6 21.391.2 (07) №____

Р − 851

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ф едеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Южный федеральный университет” ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г.ТАГАНРОГЕ

Задание и методические рекомендации по курсовому проектированию по дисциплине

ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Для студентов направлений 210600 «Радиоэлектронные системы и комплексы»

210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Таганрог 2012

УДК 621.391.2(07)

Составители: И.В. Бессонов, Л.В. Литюк

Задание и методические рекомендации по курсовому проектированию по дисциплине «Теория электрической связи». Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2012. __ с.

Приведены индивидуальные задания и методические рекомендации по расчету системы радиосвязи в рамках курсового проектирования по дисциплине «Теория электрической связи».

Ил. _. Библиогр.: _ назв.

Рецензент:

Предисловие

Основной задачей дисциплины «Теория электрической связи» (ТЭС) является изучение фундаментальных принципов анализа и синтеза систем и устройств передачи информации по разнообразным линиям и каналам связи.

Цель курсового проектирования – закрепление полученных теоретических знаний в ходе целенаправленной работы по реализации конкретного, ориентированного на практику, задания.

Курсовой проект выполняется студентами по индивидуальным заданиям, выдаваемым на первой неделе семестра.

Работа над курсовым проектом проходит исключительно самостоятельно в часы самостоятельной работы, предусмотренные учебным планом специальности при возможности еженедельных консультаций с преподавателем – руководителем проектирования.

1. Задание

1.1. Постановка задачи

Разработать структурную схему системы связи, предназначенной для передачи данных и передачи аналоговых сигналов методом ИКМ для заданного вида модуляции и способа приема сигналов. Рассчитать основные параметры системы связи. Обосновать и описать используемые методы преобразования информации.

1.2. Исходные данные

Источник дискретных сообщений имеет алфавит A = {a₁, a₂, … a_M} размерности M. Источник может иметь память глубиной r = 1, в этом случае сообщения на его выходе описываются стационарной цепью Маркова с заданной матрицей переходных вероятностей P(a_i|a_j). Для источника без памяти задаются безусловные вероятности символов P(a_i). Длительность одного символа на выходе источника задана и равна T_И , скорость передачи символов источником v_И=1/T_И.

Значения M, T_И , а так же матрица переходных вероятностей или безусловные вероятности символов выбираются из таблицы 1.1 в соответствии с вариантом. Номер варианта соответствует порядковому номеру студента в списке учебной группы. Отсутствие матрицы переходных вероятностей означает отсутствие памяти у источника.

Рассчитать энтропию и избыточность источника, разработать кодер источника, рассчитать длительность посылки на выходе кодера источника. Выбрать метод помехоустойчивого кодирования, рассчитать длительность посылки на выходе помехозащитного кодера.

Разрабатываемая система связи должна при заданном виде дискретной модуляции и типе демодулятора обеспечивать требуемую среднюю вероятность ошибки на один символ (на входе демодулятора). Вид модуляции, тип демодулятора, вероятность ошибки, рабочая частота, дальность действия, коэффициенты усиления приемной и передающей антенных систем приведены в таблице 1.2.

Для всех вариантов помеху считать гауссовским белым шумом со спектральной плотностью мощности N₀=10^-18 Вт/Гц. Система работает в условиях прямой видимости между передающей и приемной антеннами, потери в среде распространения и переотражения отсутствуют.

Рассчитать зависимость вероятности ошибки от отношения сигнал/шум и мощности сигнала на входе демодулятора. Определить необходимую мощность сигнала. Рассчитать затухание сигнала в среде и требуемую минимальную мощность передатчика.

Рассмотреть возможность применения разработанной системы передачи дискретной информации для передачи аналоговых сообщений. Параметры аналогового источника для каждого варианта приведены в таблице 1.3. Там же приведено допустимое значение отношения средней мощности сигнала к мощности шумов квантования.

Рассчитать количество уровней квантования аналогового сигнала, длительность кодовой группы кодера ИКМ, частоту дискретизации аналогового сигнала, и ограничения на ширину его спектра.

