НАЦИОНАЛЬНЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.Е. ЖУКОВСКОГО «ХАИ»

Кафедра 504

КОМПЛЕКСНАЯ КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ТЕОРИИ ЦИФРОВОЙ СВЯЗИ

(образец)

Выполнил: студент гр.

( Вариант №)

Проверил: проф. Кортунов В.И.

ХАРЬКОВ – 2007

Содержание

Содержание	2
1. Техническое задания на систему связи	3
2. Анализ источника сообщений	5
2.1. Вероятностный анализ	5
2.2. Временной анализ	7
2.3. Частотный анализ	8
2.4. Информационный анализ	9
3. Расчет аналого-цифрового преобразователя	10
4. Расчет кодера	14
5. Расчет модулятора	16
6. Анализ канала связи	21
7. Расчет оптимального когерентного демодулятора	23
8. Анализ декодера	26
9. Расчет цифро-аналогового преобразователя и восстановление сигнала	27
Литература	30

1. Техническое задания на систему связи

Данная курсовая работа посвящена расчету основных характеристик системы передачи сообщений (связи), как совокупности технических средств, обеспечивающих формирование и передачу сигналов по каналу связи (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Структура системы связи

ИС – источник непрерывного сообщения х(t);

АЦП – аналого-цифровой преобразователь, преобразует сообщение в отсчеты х(t_i), квантованные уровни х_j(t_i) и соответствующие им числа j(t_i) – номера уровней;

K – кодер, выполняет кодирование и образует модулирующий сигнал b(t);

М – модулятор, создает высокочастотный аналоговый сигнал s(t);

НК – непрерывный канал, на выходе которого образуется аддитивная смесь z(t) сигнала с помехой;

ДМ – демодулятор, восстанавливает передаваемые кодовые символы b_k;

ДК – декодер, восстанавливает номера передаваемых уровней j(t_i);

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь, восстанавливает квантованные уровни b_j(t_i) и непрерывное сообщение b(t);

ПС – получатель сообщения.

Вариант № 7

Параметр	Характеристика/Величина
Источник сообщений	Непрерывный сигнал с аддитивной помехой
Тип сигнала	Случайный «квазибелый» стационарный процесс (эргодический) с равномерным распределением
Минимальный уровень сигнала хmin	-6,4 В
Максимальный уровень сигнала хmax	+6,4 В
Спектральная плотность мощности помехи сигнала N0	В2/Гц
Закон распределения помехи сигнала	Равномерный
Вариант файла сигнала	S7
Номер уровня квантования	j=105
Тип кодирования кодера	Проверка на четность кода
Непрерывный канал связи	Высокочастотный радиоканал
Вид модуляции	ФМ (PSK)
Способ приема	Оптимальная когерентная обработка сигнала
Скорость передачи данных	Не менее 115200 бит/сек
Спектральная плотность мощности помехи канала связиNс0	В2/Гц
Закон распределения помехи канала	Гауссовский
Тип ФНЧ получателя сообщения	Идеальный ФНЧ

2. Анализ источника сообщений

Источник сообщения создает непрерывный сигнал х(t) типа случайного «квазибелого» стационарного процесса, мощность которого сосредоточена в области нижних частот. Мгновенные значения сообщения равновероятны в интервале от х_min до х_max, т.е. имеют равномерный закон распределения. В составе сигнала имеется случайная помеха интенсивности N₀ = В²/Гц, так же в канале связи имеется аддитивная помеха с нормальным законом распределения интенсивности N₀ = В²/Гц.

2.1. Вероятностный анализ

1. Записать функцию распределения вероятности F_Х(x) мгновенных значений сообщения Х(t), функцию плотности распределения р_Х(x) и построить их графики [4].

2. Вычислить математическое ожидание M{Х(t)} и дисперсию D{Х(t)} сигнала [4].

3. Вычислить постоянную составляющую и мощность переменной составляющей сигнала [4].

4. Вычислить оценки математического ожидания и дисперсии сигнала [4].

6. Вычислить оценку корреляционной функции сигнала [4].

1. Функция распределения

Рис. 2.1 График функции распределения

Функция плотности распределения

Рис. 2.2 График функции плотности распределения

2. Математическое ожидание и дисперсия сигнала

Диапазон сигнала тогда

3. Постоянная составляющая и мощность переменной составляющей сигнала

Отметим, что рассматриваемый случайный процесс является эргодическим – усреднение какой-либо одной его реализации равно усреднению ансамбля (множества) реализаций. Для эргодического процесса математическое ожидание характеризует постоянную составляющую, а дисперсия – мощность переменной составляющей. Спектральная плотность средней мощности имеет равномерное распределение величины . Тогда - постоянная составляющая сигнала источника, а -мощность переменной составляющей сигнала.

4. Оценки математического ожидания и дисперсии сигнала

>>m_SIG=mean(SYG)

МО=-0.0694В,

>>std_SIG=std(SYG)

СКО=2.1250В.

5. Оценка корреляционной функции сигнала

>>Kx=XCOV(SYG,'biased');

>>tau=((0:N/8))*Ts;

>>plot(tau,Kx(N:N+N/8))

Рис. 2.3. График корреляционной функции

2.2. Временной анализ

Построить график для исходного сигнала.

Рис. 2.3. Исходный сигнал

2.3. Частотный анализ

Построить график для оценки спектральной плотности мощности сигнала S_Х(f) и энергетического спектра, как преобразования Фурье от сигнала.

Рис. 2.4. Оценка энергетического спектра сигнала

Рис. 2.5. Оценка спектральной1 плотности мощности сигнала

Из графика определяем практическую ширину спектра сигнала f_max = 8 кГц.

2.4. Информационный анализ

Определим дифференциальную энтропию сигнала – источника сообщений [1,5]: