Многоканальная система передачи информации - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Проектирование и разработка многоканальной когерентной системы передачи дискретной информации (СПДИ), предназначенной для передачи цифровых сигналов от М-однотипных источников информации по одному или нескольким арендуемым стандартным аналоговым каналам.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Тема: «Многоканальная система передачи информ а ции »
1. Исходные данные и разрабатываемые вопросы
2. Назначение и возможное применение СПДИ
3. Определение возможности работы разрабатываемой СПДИ по аналоговому каналу связи
3.1 расчет показателей суммарной информационной производител ь но сти СПДИ I C и пропускной способности аналогового канала связи с к
3.1.1 Расчет показателей информационной производительности СПДИ
3.1.2 Расчет показателей пропускной способности канала св я зи
3.2 Расчет показателей объема сигнала v c СПДИ и объема канала связи
3.3 оценка возможности использования заданного аналогового канала эле ктросвязи
4. Защита от ошибок. Помехоустойчивое (канальное) кодирование
4.1 определение оптимальных пара метров помехоустойчивого ко д ирова ния
4.2 определение эффективной скорости приема сигналов данных и о птимальной длины передаваемых слов
5. Определение вида синхронизации, используемой в разрабатываемой спди
6. Определение параметров временного уплотнения абонентских сигналов в различных условиях
6.1 Определение параметров временного объединения/разделения абонентских сигналов без применения помехоустойчивого кодирования
6.2 Определение параметров временного объединения/разделения абонентских сигналов с применением помехоустойчивого кодирования
8 . Расчет вероятности ошибки на выходе прие м ника и битовой вероятности ошибки на входе и выходе декодера канала передачи данных и канала пер е спроса
8 .1 расчет вероятности ошибки на выходе приемника и битовой вероятности ошибки на входе и выходе декодера дискретного канала передачи данных
8.2 расчет вероятности ошибки на выходе приемника и битовой вероятности ошибки на входе и выходе декодера канала переспроса
9. Способы сопряжения разрабатываемой СПДИ со стандартной аппаратурой частотного уплотнения каналов тональной частоты
1 0 . Функциональная схема передающего и приемного обор у дования СПДИ
1. Исходные данные и РАЗРАБАТЫВАЕМЫЕ вопросы
Разработать многоканальную когерентную систему передачи дискретной информации (СПДИ), предназначенную для передачи цифровых сигналов от М однотипных источников информации по одному или нескольким арендуемым стандартным аналоговым каналам.
Технические характеристики и параметры разрабатываемой системы:
2. длина двоичной кодовой комбинации (слова) на входе канала К с =10,бит;
3. средняя скорость на входе канала V c =10 слов\с;
6. способ уплотнения каналов - Врем
7. суммарная средняя мощность сигналов на входе приёмника в прямом канале Р=2,148·10 -7 ,Вт;
8. спектральная плотность мощности аддитивного белого шума на входах приёмников прямого и обратного каналов N 0 =4,001·10 -11 Вт\Гц
9. суммарная средняя мощность сигналов на входе приёмника в каналах переспроса Р обр =8,951·10 -8 Вт
2. Выбор численных значений параметров корректирующего кода, при которых обеспечивается минимальная битовая вероятность ошибки на выходе декодера;
3. разработка детальной функциональной схемы кодера и декодера заданного корректирующего кода либо составление программы кодирования и декодирования для персонального компьютера (по выбору студента);
4. вычисление вероятности ошибки при приёме кодового слова и битовой вероятности ошибки а выходе декодера;
5. оценка частоты появления ошибок и заключение о ее соответствии назначению системы;
6. выбор способов введения и численных значений параметров синхронизации;
7. выбор методов селекции синхросигналов в приёмном устройстве;
8. выбор численных значений параметров модуляции в первой и, в случае необходимости, последующих ступенях уплотнения;
9. расчет значений всех временных интервалов, определяющих структуру цифровых каналов и (при временном уплотнении каналов) группового сигналов;
10. расчет полос частот, необходимых для передачи каждого из канальных сигналов с учетом полосы обратного канала, полосы группового сигнала и сигнала (сигналов) на выходе системы;
11. разработка способа сопряжения системы с аналоговой аппаратурой частотного уплотнения телефонных каналов для передачи групповых сигналов по одному или нескольким арендуемым стандартным трактам;
12. разработка функциональной схемы системы в целом для передачи в одном направлении.
