135783 (Система сжатия и уплотнения каналов)
Описание файла
Документ из архива "Система сжатия и уплотнения каналов", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "радиофизика и электроника" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "радиоэлектроника" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "135783"
Текст из документа "135783"
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
РЯЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА РАДИОУПРАВЛЕНИЯ И СВЯЗИ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Радиосистемы передачи информации»
тема «Система сжатия и уплотнения каналов»
Выполнил:
студент гр. 016
Сухов А.В.
Проверил:
Макаров Д. А.
Рязань 2000
Содержание
Введение.................................................................................................4 стр.
-
Расчёт частоты дискретизации.............................................................5 стр.
-
Структурная схема и описание системы сжатия................................6 стр.
-
Структурная схема и описание системы уплотнения.......................12 стр.
-
Структура группового сигнала....................................................... ....16 стр.
Заключение............................................................................................18 стр.
Список литературы…………………………………………………...19 стр.
Приложения
Введение
В данном курсовом проекте разрабатывается система сжатия и уплотнения каналов, и определяются её основные параметры и характеристики. Проектирование и применение подобных систем в настоящее время считаются целесообразным, т. к. эти системы позволяют уменьшить плотность и сложность линий связи, увеличить число каналов, улучшить качество обслуживания абонентов, а так же предоставлять им дополнительные услуги.
Определение частоты опроса
В нашем случае спектр сигнала равномерный. Из 2 по модели №1 сигнала с равномерным спектром (рис. 1) определяем частоту опроса F0. По заданию на проект, показатель верности эф = 0.7 %, а ширина спектра сигнала f=330 Гц. Применим эту модель к интерполяции по Лагранжу при n=1,2,3, используя также следующие соотношения:
Теперь проанализируем полученные результаты. Частота опроса F02 имеет существенный выигрыш по сравнению с F01 и проигрывает частоте F03, так как больше неё. Но выберем F02, так как при реализации на этой частоте обеспечивается заданное качество и используются небольшие аппаратные затраты.
1.2 Адаптивная коммутация.
Адаптивная коммутация-это способ изменения частоты опроса источников информации в соответствии со скоростью изменения входного сигнала. Основная проблема такой системы сжатия: объединение потоков отсчётов, которые идут с разной частотой, в единый поток с постоянной частотой, определяемой пропускной способностью канала. Очерёдность передачи от разных источников осуществляется с учётом:
-
Наибольшей текущей погрешности аппроксимации.
-
Экстремальных значений входных сигналов и их производных.
-
Отклонения параметров от нормальных.
Система позволяет учитывать приоритет сообщения по отношению к другим источникам. При АК информация идет в канал связи в натуральном масштабе времени, то есть без задержки.
В системе осуществляется предварительный опрос всех каналов, выявляется канал с наибольшей погрешностью и его информация идёт в линию связи.
Обобщённая структурная схема системы будет иметь вид:
К1
Д1
ППА
АЦП
БС
КN
ДN
ППА
ГИ
АП
конецадрес
Д – датчики, ППА - преобразователь погрешности аппроксимации, АП – анализатор погрешности, К – ключ, БС – блок считывания, АЦП – аналогово-цифровой преобразователь, ГИ – генератор импульсов
В каждом измерительном канале есть ППА ,работающий в соответствии с алгоритмом полиномиального метода сжатия. АП путём последовательного опроса ППА выявляет канал с наибольшей погрешностью и открывает ключ данного канала. Информация кодируется в АЦП и в параллельном коде идет в БС, куда идёт и адресная информация. В БС параллельный код преобразуется в последовательный, и осуществляется выдача отсчётов в линию связи через равные интервалы времени. После выдачи отсчётов в линию связи из БС в АП идёт сигнал о конце и сбрасывает АП.
Данная схема имеет 3 недостатка:
-
Сложность блока АП.
-
Возможность равенства погрешности аппроксимации в нескольких каналах, что увеличивает погрешность измерений.
-
При ошибках аппроксимации, меньше допустимого значения, передаются избыточные значения. При ошибках аппроксимации, больше допустимого значения, возникают потери важных отсчётов.
Существует несколько путей построения АП., в зависимости от способа анализа погрешности:
-
параллельный способ.
-
Последовательный способ.
-
Последовательно-параллельный.
Быстродействием и простотой обладает блок параллельного анализа.
Схема системы с адаптивной коммутацией с параллельным анализом погрешности будет иметь вид:
Д1
МК
ППА
АЦП
БС
ДN
С
ГТИ
ППА
ВМС
З
С – сигнал считывания; З – сигнал запрета; МК – мультиплексор; ВМС – выявитель максимального сигнала; ГТИ – генератор тактовых импульсов.
МК- устройство для передачи сигнала с любого из входов на одну общую шину. Вход, с которого сигнал передаётся на выход, выбирается в зависимости от вида параллельного двоичного кода, подаваемого на управляющие входы.
Сигналы от датчиков следуют на входы ППА и МК, которые находятся в закрытом состоянии и открываются при поступлении импульса с ГТИ.
Сигнал с выхода ППА анализируется в ВМС- схема сравнения на N входов, на выходе ВМС формируется параллельный двоичный код, соответствующий номеру канала с наибольшей погрешностью аппроксимации. При поступлении на МК импульса с ГТИ на выход идёт сигнал канала, двоичный код номера которого воздействовал на управляющие входы МК. После преобразования в АЦП сигнал в параллельном двоичном коде и код адреса записываются в память БС. При поступлении импульса считывания с ГТИ на БС параллельный код преобразуется в последовательный, и сигнал передаётся в линию связи.
Рассмотрим простейшую схему выделения максимального сигнала с использованием диодных сборок, т.е. диодных схем «И» и операционных усилителей, выходной сигнал которых является двоичным кодом канала с максимальной погрешностью аппроксимации. Использование диодных сборок основано на том, что между операциями алгебры логики и операциями выделения максимума и минимума существует определенная аналогия:
Для получения на выходе на выходе схемы выделения максимального сигнала, соответствующего кода необходимо на выходы этой схемы подключить по определенным правилам к инверсным и прямым входам операционные усилители.
- подключение к инверсному входу, - подключение к прямому входу.
Простейшая схема ВМС на 4 входа имеет вид:
1 2
При достаточном усилении операционных усилителей, когда напряжение на прямом входе больше, чем на инверсном, операционный усилитель находится в режиме насыщения, т.е. на выходе «1». Если наоборот, то операционный усилитель находится в режиме отсечки, т.е. на выходе «0». Для получения хороших результатов, необходимо, что бы характеристики диодов были одинаковыми, а усиление ОУ было больше 1000.
1.3. Тип квантователя.
Методы рационального кодирования при цифровой передаче сигналов предназначены для сокращения избыточности измерительной информации в условиях априорной неопределенности. В случае нерационального кодирования на первом этапе преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму избыточность сохраняется и на последующих этапах. Т.о., под рациональным кодированием понимается такое кодирование, когда измерительная информация, представленная в цифровой форме, требует минимального количества символов при заданном отношении сигнал-шум.
Процедуры рационального кодирования классифицируются по их возможности изменять параметры и структуру кодирующего устройства для обеспечения сжатия данных. Существуют фиксированные, параметрически-адаптивные и непараметрически-адаптивные процедуры рационального кодирования.
Параметрически-адаптивные процедуры, к которым относится и разностная импульсно-кодовая модуляция (РИКМ), чувствительны к статистике сигнала и изменяют в соответствии с выбранным критерием свои параметры.
Между соседними отсчетами сигнала обычно имеется значительная корреляция, которая слабо убывает по мере увеличения интервала времени. В результате разность между соседними отсчетами будет иметь меньшую дисперсию, чем исходный сигнал. Динамический диапазон квантованного сигнала уменьшается, что позволяет при том же отношении сигнал-шум сократить разрядность кодового слова.
На входе квантователя (КВ) действует разностный сигнал
е(n) = y(n) - ý(n), где ý(n) – оценка предсказанного значения сигнала y(n). Квантованию ê(n) подвергается не входной, а разностный сигнал. Формирование предсказанного значения сигнала осуществляется с помощью предсказателя (ПР). Отношение сигнал-шум в рассматриваемом случае равно q = Gп*q0, где q0 - отношение сигнал-шум квантователя, Gп – коэффициент усиления, обусловленный разностным кодированием.. Величина q0 зависит только от свойств КВ, а Gп определяется типом ПР. Если используется линейный предсказатель , где aк - постоянные коэффициенты, Р – количество используемых для предсказания предшествующих значений сигнала, то коэффициент , где r(n Dt) - нормированная корреляционная функция y(n Dt).Значения коэффициентов aк, обеспечивающие максимальное значение Gп, однозначно связаны с видом функции корреляции входного сигнала.