Разработка программного имитатора цифрового канала связи с применением помехоустойчивого кодирования - Программирование, компьютеры и кибернетика дипломная работа

Главная

Программирование, компьютеры и кибернетика
Разработка программного имитатора цифрового канала связи с применением помехоустойчивого кодирования

Изучение работы цифрового интерфейса, способ осуществления помехоустойчивого кодирования. Выбор среды программирования. Разработка структуры программного обеспечения и методики его тестирования. Создание алгоритмов работы имитатора цифрового канала 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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Пояснительная записка состоит из 130 страниц, включает в себя 35 рисунков, 7 таблиц, 1 приложение. При работе были использованы 14 источников.
АНАЛОГО-ЦИФРОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ, КОДИРОВАНИЕ, ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ, ИНТЕРФЕЙС, МОДУЛЯЦИЯ, КАНАЛ СВЯЗИ, ДЕТЕКТИРОВАНИЕ, ДЕКОДИРОВАНИЕ, ЦИФРО-АНАЛОГОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ, АУТЕНТИФИКАЦИЯ, АВТОРИЗАЦИЯ, МОДЕЛИРОВАНИЕ, ПРОГРАММИРОВАНИЕ.
Цель работы - разработка программного пакета, позволяющего имитировать работу цифрового канала связи, задавать различные параметры и снимать характеристики.
В результате выполнения работы сформулированы требования к программному обеспечению, изучены теоретические материалы по работе цифрового интерфейса, помехоустойчивому кодированию, выбрана среда программирования, разработаны структура программного обеспечения и алгоритмы работы имитатора, создан интерфейс для отображения результатов работы и взаимодействия с пользователем, разработаны методика работы с программным обеспечением и методика отладки и тестирования программного обеспечения.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
1.2 ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ БЛОКОВ ИНТЕРФЕЙСА
1.2.3 КВАНТОВАНИЕ ПО УРОВНЮ И КОДИРОВАНИЕ
1.2.8 ЦИФРО-АНАЛОГОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ
1.3 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
1.4 РАЗРАБОТКА ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
1.6 РАЗРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ
1.7 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАБОТЫ С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ
1.7.1 УСТАНОВКА И УДАЛЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
1.7.2 РАБОТА С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ
1.8 ПРИМЕРЫ РАБОТЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИМИТАТОРА
2.2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ВИДА ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
2.3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СРЕДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
2.4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОТЛАДКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ И В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
3.1 РАСЧЁТ ЗАТРАТ НА МАТЕРИАЛЫ И КОМПЛЕКТУЮЩИЕ ИЗДЕЛИЯ
3.2 РАСЧЁТ ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ НА СОЗДАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
3.3 РАСЧЁТ ЕДИНОГО СОЦИАЛЬНОГО НАЛОГА
3.5 РАСЧЁТ ЗАТРАТ НА СОДЕРЖАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЮ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ
4. РАЗДЕЛ ОХРАНЫ ТРУДА, ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И БЖД
4.1 АНАЛИЗ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ ПРИ РАБОТЕ НА ЭВМ
4.2 МЕРОПРИЯТИЯ ПО НОРМИРОВАНИЮ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ
4.3.2 РАСЧЁТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СЕТИ
4.3.3 ВЫБОР ВЕНТИЛЯТОРА И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
API - application programming interface
IEC - international electro technical commission
ISO - international organization for standardization
АЦП - аналого-цифровой преобразователь
ГПИ - графический пользовательский интерфейс
КПД - коэффициент полезного действия
ОВПФ - опасные и вредные производственные факторы
ПЭВМ - персональная электронная вычислительная машина
ТПИ - текстовый пользовательский интерфейс
ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь
ЭВМ - электронная вычислительная машина
Назначением системы связи является передача сообщения из одной точки в другую через канал связи, обладающий определенными свойствами. Для решения этой задачи приходится осуществлять целый ряд преобразований.
