Курсовая работа: Расчёт и анализ основных характеристик простой дискретной системы связи

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................3

ЗАДАНИЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ......................................................................4

РАСЧЁТ И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОСТОЙ ДИСКРЕТ-

НОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ...........................................................................................6

1. Структура системы связи..................................................................................6
2. Эффективное кодирование...............................................................................6
   1. Построение эффективного кода.............................................................6
   2. Кодирование фамилии и имени автора.................................................8
3. Информационные характеристики источника и эффективного кода..........8
   1. Энтропия и избыточность источника....................................................8
   2. Характеристики кода..............................................................................9
4. Изображение временных диаграмм в промежуточных точках схемы.......10
5. Демодуляция методом однократного отсчёта..............................................11
   1. Когерентный прием...............................................................................14
   2. Некогерентный прием...........................................................................16
6. Согласованный фильтр...................................................................................18
   1. Определение импульсной и комплексной частотной характеристиксогласованного фильтра.....................................................................................19
   2. Вычисление условных вероятностей ошибок, средней вероятности ошибки при когерентном приёме с использованием согласованного фильтра, скорости передачи информации........................................................20
   3. Определение выигрыша в отношении сигнал/шум за счёт согласованной фильтрации ................................................................................22
7. Помехоустойчивое кодирование....................................................................22
   1. Кодирование двоичной информационной последовательности (7,4)кодом Хэмминга..................................................................................................23
   2. Декодирование последовательности, содержащей одиночную ошибку...........................................................................................................................25
   3. Декодирование последовательности, содержащей двукратнуюошибку..................................................................................................................26 ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................................................................................29

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..................................................30

ВВЕДЕНИЕ

В современном мире, когда перед человеком возникает задача передать какую-либо информацию, используются так называемые системы связи. В общем случае, системой связи называется такая система, которая передает информацию в форме сообщений. Частным случаем таких систем является дискретная, или цифровая система, которая передает дискретные сигналы, то есть сигналы, принимающие конечное число значений. Такие сигналы приобрели особое значение в последние десятилетия под влиянием совершенствования техники связи и развития способов обработки информации быстродействующими вычислительными устройствами. Из-за наличия в канале связи помех, приём сообщений становится ненадёжным, и мы можем получить неверную (ложную) информацию. Поэтому, например, вопрос помехоустойчивости является одним из важнейших вопросов электрической связи.

Целью данной курсовой работы как раз является расчёт и анализ основных характеристик простой дискретной системы связи.

ЗАДАНИЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Задание для курсовой работы выглядит следующим образом:

1. Составить обобщённую структурную схему системы связи для передачи дискретных сообщений, содержащую кодер источника, модулятор, канал связи, демодулятор и декодер.
2. Определить энтропию и избыточность источника, построить эффективный код, рассчитать энтропию и избыточность кода, вероятности двоичных кодовых символов, передаваемых по каналу, среднюю длину кодового слова, длительность посылки для обеспечения заданной скорости передачи информации по каналу без помех.
3. Закодировать фамилию и имя автора курсовой работы с помощью построенного эффективного кода (недостающие буквы опускаются).
4. Изобразить качественно временные диаграммы фрагментов сообщений и соответствующих им сигналов в промежуточных точках структурной схемы. Все диаграммы должны сопровождаться краткими словесными описаниями.
5. Рассмотреть случаи когерентного и некогерентного приёма путём 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 передаваемом 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.
6. Определить импульсную и комплексную частотную характеристики согласованного фильтра для приёма посылки. Определить условные вероятности ошибок, среднюю вероятность ошибки при когерентном приёме с использованием согласованного фильтра, скорость передачи информации. Оценить выигрыш в отношении сигнал/шум за счёт согласованной фильтрации.
7. Составить обобщённую структурную схему системы связи для передачи дискретных сообщений, использующую, кроме эффективного, также помехоустойчивое (канальное) кодирование. Опираясь на результаты пункта 6, рассчитать вероятности однократной и двукратной ошибки в пределах одного кодового слова с учётом укорочения посылок при использовании помехоустойчивого кода.
8. Внести в кодовую последовательность на выходе демодулятора одиночную ошибку. Выполнить процедуру обнаружения и исправления ошибки с помощью синдрома, оценить результат.
9. 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 эффективного кода. Оценить результат, сделать выводы.

Исходные данные для выполнения курсовой работы следующие:

1. Алфавит источника сообщений с априорными вероятностями символов представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Алфавит источника сообщений с априорными вероятностями символов

1. Метод построения эффективного кода для сокращения избыточности (сжатия), а так же амплитуда сигнала и дисперсия шума определены в таблице 2.

Таблица 2 – Параметры

1. Канальное кодирование выполняется (7,4)-кодом Хэмминга.
2. Вид модуляции – амплитудная телеграфия (АТ) с пассивной паузой.
3. Форма посылки – прямоугольный радиоимпульс.
4. Скорость передачи информации по каналу без помех составляет 1(Мбит/с)