Министерство информационных технологий и связи РФ
Сибирский государственный университет
телекоммуникаций и информатики
Кафедра РТС
КУРСОВАЯ РАБОТА
по курсу МО ЦОС
«Разработка устройств цифрового формирования и обработкисигналов системы передачи дискретных сообщений по частотно ограниченным каналамсвязи»
Выполнил: ст. гр. Р-42
Паничев П.А.
Проверил: Горсков Г.Х.
Новосибирск, 2007
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Основные информационные характеристики системы передачидискретных сообщений
3. Выбор длительности и количества элементарных сигналов, используемых для формирования выходногосигнала
4. Расчет вида элементарного сигнала
5. Разработка алгоритма определения отсчетов выходного сигнала
6. Расчет отсчетов сигнала на длительности междухарактеристическими моментами восстановления
7. Расчет спектра сигнала на выходе цифрового формирователя
8. Расчет мощности шума квантования на выходе формирователя
9. Разработка функциональной схемыустройства цифрового формирователя сигнала
10. Разработка структурной схемы приемника
Заключение
Список используемой литературы
/>/>/>Введение
В последние годы методы цифровой обработки сигналов врадиотехнике, системах связи, управления и контроля приобрели большую важностьи в значительной мере заменяют классические аналоговые методы. Основноетехническое преимущество цифровых систем передачи перед непрерывными системамисостоит в их высокой помехоустойчивости. Это преимущество сильно проявляется всистемах передачи с многократной ретрансляцией сигналов.
В аналоговых системах помехи иискажения возникающие в отдельных звеньях, как правило, накапливаются. Вцифровых системах передачи для ослабления эффекта накопления помех при переходес ретрансляции, наряду с усилением применяют регенерацию импульсов, т.е. демодуляциюс применением восстанавливающей передаче символов и повторную их модуляцию наприемном пункте. Кроме этого, можно увеличить помехоустойчивость применениемпомехоустойчивого кодирования. Высокая помехоустойчивость цифровой системыпередачи позволяет осуществлять практически неограниченную реальность связи,при использовании канала сравнительно невысокого качества. Кроме повышенияпомехоустойчивости активно разрабатываются методы увеличения скорости передачи информации.
В настоящее время разработана КАМ-256 обеспечивающаяудельную скорость передачи информации 16 бит/с на 1Гц полосы пропускания каналасвязи, это показывает всю прогрессивность развития цифровой обработки сигналов.
/>/>/>1. Исходные данные
Номер варианта — 15
Удельная скорость передачи − 3,0 />.
Разрядность ЦАП − 4.
Вид модуляции — ФМ./>/>/>2. Основные информационныехарактеристики системы передачи дискретных сообщений
Скорость передачи сигналов (модуляции) определяется как V=1/Tc иизмеряется в Бодах. Один бод-это передача одного элементарного двоичногоэлемента сигнала в секунду.
Пропускная способность канала связи называется максимальновозможная скорость передачи информации по каналу. Пропускная способностьнепрерывного канала связи с заданной полосой пропускания определяется формулойШеннона
С=/>*log2 (h2+1) (бит/с),
где />-полосапропускания канала связи (Гц),h2-отношениесигнал/шум по мощности в канале связи.
Скорость передачи информации определяется количествоминформации I, переносимым элементарным сигналом, иинтервалом Тс между характеристическими моментами восстановления сигнала, т.е. R= I/Tc(бит/c). Количество информации, переносимое элементарнымсигналом, определяется следующим выражением
I=log2(N) (бит/элемент).
Где N-количество элементарныхсигналов
Удельная скорость передачи информации определяется как γ=R/F1 (бит всекунду на один Гц полосы пропускания)
Если сообщения передаются двоичными символами, то скорость передачиданных не может превышать значения 2DFK бит/с или 2 бит/с на 1 Гц полосы пропусканияканала связи DFK.Предел удельной скорости передачи данных с помощью двоичных символов, равный 2(бит/с) /Гц, называется также «барьером Найквиста». Теоретически«барьер Найквиста» может быть преодолен за счет повышения отношениясигнал-шум в канале связи до очень большого значения, что практически не возможно.Поэтому для повышения удельной скорости передачи данных необходимо перейти кмногопозиционной (комбинированной) модуляции, при которой каждая электрическаяпосылка несет более 1 бита информации.
К способам многопозиционной модуляции, используемым всистемах цифровой передаче сообщений, относятся: квадратурная амплитудная модуляция(КАМ), фазовая модуляция (ФМ), частотное уплотнение с ортогональными несущими иамплитудно-фазовая модуляция с одной боковой полосой (АФМ-ОБП)./>/>/>3. Выбор длительности иколичества элементарных сигналов, используемых для формирования выходногосигнала
В реальных каналах связи для передачи сигналов по частотноограниченному каналу используется сигнал вида
/>,
но он бесконечен во времени, поэтому его сглаживают покосинусоидальному закону.
/>,
где /> - коэффициентсглаживания,
N — количество элементарных сигналов (количество возможных состояний сигнала надлительности Т).
g — удельнаяскорость передачи информации, т.к. 0 1, тогда дляобеспечения заданной удельной скорости передачи
g=3 />,
можно взять N =4
Определим r:
/>
Рассчитаем полосу пропускания канала связи по формуле:
F1=r*F+F=0,33*F+F=1,33F,
где F — частота сигнала, а F1 — граничная частота полосы пропускания канала.
Зная заданные и полученные значения можно рассчитатьдлительность элементарного сигнала по формуле:
/>.
Для расчета вида элементарного сигнала необходимо рассчитатьинтервал дискретизации:
/>,
где fд — частотадискретизации.
Частота дискретизации выбирается с учетом того, что вспектре должна оставаться полоса расфильтровки ∆f она определяется как:
∆f = fд — 2 F (1+r), причем Df > 0.
Выберем частоту дискретизации
fд >2F(1+r) = 2,66F,
возьмем fд =8F
Количество отчетов на одном интервале TΔопределяется формулой:
/>, где
Dt=ТΔ/4
/>/>/>4. Расчет вида элементарногосигнала
Расчет отчетов элементарного сигнала производится по формуле:
/>.
С учетом дискретности отсчетов время tизменяем дискретно t = nDt, где n = 0,1,2…
Количество элементарных сигналов равно 4. Пусть они будутиметь максимумы +3, +1 и -1, -3.
Данный сигнал симметричен относительно 0, следовательнорассчитаем отсчеты справа от 0. Расчет сведем в таблицу 1: