Розрахунок та оптимізація характеристик систем електрозвязку (стр. 2 из 10)

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 ЦАП p_б.

5. Вибір коректуючого коду 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 p_д = p_б. Розрахувати і побудувати залежність імовірності помилки символу на виході декодера від відношення сигнал/шум на вході демодулятора p_д = f₁(

). Визначити необхідне відношення сигнал/шум на вході демодулятора , при якому забезпечується ймовірність помилки символу на виході декодера p_б. Визначити одержаний ЕВК.

6. Розрахунок основних параметрів аналогової системи передачі. Зобразити структурну схему аналогової системи передачі методом ЧМ. Пояснити призначення кожного блоку і дати визначення основних параметрів, що характеризують кожний блок.

Характеристики повідомлення, що передається, відношення сигнал/завада

і смуга пропускання неперервного каналу зв'язку ті ж, що і в системі цифрової передачі з завадостійким кодуванням. З метою порівняння аналогового і цифрового методів передачі визначити необхідне відношення сигнал/шум на вході демодулятора . Індекс модуляції визначити за двох умов: обмеженої смуги частот каналу зв'язку та роботи демодулятора вище порога.

7. Розрахунки і порівняння ефективності систем передачі неперервних повідомлень. Виконати розрахунки і порівняння інформаційної, енергетичної і частотної ефективності системи зв'язку для двох варіантів цифрової передачі з завадостійким кодуванням і без нього та варіанту аналогової передачі методом ЧМ. Побудувати графік граничної залежності b = f(g). На цьому рисунку точками відбити ефективність трьох варіантів передачі. Порівняти показники ефективності трьох варіантів передачі між собою і з граничною ефективністю. Зробити висновки за результатами порівняння.

8. Заключення. Зробити висновки по курсовій роботі в цілому.

1.3 Варіант Д

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 гауссовим шумом використовується модуляція гармонійного переносника.

В табл. Д3 наведені вихідні дані:

1. Джерело виробляє послідовність незалежних знаків з розподілом імовірностей: або рівноймовірним при об'ємі алфавіту М_а, 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 Р_зн.

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 Т_б, час передачі одного знаку Т_зн, допустиму ймовірність помилки символу на вході декодера р_б.

3. Розрахунок інформаційних характеристик джерела повідомлень. Для заданих статистичних характеристик джерела дискретних повідомлень виконати розрахунок ентропії Н(А), надмірності ? і продуктивності джерела R_д. 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 р_б.

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 р_д = p_б. Розрахувати і побудувати залежність ймовірності помилки символу на виході декодера від відношення сигнал/шум на вході демодулятора p_д = f₁(

). Визначити необхідне відношення сигнал/шум на вході демодулятора , при якому забезпечується ймовірність помилки символу на виході декодера р_б. 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.

2. СТРУКТУРНА СХЕМА СИСТЕМИ ПЕРЕДАЧІ ПОВІДОМЛЕНЬ

У цьому розділі КР необхідно навести опис структурної схеми системи електрозв'язку, принципу дії і особливостей роботи окремих блоків для заданого виду повідомлення і способу передачі (кодування і модуляції). При описі необхідно дати визначення основних параметрів, що характеризують кожний блок, і навести часові діаграми характерних сигналів на входах і виходах блоків.

При розгляді систем передачі неперервних повідомлень вважають, що первинний сигнал b(t) пропорційний повідомленню а(t): b(t) = c×a(t), c – коефіцієнт пропорційності. Тому повідомлення на виході джерела і вході одержувача представлені первинними сигналами b(t) і

(t) відповідно.

Структурна схема системи передачі неперервних повідомлень аналоговим методом наведена на рис. 1а. Для її опису можна скористуватися матеріалом розділу 1 в підручниках [1, 2].

Структурна схема цифрової системи передачі неперервних повідомлень наведена на рис. 1б. Для її опису див. [1, гл. 1, розд. 8.1; 2, гл. 1, розд. 16.1]. Оскільки в системі передачі використовується завадостійке кодування, то між АЦП і модулятором вімкнений кодер коректуючого коду, а між демодулятором і ЦАП – декодер коректуючого коду.

Структурна схема системи передачі дискретних повідомлень наведена на рис. 1в. Для її опису див. [1, гл. 1; 2, гл. 1, розд. 18.2]. Оскільки за завданням об'єм алфавіту джерела повідомлень М_а > 2, а в каналі зв'язку використовується завадостійке кодування, то схема містить два кодери – простого коду і коректуючого коду і, відповідно, два декодери – коректуючого коду і простого коду.

3. РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ КОДЕРА І ДЕКОДЕРА ПРОСТОГО КОДУ

Вихідні дані:

- об'єм алфавіту джерела дискретних повідомлень М_а;

- швидкість модуляції на виході кодера простого коду В;

- допустима ймовірність помилки знаку на виході декодера Р_зн.

Вимагається визначити:

- тривалість двійкового символу (біта) на виході кодера Т_б;

- довжину простого коду n;

- час передачі одного знаку Т_зн;

- допустиму ймовірність помилки біта на вході декодера р_б.

Розрахункові співвідношення й порядок розрахунку

Припускається, що кодування ведеться рівномірним кодом, при якому, на відміну від нерівномірного коду, більш прості в реалізації кодер та декодер.

Довжина коду визначається за умови, що число можливих комбінацій не менш за об'єм алфавіту джерела

2ⁿ ³ М_a або n ³ log₂M_a.(3.1)

Оскільки інші вимоги до коду не пред'являються, то довжина коду вибирається як мінімальне ціле число, при якому виконуються нерівності (3.1).

Тривалість двійкового символу на виході кодера визначається