Розрахунок та оптимізація характеристик дискретної системи електрозвязку (стр. 1 из 4)
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ „ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра теоретичної радіотехніки та радіовимірювань
Курсова робота з дисципліни
“Теорія електричного зв'язку”
На тему:
Розрахунок та оптимізація характеристик дискретної системи електрозв'язку
Львів 2006
ЗМІСТ
Завдання на курсову роботу
Вступ
1. Структурна схема системи передачі
2. Розрахунок параметрів кодера і декодера простого коду
3. Розрахунок інформаційних характеристик джерела повідомлень
4. Розрахунок завадостійкості демодулятора
5. Вибір коду, що коректує, і розрахунок завадостійкості системи зв'язку з кодуванням
6. Розрахунок ефективності системи передачі дискретних повідомлень
Висновок
Перелік посилань
ВСТУП
Життя сучасного суспільства немислиме без широко розгалужених систем передачі інформації. Без них не змогли би функціонувати промисловість, сільське господарство, транспорт. Зокрема широке розповсюдження мають дискретні системи передачі. Найбільш поширеним прикладом дискретної системи передачі є система телеграфії, в якій як інформація використовується послідовність знаків ─ букв і цифр. Як відомо дискретні повідомлення є дискретні в часі і по рівнях.
Дискретні і цифрові системи передачі знаходять широке розповсюдження через їх величезні переваги над аналоговою системою. Найбільшою перевагою їх є висока завадостійкість, дешева передавальна і приймальна апаратура, і висока якість передачі інформації. В аналоговій системі передач сигнал передається у аналоговому вигляді в більшості випадків з перенесенням спектру сигналу у вищі частоти. Відмінністю дискретної системи передачі від цифрової є те, що в цифровій системі джерело інформації видає повідомлення в аналоговому вигляді, а потім відбувається дискретизація по часу і квантування по рівнях. Подальший процес передачі співпадає в обох системах передачі. Отже відмінністю дискретної системи передачі від цифрової є наявність дискретного джерела повідомлень в дискретній. Основними параметрами дискретного джерела повідомлень є ентропія, коефіцієнт надлишковості і продуктивність, які разом з імовірністю помилки на виході декодера визначають ефективність системи передачі. Повідомлення дискретного джерела кодується двійковим кодом і передається дискретним каналом зв'язку з завадостійким кодуванням. Для передачі неперервним каналом зв'язку з постійними параметрами і адитивним білим гаусовим шумом використовується модуляція гармонійного переносника. Дана курсова робота призначена для дослідження дискретної системи передачі, її основних параметрів, а також вибору коректуючого коду для пониження необхідного відношення сигнал – шум, для забезпечення необхідної імовірності помилки на виході декодера, тобто правильної передачі сигналу.
ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ
Варіант Д ─ 28
| Номерваріанту | Джерелоповідомлень | Рзн | В,Бод | Методмодуляції | Спосібприйому | ЕВК,дБ |
| Д-28 | Ma=128 | 4Е-6 | 300 | ЧМ-2 | когерент. | 1.45 |
Наведені вихідні дані:
1. Джерело виробляє послідовність незалежних знаків з розподілом імовірностей: або рівноймовірним при об'ємі алфавіту Ма, або з розподілом букв українського тексту, або з розподілом букв російського тексту, або з розподілом букв англійського тексту.
2. Допустима ймовірність помилки знаку на вході одержувача Рзн.
3. Швидкість модуляції на виході кодера простого коду В.
4. Метод модуляції.
5. Спосіб прийому: когерентний або некогерентний.
6. Енергетичний виграш кодування (ЕВК).
Завдання
1. Структурна схема СПДП. Зобразити структурну схему системи передачі дискретних повідомлень. Пояснити призначення кожного блоку, дати визначення основних параметрів, що характеризують кожний блок, і навести часові діаграми характерних сигналів на входах і виходах блоків.
2. Розрахунок параметрів кодера і декодера простого коду. Розрахувати параметри кодера і декодера простого коду: довжину коду n, тривалість двійкового символу Тб, час передачі одного знаку Тзн, допустиму ймовірність помилки символу на вході декодера рб.
3. Розрахунок інформаційних характеристик джерела повідомлень. Для заданих статистичних характеристик джерела дискретних повідомлень виконати розрахунок ентропії Н(А), надмірності ? і продуктивності джерела Rд. Пояснити причини надмірності джерела. Сформулювати вимоги до пропускної здатності каналу зв'язку.
