Влияние реальных характеристик радиотракта на помехоустойчивость в системах цифровой связи с использованием многопозиционной КАМ - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Главная
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Влияние реальных характеристик радиотракта на помехоустойчивость в системах цифровой связи с использованием многопозиционной КАМ
Характеристика систем спутниковой связи. Принципы квадратурной амплитудной модуляции. Факторы, влияющие на помехоустойчивость передачи сигналов с М-КАМ. Исследование помехоустойчивости приема сигналов 16-КАМ. Применение визуального симулятора AWR VSS.
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.
В настоящее время, в пик развития информационных технологий, главной задачей телекоммуникационных систем является передача информации по линиям связи быстро, качественно и эффективно. Ключевой характеристикой для передачи данных является частотный диапазон. Ограниченность в частотном спектре вынуждает использовать различные методы модуляции сигнала. Модуляция позволяет преобразовать исходный сигнал с целью повышения эффективности и помехоустойчивости передачи информации. В современных цифровых системах применяются частотная или фазовая модуляции (манипуляции). Эти виды модуляции повышают спектральную эффективность сигнала, уменьшают полосу частот.
В современных системах связи повсеместно применяются многоуровневые методы модуляции, такие как квадратурная фазовая манипуляция и квадратурная амплитудная модуляция. Квадратурная амплитудная модуляция (КАМ) представляет собой разновидность многопозиционной амплитудно-фазовой модуляции.
При распространении СВЧ сигналов с КАМ воздействие помех приводит к повышению вероятности ошибочного приема. Помимо шумов на сигнал влияет нелинейность характеристики усилителя передатчика, вследствие чего возникает АМ/АМ преобразование, так как при данной модуляции помимо фазы, амплитуда также несет в себе информацию о принятом сигнале. Таким образом, характеристика нелинейного устройства приводит к изменению положения сигнальной точки в векторном представлении на фазоапмлитудной плоскости, что влечет за собой повышение вероятности неправильного принятия решения на приемной стороне.
В проекте приводится теоретическое рассмотрение, анализ помехоустойчивости КАМ сигнала в реальных условиях распространения: с учетом белого шума и нелинейности характеристики радиопередающих устройств. Также построение модели приемо-передатчика с помощью визуального симулятора для СВЧ сигналов, синтез сигнала на макетной плате и анализ характеристик М-КАМ на приеме с помощью анализатора спектра, и сравнение полученных данных.
Таблица 3.1 - Преобразование потоков символов в ЦАП при 16-КАМ.
С выходов ЦАП многоуровневые сигналы синфазного и квадратурного каналов рисунок 3.4 поступают на фильтры нижних частот ФНЧ, которые выполнены в виде фильтров Найквиста и используются для ограничения полосы частот модулирующего сигнала, т.е. для формирования коэффициента скругления (roll off factor) . Величина коэффициента скругления обычно выбирается в пределах .
После ФНЧ многоуровневые сигналы подаются на амплитудные модуляторы синфазного и квадратурного каналов. На вторые входы этих модуляторов подаются от генератора сигналы несущей частоты синфазного канала и квадратурного канала промодулированные по фазе в двухпозиционных фазовых модуляторах .
Фазовая модуляция на в синфазном канале или , в квадратурном канале или осуществляется первым из цифровых потоков символов в каждом из квадратурных каналов. Необходимо отметить, что посредством двухпозиционной фазовой модуляции осуществляется передача знака уровней.
Так, при передаче уровня со знаком плюс используется значение фазы в синфазном канале и в квадратурном канале, а при передаче уровня со знаком минус используется значение фазы в синфазном канале и в квадратурном канале. По этой причине алгоритм работы ЦАП составляется таким образом, чтобы при изменении символа в первом из двоичных потоков символов на выходе ЦАП изменялся знак при соответствующем уровне таблица 3.1.
При этом на выходах амплитудных модуляторов получаются квадратурные сигналы промодулированные по амплитуде и фазе. После суммирования этих сигналов на выходе модулятора получается сигнал 16-КАМ, количество сигнальных точек, на созвездии которого соответствует квадратному множеству точек (рисунок 3.5.)
В устройстве размещения (рисунок 3.3) четырем потокам символов ставятся в соответствие два двоичных потока в синфазном канале и два двоичных потока в квадратурном канале. Затем в ЦАП этим двум потокам в соответствии с таблицей 3.1 ставятся в соответствие четыре уровня сигналов. Первые двоичные потоки осуществляют двухпозиционную фазовую модуляцию сигнала несущей частоты в синфазном и квадратурном каналах. А четырехуровневые сигналы осуществляют амплитудную модуляцию в этих двух каналах после фазовых модуляторов. После суммирования амплитудно-фазомодулированных сигналов каждое из четырех состояний двоичных потоков и формирует сигнальную точку на созвездии (рисунок 3.5).
Таки образом, из проведенных рассуждений следует, что в устройстве размещения каждому из шестнадцати состояний четырех потоков символов ставится в соответствие сигнальная точка на созвездии. Делается это посредством формирования двух двоичных потоков для синфазного и двух двоичных потоков для квадратурного канала. Следовательно, работа устройства размещения может быть представлена кодовой таблицей, в которой шестнадцати состояниям потоков символов соответствуют шестнадцать состояний двоичных потоков .
Алгоритм квадратурной амплитудной модуляции является относительно простым для реализации и в то же время достаточно эффективным алгоритмом.
Современные реализации этого алгоритма обеспечивают достаточно высокие показатели спектральной эффективности. Как уже было отмечено выше, ограниченность спектра, относительно высокий уровень помехоустойчивости КАМ -модулированного сигнала обеспечивают возможность построения на основе этой технологии высокоскоростных систем передачи данных.
4 Факторы, влияющие на помехоустойчивость передачи сигналов с М-КАМ
4.1 Воздействие аддитивного белого гауссовского шума
Аддитивный белый гауссовский шум (АБГШ, англ. AWGN) -- вид мешающего воздействия в канале передачи информации. Характеризуется равномерной спектральной плотностью, нормально распределённым значением амплитуды и аддитивным способом воздействия на сигнал. Наиболее распространённый вид шума, используемый для расчёта и моделирования систем радиосвязи.
Модель идеального канала, называемого каналом с «аддитивным белым Гауссовским шумом» (AWGN- Additive White Gaussian Noise) - обычная отправная точка при анализе работы системы связи. Согласно этой модели, переданные образцы данных искажаются рядом статистически независимых шумовых источников, которые представлены главным образом тепловыми шумами, возникающими в приемнике. Тепловые шумы возникают из-за случайного движения электронов вследствие тепловой активности в приемнике. Термин «Гауссовский» используется, чтобы подчеркнуть, что эти тепловые помехи имеют Гауссовское распределение. Ток, наведенный случайным движением электронов, может быть оценен как сумма бесконечно большого количества малых индивидуальных токов, произведенных движением очень большого количества электронов, и, так как все источники ведут себя независимо, предполагается, что полный ток является суммой большого количества независимых и идентично распределенных случайных токов. Если применить центральную предельную теорему, которая утверждает, что распределение суммы большого количества случайных переменных приближается к Гауссовскому распределению, то этот полный ток будет иметь Гауссовское поведение. Если шум имеет Гауссовское (нормальное) распределение вероятностей, то вероятность ошибки можно записать.
где - мощность шума на входе решающего устройства.
Термин «белый» (white) используется, чтобы указать, что этот шум имеет равную мощность для всех частотных компонент, то есть спектральная плотность мощности шума постоянна для всех частот. Термин «аддитивный» подразумевает, что шумовые составляющие накладываются на полезный сигнал и суммарный сигнал будет искаженным.
4.2 Воздействие паразитного преобразования АМ/АМ
Нелинейность амплитудной характеристики - вызвана нелинейностью промежуточных и высокочастотных усилителей, фильтров, конвертеров и эквалайзеров. При этом точки в созвездии сигнала сдвинуты относительно центра ячейки по осям I и Q пропорционально расстоянию ячейки от центра диаграммы.
Во многих системах связи используются нелинейные элементы, имеющие нелинейные характеристики. В большинстве спутниковых систем связи мощность сигнала существенно ограничена, и преодоление неэффективности, которая связана с каскадами линейного усиления мощности, является весьма затратным. Поэтому многие спутниковые системы используют нелинейные усилители мощности, в которых эффективное усиление сигнала осуществляется через нелинейную амплитудную характеристику рабочего элемента.
Эффект преобразования амплитудной модуляции в амплитудную модуляцию для нелинейных систем является обычным. На входе устройства любые флуктуации огибающей сигнала (амплитудная модуляция) подвергаются нелинейному преобразованию и приводят к искажению амплитуды сигнала на выходе.
Нелинейность амплитудной характеристики - вызвана нелинейностью промежуточных и высокочастотных усилителей, фильтров, конвертеров и эквалайзеров. На фазоамплитудной диаграмме можно увидеть, что точки сдвинуты относительно центра ячейки по осям I и Q пропорционально расстоянию ячейки от центра диаграммы.
Соотношение (4.2) показывает пример реальной зависимости амплитуды выходного сигнала от амплитуды входного сигнала при нелинейной характеристике выходного усилителя
Приведенная зависимость отражает форму амплитудной характеристики в соответствии с моделью Салеха, справедливой для усилителей СВЧ, используемых в спутниковых системах связи.
1. Носов В.И., Тимощук Р.С., Дроздов Н.В. Моделирование систем связи в среде MATLAB: Учебное пособие/СибГУТИ. - г.Новосибирск, 2007 г. - 178 с.
2. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов- СПб.:Питер,2002.-608 с.
3. Зюко А.Г. Теория передачи сигналов: учебник для ВУЗов- 2-е изд., перераб. и доп.- М.:Радио и связь, 1996. - 304с. ил.
4. Носов В.И. Сети радиодоступа. Часть 2: Учебное пособие/СибГУТИ. - г.Новосибирск, 2006 г. - 256 с.
5. GNU Radio Home Page: http://gnuradio.org/trac
6. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Б. Скляр; пер. с англ. Е. Г. Грозы [и др.]; под ред. А. В. Назаренко. - 2-е изд., испр. - М. : Вильямс,2004. - 1104 с. : ил.
7. Egan, W. F. (1981). “The Effects of Small Contaminating Signals in Nonlinear Elements Used in Frequency Synthesis and Conversion.” Proceedings of the IEEE, Vol. 69, No. 7, July, pp. 279-811.
AWGN (Additive White Gaussian Noise) - Аддитивный белый гауссовский шум;
AWR (Advancing the wireless revolution) - Расширенные беспроводные системы;
BER (Bit Error Rate) - Вероятность битовой ошибки;
QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) - Квадратурная фазовая манипуляция;
USB (Universal Serial Bus) -- Универсальная последовательная шина;
USRP (Universal Software Radio Peripheral) - Универсальный периферийный приемо-передатчик;
VSS (Visual System Simulator) - Система визуальной симуляции;
АБГШ - Аддитивный белый гауссовский шум;
КАМ - Квадратурная амплитудная модуляция;
М-КАМ - Многопозиционная квадратурная амплитудная модуляция;
ОФМ - Относительная фазовая модуляция;
ЦАП - цифроаналоговый преобразователь;
Разработка структурной схемы системы связи, предназначенной для передачи данных и аналоговых сигналов методом импульсно-кодовой модуляции для заданного диапазона частот и некогерентного способа приема сигналов. Рассмотрение вопросов помехоустойчивости. курсовая работа [139,1 K], добавлен 13.08.2010
Принципы организации, работы и эксплуатации радиотехнических систем. Потенциальная помехоустойчивость, реализуемая оптимальными демодуляторами. Вероятности ошибочного приема. Классы излучения сигналов. Обнаружение сигналов в радиотехнических системах. курсовая работа [164,2 K], добавлен 22.03.2016
Анализ современного состояния пропускной способности систем широкополосного беспроводного доступа. Математическая модель и методы модуляции сверхширокополосных сигналов, их помехоустойчивость и процедура радиоприема. Области применения данных сигналов. контрольная работа [568,2 K], добавлен 09.05.2014
Использование модуляции для определения требуемых свойств каналов, сокращения избыточности модулированных сигналов, расчета потенциальной помехоустойчивости и электромагнитной совместимости различных систем передачи информации. Виды амплитудной модуляции. контрольная работа [767,1 K], добавлен 31.03.2013
Исследование помехоустойчивости методов разнесенного приема сигналов в декаметровом канале связи, сравнение показателей качества этих методов. Метод комбинированной обработки цифровых сигналов при разнесенном приеме. Интерференция и методы борьбы с ней. диссертация [5,2 M], добавлен 11.11.2010
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
Изучение и экспериментальное исследование влияния вида модуляции на помехоустойчивость системы передачи дискретных сообщений. Рассмотрение методики экспериментального измерения вероятности ошибки при когерентном приёме. Построение графика зависимости. лабораторная работа [1,4 M], добавлен 13.10.2014
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
Влияние реальных характеристик радиотракта на помехоустойчивость в системах цифровой связи с использованием многопозиционной КАМ курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Курсовая работа по теме Эффективность продвижения в социальных сетях на примере 'ВКонтакте'
Реферат: Comfort Woman Essay Research Paper Comfort WomenThe
Реферат: Разработка и реализация образовательной программы: условие усиления влияния предпринимателей на постановку и решение задач стратегического управления территорией
Реферат: Обучение и развитие в школе и ВУЗе
Контрольная работа по теме Сокращение (численности) штата работников: анализ ошибок на основе судебных споров
Курсовая работа: Разработка проекта и проведение исследования прочности стекла на прогиб
Реферат: Двигатель постоянного тока. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Таможенно-тарифное регулирование 2
Аудиокниги Собрание Сочинений Скачать Торрент
Образец Сочинение 9.3 Огэ 2022
Контрольная Работа Язык И Речь
Дипломная работа по теме Расчет устойчивости и качества работы системы автоматического регулирования напряжения синхронного генератора
Реферат по теме Русский печной изразец
Реферат: Афанасьев, Николай Леонидович
Курсовая работа по теме Влияние внешнего вида сотрудников на психологический климат в организации
Реферат: Хоккей с шайбой. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа: Христология Послания апостола Павла к Евреям
Защита Прав На Изображение Персонажа Диссертация
Контрольная работа: Беларуские земли в составе Речи Посполитой. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение Родина Моя Чеченская Земля
Демографічні проблеми та їх вплив на економіку - География и экономическая география реферат
Объективная сторона преступления - Государство и право контрольная работа
Порядок функционирования институтов политической власти - Государство и право курсовая работа