Таблица 1.1

Параметры дискретного источника сообщений

Вариант	Объем алфавита источника M	Матрица переходных вероятностей P(a0|a0) P(a1|a0) P(a0|a1) P(a1|a1)	Безусловные вероятности символов P(ai)	Длительность символа ТИ, мкс
1	2	0,98 0,02 0,7 0,3		6,0
2	8		0,05; 0,01; 0,02; 0,2; 0,15; 0,04; 0,23; 0,3	5,0
3	2	0,75 0,25 0,4 0,6		3,4
4	9		0,2; 0,15; 0,04; 0,22; 0,3; 0,05; 0,01; 0,02; 0,01	4,0
5	2	0,6 0,4 0,5 0,5		3,4
6	7		0,04; 0,18; 0,3; 0,05; 0,01; 0,02; 0,4	7,0
7	2	0,3 0,7 0,7 0,3		14,0
8	5		0,21; 0,02; 0,03; 0,4; 0,34	9,5
9	2	0,65 0,35 0,75 0,25		6,5
10	6		0,1; 0,33; 0,19; 0,14; 0,05; 0,19	11,0
11	2	0,1 0,9 0,5 0,5		4,4
12	3		0,2; 0,7; 0,1	10,0
13	2	0,71 0,29 0,82 0,18		12,5
14	4		0,3; 0,05; 0,4; 0,25	7,4
15	2	0,7 0,3 0,56 0,44		14,5
16	10		0,01; 0,3; 0,19; 0,1; 0,05; 0,19; 0,07; 0,03; 0,04; 0,02	5,6
17	2	0,97 0,03 0,82 0,18		4,7
18	4		0,01; 0,02; 0,27; 0,7	8,2
19	2	0,59 0,41 0,5 0,5		6,3
20	11		0,02; 0,01; 0,02; 0,2; 0,1; 0,04; 0,22; 0,3; 0,03; 0,05; 0,01	12,0

Таблица 1.2

Параметры радиоканала

Вариант	Вид модуляции	Тип демодулятора	Вероятность ошибки Pош	Рабочая частота, МГц	Дальность действия, км	Коэффициент усиления антенны
						Передающей	Приёмной
1	ФМ	К	1·10-2	12000	30	1000	1000
2	ЧМ	НК	1·10-3	50	10	10	10
3	ОФМ	НК	1·10-4	300	5	30	60
4	ФМ	К	1·10-5	150	20	15	15
5	ЧМ	К	1·10-6	2400	1	20	200
6	АМ	К	2·10-2	3000	1000	500	500
7	ФМ	К	2·10-3	5000	500	700	700
8	ЧМ	НК	2·10-4	800	300	50	50
9	ОФМ	НК	2·10-5	900	200	100	20
10	ФМ	К	2·10-6	1800	100	200	50
11	ЧМ	К	3·10-2	2400	50	100	100
12	ФМ	К	3·10-3	5000	30	20	500
13	АМ	К	3·10-4	3000	20	100	100
14	ОФМ	НК	3·10-5	450	10	80	80
15	ЧМ	К	3·10-6	300	5	30	100
16	ФМ	К	5·10-2	150	3	20	20
17	ЧМ	НК	5·10-3	50	2	1	1
18	ОФМ	НК	5·10-4	12000	1	100	100
19	ФМ	К	5·10-5	2400	800	500	500
20	ЧМ	К	5·10-6	1900	40	200	200

Примечания к табл.1.2:

АМ – амплитудная манипуляция с пассивной паузой;

ЧМ – частотная манипуляция с ортогональными сигналами;

ФМ – фазовая манипуляция с противоположными сигналами;

ОФМ – относительная ФМ;

К – когерентный демодулятор;

НК – некогерентный демодулятор.

Таблица 1.3

Параметры аналогового источника и требования к качеству передачи

Вариант	Амплитуда, В	Пик-фактор	Отношение сигнал/шум квантования, дБ
1	0,2	2,5	30
2	0,3	3,0	35
3	0,4	2,7	40
4	0,5	2,9	45
5	0,6	3,1	50
6	0,7	2,5	55
7	0,8	2,2	60
8	0,9	3,2	30
9	1,0	3,0	35
10	1,1	2,5	40
11	1,2	2,6	45
12	1,3	2,1	50
13	1,4	3,1	55
14	1,5	2,1	60
15	1,6	2,4	30
16	1,7	2,8	35
17	1,8	3,2	40
18	1,9	3,3	45
19	2,0	3,4	50
20	2,1	3,5	55