Розрахунок каналу звязку

Державний унверситет нформацйно-комункацйних технологй Шифр 0310359 Курсова робота Варант 2З дисциплни ТЕОРЯ ЕЛЕКТРОЗВ ЯЗКУнститут заочного та дистанцйного навчання ННВЦ у м. змал Буклиу Костянтин Дмитрович Напрям пдготовки ТКСпецальнсть ТСМКурс Мсце роботи вдсутнДомашня адреса

Одеська обл м. змал, 2-й пров. Нижньосадовий, 14, т. 7-57-92Дата надання роботиОцнкаДата перевркиПдпис викладача ЗМСТ 1 Вхдн дан 2 Вступ 3 Структурна схема ЦСП 4 Розрахунки параметрв АЦП 5 Розрахунки характеристик аналого цифрового перетворення нформацйних характеристик повдомлень на виход АЦП 6 Розрахунок характеристик завадостйкост прийому сигналв.

7 Вибр корегуючого коду та розрахунок завадостйкост системи зв язку з кодуванням. 8 Розрахунок пропускно здатност каналу зв язку 9 Розробка структурно схеми демодулятора 10 Розрахунок ефективност системи предач 11 Висновок 12 Перелк посилань 1. Вихдн дан до завдання на курсову роботу . У дискретному канал зв язку використовуться завадостйке кодування.

Для передач неперервним каналом зв язку з постйними параметрами й адитивним блим гаусовим шумом використовуться модуляця цифровим методом. Наведемо вихдн дан 1 Джерело повдомлень задане характеристиками первинного сигналу bt середн значення дорвню нулю коефцнт амплтуди Ka8 максимальна частота спектра Fmax12кГц . Допустиме вдношення сигналшум квантування кв.доп37дБ. 2 Метод модуляц гармончного переносника АМ. 3 Спектральна густина блого гауссвського шуму

N0 f 4 Рвн квантування 51 Вступ. Цллю ц курсово роботи являться закрплення знань основних положень курсу Теоря Електричного зв язку , шляхом проведення розрахункв характеристик рзних систем передач електрозв язку та порвняння х за допомогою розрахованих характеристик. Одним з пунктв курсово роботи являться пдбр коректуючого коду. Використання коректуючих кодв, дозволя знаходити та виправляти помилки, що виникають в канал, являться

одним з засобв пдвищення якост передач. В останньому пункт курсово роботи буде оцнено ефективнсть систем зв язку. Пд ефективнстю систем зв язку розумють степнь використання якихось матералв, засобв, ресурсв, часу т.д. В системах зв язку основними ресурсами можна вважати пропускну можливсть каналу С, ширину смуги частот , потужнсть сигналу . Для оцнки степен х використання проф. Зюко було запропоновано порвняння х з швидкстю передач нформац

R. Наведен ним коефцнти, що використовувалися при розрахунков курсово роботи, являються найважлившими технчними показниками систем передач нформац. 3. Структурна схема ЦСП. Зобразимо структурну схему цифрово системи передач неперервних повдомлень. Рис. 1 Структурна схема ЦСП. Призначення кожного блоку. 1 джерело повдомлення призначено для подач в систему цифрово передач аналогового сигналу.

2 АЦП призначений для перетворення неперервного аналогового сигналу в цифровий. 3 кодер коректуючого коду призначений для пдвищення завадостйкост цифрово системи передач, шляхом внесення в коди залишку. 4 модулятор призначений для узгодження сигналу з каналом зв язку та для ущльнення каналу. Канал зв язку це сукупнсть технчних засобв та середовища розповсюдження, що забезпечують при пдключенн конечних абонентських приладв, передачу повдомлень будь-якого виду вд джерела до одержувача за допомогою

електрозв язку. 5 демодулятор призначений для знаходження потрбного сигналу в канал зв язку, та вилучення його первинного сигналу з отриманого. 6 канал зв язку середовище розповсюдження електричного сигналу. 7 декодер коректуючого коду виправля неправильн ршення демодулятора, використовуючи залишок прийнятих кодв, вдновлю первинний код. 8 ЦАП перетворю кодв комбнац в аналоговий сигнал. 9 одержувач повдомлень прийма аналоговий сигнал з системи цифрово передач неперервних повдомлень.

Основн параметри, характеризуюч кожний блок. 1. Джерело повдомлень. 1 епсилон - ентропя джерела HEB мнмальна кльксть нформац, що знаходиться в повдомленн Вt прийнятому повдомленн вдносно Bt переданому повдомленню , при якому вони ще екввалентн. 2 коефцнт залишку джерела - це вдношення , визначаюче яка доля максимально можливо при даному алфавт ентроп не використовуться джерелом. 3 продуктивнсть джерела,

Rg це сумарна ентропя повдомлень, переданих джерелом за одиницю часу. 4 щльнсть ймоврност миттвих значень сигналу Pb. 2. Параметри АЦП та ЦАП. 1 частота дискретизац fд мнмальна частота взяття вдлкв, по якй можна вдновити аналоговий сигнал з задовльною щльнстю. 2 нтервал дискретизац Т максимальний нтервал часу мж вдлками, при якому можна вдновити сигнал по ним з заданою точнстю.

3 число рвнв квантування L . До цих дискретних рвнв АЦП прирвнюються неперервн по амплтуд вдлки первинного сигналу. 4 крок квантування b рзниця мж двома ближнми рвнями квантування. 5 значимсть вйкового коду АЦП число розрядв кодово комбнац на виход АЦП, якою кодуються рвн квантування. 3. Параметри кодера коректуючого коду.

1 значимсть коректуючого коду розряднсть кодово комбнац коректуючого коду. 2 число нформацйних символв кодово комбнац К. 3 кратнсть помилок, що виправляються gи максимальне число помилково прийнятих розрядв кодово комбнац коректуючого коду, як можуть бути виправленими. 4. Розрахунки параметрв АЦП та ЦАП. 1 Зобразимо структурну схему АЦП. Рис.2 Структурна схема АЦП. Опис роботи АЦП. ФНЧ пропуска нижню частину сигналу, достатню для задано

точност вдновлення цього сигналу. Потм дискретизатор визнача миттв значення повдомлень через вдрзок часу Tд, визначений згдно з теоремою Котельникова та потрбною точнстю передач нформац. Квантувач встановлю рвн, дозволен для передач. Якщо значення вдлку попада в нтервал мж дозволеними рвнями, то вн округляться до найближчого дозволеного рвня. Кодер перетворю квантован вдлки в двйков кодов комбнац, як вдповдають рвням квантування.

2 Зобразимо структурну схему ЦАП. Рис.3 Структурна схема ЦАП. Опис роботи ЦАП. Кодов комбнац, що надйшли, декодер перетворю в квантовану послдовнсть вдлкв, тобто в АМ- сигнал, який детектуться ФНЧ. 4. Розрахунки характеристик аналого цифрового перетворення нформацйних характеристик повдомлень на виход АЦП Знайдемо минмальне допустиме число рвнв квантування. Визначення частоти дискретизац fд частота дискретизац.

4 Визначимо L, n, та Тб . Для визначення числа рвнв квантування використам формулу 5 Знаючи допустиме вдношення сигналшум квантування коефцент амплтуди первинного сигналу Ка виведемо з допустиме число рвнв квантування 2.5 Переведемо кв.доп з дБ в рази по формул кв.доп 100,131 1258 Пдставимо у формулу 2.5 числове значення, отримамо 169

Визначимо значнсть двкового коду АЦП nlog2L, цле число. Тому число рвнв квантування L вибираться як цла степнь числа 2, при якй Число рвнв квантування L256, значнсть двйкового коду n8 . Визначимо тривалсть двйкового символу на вход АЦП 5. Розрахунки нформацйних характеристик джерела повдомлень первинних сигналв.

Повдомлення неперервного джерела перетворються в первинний аналоговий сигнал bt за звичай без втрати нформац , тому розрахунки н формацйних характеристик джерела будемо проводити для первинного сигналу. 1 Епсилон-ентропя розраховуться за формулою Приймамо за послання один диничний елемент, знайдемо Р10,03 Р00,97 НА-0,13log20,13 0,87 log20,870,194 Битс Продуктивнсть джерела визначаться Де НА ентропя джерела,

0 довжина кодово комбнац. 6. Розрахунок характеристик завадостйкост прийому сигналв. Розрахумо моврнсть похибки символу на виход демодулятора Рахуючи сигнал снусодальним, можна розрахувати потужнсть сигналу Енергю сигналу можемо знайти з формули Е 8,610-6 Дж Знаючи, що h2ЕN0, запишемо ,210-9 моврнсть похибки символу на виход демодулятора

Рош 0,445 7. Вибр коректуючого коду та розрахунок завадостйкост системи зв язку з кодуванням. У дискретному канал використовуться завадостйке кодування з систематичним кодом 11,7. Найменша кодова вдстань 23. Кодирум рвн у двйковому код 14 - 0 0 1 1 1 0 44 - 1 0 1 1 0 0 51 - 1 1 0 0 1 1 Утворююча матриця Будумо переврюючу матрицю Перевряюча матриця будуться для знаходження преврочних разрядв.

Знаходимо х r22.1 0100100110111 r22.2 0101100011101 r22.3 0001110110101 r22.4 000011001 r30.1 0100101110111 r30.2 0101100001101 r30.3 0001110111101 r30.4 0000110010111 r82.1 1100100100110 r82.1 1101100001101 r82.1 1001110100101 r82.1 0100110001110 На виход кодеру мамо так кодов комбнац 14 - 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 44 - 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 51 - 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 Знайдемо кодову вдстань мж комбнацями на вход кодеру 2 14 0 0 1 1 1 0 44 1 0 1 1 0 0

S 1 0 0 0 1 0 d 2 44 1 0 1 1 0 0 51 1 1 0 0 1 1 S 0 1 1 1 1 1 d 5 14 0 0 1 1 1 0 51 1 1 0 0 1 1 S 0 1 1 1 1 1 d 5 Знайдемо кодову вдстань мж комбнацями на виход кодеру 2 14 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 44 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 S 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 d 4 44 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 51 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 S 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 d 6 14 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 51 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 S 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 d 7 Довжина символу на виход кодеру завадостйкого коду 2

Розрахунки ймоврност однократних та двократних похибок на вход декодеру , де , де m12, РРош моврнсть однократних похибок моврнсть двократних похибок 8 Розрахунок пропускно здатност каналу зв язку Визначимо пропускну здатнсть каналу, необхдну для передач цифрового сигналу. По т. Шенона пропускна здатнсть безперервного каналу зв язку дорвню Рахуючи сигнал синусодальним, можна розрахувати потужнсть сигналу

Рс0,02 мВт Пропускна полоса для АМ розраховуться за формулою , де 0-довжина сигналу на виход модулятора. Пропускна спроможнсть безперервного каналу Пропускна спроможнсть дискретного каналу залежить лише вд швидкост передач двйкових символв та вд моврност похибки у цих символах. Пропускна спроможнсть безперервного каналу залежить лише вд ширини пропускно смуги та вд вдношення сигнал-шум. 9. Розробка структурно схеми демодулятора

Xt 1 Sit 0 мал. 3 E2 До складу схеми входять так вузли РУ - виршальний пристрй, у якому вдбуваться безпосередн порвняння й робиться висновок про те, який це сигнал S - нтегратор - обчислються кореляционний нтеграл X - перемножник - служить для додання функц того виду, при якому в нтегратор з ц функц може бути розрахована функция взамно кореляц. Для запису алгоритму оптимального прийому вибирамо критерй

Котельникова - критерй оптимального спостергача тому що нам потрбно розрзнити два вдомих сигнали, предавамих по безперервному канал звязку, у якому д нормальний блий шум, спектральна щльнсть якого No вдома потужнсть шуму Рш. Для однакових апрорних моврностей сигналв pS1pS2 pSm1m критерй Котельникова ма вигляд тобто оптимальний приймач вдтворю повдомлення, для якого середньоквадратичне вдхилення ма найменше значення для двйково системи

Для сигналв рвних енергй Е1Е2 критерй оптимального прийому Для АМ критерй оптимального прийому Спочатку подаються два сигнали, наприклад S й X, знаходиться хня рзниця, потм в нтегратор обчислються функця взамно кореляц. Псля обчислення функц взамно кореляц результати, на порвняння, подаються у виршальний пристрй, воно виршу який сигнал бльше правдоподбний. Демодулятор явля собою когерентний приймач, оптимальний за критерм

максимально правдоподбност. Демодулятор обчислю функцю взамно кореляц прийнятого сигналу й варантв предавамого. Ршення прийма на користь того варанта, де ця функця буде максимальна. 10. Розрахунок ефективност системи передач Коефцнт використання каналу на смуз частот енергетична ефективнсть , де V- швидксть передач даних, 0 вдношення потужност сигналу Рс до спектрально густитни No потужност шуму. Н А45,1 кБитс,

Рс 0,02Вт Коефцнт використання каналу по потужност частотна ефективнсть , де F смуга частот каналу зв язку V1о V 12,810-6 35714 Коефцнт використання каналу по пропускнй спроможност нформацйна ефективнсть , де С пропускна спроможнсть безперервного каналу зв язку 35714161000 0,221 Висновки. В данй курсовй робот було проведено розрахунок цифрово системи передач, на основ якого ми

набули навичок розрахунку цифрово системи передач. Основна технчна перевага цифрових систем передач перед безперервними системами складаться в хнй високй завадостйкост.Ефективнсть реальних систем стотно нище границ Шеннона. Характер обмну мж та залежить вд виду модуляц сигналу та коду. Завадостйксть АМ вдносно низька ймоврнсть передач може бути пдвищена лише пдвищенням потужност сигналу.

Межа завадостйкост виражена слабо. В системах АМ висока завадостйксть може бути досягнута збльшенням ширини спектру сигналу, тобто за рахунок частотного залишку. В систем АМ рзко виражений порг завадостйкост. З являться можливсть вдосконалення схеми одержувача знизити порг завадостйкост тим самим збльшити дальнсть зв язку при тй самй потужност передавача. Ця задача особливо актуальна для супутникових та космчних систем зв язку.

Для зниження порогу при АМ використовують рзн схеми слдкуючих демодуляторв в тому числ схему з зворотнм зв язком по частот, синхронно-фазовий демодулятор та демодулятор з слдкуючим фльтром. Мнмальний допустимий порг завадостйкост досягаться в схем оптимального демодулятора. Ефективнсть системи АМ значно пдвищуться за рахунок коректуючих кодв. Використання коректуючих кодв да можливсть пдвищення врност передач повдомлення або при заданй врност

пдвищити енергетичну ефективнсть системи. При досконалй елементнй баз затрати на реалзац кодуючи та декодуючих пристров значно скоротилися, тим часом коли вартсть енергетики каналу практично не змнилась. Таким чином цна енергетичного виграшу за рахунок кодування може бути значно менше цни того ж виграшу, отриманого за рахунок збльшення енергетики каналу потужност сигналу або розмрв антен. Перелк посилань. 1.Теоря передач сигналв Пдручник для вузв

А.Г. Зюко та др. М. Радо та зв язок ,1986. 2. Панфлов .П Дирда В.Ю. Теоря електричного зв язку Пдручник для технкумв М. Радо та зв язок , 1991 3. Розрахунки та оптимзаця характеристик систем електрозв язку методичний посбник, 2005 4. Баскаков С.И. Электродинамика и распространение радиоволн. Учеб. Пособие для вузов. М. Высш. шк 1992