Расчет технических характеристик систем передачи дискретных сообщений

3

   Высший колледж связи

Курсовая  работа

по курсу ТЭС на тему

“Расчет технических характеристик

систем передачи дискретных сообщений”

Студент: Иванов И.Н.

студ. билет N° 09

группа В 7712

Минск 1999

3

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИE.

1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ЦИФРОВОЙ  ПЕРЕДАЧИ   

   НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ…………………………………………….4

2. РАСЧЕТ СПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ………………..10

3. РАСЧЕТ ЭНТРОПИИ КВАНТОВАННОГО СИГНАЛА, ЕГО 

   ИЗБЫТОЧНОСТИ И СКОРОСТИ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА  

   ВЫХОДЕ КВАНТУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА...............................................14

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ДИСКРЕТНОГО    

   КАНАЛА СВЯЗИ.....................…….................................................................16

    5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОДНОМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ,

       МАТЕМАТИЧЕСКОГО  ОЖИДАНИЯ,  ДИСПЕРСИИ,

       КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ НА ВЫХОДЕ СИНХРОННОГО  

       ДЕТЕКТОРА …………………………………………………........................18

6. РАСЧЕТ ШИРИНЫ СПЕКТРА ИКМ-ЧМ СИГНАЛА..………..................20

7. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И АЛГОРИТМ РАБОТЫ ОПТИМАЛЬНОГО 

    ПРИЕМНИКА.......………................................................…............................21

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................….............................................................................24

ЛИТЕРАТУРА.........................….........................................................................25

ВВЕДЕНИЕ

Электросвязь - это совокупность человеческой деятельности , главным образом технической , связанной с передачей сообщений на расстояние с помощью электрических сигналов. Непрерывное развитие народного хозяйства и культуры приводит к интенсивному росту передаваемой информации, поэтому значение электросвязи в современной технике и в современной жизни огромно. Уже в настоящее время хорошо развитая сеть электросвязи облегчает управление государством. В будущем , когда методы управления с помощью ЭВМ будут преобладающими , наличие хорошо развитой сети электросвязи будет обусловливать управление государством.

В системах передачи сообщений используются как аналоговые , так и цифровые сигналы. В настоящее время широко применяются цифровые системы передачи. Так как они обладают более высокой помехоустойчивостью, что позволяет передавать на более далекие расстояния. Так же цифровые системы передачи в аппаратуре преобразования сигналов используют современную элементарную базу цифровой вычислительной технике и микропроцессоров. Поэтому аналоговый сигнал преобразуется в цифровой сигнал и в таком виде передается по линии связи; на приемной стороне происходит обратный процесс - преобразование цифрового сигнала в аналоговый.

В данной курсовой работе необходимо рассчитать технические характеристики цифровой системы связи.

.

1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ ЦИФРОВОЙ ПЕРЕДАЧИ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ.

Для передачи непрерывных сообщений  можно воспользоваться дискретным каналом. При этом необходимо преобразовать непрерывное сообщение в цифровой сигнал, то есть в последовательность импульсов , сохранив содержащуюся в сообщении существенную часть информации. Типичным примером цифровой системы передачи непрерывных сообщений являются системы с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ).

Структурная схема системы цифровой передачи непрерывных сообщений , для ЧМ и некогерентного способа приема представлена на рис.1. Рассмотрим назначение и работу блоков данной схемы.

Источник непрерывных сообщений ,в качестве которого может выступать человек, ЭВМ и т.д. формирует непрерывный сигнал U(t) —  который изменяется в любые моменты и принимает любые из возможных  значения .Потом  этот аналоговый сигнал  поступает на АЦП ( аналогово-цифровой преобразователь ).Аналогово-цифровое преобразование состоит из трех этапов.

Дискретизация - производится выборка значений аналогового сигнала с интервалом .

Квантование - выборочное значение аналогового сигнала заменяется ближайшим значением уровня квантования (заранее установленными).

Кодирование - значение уровня квантования преобразуется в двоичное  число.

В результате такого преобразования мы сами искажаем сигнал, так как приближаем его к уровню квантования .Для уменьшения этих искажений применяется нелинейная шкала квантования . С выхода кодера  двоичный ИКМ сигнал поступает на  модулятор, где происходит образование ЧМ сигнала. В модулятор подаются два гармонических сигнала с разными частотами. В первом перемножителе происходит перемножение первого гармонического сигнала с информационным сигналом, во втором перемножение второго гармонического сигнала и инверсией информационного. В сумматоре происходит сложение результатов перемножений. В итоге на выходе сумматора будет сигнал с частотой первого гармонического сигнала там где был единичный уровень информационного сигнала, и частота второго гармонического сигнала, там где был единичный уровень инверсии информационного сигнала. Для ограничения спектра сигнала передаваемого в канал на выходе передатчика ставится полосовой фильтр. Далее сигнал поступает в линию, где на него влияют помехи и вместе с помехами сигнал приходит на демодулятор, состоящий из ПФ ( ограничивает спектр принимаемого сигнала), АД (амплитудные детекторы), которые выделяют огибающую сигнала, в разностном устройстве происходит вычитание сигналов полученных на выходе амплитудных детекторов. Далее если напряжение на выходе ФНЧ пересекает заранее заданный положительный пороговый уровень, то на выходе решающего устройства формируется единичный

уровень, а если напряжение пересекает отрицательный пороговый уровень, то вырабатывается нулевой уровень. Затем сигнал  поступает на ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь),в котором на декодере кодовые комбинации преобразуются в квантованную последовательность, далее фильтр восстанавливает непрерывное сообщение по квантованным значениям. Полученный сигнал U*(t) поступает получателю.

Работа схемы пояснена диаграммами рис.2

Структурная схема системы цифровой передачи непрерывных сообщений с ЧМ манипуляцией и некогерентным способом приёма

              Источник                            

              непрерывных                               Дискретизатор                     Квантователь                              Кодер

              сообщений

                                                                                                                                                                        АЦП

                                                                      Асоs w1t             

              Инвертор                            Перемножитель

                                                                                                                                                Фильтр                              

                                                                                                      Сумматор                                 передачи                            ЛС    

                                                        Перемножитель

                                                                        Асоs w2t                                                          Модулятор

                     ПФ 1                        АД 1

                                                                                   Разностное                                                                      Решающее                                                                                   устройство                                 ФНЧ                          устройство                

                     ПФ 2                        АД 2

                                                                                                                                                      Демодулятор

                                 Декодер                           ФНЧ                        Получатель

                                                                            ЦАП

                                                                                    Рис. 1

     U(t)                                                                                                      Сигнал на выходе источника  сообщений

2

1

          1      2      3      4     5      6                                                                                                                                   t

    Uд                                                                                                               

                                                                                                                Сигнал на выходе дискретизатора

2

1

          1      2      3      4      5      6                                                                                                                              t

    U                                                                                                 

                                                                                                                              Сигнал на выходе кодера

2

1

                     0                                                1                                               0

1                                          2                                          3                                          4             t

    U                                                                                                               

                                                                                                                                Сигнал на выходе инвертора

2

1

                     1                                                0                                               1

1                                          2                                          3                                          4               t

    U(t)                                                                                                                                                 Сигнал Асоs w1t

А                                                                                                                                           

1                                          2                                          3                                          4               t

    U(t)                                                                                                                                                  Сигнал Асоs w2t