2. Назначение И ВОЗМОЖНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СПДИ
В настоящее время системы передачи дискретной информации (СПДИ) становятся все более привлекательными вследствие постоянно растущего спроса из-за того, что дискретная передача предлагает несравненно большие возможности обработки информации, не доступные при использовании аналоговой передачи. Отличительным преимуществом всех СПДИ является простота восстановления дискретных сигналов по сравнению с аналоговыми системами.
В работе рассмотрен частный случай СПДИ - система связи с применением цифровых (бинарных) сигналов.
Предположительно, разрабатываемая система связи может найти применение для передачи низкоскоростных потоков данных, таких как телеграфные сигналы со скоростью до 100 бит в секунду (с учетом использования дополнительных преобразований), сигналы телесигнализации от М источников информации, а также, факсимильных сообщений путем предварительного объединения индивидуальных сигналов.
Разрабатываемая СПДИ будет иметь следующий вид, представленный на рис. 2.1:
1. Источники дискретных сообщений (М=80);
2. Устройство объединения (мультиплексор) - устройство, в котором сообщения источников объединяются в групповой видеосигнал;
3. Кодер канала- устройство, в котором групповая последовательность элементов сообщений источников заменяется последовательностью кодовых символов, т.е. производится помехоустойчивое кодирование;
4. Передатчик (модулятор) - устройство в котором групповой сигнал преобразуется во вторичный (высокочастотный) сигнал пригодный для передачи по используемому каналу;
6. Приемник (демодулятор) - обрабатывает принятое ВЧ-колебание и восстанавливает переданное дискретное сообщение;
7. Декодер - устройство, в котором происходит декодирование принятого группового дискретного сообщения;
8. Устройство разуплотнения (демультиплексор) - устройство, в котором групповой видеосигнал разъединяется на исходные сообщения источников дискретной информации
10. Обратный канал связи (канал переспроса).
3. Определение возможности работы разрабатываемой СПДИ по анал о говому каналу связи
Расчет разрабатываемой СПДИ необходимо начать с определения возможности работы этой системы по заданному ан а логовому каналу связи. Для этого необходимо рассчитать показатели суммарной информационной пр о изводительности всей СПДИ I c и пропускн ой способности аналогового кан а ла связи С к . А также определить объем канального сигнала V c СПДИ и объем канала связи V k . На основании сравнения чи с ленных значений I c с С к , и V c и V k сделать вывод о способности функционирова ния разрабатываемой СПДИ по заданному каналу св я зи.
3.1 Расчет показателей суммарной информационной производительн о сти СПДИ I c и пропускной способности аналогового канала связи С к
3.1.1 Расчет показателей информационной производительности СПДИ
Производительность источника сообщений определяется количеством передаваемой и нформации за единицу времени.
В соответствии с исходными данными, производительность одного источника Ic i без применения помехоустойчивого кодирования будет определена по формуле:
Тогда суммарная производительность СПДИ будет определена:
При введении помехоустойчивого кодирования кодом Хэмминга вида (15,11), получим производительность одного источника информации:
А суммарная производительность СПДИ будет иметь значение:
Количество информации I ci - это логарифмическая функция вероятности log р i , где р i - вероятность возникновения сообщения источника М из ансамбля L . Тогда
I ci = -log 2 р i =log 2 (1/ р i ). (3.3)
Иначе производительность источника дискретной информации можно определить как:
где Т п i - длительность элементарной посылки; F t - частота следования посылок (тактовая частота), L - количество разрешенных состояний (в нашем случае L =2 , т.е . сигнал может принимать только два значения), Н ci - энтропия источника сообщения
Вероятность р i в нашем случае для всех сообщений М-источников одинакова р i =0.5 , тогда и .
Следовательно, энтропия каждого из М источников составит:
Подставив значения L и р i в формулу (3.4), получим что
Таким образом, - тактовая частота М-источника информации, - длительность посылки сигнала М-источника информации.
Следовательно, суммарная тактовая частота канального сигнала СПДИ будет равна: , а длительность посылки канального сигнала (видеоимпульса) СПДИ составит .
и будет равна энтропии каждого из источников.
3. 1.2 Расчет показателей пропускной способности аналогового канала св я зи С к
К типовым стандартным аналоговым каналам связи относят канал т ональной частоты (КТЧ). Канал тональной частоты (КТЧ) характеризуется следующими интересующими нас параметрами:
- полоса частот F кн =0.3 (кГц); F кв =3.4 (кГц); ? F к =3.1 (кГц).
Пропускная способность КТЧ определяется формулой Шеннона:
где Р с - средняя мощность сигнала на входе приемника канала. По условию работы . Р п - средняя мощность помехи (шума) на входе приемника канала, определяемая по формуле:
где - доступная полоса пропускания приемника, - длительность посылки группового канального сигнала, Р 0 =4,001·10 -11 (Вт)- спектральная плотность мощности аддитивного БГШ на входе приемника СПДИ (согласно исходных данных), то таким образом: - не зависит от типа канала связи и определяется исключительно параметрами приемного устройства.
Однако не следует путать среднюю мощность помехи (шума) на входе приемника системы Р п и среднюю мощность помехи в полосе частот сигнала равную:
Пропускная способность канала тональной частоты (КТЧ) рассматриваемой системы без учета помехоустойчивого кодирования кодом Хэмминга и введения сигналов синхронизации составит:
Пропускная способность типового канала тональной частоты (КТЧ) рассчитывается также по формуле (3.7) и имеет нормированную величину: , что практически более чем в 1.6 раза превышает пропускную способность рассчитанного канала связи С к .
Это является следствием того, что мощность шума в рассчитываемом КТЧ превышает мощность полезного сигнала по величине примерно на 20 (дБ), а в нормированном КТЧ выполняется условие = 40-45 (дБ) .
Полученные результаты расчета свидетельствуют, что суммарная производительность СПДИ без учета помехоустойчивого кодирования в 1.93 раза меньше пропускной способности аналогового канала тональной частоты: , а с учетом помехоустойчивого кодирования кодом Хэмминга значение .
Таким образом, для рассчитываемой СПДИ рассмотренный КТЧ может быть использован в качестве среды передачи группового канального сигнала как при введении помехоустойчивого кодирования, так и без него.
3.2 Расчет показателей объема сигнала V c СПДИ и объема к а нала связи V k
При оценке возможности использования канала электросвязи для передачи того или иного сигнала удобно наряду со сравнением информационной производительности и пропускной способности канала сравнивать объем канала V к с объемом сигнала V с, определяемые соответственно выражениями:
где И к, И с - время занятия канала, время передачи сигнала соответственно; D к, D с - динамический диапазон канала и сигнала соответственно; ? Fк, ? Fc - полоса пропускания канала и ширина полезного сигнала соответственно.
Условием возможности использования данного типа канала электросвязи для передачи того или иного сигнала является н е равенство вида:
На практике используют частные случаи неравенства (12)
Проведем расчет составляющих параметров V с и V к :
1. В нашем случае, СПДИ будет предоставлять ресурс канала связи каждому из М источников информации на все время передачи цифровой информации источником И с , иными словами на время передачи кодового слова (временного интервала) Т с л = 0.1( с ) . В свою очередь, время занятия канала ТЧ И к численно равно длительности кадра системы Т к =8 ( с ) , поэтому т.к. Тк>Тсл , следовательно, неравенство будет выполняться.
2. В разрабатываемой системе, полоса частот канала ТЧ предоставляется на время Т ви =Т сл каждому конкретному источнику информации.
Ширина полезного сигнала ? F с численно равна ширине импульса группового радиосигнала СПДИ и будет иметь значение . Причем, энергетический спектр такого сигнала будет иметь значение , в следствие чего, основная энергия сигнала будет расположена в полосе частот канала ТЧ. Учитывая, что , информационный сигнал удовлетворяет неравенству .
3. Динамический диапазон СПДИ будет определятся нормированным динамическим диапазоном канала тональной частоты , поэтому в нашем случае условимся, что динамический диапазон группового сигнала будет выбран при проектировании СПДИ меньше значения 42-45(дБ), иными словами .
В связи с тем, что , можно сделать однозначный вывод, что КТЧ, удовлетворяющий исходным данным, подходит для передачи сигналов разрабатываемой СПДИ.
3. 3 Оценка возможности использования заданного аналогового канала элек тр о связи
Необходимо отметить, что для рассматриваемой СПДИ выполняются необходимые условия функционирования многоканальной системы электросвязи, а именно и .
Целесообразно запас рассматриваемого канала связи по пропускной способности С к > I с =1.93 раза (без применения кодирования) и (с применением кодирования) использовать для введения дополнительных мер повышающих помехоустойчивость системы связи в целом, а также сигналов синхронизации.
