Содержание

1. Задание на курсовую работу. 1

1.1.Исходные данные. 2

2.Введение. 3

3.Ход работы 5

3.1. Структурная схема системы связи. 5

3.2. Выбор схемы приемника. 9

3.3 Расчёт вероятности ошибки на выходе приемника. 12

3.4. Сравнение выбранной схемы с оптимальным приемником Котельникова. 14

3.5. Передача аналоговых сигналов методом ИКМ. 25

3.6. Статистическое (эффективное) кодирование. 31

3.7. Пропускная способность. 38

3.8. Помехоустойчивое кодирование. 40

3.9. Заключение. 44

4. Список используемой литературы. 46

1. Задание на курсовую работу.

1. 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. Указать и обосновать пути совершенствования разработанной системы связи.

1.1.Исходные данные.

№ варианта: 8

Вид модуляции: АМ

Способ приема: НКГ

Мощность сигнала на входе приемника

Длительность элементарной посылки

Спектральная плотность помехи

Вероятность передачи «1»

Число уровней квантования

Пикфактор аналогового сигнала

2.Введение.

Все задачи стоящие перед техникой связи, сводятся к двум основным проблемам. Первая основная проблема – это проблема эффективности связи: передать наибольшее количество информации наиболее экономным способом. Скорость передачи информации по каналу связи измеряется количеством информации, передаваемой в единицу времени. Максимальная скорость передачи информации, которую может обеспечить канал связи с данными характеристиками, называется его пропускной способностью. Теория электрической связи (ТЭС) позволяет сравнивать различные системы связи по эффективности, указывает резервы, за счет которых может быть осуществлено дальнейшее повышение эффективности.

Вторая основная проблема – помехоустойчивости связи. Вследствие влияния помех принятое сообщение будет отличаться от переданного. Степень соответствия переданного и принятого сообщения, выраженная в некоторой количественной мере, характеризует помехоустойчивость передачи сообщений. При передаче дискретных сообщений (букв, цифр) приемник под воздействием помех может «спутать» действительно переданный символ с другим возможным, т.е. возникает ошибка. В качестве меры помехоустойчивости при передаче дискретных сообщений используется вероятность ошибки.

Итак, проблемы эффективности и помехоустойчивости – вот основные проблемы связи.

Постановка и разрешение этих проблем составляет основное содержание теории электрической связи. Следует подчеркнуть, что требования эффективности и помехоустойчивости в известном смысле противоречивы. Поэтому важное значение в курсе ТЭС имеют методы построения оптимальных систем связи, повышающие скорость передачи информации и помехоустойчивость.

Единство фундаментальных теорий потенциальной помехоустойчивости академика В.А. Котельникова и теории информации американского математика К. Шеннона позволило создать современную статистическую теорию связи. Математический аппарат статистической связи разработан академиком А.Н. Колмогоровым – главой российской школы теории вероятностей.

3.Х од работы

3.1. Структурная схема системы связи.

Системой связи называется совокупность технических средств для передачи сообщения от источника к потребителю. Этими средствами являются передающее устройство, линии связи и приемное устройство. Иногда в понятие системы связи включается источник и потребитель сообщения. Задача системы связи заключается в том, чтобы передавать сооб­щения от человека или технического устройства другому человеку или устройству, не имею­щему возможности получить нужные сведения из непосредственных наблюдений. Наблюдае­мая материальная система вместе с наблюдателем представляет собой источник информации, а человек или устройство которому передаются результаты наблюдения - получатель (потреби­тель) информации.

Структурная схема системы связи для передачи аналоговых и цифровых сигналов приведена на рис. 3.1.1.

Рис 3.1.1. Структурная схема системы связи

Рассмотрим струк турную схему связи, источником сообщений является человек. Источник сообщений посылает аналоговый сигнал (непрерыв­ный: речь, музыка и т.д.) U(t), т.е. принимающий любые значения на некотором интервале. Источник данных соответственно посылает сообщение в цифровой форме.

Аналоговое сообщение подается на аналогово-цифровой преобразователь, который состоит из дискретизатора, квантователя и кодера. Дискретизатор осуществляет дискретизацию сигнала по времени, после чего на его выходе получается дискретный сигнал. Дискретизацией называется операция преобра­зования непрерывного сигнала в дискретный, т.е. принимающий только отдельные дискретные значения. Дискретизация по времени выполняется путём взятия отсчётов функции U(t) в опре­делённые дискретные моменты времени Δt_k, которые задаются генератором тактовых импульсов (ГТИ). В результате непрерывная функция U(t) заменяется

совокупностью мгновенных значений {U_k}={U(Δt_k)}. Обычно моменты отсчётов выбираются на оси времени равномерно, то есть в моменты времени прихода импульса. Таким образом, на выходе дискретизатора имеем сигнал U(k_Δt).

Квантователь полученный дискретный сигнал квантует по времени, после чего получается цифровой сигнал. Квантование сигнала сводится к тому, что вместо данного мгновенного значения (уровня) передаваемого сообщения b(t_k) передают ближайшие значения по установленной цифровой шкале дискретных уровней b_кв(t_k). Дискретные значения по шкале уровней выбираются равномерно, расстояние между двумя ближайшими отсчетами называется шагом квантования. При квантовании вносится погрешность, так как истинное значение b(t_k) заменяют округленным значением b_кв(t_k).

Далее полученный цифровой сигнал поступает на кодер который осуществляет кодирование сообщения. Кодирование – это представление сигнала в виде последовательности некоторых символов, например битовых комбинаций двоичных символов при импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), причём каждому символу соответствует строго определённое значение сигнала. АЦП используется для преобразования дискретизированного U(k_Δt) сигнала в циф­ровой b(k_Δt).

Передатчик осуществляет передачу сигнала по каналам связи. Линей связи называется физическая среда (воздух, металл, магнитная лента, коаксиальный кабель, волоконно-оптическая линия, эфир и т.п.) и совокупность аппаратных средств, используемых для передачи сигнала от передатчика к приемнику. Сигналы на выходе линии связи могут отличаться от переданных вследствие затухания, искажения и воздействия помех. Помехами называют любые мешающие возмущения, как внешние (атмосферные помехи, промышленные помехи), так и внутренние (источником которых является сама аппаратура связи), вызывающие случайные отклонения принятых сигналов от переданных.

Эффект воздействия помех на различные блоки системы стараются учесть эквивалентным изменением характеристик линии связи. Поэтому источник помех условно относят к линии связи.

Приемное устройство принимает смесь сигнала и помехи и выделяет из нее полезный сигнал. На следующем этапе происходит декодирование сигнала, то есть восстановление аналогового сигнала u’(t) из принятой импульсно-кодовой последовательности b'(k_Δt), с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) или декодера. В состав ЦАП входят кодирующее устройство, предназначенное для преобразования кодовых комбина­ций в квантованную последовательность отсчетов, и сглаживающий фильтр, восстанавливаю­щий непрерывное сообщение по квантованным значениям.

Восстановленное сообщение u’(t) поступает получателю.