Основы кодирования и модулирования сигнала связи - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника контрольная работа

Расчет энергетической ширины спектра сообщения. Показатели средней квадратической погрешности квантования. Кодирование значения дискретного сигнала двоичным блочным примитивным кодом. Спектр модулированного сигнала. Структурная схема системы связи.


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.
Основы кодирования и модулирования сигнала связи
Исходные данные для расчетов приведены в таблице, где - мощность (дисперсия) сообщения, - показатель затухания функции корреляции, L -число уровней квантования, - постоянная энергетического спектра шума НКС, - отношение сигнал-шум (ОСШ) по мощности на входе детектора, АМ-амплитудная модуляция, НП-некогерентный прием.
Спектр сигнала на выходе дискретизатора
1. По заданной функции корреляции исходного сообщения
а) рассчитать интервал корреляции, спектр плотности мощности, начальную энерг е ти ческую ширину спектра сообщения
Так как область интегрирования положительная, то знак модуля можем опустить.
Рассчитаем энергетический спектр или спектр плотности мощности:
Найдем начальную энергетическую ширину спектра сообщения.
Для нахождения возьмем производную от и приравняем ее нулю
Подставляя в выражение для получаем.
б) построить в масштабе графики функции корреляции и спектра плотности мощности; отметить на них найденные в пункте а) пара метры
Считая, что исходное сообщение воздействует на идеальный фильтр нижних частот (ИФНЧ) с единичным коэффициентом передачи и полосой пропускания, равной начальной энергетической ширине спектра сообщения
а) рассчитать среднюю квадратическую погрешность фильтрации (СКПФ) сообщения, среднюю мощность отклика ИФНЧ, частоту и интервал време нной дискретизации отклика ИФНЧ
Средняя квадратическая погрешность фильтрации:
Найдем частоту и интервал временной дискретизации отклика ИФНЧ:
1. Полагая, что последовательность дискретных отсчетов на выходе дискретизатора далее квантуется по уровню с равномерной шкалой квантования
а) Рассчитать интервал квантования, пороги и уровни квантования, среднюю квадратическую погрешность квантования (СКПК);
где L=8 - количествоуровней квантования.
Пороги квантования находим из выражения:
Уровни квантования определяются следующими соотношениями:
Средняя квадратическая погрешность квантования (мощность шума квантования) равна:
соответственно мощности (дисперсии) входного и выходного сигналов квантователя,а коэффициентвзаимной корреляции между этими сигналами.
ФПВ гауссовской случайной величины х
распределение вероятностей дискретной случайной величины
Следовательно, получаем, что мощность шума квантования равна:
б) построить в масштабе характеристику квантования
2. Рассматривая отклик квантователя как случайный дискретный сигнал с независимыми значениями на входе L- ичного дискретного канала связи (ДКС)
а) рассчитать закон и функцию распределения вероятностей квантованного сигнала, а также энтропию, производительность и избыточность L- ичного дискретного источника;
Распределение вероятностей рассчитывается так:
Интегральное распределение вероятностей:
Производительность в ДКС определяется соотношением:
Избыточность последовательности источника:
б) построить в масштабе графики рассчитанных закона и фун кции распределения вероятностей
3. Закодировать значения L-ичного дискретного сигнала двоичным блочным примитивным кодом, выписать все кодовые комбинации кода и построить таблицу кодовых расстояний кода
При организации цифровой связи широкое распространение получило двоичное кодирование, когда кодовые символы принимают только два значения. Процедура кодирования состоит в следующем.
Физические уровни , вначале пронумеровываются, т.е. заменяются их номерами . Затем эти десятичные числа представляются в двоичной системе счисления с основанием 2. Это представление имеет вид:
двоичный кодовый символ (0 или 1) десятичногочисла ,расположенный в j-ой позиции кодовой комбинации
Образуется сигнал импульсно-кодовой модуляции (ИКМ)
Кодовым расстоянием между двумя двоичными кодовыми комбинациямии называют количество позиций, в которых одна кодовая комбинация отличается от другой
а) рассчитать априорные вероятности передачи по двоичному ДКС символов нуля и единицы, начальную ширину спектра сигнала ИКМ:
Т.к. среднее число нулей и среднее число едениц в сигнале ИКМ одинаково, то и вероятность их появления одинаковы:
4. Полагая, что для передачи ИКМ сигнала по непрерывному каналу связи (НКС) используется гармонический переносчик
а) рассчитать нормированный к амплитуде переносчика спектр модулированного сигнала и его начальную ширину спектра;
Разложение сигнала по гармоническим составляющим имеет следующий вид:
При не известной амплитуде вычисляют нормированный спектр
б) построить в масштабе график нормированного спектра сигнала дискретной модуляции и отметить на нем найденную ширину спектра
График нормированного спектра сигнала дискретной модуляции.