4. Розрахунок завадостійкості демодулятора. Для заданих методу модуляції і способу прийому розрахувати і побудувати графік залежності ймовірності помилки двійкового символу на виході демодулятора від відношення сигнал/шум на вході демодулятора р = f(
); визначити необхідне відношення сигнал/шум на вході демодулятора 
, при якому ймовірність помилки символу на виході демодулятора дорівнює допустимій ймовірності помилки символу на вході декодера простого коду рб.5. Вибір коректуючого коду і розрахунок завадостійкості системи зв'язку з кодуванням. Для заданих методу модуляції і способу прийому вибрати коректуючий код, що забезпечує заданий енергетичний виграш кодування при ймовірності помилки символу на виході декодера рд = pб. Розрахувати і побудувати залежність ймовірності помилки символу на виході декодера від відношення сигнал/шум на вході демодулятора pд = f1(
). Визначити необхідне відношення сигнал/шум на вході демодулятора 
, при якому забезпечується ймовірність помилки символу на виході декодера рб. Визначити досягнутий ЕВК.6. Розрахунок ефективності системи передачі дискретних повідомлень. Виконати розрахунки і порівняння інформаційної, енергетичної і частотної ефективності системи зв'язку, що розраховується, для двох варіантів передачі – з завадостійким кодуванням і без нього. Побудувати графік граничної залежності b=f(g). На цьому рисунку точками відбити ефективність двох варіантів передачі. Порівняти ефективність двох варіантів передачі між собою і з граничною ефективністю. Зробити висновки за результатами порівняння.
7. Заключення. Зробити висновки по курсовій роботі в цілому.
1. СТРУКТУРНА СХЕМА СИСТЕМИ ПЕРЕДАЧІ ПОВІДОМЛЕНЬ
Структурна схема системи передачі дискретних повідомлень представлена на рис.1.
Рис.1
Джерело повідомлень ─ це людина і технічні об’єкти (інформаційні системи, комп’ютери) , яке видає відомості про різноманітні процеси (фізичні суспільні), про характеристики та параметри досліджуваних об’єктів, що їх використовують у практичній діяльності. Джерело дискретних повідомлень генерує сигнали через певні проміжки часу і сигнал може приймати тільки певні визначені відліки (рис. 2а).Прикладом таких повідомлень можуть бути букви, цифри, тощо. Параметрами джерела є ентропія Н, надлишковість
, продуктивність R. Кодер простого коду ─ пристрій кодування, який ставить у відповідність кожному відліку інформаційного сигналу певну кодову комбінацію. На вхід подається дискретний сигнал, а на виході отримується цифровий сигнал, який представляє квантовані відліки інформаційного сигналу кодовими комбінаціями вибраного коду. Всі кодові комбінації використовуються для передачі повідомлень. Основним параметром є розрядність коду k. Цифровий сигнал представляється у вигляді послідовності двійкових імпульсів (рис. 2б). Кодер коректуючого коду підвищує завадостійкість системи передачі за допомогою використання завадостійких кодів, що здатні виявляти і виправляти помилки. Завадостійкі коди будуються так, що для передачі повідомлення використовуються не всі кодові комбінації, а лише деяка їх частина. Тим самим створюється можливість виявлення та виправлення помилки при неправильному прийомі деякого числа символів. Коректуючі якості кодів досягаються введенням в кодові комбінації додаткових(перевірочних, надлишкових) розрядів (рис. 2в). Параметрами кодера коректую чого коду є загальна кількість розрядів n, кількість інформаційних розрядів k, кількість розрядів у перевірочній частині кодової комбінації m і кількість помилок в розрядах які код здатен виправити qвипр.. Модулятор ─ це пристрій який здійснює модуляцію, тобто вкладання інформаційного сигналу в сигнал-перенощик (гармонічний сигнал, який виконує функцію перенощика енергії в радіоефірі).Він призначений для узгодження інформаційного сигналу з лінією зв’язку. Загальний принцип модуляції полягає в зміні одного чи декількох параметрів несучого коливання f(a,b,…,t) в згідності з повідомленням. Для цифрового сигналу модуляція називається маніпуляцією. У нашому випадку застосовується гармонічний сигнал перенощик і ЧМ маніпуляція (“1” передається з частотою f1 “0” – з f0, f1>f0) (рис. 2г). Канал зв’язку ─ складається з пристрою вводу в канал зв’язку, лініЇ зв’язку з джерелом завад та пристрою виводу з каналу зв’язку. Для каналів зв’язку характерні статичні, енергетичні та частотні параметри;первинні та вторинні параметри. До первинних відносяться: ймовірність правильної передачі сигналу; ймовірність помилки при передачі сигналу; ймовірність стирання сигналу. Якість каналу зв’язку можна оцінити за такими вторинними параметрами: ймовірність повної помилки при передачі сигналів; ймовірність поравильного прийому в кількох пунктах одночасно. Проте найважливішими є інформаційні параметри каналів зв’язку: пропускна здатність каналів зв’язку С; швидкість передачі інформації по каналу зв’язку В. В каналі діють завади у вигляді білого гауссівського шуму. В результаті виникає спотворення сигналу (рис. 2д). Демодулятор призначений для виділення інформаційного сигналу з коливання. Сигнал відновлюється з деякою похибкою (рис. 2в). Декодер коду що коректує, здійснює виправлення або виявлення помилок, перетворює кодову комбінацію у комбінацію простого коду (рис. 2б). Декодер простого коду перетворює кодову комбінацію у відліку інформаційного сигналу (рис. 2а). Одержувач отримує передану інформацію.