
Характерная особенность приведенной схемы - она 2-х канальная. Это связано с тем, что один ФД не дает возможности однозначно определять фазу. Для получения полной информации о фазе текущей посылки применяется 2 канала: синфазный и квадратурный. Элемент памяти ЭП нужен для хранения информации о фазе предыдущей посылки. Амплитудный детектор АД позволяет получить информацию об амплитуде текущей посылки. Т.о. получаем полную информацию о положении сигнальной точки пришедшей посылки. ДШ - дешифратор, анализирует код (двоичный 4-х разрядный), на выходе одноразрядный.
3 Расчёт вероятности ошибки на символ.
Вероятность ошибки на символ:
Вероятность появления битовой ошибки при модуляции КАМ ([1], формула 9.54):
- количество уровней амплитуды в одном измерении;
- позиции модуляции (при четных k);
- отношение сигнал шум в разах;
Гауссов интеграл ошибок ([3], формула 3.43):
Его значение можно определить несколькими способами. Для x>3 справедлива аппроксимация ([3], формула 3.44):
Или воспользоваться табулированными значениями.
Так как x>3 воспользуемся аппроксимацией Q(x):
Расчет по приведенным формулам показал, что вероятность ошибки для M=16 позиционного КАМ кода равна при отношении сигнал-шум Qсш=21 дБ.
Задача 2
Выбрать метод синхронизации и разработать схему синхронизатора. Рассчитать параметры устройства синхронизации.
Время синхронизации tc = 0,5 c
Время поддержания синфазности tпс = 17 c
Среднеквадратическое значение краевых искажений уки = 15%
Коэффициент нестабильности генератора kг = 10-5
Этапы выполнения
1. Выбор метода синхронизации.
2. Разработка схемы синхронизатора.
3. Рассчитать параметры устройства синхронизации.
1. Выбор метода синхронизации и разработка схемы синхронизатора.
Выберем замкнутую систему синхронизации по элементам без непосредственного воздействия на задающий генератор.
Рисунок 3 - Схема синхронизации.
В устройство входной дискретизации (ВД) поступают посылки КАМ сигнала. На выходе ВД формируется последовательность импульсов, совпадающая по времени с фронтами посылок. Эти импульсы поступают на один вход цифрового фазового детектора (ЦФД). На другой вход поступают импульсы c основного делителя (ОД). В зависимости от знака рассогласования по фазе колебаний, действующих на входах ЦФД, на одном из двух выходов формируется сигнал, открывающий либо одну схему «И», либо другую. В зависимости от того с какой схемы И приходят импульсы, к числу, хранящемуся в реверсивном счетчике (РС) либо прибавляется либо отнимается единица. При достижении определенного порога РС вырабатывает сигнал добавления или исключения, поступающий на схему добавления и исключения (ДИ). В результате в последовательности задающего генератора (ЗГ) изменяется число импульсов, а следовательно и изменяется и фаза импульсов с выхода ОД.
2. Расчёт параметров устройства синхронизации. Погрешность синхронизации характеризует наибольшее отклонение фазы синхроимпульсов от их оптимального положения; это величина, выраженная в долях единичного интервала и равная наибольшему отклонению синхроимпульсов от их оптимального положения, которое с заданной вероятностью может произойти при работе устройства синхронизации.
Погрешность синхронизации содержит две составляющие: статистическую погрешность синхронизации, определяемую нестабильностью задающего генератора и шагом коррекции, и динамическую погрешность, вызываемую краевыми искажениями единичных элементов.
При условии, что значащие моменты встречаются с вероятностью , получаем
Выберем , , где - коэффициент деления основного делителя, - емкость реверсивного счетчика.
Найдем шаг коррекции для :
.
Найдем статистическую погрешность синхронизации:
Найдем динамическую погрешность синхронизации:
Найдем общую погрешность синхронизации, характеризующую наибольшее отклонение фазы синхроимпульсов от их оптимального положения:
Время поддержания синхронизма (tпс) определяется значением допустимого фазового рассогласования (едоп) из-за нестабильности частот генераторов передачи и приема при условии отсутствия значащих моментов (ЗМ) во входном сигнале:
При заданном времени поддержания синхронизма tпс = 17 c найдем едоп
Исправляющая способность приемника
Задача 3
Выбрать метод коррекции фазо-частотной характеристики канала ТЧ, форма которой для одного переприёмного участка задана выражением:
,
найти требования к ФЧХ корректора и разработать схему корректора.
Этапы выполнения
1 Выбор метода коррекции.
2 Определение неравномерности ГВЗ канала.
3 Определение требуемого ГВЗ корректора.
4 Разработка схемы корректора и основных требований к ней.
5 Схема включения корректора в канал связи
Исходные данные
tз = 3 мс
b1 = 3 с
b2 = 0.3 с
d1 = 2 мс
d2 = 4 мс
Nп.уч=1+[2+N]mod8=1+[2+13]mod8=1+7=8
Рисунок 4 - ФЧХ канала связи.
Запишем ФЧХ:
Запишем ФЧХ канала:
Запишем ГВЗ канала:
Запишем ГВЗ корректора:
Рисунок 5 - ГВЗ канала связи.
Для коррекции частотных характеристик последовательно с каналом связи включается корректирующий четырехполюсник.
Рисунок 6 - Корректирующий четырехполюсник
В результате этого, общая частотная характеристика:
.
Для неискаженной передачи необходимо:
, .
Для того, чтобы осуществлять коррекцию необходимо изменять свойства корректора. Для этого схема дополняется:
РУ - решающее устройство;
D - вычислитель функционала;
УУ - устройство управления, осуществляет изменение свойств корректора.
Рисунок 7 - Корректирующее устройств
В нашем случае схема включения корректоров выглядит так:
Рисунок 8 - Схема включения корректоров
Стандартные корректоры предназначены для выравнивания усредненных частотных характеристик ФЧХ и ГВЗ, т.е. усредненных по большому числу каналов, переприемных участков. В качестве элементов, корректирующих ГВЗ используются фазовые звенья 2-го порядка. Частотная характеристика ГВЗ этих звеньев должна быть обратная частотной характеристике канала связи.
Рисунок 9 - ГВЗ.
Число стандартных корректоров, включенных в канал, друг за другом соответствует числу переприемных участков. Т.к. частотные характеристики реальных каналов отличается от усредненной характеристики, то возможности коррекции ограничены. Остаточная неравномерность ГВЗ имеет обычно колебательный характер.
Схемы стандартного корректора:
Рисунок 10 - Схема стандартного корректора.
На первом этапе искажения устраняют при помощи стандартного корректора, а затем с помощью гармонических звеньев. Стандартный корректор позволяет уменьшить неравномерность ГВЗ в 5-10 раз, а стандартный вместе с переменным в 50-100 раз . Оба типа этих корректоров относятся к классу предварительно настроенных ,т.е. для их настройки передается специальный сигнал - это кодовая комбинация. При этом возможны неточности коррекции из-за того, что настроечный и рабочий сигналы отличаются.
Перестраиваемые корректоры (рис.8) изготавливаются на основе перестраиваемых звеньев, характеристики которых можно изменять в последнее время в качестве таких корректоров используются трансверсальные и рекурсивные фильтры
Рисунок 11 - Перестраиваемый корректор.
Корректор на основе трансверсального фильтра (рис.12):
Рисунок 12 - Корректор на основе трансверсального фильтра.
Для коррекции фазовых искажений на каждом переприемной участке установим по одному стандартному корректору, а в приемнике установим помимо стандартного переменный корректор
Можно записать, что ЧХ этого корректора это сумма отдельных сигналов
Они могут быть любыми, но для удобства настройки они должны обладать определенными свойствами: в корректируемой полосе частот они должны быть ортогональными.
