Розрахунок та оптимізація характеристик систем електрозвязку (стр. 7 из 10)

- розрахувати коефіцієнти інформаційної, частотної та енергетичної ефективності для всіх розглянутих варіантів передачі;

- побудувати графік межі Шеннона;

- порівняти ефективність розглянутих варіантів передачі між собою та з граничною ефективністю.

Розрахункові співвідношення та порядок розрахунку

При розрахунках ефективності під каналом зв'язку розуміють сукупність засобів, що забезпечують передачу сигналів від виходу модулятора до входу демодулятора.

Пропускна здатність неперервного каналу зв'язку визначається формулою Шеннона (4.48) в [1]. Смуга пропускання каналу зв'язку F_к, що входить до цієї формули, приймається рівною ширині спектру модульованого сигналу F_s.

При передачі сигналів дискретної модуляції мінімально можлива ширина спектру сигналів визначається межею Найквіста [1, c. 284]: при АМ-М, ФМ-М, ВФМ-М і КАМ-М

F_s= 1/(T log₂M),(8.1)

а при ЧМ-M

F_s= M/(T log₂M),(8.2)

де Т – тривалість двійкового символу на вході модулятора;

М – число позицій сигналу.

Якщо в системі передачі відсутнє завадостійке кодування, то значення Т дорівнює тривалості двійкового символу Т_б на виході АЦП або кодера простого коду. Якщо ж використовується завадостійке кодування, то Т = Т_бk/n, де n і k - параметри корегуючого коду.

При передачі сигналів аналогової модуляції розрахунок ширини спектру сигналу при АМ, БМ і ОМ дивись [1, с. 220; 2, гл. 3]. Ширина спектру сигналу ЧМ визначається формулою (6.4).

Для визначення відношення сигнал/шум на виході каналу зв'язку P_S/N_O по знайденим у розд. 6 і 7 відношенням сигнал/шум слід користуватися співвідношеннями

, (8.3)

, (8.4)

. (8.5)

Пропускну здатність неперервного каналу зв'язку слід розрахувати для всіх розглянутих у курсовій роботі варіантів передачі. Зіставте отримані значення пропускної здатності каналу зв'язку С з продуктивністю джерела R_д, знайдену при розрахунку інформаційних характеристик джерела повідомлень. Що стверджує теорема Шеннона при такому співвідношенні між R_д та С [[1, розд. 4.6]?

Ефективність систем зв'язку оцінюють коефіцієнтами інформаційної, частотної та енергетичної ефективності, що визначаються формулами (10.1) – (10.3) в [1]. Ці формули визначають ефективність використання відповідно пропускної здатності каналу зв'язку С, смуги пропускання каналу зв'язку F_к і відношення сигнал/шум Р_s/N₀ на виході каналу зв'язку при заданих методі передачі та якості відтворення повідомлення, що передається.

Для розрахунків ефективності швидкість передачі інформації R_к можна прийняти рівною продуктивності джерела R_д – при тій якості відтворення повідомлень, яка має місце в розраховуваній системі зв'язку, втратами інформації в каналі зв'язку можна знехтувати.

Коефіцієнти ефективності слід розрахувати для всіх варіантів передачі, результати розрахунків F_к, Р_s/N₀, С, h,g і b слід представити таблицею.

Необхідно розрахувати і побудувати графік граничної залежності b = f(g) – межа Шеннона [1, рис. 10.1]. Значення b і g відкладають у логарифмічних одиницях – відповідно 10lgb і 10lgg. На цьому рисунку подати точками з координатами b і g всі розглянуті варіанти передачі.

Зіставте ефективність розглянутих варіантів передачі між собою та з граничною ефективністю. Порівняння виконуються роздільно за коефіцієнтами b і за коефіцієнтами g. Вкажіть способи підвищення енергетичної та частотної ефективності.

ЗАКЛЮЧЕННЯ ДО КУРСОВОЇ РОБОТИ

Викласти стисло перелік виконаних розрахунків. Зазначте, чи відповідають виконані розрахунки вихідним даним і завданню на КР, а якщо ні, то які розрахунки і чому не відповідають завданню.

Вкажіть переваги і недоліки розглянутих варіантів передачі. Який з розглянутих варіантів передачі, на Ваш погляд, є більш прийнятним для використання в реальній системі зв'язки і чому?

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Теория передачи сигналов: Учебник для вузов / А. Г. Зюко и др. - М.: Радио и связь, 1986.

2. Панфилов И. П., Дырда В. Е.. Теория электрической связи: Учебник для техникумов. - М.: Радио и связь, 1991.

Додаток 1

Таблиця Д.1 – Вихідні дані для виконання КР варіанту А

№	Параметри джерела повідом.				,	Метод	Параметри системи цифрової перед.
варі- анту	Розподіл імовірн.	Pb, В2	Ка	Fmax, кГц	дБ	моду-ляції	, дБ		Метод модуляції	Спосіб прийому		ЕВК, дБ
А-00	ГР	0,1	3	6,5	40	АМ	43		ЧМ-2	когерен.		1,5
А-01	ДЕР	0,3	4	8,0	37	ЧМ	40		ЧМ-2	некогер.		1,2
А-02	РР	0,5	*	2,4	38	БМ	41		ФМ-2	когерен.		2,8
А-03	ГР	0,7	5	2,7	36	ЧМ	39		ВФМ-2	когерен.		1,5
А-04	ДЕР	0,9	6	3,5	34	БМ	37		ВФМ-2	некогер.		2,7
А-05	РР	1,2	*	5000	44	ОМ	47		ФМ-4	когерен.		1,6
А-06	ГР	1,5	7	2,5	33	ЧМ	36		ВФМ-4	когерен.		2,2
А-07	ДЕР	1,8	8	12	31	АМ	34		ЧМ-4	некогер.		1,3
А-08	РР	2,0	*	3500	50	ОМ	53		ЧМ-8	некогер.		2,6
А-09	ГР	2,5	3	14	46	ЧМ	49		КАМ-16	когерен.		1,5
А-10	ДЕР	2,8	4	18	43	БМ	46		ФМ-4	когерен.		2,3
А-11	РР	3,0	*	800	38	ОМ	41		АМ-2	когерен.		1,2
А-12	ГР	0,2	5	12,5	42	ЧМ	45		АМ-2	некогер.		2,3
А-13	ДЕР	0,4	6	15	40	АМ	43		ЧМ-2	когерен.		1,4
А-14	РР	0,6	*	1,6	44	ЧМ	47		ЧМ-2	некогер.		2,5
А-15	ГР	0,8	7	4,5	39	БМ	42		ФМ-2	когерен.		1,3
А-16	ДЕР	1,0	8	7,0	37	ЧМ	40		ВФМ-2	когерен.		2,3
А-17	РР	1,1	*	0,8	50	ОМ	53		ВФМ-2	некогер.		1,1
А-18	ГР	1,3	3	7,5	40	ЧМ	43		ФМ-4	когерен.		2,1
А-19	ДЕР	1,4	4	9,5	39	АМ	42		ВФМ-4	когерен.		1,2
А-20	РР	1,6	*	100	38	ОМ	41		ЧМ-4	некогер.		1,8
А-21	ГР	2,2	5	11	36	ЧМ	39		ЧМ-8	некогер.		1,4
А-22	ДЕР	2,4	6	8,5	34	БМ	37		КАМ-16	когерен.		3,3
А-23	РР	2,6	*	0,1	44	ЧМ	47		ФМ-4	когерен.		1,4
А-24	ГР	1,9	7	2,5	33	АМ	36		АМ-2	когерен.		2,6
А-25	ДЕР	0,1	8	2,7	31	ЧМ	34		АМ-2	некогер.		1,5
А-26	РР	0,3	*	22	50	ОМ	53		ЧМ-2	когерен.		2,9
А-27	ГР	0,5	4	2,5	43	ЧМ	46		ЧМ-2	некогер.		1,6
А-28	ДЕР	0,7	5	12	42	БМ	45		ФМ-2	когерен.		2,4
А-29	РР	0,9	*	110	38	ОМ	41		ВФМ-2	когерен.		1,5
А-30	ГР	1,1	6	14	40	ЧМ	43		ВФМ-2	некогер.		2,0
А-31	ДЕР	1,3	7	12,5	39	АМ	42		ФМ-4	когерен.		1,7
А-32	РР	1,5	*	0,1	44	ЧМ	47		ВФМ-4	когерен.		2,8
А-33	ГР	1,7	8	15	37	БМ	40		ЧМ-4	некогер.		1,2
А-34	ДЕР	1,9	3	4,5	40	ЧМ	43		ЧМ-8	некогер.		1,4
А-35	РР	2,1	*	180	50	ОМ	53		КАМ-16	когерен.		2,6
А-36	ГР	2,3	4	7,0	37	ЧМ	40		ФМ-4	когерен.		1,8
А-37	ДЕР	2,5	5	7,5	36	АМ	39		АМ-2	когерен.		2,0
А-38	РР	2,7	*	56	38	ОМ	41		АМ-2	некогер.		1,8
А-39	ГР	2,9	6	9,5	34	ЧМ	37		ЧМ-2	когерен.		2,0
А-40	ДЕР	0,2	7	11	33	БМ	36		ЧМ-2	некогер.		1,3
А-41	РР	0,4	*	44	44	ОМ	47		ФМ-2	когерен.		3,6
А-42	ГР	0,6	8	8,5	31	ЧМ	34		ВФМ-2	когерен.		2,3
А-43	ДЕР	0,8	3	2,5	46	АМ	49		ВФМ-2	некогер.		1,8
А-44	РР	1,0	*	95	50	ОМ	53		ФМ-4	когерен.		2,2
А-45	ГР	1,2	4	2,7	43	ЧМ	46		ВФМ-4	когерен.		2,7
А-46	ДЕР	1,4	5	2,5	42	БМ	45		ЧМ-4	некогер.		1,9
А-47	РР	1,6	*	120	38	ОМ	41		ЧМ-8	некогер.		1,7
А-48	ГР	1,8	6	12	40	ЧМ	43		КАМ-16	когерен.		2,6
А-49	ДЕР	2,0	7	14	39	АМ	42		ФМ-4	когерен.		2,9
А-50	РР	2,2	*	144	44	0М	47	АМ-2			когерен.		1,5
А-51	ГР	2,4	3,5	22	39	0М	42	АМ-2			некогер.		2,1
А-52	ДЕР	2,6	3,5	1,5	45	ЧМ	48	ЧМ-2			когерен.		1,6
А-53	РР	2,8	*	380	50	ОМ	53	ЧМ-2			некогер.		1,8
А-54	ГР	3,0	4,5	2,7	36	ЧМ	39	ФМ-2			когерен.		1,4
А-55	ДЕР	0,01	4,5	7,4	42	АМ	45	ВФМ-2			когерен.		2,6
А-56	РР	0,1	*	500	38	ОМ	41	ВФМ-2			некогер.		1,1
А-57	ГР	0,02	5,5	16	35	ЧМ	38	ФМ-4			когерен.		2,3
А-58	ДЕР	0,2	5,5	12,5	41	БМ	44	ВФМ-4			когерен.		1,3
А-59	РР	0,03	*	0,24	44	ЧМ	47	ЧМ-4			некогер.		1,7
А-60	ГР	0,3	6,5	15	33	АМ	36	ЧМ-8			некогер.		1,1
А-61	ДЕР	0,04	6,5	2,8	39	ЧМ	42	КАМ-16			когерен.		3,1
А-62	РР	0,4	*	12	50	ОМ	53	ФМ-4			когерен.		1,8
А-63	ГР	0,05	7,5	3,3	32	ЧМ	35	АМ-2			когерен.		2,7
А-64	ДЕР	0,5	7,5	4,4	38	БМ	41	АМ-2			некогер.		1,5
А-65	РР	0,06	*	300	38	ОМ	41	ЧМ-2			когерен.		2,5
А-66	ГР	0,6	8	5,5	31	ЧМ	34	ЧМ-2			некогер.		1,6
А-67	ДЕР	0,07	8	6,5	37	АМ	40	ФМ-2			когерен.		2,2
А-68	РР	0,7	*	9,6	44	ЧМ	47	ВФМ-2			когерен.		2,7
А-69	ГР	0,08	3,5	4,3	45	БМ	48	ВФМ-2			некогер.		2,0
А-70	ДЕР	0,8	4,5	7,5	42	ЧМ	45	ФМ-4			когерен.		2,4
А-71	РР	0,09	*	10,2	50	ОМ	53	ВФМ-4			когерен.		2,8
А-72	ГР	0,9	5,5	4,8	42	ЧМ	45	ЧМ-4			некогер.		2,1
А-73	ДЕР	0,1	6,5	5,2	39	АМ	42	ЧМ-8			некогер.		1,9
А-74	РР	1,0	*	1,5	38	ЧМ	41	КАМ-16			когерен.		2,3
А-75	ГР	0,12	7,5	3,6	38	БМ	41	ФМ-4			когерен.		2,5
А-76	ДЕР	1,2	8	10,0	31	ЧМ	34	АМ-2			когерен.		2,7
А-77	РР	0,15	*	240	44	ОМ	47	АМ-2			некогер.		1,8
А-78	ГР	1,5	6	4,5	40	ЧМ	43	ЧМ-2			когерен.		2,0
А-79	ДЕР	0,2	3	5,6	46	АМ	49	ЧМ-2			некогер.		1,6
А-80	РР	2,0	*	480	50	ОМ	53	ФМ-2			когерен.		2,2
А-81	ГР	0,25	4	11	37	ЧМ	40	ВФМ-2			когерен.		2,3
А-82	ДЕР	2,5	5,5	14	35	БМ	38	ВФМ-2			некогер.		1,8
А-83	РР	0,3	*	75	38	ОМ	41	ФМ-4			когерен.		1,6
А-84	ГР	3,0	6,5	2,6	39	ЧМ	42	ВФМ-4			когерен.		2,6
А-85	ДЕР	0,35	7,5	6,5	38	АМ	41	ЧМ-4			некогер.		1,5
А-86	РР	0,65	*	68	44	ОМ	47	ЧМ-8			некогер.		2,0
А-87	ГР	0,4	6,5	16	33	ЧМ	36	КАМ-16			когерен.		2,6
А-88	ДЕР	0,7	5,5	6,3	35	БМ	38	ФМ-4			когерен.		2,3
А-89	РР	0,45	*	18	50	ЧМ	53	АМ-2			когерен.		1,7
А-90	ГР	0,75	3,5	8,2	45	АМ	48	АМ-2			некогер.		1,3
А-91	ДЕР	0,5	8	18	31	ЧМ	34	ЧМ-2			когерен.		1,8
А-92	РР	0,8	*	72	38	ОМ	41	ЧМ-2			некогер.		1,5
А-93	ГР	0,55	4,5	6,4	36	ЧМ	39	ФМ-2			когерен.		2,8
А-94	ДЕР	0,85	6,0	12	40	БМ	43	ВФМ-2			когерен.		3,1
А-95	РР	0,6	*	0,6	44	ЧМ	47	ВФМ-2			некогер.		2,4
А-96	ГР	0,9	7,0	2,75	39	АМ	39	ФМ-4			когерен.		2,7
А-97	ДЕР	0,65	3,0	13	40	ЧМ	43	ВФМ-4			когерен.		2,0
А-98	РР	0,95	*	2,4	50	ОМ	53	ЧМ-4			некогер.		1,8
А-99	ГР	0,7	5,0	14,5	42	ЧМ	45	ЧМ-8			некогер.		1,6

* – при рівномірному розподілі ймовірностейК_а =