5. Рассматривая НКС как аддитивный гауссовский канал с ограниченной полосой частот, равной ширине спектра сигнала дискретной модуляции, и заданными спектральной плотностью мощности помехи и отношением сигнал-шум
а) рассчитать приходящиеся в среднем на один двоичный символ мощность и амплитуду модулированного сигнала, дисперсию (мощность) аддитивной помехи в полосе частот сигнала, пропускную способность НКС;
Мощность гауссовского белого шума в полосе пропускания ПФ геометрически определяется как площадь прямоугольника с высотой и основанием:
Учитывая, что начальное соотношение сигнал-шум(ОСШ)
на входе детектора приемника известно, находим мощность сигнала дискретной модуляции, обеспечивающей это ОСШ:
Рассчитаем приходящиеся в среднем на один двоичный символ мощность и амплитуду модулированного сигнала:
Пропускная способность НКС характеризует максимально возможную скорость передачи информации по данному каналу. Она определяется:
б) построить в масштабе четыре графика функций плотности вероятностей (ФПВ) мгновенных значений и огибающих узкополосной гауссовской помехи (УГП) и суммы гармонического сигнала с УГП.
ФПВ мгновенных значений УГП имеют вид гауссовского распределения с числовыми характеристиками -- математическое ожидание,
Огибающаягауссовской помехи распределена по закону Рэлея:
Огибающая принимаемой суммы гармонического сигнала + УГП подчиняется обобщенному распределению Рэлея:
Где модифицированная функция Бесселя нулевого порядка от мнимого аргумента
6. С учетом заданного вида приема (детектирования) сигнала дискретной модуляции
а) рассчитать среднюю вероятность ошибки в двоичном ДКС, скорость передачи информации по двоичному симметричному ДКС, показатель эффективности передачи сигнала дискретной модуляции по НКС;
За количественную меру помехоустойчивости в системах электросвязи принимают среднюю на бит вероятность ошибки:
При равенствах априорных вероятностей , а так же условных вероятностей (условие симметричности двоичного ДКС), средняя на бит вероятность ошибки равна
Скорость передачи информации по двоичному симметричному ДКС, когда определяется:
Т.к. вероятность ошибок для различных видов сигналов зависят от на входе детектора, то и зависит от ОСШ. Для сравнения скорости при данном виде модуляции и способе приема с пропускной способностью НКС вводят показатель эффективности
б) изобразить схему приемника сигналов дискретной модуляции и коротко описать принцип его работы, пояснить случаи, когда он выносит ошибочные решения.
Амплитудный детектор, представляющий собой нелинейный преобразователь и ФНЧ, выделяет огибающую принимаемого сигнала ДАМ, прошедшего полосовой фильтр с эффективной полосой пропускания равной. кдискретизатору подводятся отклик детектораипоследовательность дискретизирующих импульсов с периодом ,которые необходимы для взятия отсчета в середине посылки длительностью . В РУ (решающем устройстве) отсчеты сравниваются с пороговымнапряжением и принимается решение - передана 1, если , илипередан 0, если . Под действием помех в канале связи амплитудасигнала изменяется и РУ может ошибаться: при передаче 0 принимать 1 или же при передаче 1 принимать 0.
7. Рассматривая отклик детектора ПРУ как случайный дискретный сигнал на выходе L-ичного ДКС
а) рассчитать распределение вероятностей дискретного сигнала на выходе детектора, скорость передачи информации по L - ичному ДКС, относительные потери в скорости передачи информации по L - ичному ДКС;
Распределение вероятностей дискретного сигнала на выходе детектора определяется выражением:
где вероятность ошибки в двоичном симметричном ДКС; вероятность правильного приема двоичного символа,
Для определения скорости передачи информации по L -- ичному ДКС воспользуемся соотношением:
Зная производительность L -- ичного источника(скорость ввода информации в ДКС) и скорость передаваемой по ДКС информации находим величину относительных потерь в скорости:
б) построить в масштабе график закона распределения вероятностей отклика декодера и сравнить его с законом распределения вероятностей отклика квантователя.
10.Полагая ФНЧ на выходе ЦАП приемника идеальным с полосой пропускания, равной начальной энергетической ширине спектра исходного сообщения
а) рассчитать дисперсию случайных импульсов шума передачи на выходе интерполятора ЦАП, среднюю квадратическую погрешность шума передачи (СКПП) суммарную начальную СКП восстановления непрерывного сообщения (ССКП), относительную СКП (ОСКП);
Дисперсия случайных импульсов шума передачи на выходе интерполятора ЦАП определяется:
Гдевероятность ошибки в двоичном симметричном ДКС.
В виду того, что погрешность фильтрациишум квантования и шум передачи - независимые случайные процессы, то суммарная СКПвосстановления непрерывного сообщения будет равна сумме СКПуказанных процессов:
Тогда относительная суммарная СКП восстановленного сообщения, очевидно будет равна:
8. В виду того, что выбор начальной энергетической шириныспектра исходного сообщения не приводит к минимуму ОСКП, решить оптимизационную задачу: с помощью ЭВМ определить оптимальную энергетическую ширину спектра сообщения, доставляющую минимум относительной суммарной СКП его восстановления
Относительная суммарная СКП восстановления сообщения равна:
Не трудно показать, что относительные СКП фильтрации , квантования и передачи зависят от энергетической ширины спектра сообщения различным образом:
Где интегральный синус: интегральный закон распределения
Суммарная величина относительной СКП имеет минимум при оптимально выбранной энергетической ширине спектра исходного сообщения.
Источник сообщения - это некоторый объект или система, информацию, осостояние которой необходимо передать.
ФНЧ - ограничивает спектр сигнала верхней частотой.
Дискретизатор - представляет отклик ФНЧ в виде последовательности отсчетов
Квантователь - преобразует отсчеты в квантовые уровни; = 0, 1, 2... ;, где - число уровней квантования.
Кодер - кодирует квантованные уровни двоичным безызбыточным кодом, т. е. формирует последовательность комбинаций ИКМ.
Модулятор - формирует сигнал, амплитуда которого изменяются в соответствии с сигналом.
Выходное устройство ПДУ - осуществляет фильтрацию и усиление модулированного сигнала для предотвращения внеполосных излучений и обеспечения требуемого соотношения сигнал/шум на входе приемника.
Линия связи - среда или технические сооружения, по которым сигнал поступает от передатчика к приемнику. В линии связи на сигнал накладывается помеха.
Входное устройство ПРУ - осуществляет фильтрацию принятой смеси -сигнала и помехи.
Детектор - преобразует принятый сигнал в сигнал ИКМ.
Декодер - преобразует кодовые комбинации в импульсы.
Интерполятор и ФНЧ восстанавливают непрерывный сигнал из импульсов - отсчетов.
Получатель - некоторый объект или система, которому передается информация.
1. В.Г. Санников - Методические рекомендации по выполнению курсовой работы-М.:1996.
2. Прокис Дж. Цифровая Связь. Перевод с английского под редакцией Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь. 2000.
3. Теория электрической связи под редакцией Д.Д. Кловского М.: Радио и связь 1998.
Определение плотности, мощности, начальной энергетической ширины спектра цифрового сигнала. Пороги и уровни, средняя квадратическая погрешность квантования. Расчет показателей дискретного канала связи. Спектр импульсно-кодовой модуляции и шумовых помех контрольная работа [1,7 M], добавлен 05.12.2012
Изображение структурной схемы смешанной системы связи, проектирование сигналов в различных её сечениях. Расчет спектра плотности мощности сообщения, энергетической ширины спектра и интервала корреляции. Схема приемника сигнала дискретной модуляции. курсовая работа [706,4 K], добавлен 09.03.2013
Структура канала связи. Расчет спектральных характеристик модулированного сигнала, ширины спектра, интервала дискретизации сигнала и разрядности кода, функции автокорреляции, энергетического спектра, вероятности ошибки в канале с аддитивным белым шумом. курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.02.2013
Определение 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 07.02.2013
Расчет спектра и энергетических характеристик сигнала. Определение интервалов дискретизации и квантования сигнала. Расчет разрядности кода. Исследование характеристик кодового и модулированного сигнала. Расчет вероятности ошибки в канале с помехами. курсовая работа [751,9 K], добавлен 07.02.2013
Определение 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
Схема 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 07.02.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Основы кодирования и модулирования сигнала связи контрольная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат по теме Структура социального действия
Реферат: Argument For Keeping Repeat Offenders In Jail
Реферат по теме Подростковая и юношеская сексуальность в России
Реферат: Антидепрессант из группы трициклических соединений, производное дибензоциклогептадина
Контрольная Работа На Тему Перцептивная Функция Общения. Формы Трансакций
Урок Русского Эссе Языка В 11
Восприятие И Его Виды Реферат
Реферат: Человеческое сознание и интеграция знаний
Реферат по теме Искусство древних цивилизаций Востока. Общие черты и особенности
Реферат: Поиск и сохранение информации в сети Интернет
Шпаргалка: Повні відповіді на білети, розроблені Мадей з соціальної культурології. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная работа: Развитие рабочей силы в системе непрерывного образования
Курсовая Работа На Тему Електромеханічна Система
Сочинение Про 3 Периода Осени
Научные Реферат Пример
Реферат На Тему Роль Религиозных Конфессий В Духовной Жизни Российского Общества
Курсовая работа по теме Придворное общество Франции по мемуарам герцога Сен-Симона
Контрольная Работа На Тему Брак, Семья И Проблема Одиночества
Реферат по теме Криминалистическая тактика следственного осмотра и освидетельствования
Воспитание У Детей Культуры Поведения Контрольная Работа
Розробка бізнес-плану і керування витратами по відхиленнях - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Маргарет Тэтчер - История и исторические личности контрольная работа
Материально-производственные запасы предприятия - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа