Разработка модема и кодека для системы передачи данных - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Главная
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Разработка модема и кодека для системы передачи данных
Структурная 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.
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.
Разработать модем и кодек для системы передачи данных, удовлетворяющие следующим исходным данным:
1. Передаваемая информация представляет собой набор из 20 сообщений
X=0..19, имеющих райсов закон распределения с параметрами M=13, D=3, со скоростью передачи 850 бод.
2. Передача осуществляется по радиоканалу с помехами. Диапазон частот 440 МГц, полоса канала 25 кГц, напряженность поля шумов 3 мкВ/м.
3.Требования к системе. Минимальное количество исправляемых двоичных ошибок 0, максимальная мощность передатчика 200Вт, антенная с круговой диаграммой направленности, Ku=6дБ, высота подвеса 20м, высота приемной антенны 1м, дальность действия 110 км, вероятность ошибки символа 7Е-12
Система сбора и передачи информации предназначена для трансляции на удаленные пункты, а также контроля информации (видео, тревожной, голосовой, передачи данных Ethernet) посредством радиоволн, волоконно-оптических линий связи, GSM, световых пучков и др. методов.
Разработки систем связи последнего времени используют не только возможности современных технологий, но и достижения современной теории связи, позволяющие повысить не только объемы передаваемой информации, но и качество передачи сообщений (верность связи).
Современная теория связи использует как детерминированные модели сигналов, так и вероятностные модели для передаваемых общений, соответствующих им сигналов и помех (шумов) в канале. Вероятностный подход учитывает случайный (для получателя) характер передачи сообщений и помех в канале и позволяет определить оптимальные приемные устройства (обеспечивающие максимально возможное качество) и предельные показатели систем передачи сообщений (систем связи).
При передаче данных по каналу связи необходимо учитывать и отслеживать такие параметры как пропускная способность канала связи, правильность принятых сообщений, соответствующие виды кодирования и в случае необходимости секретность передаваемых сообщений.
1 . Структурная схема систем ы передачи дискретных сообщений
Системой связи называется совокупность технических средств для передачи сообщений от источника к получателю. Этими средствами являются источник сообщения, передающее устройство, линия связи, приемное устройство и получатель сообщения.
На рис.1 изображена структурная схема одноканальной системы передачи дискретных сообщений. Устройство, преобразующее сообщение в сигнал, называют передающим, а устройство, преобразующее принятый сигнал в сообщение - приемным. Линией связи называется физическая среда и совокупность средств, используемых для передачи сигналов от передатчика к приемнику.
Рис. 1 Структурная схема одноканальной системы передачи данных сообщений
Преобразование сообщения обычно осуществляется в виде двух операций - кодирования и модуляции. Кодирование представляет собой преобразование сообщения в последовательность кодовых символов, а модуляция - преобразование этих символов в сигналы, пригодные для передачи по каналу связи.
С помощью первичного преобразования (кодирования) в передающем устройстве сообщение а k , которое может иметь любую физическую природу, преобразуется в первичный цифровой сигнал b ( t ) . Посредством модуляции первичный сигнал b ( t ) (обычно низкочастотный), превращается во вторичный (высокочастотный) сигнал s ( t ) , пригодный для передачи по используемому каналу.
Преобразование сообщения в сигнал должно быть обратимым. В этом случае по выходному сигналу можно восстановить входной первичный сигнал, то есть получить всю информацию, содержащуюся в переданном сообщении. В противном случае часть информации будет потеряна при передаче.
В реальном канале сигнал u ( t ) при передаче искажается и сообщение воспроизводиться с некоторой ошибкой. Причиной таких ошибок являются как искажения, вносимые самим каналом, так и помехи n ( t ) , воздействующие на сигнал.
Реализация кодирования и модуляции на передающей стороне всегда предполагает применение обратных процедур - декодирования и демодуляции.
В результате демодуляции последовательность элементов сигнала преобразуется в последовательность кодовых символов. Затем по кодовым символам восстанавливаются сообщения. Данное преобразование называется декодированием.
2 . Выбор оптимального типа кодирования
Минимальная длина кодовой комбинации равномерного кода, которым можно закодировать 20 сообщений определяется как наибольшее ближайшее целое к log20. Это будет 5.
n ср =2*(P14+P15)+3*(P12+P13+P16)+4*P17+5*P11+6*P18+7*P10+8*P19+9*P9+10*P20+11*P8+12*P7+13*P6+14*P5+15*P4+16*P3+17*(P1+P2)=2.863
дискретный кодирование энтропия хаффман
Таким образом, полученный код длиннее оптимального в процентах на:
Применение эффективного кодирования имеет смысл, так как средняя длина кодовой комбинации эффективного (оптимального) кода округленная до ближайшего большего целого, меньше длины примитивного кода N < n пр .
Информационная скорость на выходе оптимального кодера составит
где v - скорость передачи дискретного источника;
В качестве помехоустойчивого кода выберем код Хемминга. Данный код, как и все блочные коды, можно формировать несложными кодирующими устройствами пассивного типа (требуются лишь типовые устройства, такие как регистры сдвига, сумматоры и умножители, построенные на типовых элементах цифровой техники: ключах, триггерах, и пр.).
Информационные символы представляют собой оптимальный код неравномерной длины. Поэтому применим помехоустойчивое кодирование для каждых трех символов, следующих последовательно, то есть количество информационных символов k = n ср =5.
Минимальное кодовое расстоянием: d = 2 . Количество проверочных символов необходимых для того, чтобы минимальное кодовое расстояние линейного кода достигало значения d равно r2d-2-log 2 d r=1
Длина кодовой комбинации составит n = k + r = 5 + 1 = 6 .
Кодовые комбинации будут определяться как
где b - вектор-строка информационных символов;
G к - порождающая матрица, приведенная к каноническому виду.
Каноническая матрица G к имеет вид:
Проверим правильность кода, при этом должен получиться нулевой синдром:
4 . Выбор вида модуляции и расчет параметров системы .
Минимальное кодовое расстояние: d = 2
Техническая скорость на выходе помехоустойчивого кодера составит:
Частота модулирующего колебания определяется информационной скоростью на выходе помехоустойчивого кодера v пх : F = v пх = 3400 Гц .
При выборе вида модуляции нам необходимо учесть следующие условия:
Обеспечить вероятность ошибки передачи символа р=7 *10 -1 0
Передача ведется антенной с круговой диаграммой направленности K U =6дБ на фоне шумов Е ш =3 мкВ/м ;
Максимальная мощность передатчика 200Вт;
Напряженность поля на входе приемной антенны:
где Р - мощность передатчика [Вт];
К - коэффициент усиления антенны [разы];
h 1 - высота подъема передающей антенны [м];
h 2 - высота подъема приемной антенны [м];
r - расстояние между передатчиком и приемником(радиус действия антенны) [м];
При ЧМ отношение сигнал - шум на входе приемной антенны и на выходе демодулятора равны:
где Р ош.пр. - вероятность ошибочного приема символа;
с - отношение «сигнал - шум» на выходе демодулятора
При коэффициенте модуляции m=2, заданная вероятность ошибки не выполняется.
Ее можно обеспечить следующими способами: увеличить мощность передатчика, увеличить высоту антенн, на приемной стороне поставить оптимальный различитель или изменить индекс модуляции.
При коэффициенте модуляции m=3, заданная вероятность ошибки не выполняется.
Т.е.в этом случае получили необходимую вероятность ошибки.
где q и - количество исправляемых ошибок линейным блочным двоичным кодом;
- биномиальный коэффициент, равный числу различных сочетаний н ошибок в блоке длинной n ;
Р ош. пр. - вероятность ошибочного приема.
Проделав данный курсовой проект, мною были изучены основные принципы построения и расчета систем передачи цифровой информации. А именно согласно заданию проведен выбор типа оптимального кодирования и помехоустойчивого кодирования, выбор вида модуляции в канале связи, расчет вероятности ошибки символа при передаче сообщения.
Таким образом, в разработанной системе передаваемая информация имеет набор из 20 сообщений X=0..19, имеющих закон распределения Релея, со скоростью передачи 850 бод с параметрами М=13, D=3 . Для передачи этих сообщений по радиоканалу они подвергаются оптимальному кодированию. При оптимальном кодировании используется код Хаффмана. В системе используется частотная модуляция причем полоса модулированного сигнала 6400Гц, которая дает возможность уместить передаваемые сообщения в канал 25кГц. В результате рассчитанная в системе помехоустойчивое кодирование позволяет уменьшить вероятность ошибки символа до p=4,352·10 -13 , что меньше заданной Р 0 = 7 ·10- 1 2
Исследование 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 14.01.2013
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
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. курсовая работа [233,6 K], добавлен 20.10.2014
Принципы 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 18.10.2014
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
Функции 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 13.02.2012
Модели частичного описания дискретного канала. Система с РОС и непрерывной передачей информации (РОС-нп). Выбор оптимальной длины кодовой комбинации при использовании циклического кода в системе с РОС. Длина кодовой комбинации. курсовая работа [664,4 K], добавлен 26.01.2007
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
Разработка модема и кодека для системы передачи данных курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Отзыв Руководителя Диссертации Примеры
Контрольная Работа Номер 3 Молекулярная Физика
Курсовая работа по теме Международная торговля товарами, услугами и контрактные модели ведения международного бизнеса
Сочинение Босоногий Гарнизон Для 5 Класса
Пьеса Гроза Сочинение 10 Класс Темное Царство
Краткое Сочинение На Тему Гранатовый Браслет
Хорошо Весной Сочинение
Сочинение Нужно Ли Читать Книги В Современности
Дипломная работа: Налогообложение образовательных учреждений
Доклад по теме Александр Иванов-Крамской
Эссе На Тему Мусора На Английском
Курсовая работа: Происхождение эукариотических клеток. Скачать бесплатно и без регистрации
Особенности Развития Ощущений И Восприятия Реферат
Реферат: Rainforest Essay Research Paper IntroductionAs destruction of
Эссе Психологические Особенности Пожилых Людей
Реферат На Тему Расцвет Древнегреческой Риторики: Демосфен И Исократ
Курсовая работа по теме Организационные подходы к открытию аптеки
Курсовая работа по теме Исследование управленческого потенциала менеджера
Курсовая работа по теме Культура Древнего Египта
Реферат по теме Сравнение коммутирующих концентраторов
Стадії порушення кримінальної справи - Государство и право реферат
Наличие и движение материальных ценностей - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа
Способы изложения правовой нормы в правовых актах - Государство и право курсовая работа