Расчет технических характеристик систем передачи дискретных сообщений

   Высший колледж связи

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая  работа

 

 

по курсу  ТЭС на тему

“Расчет технических  характеристик

систем передачи дискретных сообщений”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент: Иванов И.И.

 

 

Москва 2010 

 

СОДЕРЖАНИЕ.

 

 

ВВЕДЕНИE.

 

1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ЦИФРОВОЙ  ПЕРЕДАЧИ   

   НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ…………………………………………….4

 

2. РАСЧЕТ СПЕКТРАЛЬНОЙ  ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ………………..10

 

3. РАСЧЕТ ЭНТРОПИИ  КВАНТОВАННОГО СИГНАЛА, ЕГО  

   ИЗБЫТОЧНОСТИ  И СКОРОСТИ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИИ  НА  

   ВЫХОДЕ КВАНТУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА...............................................14

 

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ  СПОСОБНОСТИ ДИСКРЕТНОГО    

   КАНАЛА СВЯЗИ.....................…….................................................................16

 

    5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ОДНОМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ,

       МАТЕМАТИЧЕСКОГО   ОЖИДАНИЯ,  ДИСПЕРСИИ, 

       КОРРЕЛЯЦИОННОЙ  ФУНКЦИИ НА ВЫХОДЕ СИНХРОННОГО  

       ДЕТЕКТОРА …………………………………………………........................18

 

6. РАСЧЕТ ШИРИНЫ СПЕКТРА  ИКМ-ЧМ СИГНАЛА..………..................20

 

7. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И АЛГОРИТМ РАБОТЫ ОПТИМАЛЬНОГО 

    ПРИЕМНИКА.......………................................................…............................21

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................….............................................................................24

 

ЛИТЕРАТУРА.........................….........................................................................25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Электросвязь - это совокупность человеческой деятельности , главным  образом технической , связанной  с передачей сообщений на расстояние с помощью электрических сигналов. Непрерывное развитие народного хозяйства и культуры приводит к интенсивному росту передаваемой информации, поэтому значение электросвязи в современной технике и в современной жизни огромно. Уже в настоящее время хорошо развитая сеть электросвязи облегчает управление государством. В будущем , когда методы управления с помощью ЭВМ будут преобладающими , наличие хорошо развитой сети электросвязи будет обусловливать управление государством.

В системах передачи сообщений используются как аналоговые , так и цифровые сигналы. В настоящее время широко применяются цифровые системы передачи. Так как они обладают более высокой помехоустойчивостью, что позволяет передавать на более далекие расстояния. Так же цифровые системы передачи в аппаратуре преобразования сигналов используют современную элементарную базу цифровой вычислительной технике и микропроцессоров. Поэтому аналоговый сигнал преобразуется в цифровой сигнал и в таком виде передается по линии связи; на приемной стороне происходит обратный процесс - преобразование цифрового сигнала в аналоговый.

В данной курсовой работе необходимо рассчитать технические  характеристики цифровой системы связи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

1. СТРУКТУРНАЯ  СХЕМА СИСТЕМЫ ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ.

 

 

Для передачи непрерывных  сообщений  можно воспользоваться  дискретным каналом. При этом необходимо преобразовать непрерывное сообщение в цифровой сигнал, то есть в последовательность импульсов , сохранив содержащуюся в сообщении существенную часть информации. Типичным примером цифровой системы передачи непрерывных сообщений являются системы с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).

 Структурная схема  системы цифровой передачи непрерывных  сообщений , для ЧМ и некогерентного способа приема представлена на рис.1. Рассмотрим назначение и работу блоков данной схемы.

 Источник непрерывных сообщений  ,в качестве которого может  выступать человек, ЭВМ и т.д. формирует непрерывный сигнал U(t) — который изменяется в любые моменты и принимает любые из возможных  значения .Потом  этот аналоговый сигнал  поступает на АЦП ( аналогово-цифровой преобразователь ).Аналогово-цифровое преобразование состоит из трех этапов.

Дискретизация - производится выборка значений аналогового сигнала  с интервалом .

Квантование - выборочное значение аналогового сигнала заменяется ближайшим значением уровня квантования (заранее установленными).

Кодирование - значение уровня квантования преобразуется в  двоичное  число.