4. Защита от ошибок. Помехоустойчивое (канальное) код и рование
4.1 Определение оптимальных параметров помехоустойчивого кодиров а ния
Необходимо отметить, существует два основных метода защиты от ошибок передаваемых сигналов: 1 - обнаружение ошибок и повторная передача ошибочной последовательности, 2 - обнаружение ошибок и их исправление в приемном устройстве. Примем, что в рассматриваемой СПДИ применяется первый метод защиты от ошибок, при котором для проверки наличия ошибок используется контрольный бит четности (дополнительный бит, присоединяемый к данным). При этом приемное устройство не предпринимает попыток исправить обнаруженную ошибку, оно просто посылает запрос на повторную передачу данных. Для осуществления такого исправления ошибок рассматриваемая СПДИ имеет канал переспроса и в целом является полудуплексной системой, т.е. передача полезной информации от М источников производится только в одном направлении, в обратном же направлении передаются автоматические запросы на повторную передачу ошибочных сообщений. Причем передающее устройство перед началом очередной передачи ожидает подтверждения об успешном приеме.
Помехоустойчивое (или канальное) кодирование представляет собой класс преобразований канального видеосигнала для повышения качества связи, в результате которых информационный сигнал становится менее уязвимым к помехам. Существует условно два способа канального кодирования: кодирование самого сигнала, (когда в передающей части СПДИ производятся ряд процессов над формой передаваемого сигнала), и метод структурированных последовательностей (когда в цифровой сигнал вводится по определенному закону информационная избыточность, которая и служит для определения ошибок на приемной стороне).
Рассмотрим только второй способ канального кодирования, который нашел применение в исследуемой СПДИ. Заметим, что помехоустойчивое кодирование делится на три подкатегории помехоустойчивых кодов: блочные, сверточные и турбокоды.
В нашем случае для сравнения характеристик помехоустойчивого кодирования рассмотрим варианты блочного линейного корректирующего кодирования кодами Хэмминга.
При использовании блочных кодов исходные данные делятся на блоки (слова) Кс из к бит, которые называют битами сообщения. В нашем случае длина слова Кс=10 бит. В процессе помехоустойчивого кодирования каждый Кс блок данных преобразуется в больший блок из n бит, который называется кодовым словом, или канальным символом Кк. К каждому слову кодирующее устройство прибавляет r = ( n - k ) проверочных бит, которые также называются избыточными битами, или битами четности, и новой информации не несут.
Необходимо, исходя из разницы между пропускной способностью аналогового канала связи Ск и информационной производительностью СПДИ Ic , определить все необходимые числовые значения параметров заданного помехоустойчивого кода и выбрать наиболее оптимальные из них. Для этого воспользуемся методикой расчета параметров кода Хэмминга, приведенной в источнике [7].
Коды Хэмминга - это простой класс блочных кодов, которые имеют следующую структуру:
Рассмотрим случаи, когда основание кода m =2 ,3,4 … , и определим оптимальные параметры кода.
Из формулы (4.1) вычислим: значения n и к . Где n - число бит кодового слова; к - число информационных бит.
Степень кодирования информации, показывающая долю кода, приходящуюся на полезную информацию:
т.е. каждый кодовый бит несет k / n бит информации.
Минимальное расстояние кодов Хэмминга d min равно 3, поэтому, способность кода к исправлению ошибок t и возможность определения наличия ошибки e будут определяться соответствующими выражениями:
Так как , то эти коды способны исправлять все однобитовые ошибки, или определять все модели ошибки из двух или меньшего числа ошибок в блоке (слове), т.к. .
Вероятность появления битовой ошибки при кодировании кодами Хэмминга Р b кх в нашем случае можно записать в следующем виде:
где j - кратность ошибки, а именно количество неверно принятых символов в блоке (слове); р кс - вероятность ошибочного приема канального символа (кодового слова) К к . В частности, для кодов Хэмминга вместо уравнения (4.7) можно использовать другое эквивалентное уравнение:
Для описания гауссовского канала с использованием когерентной бинарной фазовой манипуляции, вероятность ошибочного приема канального символа (кодового слова) можно выразить через соотношение:
Здесь Q () - Гауссов интеграл ошибок, значения которого приведены в [3,стр.1060]; - отношение энергии кодового символа к спектральной плотности мощности помехи. Чтобы связать с - отношение энергии одного бита сигнала к спектральной плотности мощности помехи на входе приемника, используем следующее выражение:
Для кодов Хэмминга уравнение (4.10) примет вид:
Среднее время безошибочной работы в одном телеметрическом канале (канале источника сообщения) И бр i (без учета помехоустойчивого кодирования) определяется выражением:
где - битовая вероятность появления ошибки на выходе декодера (без учета помехоустойчивого кодирования), выражение для нахождения численного значения которой будет рассмотрено ниже, - производительность источника информации.
Среднее время безошибочной работы в групповом канале передачи данных И бр (без учета помехоустойчивого кодирования) определяется выражением:
где - производительность СПДИ информации.
Таким образом, согласно вышеизложенной методики, рассчитаем параметры помехоустойчивого кодирования при различных значениях основания кода m .
при значении (рассчитанном в п.8.1).
Как показали расчеты вероятность появления битовой ошибки при кодировании кодами Хэмминга Р b кх тем меньше, чем больше основание кода m , т.е. чем большее количество проверочных символов вводится в информационный сигнал.
Рассчитаем, оптимальные параметры кода Хэмминга (с точки зрения обеспечения СПДИ наименьшей вероятностью Р b кх ). С этой целью рассчитаем количество контрольных бит r , которое можно ввести в систему, исходя из того, что при расчетах пропускной способности канала связи (КТЧ) и информационной производительности СПДИ было получено соотношение или иначе
Подставим в предыдущее выражение вместо С к значение ?С к
эквивалентную ширину полосы пропускания.
Используя последнюю формулу, выразим r ! - количество бит четности, которые можно ввести в кодовое слово в передаваемом сигнале (исходя из условия, что пропускная способность канала ТЧ - главный сдерживающий фактор увеличения возможного числа проверочных бит и как следствие этому - повышения помехоустойчивости системы):
где T б - длина одного тактового импульса.
Таким образом, в заданных условиях функционирования СПДИ, оптимальным количеством проверочных битов на каждый блок исходного сообщения кода Хэмминга, при котором вероятность появления битовой ошибки Pb кх будет минимальной , а среднее время безошибочной работы М-го канала телеметрии будет максимальным станет равным r ! = r =5 . В связи с этим, так как по условию к=10 (бит) , то n = k + r =15 (бит). Код Хэмминга в этом случае будет иметь вид, показанный для m=4, а именно , причем 1 бит из k бит кодового слова имеет смысл маркера кадра системы синхронизации, которая будет рассмотрена ниже.
Помехоустойчивое кодирование кодами Хэмминга, как показали расчеты, приводит к необходимости решения компромисса в СПДИ: кодирование с коррекцией ошибок требует избыточности, следовательно, увеличения скорости передачи информации и конечно увеличения полосы пропускания системы. Иными словами, в нашем случае, при кодировании кодом Хэмминга с параметрами (15,11) помехоустойчивость СПДИ увеличилась в 1.25 раза, т.е. , производительность СПДИ I c увеличилась примерно в 1.93 раза и стала сопоставима с пропускной способностью канала ТЧ, т.е. .
Схема кодера, удовлетворяющего условию (15,11) приведена на рис.4.1
Рис.4.1 Схема кодера, удовлетворяющего условию (15,11).
Схема декодера, удовлетворяющего условию (15,11) приведена на рис.4.2
Рис.4.2 Схема декодера, удовлетворяющего условию (15,11).
4.2 Определение эффективной скорости приема сигналов данных и оптимальной длины пер е даваемых слов
Для обеспечения заданной достоверности при передаче данных наряду с помехоустойчивым кодированием применяют обратные связи, использование которых также приводит к появлению избыточности и, следовательно, к уменьшению скорости передачи данных.
Эффективная скорость I эф i источника информации (или всей СПДИ I эфСПДИ ) показывает, как изменится скорость передачи исходного сообщения источника (группового сигнала системы) в канале связи, и зависит от состояния канала связи, оптимальной длины передаваемых слов, числа служебных разрядов, а также типа обратной связи. Как уже было сказано, в канале переспроса рассматриваемой СПДИ действует решающая обратная связь в виде однобитовых посылок импульсов. Поэтому выражение для I эф i будет иметь вид:
Для кода Хэмминга вида (15,11) составляющие выражения (4.15) будут иметь значения: n сл =15 -1=14 (бит) - разница между общим числом бит слова прямого канала и канала переспроса ( n кп =1 ); к=10 (бит) и r =5 (бит) ; Ii - информационная производительность источника информации, Р b пк - битовая вероятность ошибки в канале при применении кода (15,11), вероятность ошибки в принятом слове Р сл .
При этом необходимо учитывать время распространения сигналов по каналу t p . Примем - для стандартного КТЧ все параметры нормируются к длине канала l =1000 ( км ) ; с - скорость распространения радиоволны.
Эффективная скорость приема сообщений всей СПДИ будет рассчитываться как сумма эффективных скоростей приема сообщений источников:
Расчеты показали, что в процессе функционирования СПДИ в рассматриваемых условиях, эффективная скорость приема сообщения М-источника информации в приемнике, строго говоря, не равна информационной производительности самого источника информации, т.е.
такое же заключение можно сделать и для всей СПДИ, т.е.
Полученные значения и (при заданных условиях) показывают, что только на скорости передачи, не превышающей 25.5 (бит/с) сообщение от источника информации к получателю будет передано с предельной достоверностью. И только на скорости, не превышающей 2.04 (кбит/с) информация в СПДИ будет передаваться с предельной достоверностью.
Оптимальной длиной передаваемого слова Кс , как было отмечено, будет слово источника сообщения СПДИ, закодированное помехоустойчивым кодом Хэмминга с параметрами (15,11), при этом длина слова составит Кс=15 (бит).
5. Определение вида синхронизации, используемой в разрабат ы ваемой СПДИ
Для цифровых систем передачи информации, к которым относится разрабатываемая СПДИ, обязательным процессом при передаче сигналов является наличие синхронизации. В нашем случае для организации когерентного приема фазоманипулированных сигналов, а также временного уплотнения/разуплотнения сигналов, поступающих от источников информации, необходимо наличие четырех составляющих процесса синхронизации цифровых сигналов, а именно:
1. тактовой (или фазовой)- для синхронизации фазы поступающей в приемник несущей и ее копии. Этот процесс называется фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ), и характерен для когерентных СПДИ с бинарной фазовой манипуляцией. В результате ФАПЧ демодулятор приемника синхронизируется по частоте и фазе с несущей принятого сигнала.
2. канальной (или символьной) - для синхронизации моментов работы демодулятора приемника в соответствии с временными характеристиками несущей принятого сигнала, дискретно излучаемой передатчиком (т.е. синхронизация по битам (символам)).
3. кадровой - для синхронизации значимых моментов времени при временном способе уплотнения/ разделения каналов. Причем, на передаче - для уплотнения сигналов источников информации (канальных интервалов) в групповой цифровой сигнал (кадр), а на приеме - для разделения группового сигнала (кадра) на сигналы источников информации (временные канальные интервалы).
4. цикловой - для синхронизации значимых моментов времени при временном способе уплотнения/разделения кадров СПДИ. Причем, на передаче - для уплотнения кадров СПДИ в циклы системы, а на приеме - для разделения циклов СПДИ на кадры системы.
Рассмотрим подробнее эти составляющие процесса синхронизации, используемые в СПДИ. Для приемника когерентной бинарной фазовой манипуляции схема фазовой синхронизации будет иметь следующий вид, представленный на рис. 5.1
Рис.5.1 Схема фазовой (тактовой) синхронизации.
Контур ФАПЧ состоит из трех основных компонентов: детектора фазы (1), контурного фильтра (2) и генератора, управляемого напряжением (3).
Для любой СПДИ существуют ошибки синхронизации фазы и частоты принимаемого сигнала. Если контур не способен отследить все фазовые ошибки, то битовая вероятность ошибки будет больше теоретически достижимой, в нашем случае: , где в - ошибка рассогласования принятого несущей и опорного сигнала по фазе. В большинстве случаев, принимают в= 0.5, тогда
Для оптимальной демодуляции приемник системы должен синхронизироваться со значащими моментами поступающих цифровых символов. В случае если, исходные данные группового информационного радиосигнала приемнику не известны (как в нашем случае), то в качестве системы канальной (символьной) синхронизации используются синхронизаторы без использования данных. Характерно, что, как и в случае фазовой синхронизации, появляется дополнительная ошибка приема значащих моментов сигнала. [3]
Выражение для битовой вероятности ошибки в этом случае будет иметь следующий вид:
Чтобы входной цифровой сигнал имел смысл для приемника, приемник должен синхронизироваться с кадровой структурой принимаемого сигнала. Самым простым методом, используемым для обеспечения кадровой синхронизации в системах непрерывного трафика данных (к которым относится разрабатываемая СПДИ), является введение маркера кадровой синхронизации. В нашем случае, в качестве маркера кадра будем использовать отдельный бит, периодически вводимый передатчиком в групповой поток данных (а именно в начало каждого кодового слова). Приемник должен знать период введения бита кадровой синхронизации Т бк , потому как именно в этот промежуток времени система кадровой синхронизации будет сопоставлять (коррелировать) приемный сигнал с эталонной последовательностью.
Для разрабатываемой системы период повторения маркера кадра Т бк будет равен длительности кодового слова Т сл (или временного интервала Т ви )
Для различения кадров (временных интервалов) СПДИ принимаемых в групповом сигнале приемником, передатчик излучает с периодичностью Т б ц в канал связи маркер цикловой синхронизации (как простейший из вариантов реализации системы цикловой синхронизации). В нашем случае будем использовать отдельный бит, периодически вводимый передатчиком в групповой сигнал (в конце цикла, состоящего из 80 кадров).
Для разрабатываемой системы период повторения маркера цикла Т бц будет равен длительности цикла Т ц , а именно:
Рассчитаем битовую вероятность ошибки для сигналов кадровой и цикловой синхронизации. Аналитические соотношения будут иметь вид:
где ; - рассчитаны ранее; - энергия одного бита сигнала кадровой синхронизации, - энергия одного бита сигнала цикловой синхронизации:
I кКС - скорость передачи маркеров кадровой синхронизации, - скорость передачи маркеров цикловой синхронизации.
Подставим в (5.3) значение, полученное в (5.7), получим:
Для сигналов цикловой синхронизации , тогда в выражение (5.6) подставим значение . Получим:
Нарушение кадровой и цикловой синхронизации неминуемо приведет к срыву процесса передачи данных: приемник будет анализировать входящий сигнал до тех пор (при установленной тактовой и канальной синхронизации), пока не распознает маркерные биты кадровой и цикловой синхронизации.
6. Определение параметров временного УПЛОТНЕНИЯ абонен т ских СИГНАЛОВ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ
Ресурс связи СПДИ при временном уплотнении/разуплотнении распределяется между М источниками цифровой информации путем предоставления каждому из них всего спектра канала связи в течение отрезка времени, называемого временным интервалом Т ви . В нашем случае длительность временного интервала Т ви будет равна , где Т сл - длительность кодового слова (сообщения) источника , таким образом, время передачи 1 бита кодового слова Т б равна 0.01(с). Временные интервалы в устройстве объединения (мультиплексоре) объединяются в цикл Т Ц , длительность которого будет составлять . Иными словами за время 8с система
Многоканальная система передачи информации курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Сочинение По Внутренней Политике Ивана 4
Реферат На Тему Основные Этапы Развития Геополитики
Бобков Владимир Александрович Брянск Докторская Диссертация
Краткое Сочинение Про Чацкого
Курсовые Работы По Методике Преподавания Английского Языка
Дипломная работа по теме Право собственности и другие вещные права
Реферат: Новая и новейшая история
Контрольная Работа По Математике 4 Класс Годовая
Дистанционное Обучение Реферат
Реферат по теме Экспериментальная проверка помехозащищенности американской спутниковой навигационной системы GPS.
Дипломная работа по теме Оценка эффективности российского банковского сектора: метод анализа стохастической границы (МАСГ)
Курсовая работа: Теоремы Силова
Реферат по теме Философские взгляды Достоевского в рассказе "Кроткая"
Курсовая По Земледелию Проектирование Севооборотов
Курсовая работа: Механизация горных работ карьера. Скачать бесплатно и без регистрации
Физика 10 Кл Контрольные Работы
Жилище – как функциональная система. Процессы жизнедеятельности и функциональные места, их взаимосвязь. Примеры.
Курсовая работа по теме Автоматизация технологического процесса фильтрования
Концепция Личностного Знания М Полани Реферат
Дипломная работа по теме Організація ресурсної бази банків в Україні
Органы дознания и предварительного следствия - Государство и право курсовая работа
Общие тенденции в развитии и совершенствовании нормативной базы исполнительного производства в хозяйственных и арбитражных судах - Государство и право дипломная работа
Условия и порядок назначения наказания в виде исправительных работ - Государство и право курсовая работа