0

Высший колледж связи

Курсовая работа

по курсу ТЭС на тему

“Расчет технических характеристик

систем передачи дискретных сообщений”

Студент: Иванов И.Н.

студ. билет N° 09

группа В 7712

Минск 1999

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 ,

p/p=0.1, =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 :

При вычислении G(f) воспользуемся табличным интегралом:

(3)

получим окончательную формулу:

Подставив начальные условия получим выражение для спектральной плотности мощности:

Рассчитаем интервал корреляции по методу эквивалентного прямоугольника:

(4)

так как и получим:

(5)

Подставив значение  получим:

c=10мкс

Ширину спектральной плотности мощности также определим по методу эквивалентного прямоугольника:

(6)

Используя обратное преобразование Фурье получим;

(7)

Формула (6) примет вид:

Подставив значение  получим: