Курсовая работа: КП - Вариант 5 - Подвариант 1 - Основы передачи и приема дискретных сообщений вариант 5

Пояснительная записка к курсовому проекту
на тему: «Основы передачи и приёма дискретных сообщений»

Содержание

1. Введение
2. Задание, исходные данные
Исходные данные
3. Структурная схема системы связи для передачи дискретных сообщений
4. Описание принципов кодирования источника при передаче дискретных сообщений. Построение кода Кодирование построенным кодом фамилии и имени исполнителя курсовой работы
5. Расчет характеристик системы согласно пункту 2.2
6. Описание процесса принятия решения при приеме сигнала
7. Расчет характеристик согласно пункту 2.3
Когерентный прием
Некогерентный прием
Определение скорости передачи информации при наличии помех
Для когерентного приема
Для некогерентного приема
8. Описание принципа корреляционной обработки и согласованной фильтрации; расчёт согласованного фильтра
9. Расчёт характеристик системы согласно пункту 2.4
Расчет средней вероятности ошибки при когерентном приёме с использованием согласованного фильтра
10.11. Описание принципов помехоустойчивого кодирования при передаче дискретных сообщений. Построение (7,4)- кода Хемминга. Расчет характеристик согласно п.2.5
12. Описание процессов декодирования последовательности, содержащей двукратную ошибку, согласно пункту 2.6
13. Заключение
14. Список литературы

1.Введение

Курсовая работа посвящена расчету и анализу основных характеристик простой дискретной системы связи. Системы связи предназначены для передачи информации в форме сообщения. В курсовой работе сообщением является текст, составленный из символов, букв алфавита. Таким образом, сообщение дискретно. В качестве источника дискретных сообщений в курсовой работе используется источник без памяти, т.е. каждый символ может появиться в сообщении с вероятностью, не зависящей от других символов.
Для передачи сообщения необходим материальный носитель – сигнал, который описывается функцией времени. Поскольку сообщение дискретно, для его передачи должен использоваться некоторый набор сигналов, при этом каждому передаваемому символу должен соответствовать определенный сигнал. Во многих случаях целесообразно преобразовать сообщение в последовательность других (кодовых) символов. Целью такого преобразования - кодирования – может быть, например, сокращение объёма алфавита символов. При этом обычно учитываются статистические свойства источника, и достигается повышение скорости передачи информации (статистическое кодирование или сжатие). Наконец, могут использоваться помехоустойчивые коды, обеспечивающие контроль и исправление ошибок, вызванных воздействием помех. В курсовой работе предполагается использование двоичных кодов, как для статистического, так и для помехоустойчивого кодирования. Для передачи двоичных кодовых символов применяется амплитудная телеграфия с пассивной паузой – символу 1 соответствует прямоугольный радиоимпульс, а символу 0 – отсутствие сигнала.
Импульсы формируются в модуляторе, с выхода которого сигнал поступает в линию связи, где происходит его взаимодействие с помехой. В курсовой работе в качестве помехи рассматривается стационарный квазибелый гауссовский шум с нулевым средним и известной дисперсией, который суммируется с сигналом. На входе демодулятора могут присутствовать случайные колебания двух видов – реализация шума или сумма детерминированного сигнала и шумовой реализации. Этим двум ситуациям соответствуют гипотезы, обозначаемые H₀ и H₁. Задача демодулятора принять на основе наблюдения решение о том, какая именно из гипотез выполняется в данном случае на интервале наблюдения процесса.
На выходе демодулятора формируется последовательность двоичных символов, которая подвергается декодированию. Вследствие действия помех в канале текст, полученный в результате процедуры декодирования, может сильно отличаться от исходного; при правильном построении демодулятора и выборе помехоустойчивого кода вероятность ошибки должна быть мала.

2. Задание, исходные данные

2.1. Составить обобщенную структурную схему системы связи для передачи дискретных сообщений, содержащую кодер источника, модулятор, канал связи, демодулятор и декодер.
2.2. Определить энтропию и избыточность источника, выполнить кодирование источника (построить экономный код), рассчитать энтропию и избыточность кода, вероятности двоичных символов, передаваемых по каналу, скорость передачи информации по каналу без помех. Изобразить временные диаграммы в промежуточных точках схемы, в тои числе: а) фрагмента сигнала (отвечающего первым двум буквам сообщения) на входе модулятора – качественно, б) соответствующего колебания на входе демодулятора – с учетом амплитуды сигнала и дисперсии шума.
2.3. Рассмотреть случаи когерентного и некогерентного приёма посредством взятия однократного отсчёта смеси высокочастотного сигнала с шумом на выходе линии связи и процесса на выходе детектора огибающей. Определить оптимальный по критерию идеального наблюдателя порог для принятия решения о принимаемом символе при когерентном и некогерентном приёме, условные вероятности ошибок первого и второго рода, среднюю вероятность ошибки, скорость передачи информации при наличии помех. Сделать выводы по результатам расчётов.
2.4. Определить импульсную и комплексную частотную характеристику согласованного фильтра для приема посылки. Построить их графики. Построить график отклика согласованного фильтра на посылку. Определить условные вероятности ошибок и среднюю вероятность ошибки при когерентном приеме с использованием согласованного фильтра. Оценить выигрыш в отношении сигнал/шум за счет согласованной фильтрации.
2.5. Составить обобщенную структурную схему системы связи для передачи дискретных сообщений, использующую помехоустойчивое (канальное) кодирование. Опираясь на результаты пунктов 2.3 и 2.4, рассчитать вероятности однократной и двукратной ошибок в пределах одного кодового слова и охарактеризовать свойства кода по обнаружению и исправлению ошибок.
2.6. Внести в кодовую последовательность на выходе демодулятора двукратную ошибку в пределах одной кодовой комбинации. Выполнить процедуру декодирования полученной последовательности в соответствии с кодом Хэмминга, а затем произвести декодирование статистического кода. Оценить результат, сделать выводы.

Исходные данные:

Алфавит источника и априорные вероятности символов:Код для сокращения избыточности (сжатия): код Хаффмена.
Код для помехоустойчивого кодирования: (7,4)-код Хэмминга.
Вид модуляции: амплитудная телеграфия (АТ) с пассивной паузой.
Форма посылки: прямоугольный радиоимпульс.
Параметры: