3.21. Оглавление

1. Исходные данные

2. Задание на курсовую работу

3. Выполнение работы

3.1. Структурная схема системы связи.

3.2. Структурная схема приемника.

3.3. Принятие решения приемником по одному отсчету.

3.4. Вероятность ошибки на выходе приемника.

3.5. Выигрыш в отношении сигнал/шум при применении оптимального приемника.

3.6. Максимально возможная помехоустойчивость при заданном виде сигнала.

3.7. Принятие решения приемником по трем независимым отсчетам.

3.8. Вероятность ошибки при использовании метода синхронного накопления.

3.9. Расчет шума квантования при передаче сигналов методом ИКМ.

3.10. Прием с использованием сложных сигналов и согласованного фильтра.

3.11. Форма сложных сигналов при передаче символов «1» и «0».

3.12.Импульсная характеристика согласованного фильтра.

3.13. Схема согласованного фильтра для приема сложных сигналов.

3.14.Форма сигналов на выходе согласованного фильтра при передаче символов «1» и «0».

3.15.Оптимальные пороги при асинхронном и синхронном способах приема.

3.16.Энергетический выигрыш при применении согласованного фильтра.

3.17.Вероятность ошибки на выходе приемника при применении сложных сигналов и согласованного фильтра.

3.18. Сравнительный анализ различных способов приема.

3.19. Приложение. Расчет исходных данных для заданного варианта работы.

3.20. Список литературы.

3.21. Оглавление.

3.22. Дата выполнения работы и личная подпись студента.

1. Исходные данные

1. Номер варианта N = 15;

2. А мплитуда канальных импульсов ;

3. Дисперсия шума

4. Априорная вероятность передачи символов «1» Р(1) = 0,6;

5. Значение отсчета принятой смеси сигнала и помехи при однократном отсчете Z(t₀) = 0,0022 , B;

6. Значения отсчетов принятой смеси сигнала и помехи при приеме по совокупности трех независимых ( некоррелированных ) отсчетов

Z(t₁) = 0,0022 , B;

Z(t₂) = 0,0013 , B;

Z(t₃) = 0,0024 , B;

1. Вид сигнала в канале связи – ЧМ;

2. Способ приема сигнала – когерентный (КГ);

3. Максимальная амплитуда аналогового сигнала на входе АЦП

b_max = 6,5 B;

10.Пикфактор входного сигнала П = 3;

11.Скорость передачи V = 15000 Бод;

12. Число разрядов двоичного кода (при передаче сигналов методом ИКМ)

n = 8;

13. Вид дискретной последовательности шумоподобного сигнала 2562.

2. Задание на курсовую работу

Разработать обобщенную структурную схему системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами, разработать структурную схему приемника и структурную схему оптимального фильтра, рассчитать основные характеристики разработанной системы связи и сделать обобщающие выводы по результатам расчета.

3.1. Структурная схема системы связи

Преоб-разование сообщения в сигнал

Пере-датчик

Линия связи

Прием-ник

Преоб-разование сигнала в сообщение

Источник помех

Источник сообщений

Получатель

Системой связи называется совокупность технических средств для передачи сообщений от источника к потребителю. Этими средствами являются передающее устройство, линия связи и приемное устройство.

Рассмотрим назначение отдельных элементов этой схемы и проиллюстрируем происходящие в них процессы соответствующими временными и спектральными диаграммами.

На выходе источника сообщений имеем непрерывное сообщение:

В устройстве преобразования сообщения в сигнал непрерывное сообщение, поступающее с выхода источника, преобразуется в цифровой сигнал. Процесс преобразования состоит из нескольких операций. Сначала непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени:

Далее полученная последовательность дискретных отсчетов передаваемого сообщения квантуется, и посредством кодирования представляется в виде последовательности двоичных символов «1» и «0». Такое преобразование называется импульсно кодовой модуляцией (ИКМ), а устройство, где оно происходит называется аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

В передатчике происходит модуляция сигнала, в данном случае – это частотная модуляция (ЧМ).

Проходя через линию связи, ЧМ – сигнал подвергается воздействию различного рода помех, и на вход приемника поступает смесь полезного сигнала и помехи. Приемник обрабатывает эту смесь и принимает решение о том, какой сигнал передавался. С выхода приемника сигнал поступает на устройство преобразования сигнала в сообщение. Таким устройством является цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Здесь происходит преобразование последовательности двоичных символов в квантованную последовательность отсчетов, которые сглаживаются до непрерывного сообщения с той или иной точностью, и к получателю приходит сообщение, подобное сообщению на выходе источника.

3

Х

ФНЧ

Х

ФНЧ

(–)

РУ

.2. Структурная схема приемника

На вход приемника поступает смесь сигнала и помехи Z(t).

Суть когерентного метода приема заключается в том, что на приемной стороне о передаваемом сигнале известно все: частота, фаза, длительность, момент прихода. Поэтому, сигналы Х₁(t) и Х₂(t) – точные копии передаваемых сигналов. Устройства умножения эти копии перемножаются с Z(t). Далее произведения Х₁(t)Z(t) и Х₂(t)Z(t) проходят через ФНЧ, вычитаются в вычитающем устройстве и поступают на вход решающего устройства, где происходит сравнение с пороговым напряжением. Решение принимается в пользу того сигнала, у которого функция взаимной корреляции будет больше.

3.3. Принятие решения приемником по одному отсчету

Сообщения передаются последовательностью двоичных символов «1» и «0», которые появляются с априорными вероятностями Р(1) = 0,6 и Р(0) = 0,4. Этим символам соответствуют канальные сигналы S₁(t) и S₂(t), которые точно известны в месте приема.

В канале связи на передаваемые сигналы воздействует гауссовский стационарный шум с дисперсией σ² = 1,65 10^-5 . Приемник, оптимальный по критерию идеального наблюдателя (минимума средней вероятности ошибки), принимает решение по одному отсчету смеси сигнала и помехи Z(t₀) = S_i(t₀) + ξ(t₀) на интервале элемента сигнала длительности Т.

Для принятия решения по критерию идеального наблюдателя используется отношение правдоподобия λ, которое определяется выражением:

г де W(Z/1) и W(Z/0) – условные функции плотности вероятности; и пороговое отношение правдоподобия λ₀, равное

Правило принятия решения в данном случае будет следующим:

Если λ >λ₀, то решение принимается в пользу сигнала «1», иначе – в пользу сигнала «0».

Для применения критерия идеального наблюдателя необходимо выполнение следующих условий:

1. Сигналы должны быть полностью известны;

2. Действие в канале связи помехи с гауссовским законом распределения ;

3. Должны быть известны априорные вероятности сигналов.

Плотности вероятностей W(Z/1) и W(Z/0) рассчитываются по формулам:

Найдем отношение правдоподобия λ:

Пороговое отношение правдоподобия λ₀ = 0,4/0,6 = 0,67. Используя правило принятия решения, получаем 5,12 > 0,67, т.е. λ >λ₀, следовательно, передавался сигнал «1».

По формулам для W(Z/1) и W(Z/0) рассчитаем значения и построим графики функций W(Z/1) и W(Z/0).

Результаты расчетов сведем в таблицу

Z x10-3	12	–10	–8	–6	–4	–2	–1	0	1	2	4
W(Z/1)	0	0,04	0,23	1,15	4,42	13,34	21,19	31,65	44,50	58,87	85,93
Z x10-3	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24	26
W(Z/1)	98,42	88,46	62,39	34,53	15,01	5,11	1,36	0,28	0,05	0,006	0

Z x10-3	–26	–24	–22	–20	–18	–16	–14	–12	–10	–8	–6
W(Z/0)	0	0,006	0,05	0,28	1,36	5,11	15,01	34,53	62,39	88,46	98,42
Z x10-3	–4	–2	–1	0	1	2	4	6	8	10	12
W(Z/0)	85,93	58,87	44,50	31,65	21,19	13,34	4,42	1,15	0,23	0,04	0

Плотность распределения вероятности помехи W(ξ) рассчитаем по формуле: