Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Автоматика и системы управления»

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ ЧЕРЕЗ ЛИНИЮ СВЯЗИ

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине «Теория информационных процессов и систем»

ИНМВ.408000.000 ПЗ

Студент гр. 24 З

А.А. Рябкова

Руководитель - доцент

кафедры АиСУ

А.С. Окишев

Омск 2017



Реферат

Пояснительная записка к курсовой работе содержит 20 страниц, 10 рисунков, 3 использованных литературных источника.

Объектом курсовой работы являются методы модулирования и прием сигнала, кодирования и декодирования информации.

Цель курсовой работы - познакомиться и изучить пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений и одноименный язык программирования Matlab, изучить принципы передачи информации по линиям связи.

Результатом курсовой работы является смоделированная линия связи, модуляция, кодирование сигнала. Непосредственно работа выполнена в Matlab. Пояснительная записка оформлена в текстовом редакторе Microsoft Office Word 2007.

моделирование сигнал модуляция кодирование matlab



Задание

В курсовой работе моделируется процесс передачи информации через линию связи, включая этапы кодирования-декодирования информации и модулирования-демодулирования сигналов. Для кодирования информации используются коды Хемминга и БЧХ. Для модулирования используется амплитудная или фазовая модуляция. В качестве линии связи используется кабельная линия связи. В дополнение к рассмотренным в лабораторной работе ограничениям, связанным с затуханием сигнала и шумом, в курсовой работе дополнительно моделируется ограничение полосы частот, характерное для модемных технологий. Оно моделируется в виде полосового фильтра, пропускающего сигналы в указанном для варианта задания диапазоне частот. Для заданного по вариантам метода модуляции и кодирования требуется построить графики зависимости вероятности ошибок для передачи на длину 100, 500 м, 1, 2, 5 км.

Вариант № 8:

ѕ амплитудная модуляция;

ѕ код Хэмминга;

ѕ полоса пропускания 10-14 кГц.



Содержание

Введение

1 Основная часть

1.1 Линия связи

1.2 Амплитудная модуляция

1.3 Код Хэмминга

Заключение

Библиографический список

Приложение А



Введение

Одной из основных задач при работе с информацией является ее представление в виде физических сигналов и передача по каналам связи. Область науки, изучающая эти вопросы, называется радиотехникой.

Активное развитие радиотехники проходило в середине двадцатого века, когда и были с формулированы основные идеи и принципы этой науки. Появление цифровой вычислительной техники позволило значительно нарастить технические характеристики радиотехнических устройств, однако не повлияло на фундаментальные принципы представления и передачи информации.

На сегодняшний день радиотехника является наиболее изученным направлением обработки информации, ее методы активно заимствуются другими направлениями.

Например, в обработке изображений и компьютерном зрении используются предложенные для радиосигналов корреляционный и спектральный.

Для выполнения работы используется Matlab (сокращение от англ. «Matrix Laboratory», в русском языке произносится как Матламб) - пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений и одноимённый язык программирования, используемый в этом пакете. Matlab используют более 1 000 000 инженерных и научных работников, он работает на большинстве современных операционных системах, включая Linux, Mac OS, Microsoft.



1 Основная часть

1.1 Линия связи

Постройте амплитудную и фазовую частотные характеристики линии связи длиной 1 км. АЧХ и ФЧХ продемонстрированы на рисунке 1.

Рисунок 1 - АЧХ и ФЧХ линии связи

1.2 Амплитудная модуляция

Построим модель передачи амплитудно-модулированного сигнала.

Модулятор модулирует сигнал. Единице соответствует синусоидальный сигнал с частотой определяемой глубиной модуляции. Нулю соответствует прямая. Например, во время передачи последовательности 11100010100111000101001110 получается следующий сигнал который продемонстрирован на рисунке 2:

Рисунок 2 - Модулированный сигнал

Спектр сигнала представлен ниже на рисунке 3:

Рисунок 3 - Спектр модулированного сигнала

Проходя через линию связи (с шумом) сигнал искажается.

Рисунок 4 - Сигнал, прошедший линию связи

Рисунок 5 - Сигнал с наложенным шумом

Рисунок 6 - Спектр сигнала после полосового фильтра

Полосовой фильтр должен быть настроен на частоту несущей плюс-минус спектр огибающей. На выходе полосового фильтра получается примерно следующее:

Рисунок 7 - Сигнал после полосового фильтра

Двухполупериодный выпрямитель и фильтр нижних частот выделяют огибающую:

Рисунок 8 - Сигнал на выходе ФНЧ

Далее следует прием со стробированием. Его сложность заключается в выборе порога (значения, выше которого сигнал принимается как единица).

Проходя по линии связи, сигнал задерживается, поскольку моделируем сигнал с помощью БПФ, сигнал сдвигается циклически, определить сдвиг можно по тестовому сигналу (1 и все 0).

При выбранных параметрах линии связи он равен 185 (максимум тестового сигнала на выходе). Для компенсации циклически сдвигаем сигнал на 185 точек влево.

Рисунок 9 - Сдвиг сигнала

Передаваемая последовательность бит была принята без ошибок что представлено на рисунке 10:

Рисунок 10 - Результат программы

1.3 Код Хэмминга

Применим помехоустойчивый код Хэмминга.

Построим проверочную и порождающую матрицы для кода Хэмминга. Результат приведен ниже.

Приведенная ниже команда выводит на экран проверочную и порождающую матрицы для кода Хэмминга с длиной кодового слова 31 = 2⁵ - 1 и длиной блока исходного сообщения 26 = 31 - 5.

[h,g,n,k] = hammgen(5);

Результат выполнения задания представлен ниже:



H =

Columns 1 through 18

Columns 19 through 31

G =

Columns 1 through 18



Columns 19 through 31

Для получения достоверных результатов в каждом случае нужно провести не менее 1000 опытов. Для выбранной модели вероятность правильного приема одного бита без помехоустойчивого кода равна 0.96; . Закодируем последовательность из 26 бит и пропустим через линию связи.

В результате получим следующее:

Передаваемые биты=

Columns 1 through 25

Columns 26 through 31

Приём=

Columns 1 through 25

Columns 26 through 31

В результате передаваемая последовательность вся была верно принята, следовательно, синдром ошибок равен 0.



Заключение

В ходе курсовой работы изучен пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений и одноимённый язык программирования Matlab и принципы передачи информации по линиям связи.

Сутью работы является рассмотрение методов модулирования и прием сигнала, кодирования и декодирования информации. Программа была написана на языке программирования Matlab. Также познакомились c особенности языка и среды Matlab, реализовали амплитудную модуляцию и код Хэмминга, самостоятельно контролирующийся и самокорректирующийся код.



Библиографический список

1 Советов, Б. Я. Теоретические основы передачи информации/ Рето Майер. - М.: Экcмо, 2013. - 816 с.

2 Лебедько Е. Г. Теоретические основы передачи/ Е. Г. Лебедько / М., Лань. 2011. 352 с.

3 Линия связи - [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Линия связи.



Приложение А

(обязательное)

Листинг программы

Листинг А.1, лист 1? Код программы, моделирующий передачу информации через линию связи

Листинг А.1, лист 2

Листинг А.1, лист 3

Листинг А.1, лист 4

Размещено на Allbest.ru

...