Расчет системы передачи дискретных сообщений - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Информационные 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.


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.

1. Постановка задачи курсового проекта
3.1 Структурная схема системы передачи сообщения
3.3 Расчет информационных характеристик источника сообщений и первичных сигналов
3.4 Расчет помехоустойчивости демодулятора сигнала аналоговой модуляции
3.5 Выбор корректирующего кода и расчет помехоустойчивости системы связи с кодированием
3.6 Расчет эффективности системы связи
Понятия информации и сообщения употребляются довольно часто. Эти близкие по смыслу понятия сложны и дать их точное определение через более простые нелегко. Слово информация происходит от латинского informatio - разъяснение, ознакомление, осведомлённость. Обычно под информацией понимают совокупность сведений, данных о каких-либо событиях, явлениях или предметах.
Для передачи или хранения информации используют различные знаки (символы), позволяющие выразить (представить) её в некоторой форме. Этими знаками могут быть слова и фразы в человеческой речи, жесты и рисунки, формы колебаний, математические знаки и т.п. Совокупность знаков, отображающих ту или иную информацию, называют сообщением.
Физический процесс, отображающий (несущий) передаваемое сообщение, называется сигналом.
В качестве сигнала можно использовать любой физический процесс, изменяющийся в соответствии с переносимым сообщением. В современных системах управления и связи чаще всего используют электрические сигналы. Физической величиной, определяющей такой сигнал, является ток или напряжение. Сигналы формируются путём изменения тех или иных параметров физического носителя в соответствии с передаваемым сообщением. Этот процесс (изменения параметров носителя) принято называть модуляцией.
Сигнал передаёт (развёртывает) сообщение во времени. Если сигнал представляет собой функцию x(t), принимающую только определённые дискретные значения х (например, 1 и 0), то его называют дискретным или дискретным по уровню (амплитуде). Точно так же и сообщение, принимающее только некоторые определённые уровни, называют дискретным. Если же сигнал (или сообщение) может принимать любые уровни в некотором интервале, то они называются непрерывными или аналоговыми.
Случайный характер сообщений, сигналов, а также помех обусловил важнейшее значение теории вероятностей в построении теории связи.
1. Постановка задачи курсового проекта
Сообщение непрерывного источника передается по каналу связи методом ИКМ. В канале связи с постоянными параметрами и аддитивным белым гауссовым шумом используется помехоустойчивое кодирование и модуляция гармонического переносчика.
В табл. 1 приведены исходные данные:
1. Источник сообщений задан первичным сигналом b(t) с нулевым средним значением и следующими параметрами:
- плотностью вероятности мгновенных значений p(b) - нормальным распределением (НР), двусторонним экспоненциальным распределением (ДЭР), либо равномерным распределением на интервале (-b max , b max ) (PP);
- коэффициентом амплитуды (пик-фактором) K a ;
- максимальной частотой спектра F max .
2. Допустимое отношение сигнал/шум на входе получателя с вых .
3. ИКМ преобразование непрерывного сигнала в цифровой производится с использованием равномерного квантования, отношение сигнал/шум квантования с кв .
4. Метод модуляции гармонического переносчика.
5. Способ приема: когерентный либо некогерентный.
6. Энергетический выигрыш кодирования (ЭВК).
2. Требование к выполнению задания
1. Структурная схема ЦСП . Изобразить структурную схему цифровой системы передачи непрерывных сообщений Пояснить назначение каждого блока, дать определение основных параметров, характеризующих каждый блок.
3. Расчет информационных характеристик источника сообщений и первичных сигналов . Сформулировать требования к пропускной способности канала связи.
4. Расчет помехоустойчивости демодулятора. Для заданных вида модуляции и способа приема рассчитать и построить график зависимости вероятности ошибки двоичного символа на выходе демодулятора от отношения сигнал/шум p = f ( h 2 ) ; определить требуемые отношения сигнал/шум h 2 у 1 и ( P s / N 0 ) ц1 , при которых обеспечивается допустимая вероятность ошибки символа на входе ЦАП р у .
5. Выбор корректирующего кода и расчет помехоустойчивости системы связи с кодированием. Для заданных вида модуляции, способа приема и энергетического выигрыша кодирования выбрать корректирующий код, вероятность ошибки символа на выходе декодера р Д ? Р у . Рассчитать и построить зависимость вероятности ошибки символа на выходе декодера от отношения сигнал/шум на входе демодулятора p Д = f 1 ( h у 2 ) . Определить полученный ЭВК. Определить требуемое отношение сигнал/шум на входе демодулятора ( P s / N 0 ) ц2 , при котором ( P s / N 0 ) a .
6. Расчет и сравнение эффективности систем передачи непрерывных сообщений . Произвести расчеты и сравнения информационной, энергетической и частотной эффективности рассчитываемой системы связи для двух вариантов передачи - с помехоустойчивым кодированием и без него. Построить график предельной зависимости в = f ( г ). На этом рисунке точками отразить эффективность двух вариантов передачи. Сравнить показатели эффективности двух вариантов передачи между собой и с предельной эффективностью. Сделать выводы по результатам сравнения.
7. Заключение. Сделать выводы по курсовой работе в целом.
3.1 Структурная схема системы передачи сообщения
Рис. 1. Структурная схема системы передачи сообщений вариант 1.
- максимальная частота спектра первичного сигнала F max ;
- плотность вероятности мгновенных значений первичного сигнала p ( b ) ;
- средняя мощность первичного сигнала P b ;
- пик-фактор первичного сигнала K a ;
- допустимое отношение сигнал/шум на входе получателя с вых ;
- допустимое значение сигнал/шум квантования с кв ;
- в АЦП производится равномерное квантование.
- составить и описать структурные схемы АЦП и ЦАП;
- определить интервал дискретизации Т Д и частоту дискретизации f Д ;
- определить число уровней квантования L и значность двоичного кода n;
- рассчитать длительность двоичного символа T у ;
- рассчитать отношение сигнал/шум квантования с кв при выбранных параметрах АЦП;
- рассчитать допустимую вероятность ошибки символа р у в канале связи (на входе ЦАП).
Частота дискретизации выбирается из условия: f Д ? 2 F ma x.
Интервал дискретизации равен: ТД = 1/6=0,16
Для того, чтобы ФНЧ не вносили линейных искажений в непрерывный сигнал, граничные частоты полос пропускания ФНЧ должны удовлетворять условию: f 1 ? F max .
Для того, чтобы исключить наложение спектров S b ( f ) и S b ( f - f Д ), а также обеспечить ослабление восстанавливающим ФНЧ составляющих S b ( f - f Д ), граничные частоты полос задерживания ФНЧ должны удовлетворять условию: f 1? ( f Д - F max ). Выберем f 2 = 3,6 кГц;
Чтобы ФНЧ не были слишком сложными, отношение граничных частот выбирают из условия: f 2/ f 1= 1,3…1,4.
3,6/2,6=1,38 - условие выполняется.
При проведении расчетов заданные в децибелах отношения сигнал/помеха необходимо представить в разах:
Помехоустойчивость системы передачи непрерывных сообщений определяется величиной:
Из этой формулы найдем мощность помехи на выходе ЦАП:
В системе цифровой передачи методом ИКМ мощность помехи на выходе ЦАП определяется:
Где - средняя мощность шума квантования; - средняя мощность шумов ложных импульсов.
Если задано отношение сигнал/шум квантования с кв , то
найдем среднюю мощность шумов ложных импульсов:
Мощность шума квантования выражается через величину шага квантования ? b :
Первичный сигнал b(t), подлежащий преобразованию в цифровой сигнал, принимает значения от b min до b max и интервал (b min , b max ) подлежит квантованию. Если значение b max не задано, то оно определяется с помощью соотношения:
У сигналов со средним значением равным нулю b min = - b max , т.е
Минимально возможное число уровней квантования определяется:
Число уровней квантования L выбирается как такая целая степень числа 2, при которой L ? L min .
После выбора величины L рассчитаем отношение сигнал/шум квантования:
Длительность двоичного символа на выходе АЦП:
Допустимая вероятность ошибки символа р у на входе ЦАП:
3.3 Расчет информационных характеристик источника сообщений и первичных сигналов
связь помехоустойчивость аналоговый модуляция
- плотность вероятности мгновенных значений первичного сигнала p ( b ) ;
- максимальная частота спектра первичного сигнала F max ;
- отношение средней мощности первичного сигнала к средней мощности ошибки воспроизведения на выходе системы передачи с вых .
- эпсилон-энтропия источника Н е ( B );
- коэффициент избыточности источника ч ;
- производительность источника R u .
Дифференциальная энтропия сигнала зависит от вида распределения вероятностей p ( b ) и дисперсии сигнала , и соответствующая расчетная формула для её вычислений приведена в табл. 2. У сигналов со средним значением равным нулю , т.е.
Таблица 2. Дифференциальная энтропия для некоторых законов распределения случайных величин
Дифференциальная энтропия, бит/отсчет
Эпсилон-энтропия источника вычисляется по формуле:
Максимально возможное значение H е max ( B ) , достигаемое при нормальном распределении вероятности сигнала вычисляется по формуле:
Коэффициент избыточности источника ч вычисляется по формуле:
3.4 Расчет помехоустойчивости демодулятора сигнала аналоговой модуляции
- допустимое отношение сигнал/помеха на выходе демодулятора с вых ;
- канал связи с постоянными параметрами и аддитивным белым гауссовым шумом со спектральной плотностью мощности N 0 ;
- параметры первичного сигнала - пик-фактор K a и максимальная частота спектра F max .
- зависимость с вых = f ( с вх ) ;
- требуемое отношение средней мощности сигнала к удельной мощности шума P s / N 0 на входе демодулятора.
При фазовой модуляции выигрыш определяется:
Где m фм - индекс фазовой модуляции;
Определим ориентировочное значение m ф м , при котором демодулятор будет работать в области порога:
Найдем коэффициент расширения полосы частот при ФМ:
Выражение, описывающее зависимость с вых = f ( с вх ) при любых с вх можно получить на основе импульсной теории порога:
Входящая в выражение величина m фм неизвестна и подлежит выбору. Также недопустимо, чтобы с вх были меньше с пр . Поэтому значение индекса m фм ограничено сверху условием работы демодулятора выше порога.
Используя выражение, описывающее зависимость с вых = f ( с вх ) , построим графики 4-ёх зависимостей с вых = f ( с вх ) для значения m ф м , полученного выше, и значений m фм = ±2 и m фм = ±4. По полученным зависимостям определяют значение m ф м , при котором с вых равно допустимому, а с вх находится в области или несколько выше порога.
Выберем наибольшее с вх =8,3 дБ, при m фм = 8.
Найдем ширину спектра модулированного сигнала для ФМ:
3.5 Выбор корректирующего кода и расчет помехоустойчивости системы связи с кодированием
- вид модуляции в канале связи и способ приема;
- допустимая вероятность ошибки двоичного символа на выходе декодера р у ;
- отношение сигнал/шум на выходе демодулятора h 2 у1 , обеспечивающее допустимую вероятность ошибки р у в канале кодирования;
- длительность двоичного символа на входе кодера корректирующего кода T у .
- выбрать и обосновать параметры кода: значность n , число информационных символов кодовой комбинации k и кратность исправляемых ошибок q u ;
- рассчитать зависимость вероятности ошибки символа на выходе декодера от отношения сигнал/шум на входе демодулятора
- вычислить требуемое отношение P s / N 0 на входе демодулятора.
Согласно заданию на курсовую работу выбрали код Хемминга (120,127) как самый оптимальный с параметрами:
При декодировании с исправлением ошибок вероятность ошибочного декодирования определяется из условия, что число ошибок в кодовой комбинации на входе декодера q превышает кратность исправляемых ошибок:
где p - вероятность ошибки двоичного символа на входе декодера.
Для ФМ-2 и когерентного способа приема выберем формулу:
где отношения сигнал/шум на входе демодулятора:
Переход от вероятности ошибочного декодирования Р ОД к вероятности ошибки двоичного символа с Д выполняется по формуле:
Рассчитаем зависимость, характеризующую помехоустойчивость канала связи с кодированием. Построим график зависимости с = f ( h 2 ) для канала связи без помехоустойчивого кодирования и зависимости
для канала связи с помехоустойчивым кодированием.
Зависимость вероятности ошибки символа на выходе декодера от отношения сигнал/шум на входе демодулятора при использовании выбранного кода:
По этой зависимости определим требуемое отношение сигнал/шум h 2 у2 на входе демодулятора, при котором обеспечивается допустимая вероятность ошибки символа на выходе декодера, т.е. с Д = р у (пункт 1.2).
Рис. 6. - график зависимости с = f ( h 2 )
По найденному значению h 2 у2 и полученному при расчете помехоустойчивости демодулятора значению h 2 у1 определяют ЭВК по формуле:
ЭВК получилось положительным, а это в свою очередь говорит нам о том, что код Хемминга (k=120, n=127) подходит для кодирования модулированного изначального сигнала с фазовой модуляцией (ФМ-2).
Определим требуемое отношение сигнал/шум на входе демодулятора в канале связи с кодированием:
3.6 Расчет эффективности системы связи
- тип канала связи - канал с постоянными параметрами и аддитивным белым гауссовским шумом;
- метод модуляции и параметры, определяющие ширину спектра модулированного сигнала и полосу пропускания канала связи;
- отношение P s /N 0 на выходе канала связи, при котором обеспечивается заданное качество воспроизведения сообщения;
Пропускная способность непрерывного канала связи определяется формулой Шеннона:
При передаче сигналов дискретной модуляции минимально возможная ширина спектра сигналов определяется пределом Найквиста: при AM, ФМ ОФМ и КАМ.
длительность элемента модулированного сигнала; Тс длительность двоичною символа на входе демодулятора:
T S =1.7*10-3* log 2(32)=8.5*10 -3 [сек]
Так как используется помехоустойчивое кодирование, тогда
T c = 3*10-3*4/7= 1.7*10 -3 [сек] ;
где n и k - параметры корректирующего кода.
Пропускную способность непрерывного канала связи следует рассчитать для всех рассмотренных в курсовой работе вариантов передачи непрерывных сообщений: вариант аналоговой передачи и 2 варианта цифровой передачи - с помехоустойчивым кодированием и без него.
Необходимо рассчитать и построить график предельной зависимости (рис.3). Значения в и г откладывают в логарифмических единицах.
Рис.3. Коэффициент эффективности для всех вариантов передачи.
В результате выполнения курсовой работы выяснилось, что система передачи дискретных сообщений без кодирования намного неэффективнее этой же системы, с кодированием, что видно из результатов подсчета и рисунка 2 (отношение вероятности ошибки бита на входе декодера без кодирования p(b) и с кодированием p d (b) от отношения сигнал шум.)
1. Цифровая связь: учебник для вузов/ Д.Д. Кловский, Б.И. Николаев - М.: Радио и связь, 2000. - 800 с.;
2. Теория электрической связи: учебник для вузов/А.Г. Зюко, Д.Д. Кловский, М.В. Назаров.- М.: Радио и связь, 1999. - 432 с.: 204 ил.;
3. Теория электрической связи: методические рекомендации по выполнению курсового проекта/ Р.П. Краснов - Воронеж: МИКТ, 2009. - 44с.
4. Теория передачи сигналов: учебник для вузов/ А.Г. Зюко, Д.Д. Кловский, М.В. Назаров, Л.М. Финк.- М.: Радио и связь, 1986. - 302 с.
Расчет 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 22.03.2014
Структурная 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 22.04.2011
Расчет 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 02.12.2014
Методы 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 03.05.2015
Методы 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 10.08.2009
Расчет 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 03.12.2014
Расчет характеристик системы передачи сообщений, ее составляющие. Источник сообщения, дискретизатор. Этапы осуществления кодирования. Модуляция гармонического переносчика. Характеристика канала связи. Обработка модулируемого сигнала в демодуляторе. контрольная работа [424,4 K], добавлен 20.12.2012
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



Расчет системы передачи дискретных сообщений курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат по теме Субъекты правовых отношений системы нотариата в России
Защитительная Речь Адвоката Реферат
Курсовая работа: Монтаж строительных конструкций многоэтажного промышленного здания
Дипломная работа по теме Институт наследования в гражданском праве
Реферат по теме Роль ЮНЕСКО в защите прав человека. Культура мира - Программа ЮНЕСКО
Дневник Практики Студента Воспитателя Заполненный
Реферат: Современные проблемы управления государственной собственностью
Международный Банк Реконструкции И Развития Реферат
Реферат На Тему Конституционное Право
Субъект Преступления Понятие Признаки Виды Курсовая Работа
Реферат: Space Station Essay Research Paper The International
Как Я Понимаю Национальную Идею Эссе
Реферат: Культура Древней Греции 12
Курсовая работа по теме Теоретические основы социальной политики и механизмы её реализации в Республике Беларусь
Воспаление Симптомы Характер Течение Воспаления Реферат
Учебное пособие: Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы студентам заочной формы обучения по специальности 080401. 65
Контрольная работа: Возникновение российской государственности. Древняя Русь. Киевская Русь
На Что Способна Музыка Сочинение
Фипи Сочинение Огэ
Реферат На Тему Политика, Свобода И Демократия
Массовые беспорядки, совершаемые осуждёнными в исправительных учреждениях (уголовно-правовой и криминологический аспекты) - Государство и право автореферат
Іменники – назви рослин та їх використання в усній народній творчості - Иностранные языки и языкознание курсовая работа
История образования СССР - История и исторические личности доклад