Ортогональность базисных функции обеспечивает существенное упрощение настройки и малую чувствительность к стабильности коэффициентов м.
Весьма простую реализацию корректора обеспечивает базисные функции вида:
- эта передаточная функция соответствует задержке по времени на величину .
Наиболее простая реализация на линии задержки с отводами при этом каждый м осуществляет коррекцию в своем интервале времени.
Коррекция выполняется передачей по тракту периодической последовательности импульсов.
Процесс настройки такого корректора весьма прост и он легко поддается автоматизации.
Задача 4
Разработать систему кодирования/декодирования циклического кода для -элементного избыточного кода, который исправляет ошибок. Привести структурные схемы кодирующего и декодирующего устройств. Оценить вероятность получения необнаруживаемой ошибки на выходе системы, если вероятность ошибки в канале связи меняется от до .
Количество элементов в коде
Количество исправляемых ошибок
Решение данной задачи сводится к выполнению следующих этапов:
1.Определение числа проверочных элементов избыточного кода.
2.Построение функциональной схемы устройства кодирования полученного кода.
3.Расчёт матрицы синдромов для однократной ошибки.
4.Построение функциональной схемы устройства декодирования полученного кода.
5.Построение графика появления необнаруживаемой ошибки при заданном изменении вероятности ошибки в канале связи.
Сначала рассчитаем параметры кода, используя заданные количество информационных разрядов k и кратность исправляемых ошибок tи. Для определения минимального числа проверочных элементов , необходимого для исправления всех ошибок кратности tи, решим графически уравнение:
Для такого решения строим на одних осях графики левой и правой частей уравнения в зависимости от величины n. Точка пересечения этих графиков является ориентировочным значением числа необходимых разрядов n.
Получим, что n=17.8 приблизительною. Из книги Прокис Дж “Цифровая связь М Радио и связь” по таблице 8.1.6 на странице 373 определим n, k, tu наиболее близкие к исходным данным: n=15, k=5, tu=3.
В соответствии с нашими данными g(р)=2467 , переведем в двоичный код. Отсюда g(x): 10100110111
g(x)= x^10+x^8+x^5+x^4+x^2+x+1
h(x)=x^15+1/ x^10+x^8+x^5+x^4+x^2+x+1=x^5+x^3+x+1
Схема кодера изображена на рис.13
Проверка:
Возьмем декодер типа МД-1. Схема декодера изображена на рис.14
Оценим вероятность получения обнаруживаемой ошибки на выходе системы:
Рис.16 График появления необнаруживаемой ошибки
По полученному графику можно сделать вывод, что с увеличением вероятности ошибок в канале, растет вероятность получить необнаруживаемую ошибку.
Список используемой литературы
1. Кодирование и декодирование циклических кодов: Методические указания к лабораторной работе / Рязан.гос. радиотехн. ун-т.; Сост.: В.В. Езерский, А.В.Егоров. - Рязань, 2008.
2. Исследование устройств синхронизации в СПДС: Методические указания к лабораторной работе / Рязан.гос. радиотехн. ун-т.; Сост.: В.В. Езерский, И.С. Савенко. - Рязань, 2006.
3.Прокис Дж. Цифровая связь. М.: Радио и связь, 2000.
4. Модуляция частотная, фазовая, относительная фазовая, модуляторы, демодуляторы, синхронизация, синхронизаторы, коррекция, частотные характеристики, фазовые корректоры, циклические коды, кодирующие устройства, декодирующие устройства: Методические указания к выполнению курсовой работы/ Рязан. гос. радиотехн. ун-т.; сост. В.В. Езерский. Рязань, 2016
5. Лагутенко О.И. Современные модемы. Эко-Тредз, 2002.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор метода модуляции, разработка схемы модулятора и демодулятора для передачи данных, расчет вероятности ошибки на символ. Метод синхронизации, схема синхронизатора. Коррекция фазо-частотной характеристики канала. Система кодирования циклического кода.
контрольная работа [294,2 K], добавлен 12.12.2012Выбор метода модуляции, разработка схемы модулятора и демодулятора для передачи данных по каналу ТЧ. Расчет параметров устройства синхронизации. Методика коррекции фазо-частотной характеристики канала ТЧ. Кодирование и декодирование циклического кода.
курсовая работа [910,4 K], добавлен 22.10.2011Схема модулятора и демодулятора для передачи данных по каналу ТЧ. Проектирование синхронизатора и расчет его параметров. Метод коррекции фазо-частотной характеристики канала ТЧ. Разработка системы кодирования/декодирования циклического кода.
курсовая работа [305,1 K], добавлен 22.10.2011Функции 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 13.02.2012Исследование сущности и функций системы передачи дискретных сообщений. Расчет необходимой скорости и оценка достоверности их передачи. Выбор помехоустойчивого кода. Определение порождающего полинома. Оптимизация структуры резерва дискретных сообщений.
курсовая работа [213,8 K], добавлен 14.01.2013Информационные 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 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 22.03.2014Структура сетей телеграфной и факсимильной связи, передачи данных. Компоненты сетей передачи дискретных сообщений, способы коммутации в них. Построение корректирующего кода. Проектирование сети SDH. Расчет нагрузки на сегменты пути, выбор мультиплексоров.
курсовая работа [69,5 K], добавлен 06.01.2013Методы 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 03.05.2015Принципы кодирования источника при передаче дискретных сообщений. Процесс принятия приёмником решения при приёме сигнала. Расчёт согласованного фильтра. Построение помехоустойчивого кода. Декодирование последовательности, содержащей двукратную ошибку.
курсовая работа [903,9 K], добавлен 18.10.2014Составление обобщенной структурной схемы передачи дискретных сообщений. Исследование тракта кодер-декодер источника и канала. Определение скорости модуляции, тактового интервала передачи одного бита и минимально необходимой полосы пропускания канала.
курсовая работа [685,0 K], добавлен 26.02.2012Структурная схема одноканальной системы передачи дискретных сообщений. Выбор оптимального типа кодирования. Код Хаффмана. Минимальная длина кодовой комбинации равномерного кода. Энтропия источника сообщений. Расчет информационной скорости на выходе.
курсовая работа [110,9 K], добавлен 08.11.2012Изучение и экспериментальное исследование влияния вида модуляции на помехоустойчивость системы передачи дискретных сообщений. Рассмотрение методики экспериментального измерения вероятности ошибки при когерентном приёме. Построение графика зависимости.
лабораторная работа [1,4 M], добавлен 13.10.2014Разработка 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 08.01.2012Расчет 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 02.12.2014Обзор способов передачи сообщений и способов приёма сообщений. Тип антенн и их параметры. Обоснование структурной схемы системы. Вид модуляции и параметры радиосигнала. Способы синхронизации и выбор формы синхросигнала. Характеристика и параметры помех.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 23.12.2011Расчет основных характеристик системы передачи сообщений, включающей в себя источник сообщений, дискретизатор, кодирующее устройство, модулятор, линию связи, демодулятор, декодер и фильтр-восстановитель. Наиболее помехоустойчивый тип модуляции.
курсовая работа [278,3 K], добавлен 03.12.2014Методы цифровой обработки сигналов в радиотехнике. Информационные характеристики системы передачи дискретных сообщений. Выбор длительности и количества элементарных сигналов для формирования выходного сигнала. Разработка структурной схемы приемника.
курсовая работа [370,3 K], добавлен 10.08.2009Структурная 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 22.04.2011Формы представления информации, ее количественная оценка. Сущность и первичное кодирование дискретных сообщений. Совокупность технических средств, предназначенных для передачи информации. Система преобразования сообщения в сигнал на передаче и приеме.
реферат [84,0 K], добавлен 28.10.2011