В результате такого преобразования мы сами искажаем сигнал, так как приближаем его к уровню квантования .Для уменьшения этих искажений применяется нелинейная шкала квантования . С выхода кодера  двоичный ИКМ сигнал поступает на  модулятор, где происходит образование ЧМ сигнала. В модулятор подаются два гармонических сигнала с разными частотами. В первом перемножителе происходит перемножение первого гармонического сигнала с информационным сигналом, во втором перемножение второго гармонического сигнала и инверсией информационного. В сумматоре происходит сложение результатов перемножений. В итоге на выходе сумматора будет сигнал с частотой первого гармонического сигнала там где был единичный уровень информационного сигнала, и частота второго гармонического сигнала, там где был единичный уровень инверсии информационного сигнала. Для ограничения спектра сигнала передаваемого в канал на выходе передатчика ставится полосовой фильтр. Далее сигнал поступает в линию, где на него влияют помехи и вместе с помехами сигнал приходит на демодулятор, состоящий из ПФ ( ограничивает спектр принимаемого сигнала), АД (амплитудные детекторы), которые выделяют огибающую сигнала, в разностном устройстве происходит вычитание сигналов полученных на выходе амплитудных детекторов. Далее если напряжение на выходе ФНЧ пересекает заранее заданный положительный пороговый уровень, то на выходе решающего устройства формируется единичный

 

уровень, а если напряжение пересекает отрицательный пороговый  уровень, то вырабатывается нулевой  уровень. Затем сигнал  поступает на ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь),в котором на декодере кодовые комбинации преобразуются в квантованную последовательность, далее фильтр восстанавливает непрерывное сообщение по квантованным значениям. Полученный сигнал U^*(t) поступает получателю.

Работа схемы пояснена диаграммами рис.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Структурная схема системы цифровой передачи непрерывных сообщений с ЧМ манипуляцией и некогерентным способом приёма

 

 

  Источник   

 непрерывных     Дискретизатор        Квантователь                 Кодер

сообщений

 

АЦП

 

      Асоs w₁t 

  

 Инвертор  Перемножитель

    Фильтр                 

           Сумматор       передачи               ЛС    

    Перемножитель

 

       Асоs w₂t                   Модулятор

 

 

 

        ПФ 1           АД 1

                  Разностное     Решающее                  устройство       ФНЧ             устройство   

        ПФ 2           АД 2

                    Демодулятор

 

 

 

 

       Декодер              ФНЧ           Получатель

 

 

 

      ЦАП

 

Рис. 1

 

     U(t)           Сигнал на выходе источника  сообщений

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

          1      2      3      4     5      6                            t

    Uд        

                                          Сигнал на выходе дискретизатора

 

2

 

 

1

 

 

 

          1      2      3      4      5      6         t

    U       

                                          Сигнал на выходе кодера

 

2

 

 

1

                 

       0         1        0

1   2   3   4             t

    U        

 

                Сигнал на выходе инвертора

2

 

 

1

                 

       1         0        1

1   2   3   4               t

 

 

 

 

 

    U(t)                Сигнал Асоs w₁t

А                                                

    

       

 

1   2   3   4               t

 

 

 

    U(t)                Сигнал Асоs w₂t

А        

                

                      

1   2   3   4               t

 

   

 

 

   U(t)                       Сигнал на выходе сумматора

                                                

1  

       

 

1   2   3   4              t

 

 

 

    U(t)                   Сигнал на выходе  ПФ 1

        

1                

                      

1   2   3   4              t

 

 

 

 

    U(t)                   Сигнал на выходе  ПФ 2

                                         

1   

       

 

1   2   3   4              t

 

 

 

    U(t)                     Сигнал на выходе АД 1

 

1                

                      

 

 

1   2   3   4               t

    U(t)                      Сигнал на выходе АД 2

 

1                

                       

 

1   2   3   4               t

    U(t)                        Сигнал на выходе ФНЧ

 

   U+                

                       

1   2   3   4               t

   U-

 

 

            

             Сигнал на выходе решающего устройства

   U

1

                 

       0         1        0

1   2   3   4               t

    U

                    Сигнал на выходе декодера                                            

1   

       

                         t

     U(t)           

                Сигнал на выходе ЦАП

 

 

1

 

 

 

     Рис. 2               t

 

2. РАСЧЕТ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ  МОЩНОСТИ

 

При заданной автокорреляционной функции    , B(0)=1 B² ,  

Dp/p=0.1,  b=10⁵  Гц   требуется:

• определить спектральную плотность мощности;
• вычислить интервал корреляции и ширину спектральной плотность

         мощности  ;

• найти и пояснить связь между и ;
• построить графики функции и G(f);
• определить верхнюю граничную частоту F_в случайного процесса;

 

Спектральная плотность  мощности G(f) центрированного стационарного  процесса является прямым преобразованием Фурье от автокорреляционной функции .

                                                           (1)

Разложив функцию exp получим:

 

                                                                  (2)

  Подставим выражение для автокорреляционной функции :