В дипломном проекте рассматривается передача сигналов через цифровой канал связи с применением помехоустойчивого кодирования. Для передачи по цифровому каналу связи, прежде всего, исходный сигнал подвергается форматированию, цель которого - преобразование аналогового сигнала в цифровой. Следующий этап - помехоустойчивое кодирование. Здесь в сигнал вносится избыточность с целью обеспечить возможность исправления на приемной стороне всех или некоторых возникших в процессе передачи ошибок. После применения помехоустойчивого кода сообщение поступает в модулятор, преобразующий цифровое сообщение в модулированный сигнал, который передаётся в канал связи. В канале связи на сигнал воздействует аддитивная помеха. Детектор осуществляет детектирование сигнала, принятого из канала связи. Детектированные цифровые данные, для исправления возникших в процессе передачи ошибок, обрабатываются декодером. Полученные цифровые данные преобразуются обратно в аналоговый сигнал.
Целью дипломного проекта является разработка программного имитатора цифрового канала связи с применением помехоустойчивого кодирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
· формирование требования к программному обеспечению;
· изучение теоретических материалов по работе цифрового интерфейса, помехоустойчивому кодированию;
· разработка структуры и алгоритма работы ПО
· создание интерфейса для отображения результатов работы и взаимодействия с пользователем.
Согласно техническому заданию на дипломный проект, требуется реализовать программный имитатор цифрового канала связи с применением помехоустойчивого кодирования. Структурная схема ПЧИ изображена на рисунке 1.
Источник аналогового сигнала представляет собой генератор аналоговых периодических сигналов трех видов: прямоугольный, гармонический и треугольный. Параметры сигналов - амплитуда и частота. Для прямоугольного сигнала доступен ещё один параметр - скважность.
Источник некодированного сообщения представляет собой АЦП набора стандартных сигналов с генератора. Основные параметры АЦП это число бит на число (разрядность) и частота дискретизации. Объем сообщения (число дискретов) ограничен и задаётся пользователем. Динамический диапазон зависит от максимального и минимального значения сигнала.
Кодер получает с АЦП первичный код и кодирует его в соответствии с заданным алгоритмом помехоустойчивого кодирования. Этих алгоритмов предусмотрено три: проверка на четность, код Хэмминга для исправления однократных ошибок и циклический код для исправления однократных ошибок. Для циклического кода возможна установка задающего полинома. Также предусматривается отсутствие помехоустойчивого кодирования.
Модулятор осуществляет модуляцию битов кода, полученного с кодера. Возможны два вида модуляции: амплитудная и частотная. Так же возможна передача в канал связи немодулированного, потенциального кода. При амплитудной модуляции возможно установка двух параметров: несущей частоты и амплитуды. При частотной модуляции - трёх: частоты колебания модулирующего ноль, частоты колебания моделирующего единицу и амплитуды этих колебаний. Для передачи сигнала в канал связи потенциального кода возможна установка только амплитуды.
Канал связи представляет собой канал передачи данных с источником аддитивных помех. Скорость поступления данных сообщения в канал связи задается пользователем.
Аддитивная помеха представляет собой Гауссовский белый шум с двумя параметрами: математическое ожидание и дисперсия.
Усилитель-детектор осуществляет детектирование и усиление модулированного сигнала, поступившего из канала связи. Возможно задание коэффициента усиления и уровня детектирования модулированного сигнала. Для фильтра нижних частот [1], стоящего после детектора возможна установка частоты среза. При отсутствии ошибок код, полученный после детектирования, эквивалентен коду после помехоустойчивого кодирования.
Декодер осуществляет декодирование детектированного сигнала, в соответствии с алгоритмом помехоустойчивого кодирования. При отсутствии ошибок код, полученный после декодирования, эквивалентен коду после аналого-цифрового преобразования.
Код, полученный после декодера, поступает на цифро-аналоговый преобразователь, который преобразует получаемый код в соответствующий уровень аналогового напряжения. Параметры цифро-аналогового преобразования соответствуют параметрам АЦП. Для фильтра нижних частот, стоящего после ЦАП, возможна установка частоты среза.
Все обозначенные выше параметры должны задаваться пользователем. Для контроля работы имитатора необходимо отображать получаемые после каждого модуля результаты. Для источника сигнала можно отображать заданный сигнал, а также его спектр. Для АЦП можно отобразить дискретизированный сигнал, а также код, полученный после оцифровывания. Помехоустойчивый кодер выдаёт цифровой код, который также можно отобразить. Модулятор передаёт в канал связи с помехами модулированный сигнал, необходимо отобразить сигнал и воздействующие помехи. Для детектора можно отобразить вид детектированного сигнала, и соответствующий этому сигналу код. После декодирования получается исходный код, соответствующий оцифрованному исходному сигналу. Из-за возможности возникновения ошибок, этот код может отличать от кода после АЦП, поэтому его также необходимо отобразить. Для ЦАП можно отобразить восстановленный после декодирования сигнал.
Кроме моделирования работы самого интерфейса и отображения результатов работы необходимо предусмотреть протоколирование результатов, сбор статистики и аутентификацию пользователей.
Рисунок 2. - Различные передаточные функции устройства квантования
Эти квантующие устройства являются более сложными и более дорогими, но они оправдывают себя с точки зрения улучшения производительности системы. Существуют приложения, для которых равномерные устройства квантования являются наиболее желаемыми преобразователями амплитуды. Это - приложения обработки сигналов, графические приложения, приложения отображения изображений и контроля процессов. Для некоторых иных приложений более приемлемыми преобразователями амплитуды являются неравномерные адаптивные квантующие устройства. Эти устройства включают в себя кодеры сигнала для эффективного запоминания и эффективной связи, контурные кодеры для изображений, векторные кодеры для речи и аналитические/синтетические кодеры (такие, как вокодер) для речи.
Полученный номер уровня кодируется, например, в двоичном коде. В этой работе для квантования применен принцип последовательного приближения или поразрядного уравновешивания. Такой АЦП преобразует аналоговый сигнал в цифровой за N шагов, где N - разрядность АЦП. Количество же уровней определяется по формуле . На каждом шаге определяется по одному биту искомого цифрового значения, начиная от СЗР и заканчивая МЗР. Последовательность действий по определению очередного бита заключается в следующем. Бит, который должен быть определён на этом шаге, выставляется в 1, более младшие биты установлены в 0. Полученное значение сравнивается с входным аналоговым значением. Если значение входного сигнала больше этого значения, то определяемый бит получает значение 1, в противном случае 0. Таким образом, определение итогового цифрового значения напоминает двоичный поиск. АЦП этого типа обладают одновременно высокой скоростью и хорошим разрешением. Однако при отсутствии устройства выборки хранения погрешность будет значительно больше.
Рисунок 3. - Различные передаточные функции устройства квантования
Если далее разделить уравнение (1) на , результат можно представить в следующем виде
Здесь остаток записывается следующим образом
Прибавляя к обеим частям уравнения (2) и используя сложение по модулю 2, получаем следующее
Левая часть уравнения (3) является действительным полиномом кодового слова, так как это полином степени или менее, который при делении на g(X) дает нулевой остаток. Это кодовое слово можно записать через все члены полинома
В имитаторе реализован циклический код для исправления однократных ошибок. Кодирование осуществляется в соответствии с приведённым выше описанием. Для этого реализована функция деления полиномов по модулю два.
Также в имитаторе реализован код проверки чётности, который является специальным случаем циклического кода при полиноме . Алгоритм получения бита чётности состоит в суммировании по модулю два всех битов и записи полученного бита в конец к кодируемому байту.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
где - отсчёты отфильтрованного сигнала, - отсчёты нефильтрованного сигнала, - период дискретизации, а , где - постоянная времени фильтра.
Для демодуляции ЧМ принятый полосовой сигнал сначала преобразуется в АМ сигнал, а затем осуществляется АМ демодуляция. Для преобразования в АМ сигнал ЧМ сигнал пропускается через фильтр нижних частот, чтобы подавить более высокую частоту из двух частот присутствующих в ЧМ. В случае, когда большей частотой модулировался единичный бит после детектирования необходимо инвертировать оцифрованный сигнал.
Создание прикладного программного обеспечения для реализации интерфейса терминала по приему платежей за услуги связи. Анализ требований к программному обеспечению. Выбор языка программирования. Разработка интерфейса пользователя и проектной документации. дипломная работа [1,3 M], добавлен 18.06.2015
Анализ методов сверточного кодирования. Понятие канала связи и корректирующих кодов, характеристика автомата типа Мура. Особенности сверточного декодирования Витерби. Сущность разработки программного обеспечения системы кодирования сверточным кодом. дипломная работа [4,9 M], добавлен 11.03.2012
Современные методы цифрового сжатия. Классификация алгоритмов сжатия. Оцифровка аналогового сигнала. Алгоритм цифрового кодирования. Последовательное двойное сжатие. Чересстрочность и квантование. Сокращение цифрового потока. Профили, уровни формата MPEG. реферат [784,9 K], добавлен 22.01.2013
Разработка программы создания заметок в любом месте компьютера. Выбор технологии, языка и среды разработки приложения. Описание основных алгоритмов работы программного обеспечения. Проектирование пользовательского интерфейса. Выбор стратегии тестирования. отчет по практике [700,5 K], добавлен 24.11.2014
Разработка структуры базы данных сайта. Установка и настройка требуемого программного обеспечения. Анализ интерфейса программы. Создание формы обратной связи. Формирование дизайна, соответствующего требованиям заказчика. Выбор методики тестирования. дипломная работа [2,0 M], добавлен 22.03.2018
Разработка программного обеспечения для упрощения буквенно-цифрового ввода при невозможности использовать функционал стандартной буквенной клавиатуры. Классификация и установка драйверов. Выбор языка и среды программирования. Пользовательский интерфейс. курсовая работа [183,0 K], добавлен 12.03.2013
Выбор технологии, языка и среды программирования. Анализ процесса обработки информации и выбор структур данных для ее хранения, разработка основных алгоритмов. Проектирование интерфейса пользователя. Выбор стратегии тестирования и разработка тестов. курсовая работа [332,3 K], добавлен 09.12.2014
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 программного имитатора цифрового канала связи с применением помехоустойчивого кодирования дипломная работа. Программирование, компьютеры и кибернетика.
Реферат: Creon As Tragic Hero Essay Research Paper
Реферат по теме Анатомия национальной экономики
Сроки В Исполнительном Производстве Курсовая Работа
Сочинение Миниатюра Уж Небо Осенью Дышало
Отчет по практике по теме Анализ заводского технологического процесса изготовления детали
География Отраслей Лесного Комплекса России Курсовая
Реферат: Японцы в США
Доклад по теме Презентация ' Пролежни'
Магистерская диссертация по теме Зміст й напрямки розробки та впровадження національними урядом Центральної Ради аграрної політики в 1917-1918 роках
Реферат: Факторы самобытности российской истории. Скачать бесплатно и без регистрации
Какой Бывает Тишина Сочинение 9.3
Реферат: Шизоанализ в западной социологии эпохи постмодерна. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Тарифная политика в системе предоставления жилищно-комунальных услуг в муниципальном образовании
Реферат На Тему Современные Технологии Материального Производства
Реферат: Прокатка
Контрольная Работа Обработка Информации
Дипломная работа по теме Совершенствование единого технологического процесса работы грузовой станции и путей необщего пользования на основе новых методов переработки местных вагонов
Как Правильно Лабораторных Работ
Практическое задание по теме Таблица по биологии
Курсовая работа по теме Разработка мехатронной системы пастеризации молока
Организация АРМБ по оплате труда - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа
Методы минералогических и петрохимических исследований магматических комплексов Белореченского полигона - Геология, гидрология и геодезия реферат
Проектирование защищенной локальной вычислительной сети ООО "Опт-Торг" - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника дипломная работа