Зачет / Оффлайн Зачет (2019)

Сигнал M-ASK имеет вид, аналогичный (1), но c(t) в данном случае представляет собой многоуровневый информационный сигнал, представляющий собой последовательность символов с возможными значениями {0,1,2...M-1}.

Сигнальное созвездие для 8-ASK приведено на рис.3.

Рис.3.36. Сигнальное созвездие для 8-ASK

Спектральная плотность мощности сигнала M-ASK вычисляется по формуле (3.20) с заменой символьного интервала символьным интервалом

.

На рис. 3.37 изображена спектральная плотность мощности восьмиуровневого сигнала 8-ASK и спектральная плотность сигнала ASK с импульсами прямоугольной формы (без фильтрации).

Многопозиционный сигнал имеет меньшую ширину главного лепестка (занимает меньшую полосу частот) и более низкий уровень боковых лепестков, т.е. имеет большую спектральную эффективность по сравнению с двухуровневым сигналом.

Амплитудные виды модуляции имеют невысокую энергетическую эффективность (так как средний уровень мощности существенно меньше максимального), требуют высокой линейности и большого динамического диапазона усилителя мощности. Ошибка в амплитуде сигнала из-за нелинейности усилителя приведет непосредственно к символьной ошибке, т.к. значение символа определяется амплитудой сигнала.

Отношение максимальной амплитуды сигнала к минимальной амплитуде достаточно высоко и требует усилителя с большим динамическим диапазоном. Влияние аддитивного шума или помехи непосредственно изменяет амплитуду сигнала, поэтому амплитудные виды модуляции не обладают высокой помехоустойчивостью. Однако они достаточно просты в реализации. Ввиду указанных недостатков амплитудные виды модуляции находят ограниченное применение.

3. Изобразить спектр сигнала с цифровой амплитудной модуляцией , если несущая равна 250 кГц, а битовая скорость передачи составляет 30кБит/с.

Билет 21 (Кинули Макса)

1.Определение корреляционной функции детерминированного сигнала , как скалярного произведения. Длительность корреляционной функции вещественного сигнала.

2.Частотная манипуляция ЧМн (FSK) и ее подвиды. Частотная манипуляция с разрывом фазы. Схема формирования такого ЧМн сигнала. Временная диаграмма, спектральная диаграмма и ширина спектра, сигнальное созвездие при отсутствии и наличии помех в канале передачи.

https://drive.google.com/drive/u/0/folders/1_aTsayNeQJBwmDalQ3OQmdByHmq4vKff

3. Определить Частоту модуляции и коэффициент амплитудной модуляции по спектру однотонального АМ сигнала.

Би​ле​т 22

1. Связь АКФ сигнала R(τ) с его энергетическим спектром W(ω).

существует тесная связь между АКФ и энергетическим спектром сигнала (под энергетическим спек-

тром сигнала u(t) понимают функцию W​u (ω)​ = U (ω) ​2 ):​

2. Частотная манипуляция с минимальным частотным сдвигом. ортогональность сигналов ЧМн (MSK).

Частотная манипуляция​(ЧМн, ​англ.​​Frequency Shift Keying (FSK)​) — вид ​манипуляции​, при которой скачкообразно изменяется ​частота​​несущего сигнала​в зависимости от

значений символов информационной последовательности. Частотная манипуляция весьма помехоустойчива, поскольку помехи искажают в основном амплитуду, а не частоту сигнала.

Величина m​=2f​dT​ ​s ,​ где f​d =ω​ d /2π​ – девиация частоты, T​s –​ длительность символа, называется индексом модуляции​. Чем больше индекс модуляции, тем больше разность частот модулированного сигнала, тем проще различить значения символов в приемнике (меньше вероятность ошибки), но тем больше ширина спектра сигнала. На практике для FSK используются значения 0.1 ≤ m ​≤ 1.

3. Найти значение поворачивающего множителя ДПФ W869 . Построить диаграмму поворачивающих множителей.

Би​ле​т 23

1. Свертка двух сигналов во временной и частотной области .

​​Теорема свертки: свертка во временной области эквивалентна умножению в

частотной области; умножение во временной области эквивалентно свертке в

частотной области.

Свертка – основной процесс в цифровой обработке сигналов. Поэтому важно

уметь эффективно ее вычислять. Прямое вычисление свертки требует N*M умножений, где N – длина исходного сигнала, а M – длина ядра свертки.

Часто длина ядра свертки достигает нескольких тысяч точек, и число умножений

становится огромным.

Свертка сигналов во времени приводит к произведению спектральных плотностей, в то время как произведение сигналов во времени приводит к свертке в частотной области.

2.Частотная манипуляция без разрыва фазы (СPFSK). Схема формирования такого ЧМн сигнала с применением гауссова фильтра (GFSK) Временная диаграмма, спектральная диаграмма и ширина спектра, сигнальное созвездие при отсутствии и наличии помех в канале передачи.

3.Записать закон изменения мгновенной частоты в модулированном сигнале s(t)=Ucos{wot+0.5t2}

НУ тупо берем производную по ТЭ s(t)=Ucos{wot+0.5t2}​’

-Usin(wot+t)(wo+1)

Би​ле​т 24

1. Комплексное представление вещественного сигнала. Понятие аналитического сигнала. Спектральная плотность аналитического сигнала. Представление вещественного сигнала с использованием аналитического сигнала.

Комплексное представление вещественных сигналов. При математическом анализе

очень часто вместо вещественных сигналов с целью упрощения математического аппарата преобразований данных удобно использовать эквивалентное комплексное представление сигналов. Так, например, в теории электрических цепей вещественная запись синусоидального напряжения

u(t) = U cos (w t+j) o o

заменяется комплексной формой записи:

при этом

Спектральная плотность аналитического сигнала,​ если он сформирован

непосредственно во временной области, определяется обычным преобразованием Фурье:

Z (w) = z (t) exp(-jwt) dt. s s

Аналитическим сигналом​, отображающим вещественный сигнал s(t), называют второй интеграл выражения (10.1.1), нормированный на p, т.е. обратное преобразование Фурье спектра сигнала s(t) по положительным частотам:

z (t) = . (10.1.2) s

2. . Многопозиционная частотная модуляция M-FSK. Временная диаграмма, спектральная диаграмма и ширина спектра, сигнальное созвездие при отсутствии и наличии помех в канале передачи. Отношение энергии бита к спектральной плотности мощности, помехоустойчивость данного вида модуляции.

Многопозиционная (многоуровневая) модуляция M-FSK формируется, как и другие многопозиционные виды модуляции, путем группировки k ​= log2 M​ ​бит в символы и введением взаимно-однозначного соответствия между множеством значений символа и множеством значений частоты модулированного колебания. При этом значения возможных частот отличаются на одинаковую величину 2ωd.

s(t) = Acos(ω(t)t +φ​0 )​ = Acos(ω​ct +ω​d c(t)t​ +φ​0 )​ =

= Acos(ω​ct +φ​0 )cos(ω​ ​d c(t)t)​ − Asin(ω​ct +φ​0 )sin(ω​ ​d c(t)t),​

3. Изобразить в четырех последовательных тактах сигналы при ФМ4 , когда передаются 2, 4, 3 и 1 точки созвездия.

Би​ле​т 25

1. Преобразование Гильберта. Синфазная I(t) и квадратурная Q(t) компоненты вещественного сигнала. Огибающая и фаза сигнала.

Синфазная и квадратурная составляющие​— результат представления ​аналогового

сигнала S(t) в виде комбинации действительной и мнимой частей[1]​:

​ ​ ​ ​

где первое слагаемое называется синфазной составляющей (или I-составляющей, от англ.​​in-phase​) сигнала S(t), второе называется квадратурной составляющей (или Q-составляющей, от ​англ.​​quadrature​) сигнала S(t):

I(t) = A​1(t)cos(​ ​wt​)

Q(t) = A​2(t)sin(​ ​wt​)

Фа́за сигнала — аргумент периодической функции, описывающей колебательный или волновой процесс.

Кривая называется огиба́ющей семейства кривых, зависящих от параметра, если она в каждой своей точке касается хотя бы одной кривой семейства и каждым своим отрезком касается бесконечного множества этих кривых.

2. Сигналы с фазовой манипуляцией ФМн2 (BPSK). Схема формирования такого сигнала. Временная диаграмма, спектральная диаграмма и ширина спектра, сигнальное созвездие при отсутствии и наличии помех в канале передачи. Помехоустойчивость ФМн2.

Двоичная фазовая манипуляция​(​англ.​​BPSK — binary phase-shift keying​) — самая простая форма фазовой манипуляции. Работа схемы двоичной ФМн заключается в смещении фазы несущего колебания на одно из двух значений, нуль или п(180°). Двоичную фазовую манипуляцию можно также рассматривать как частный случай ​квадратурной манипуляции

(QAM-2).

Эта модуляция является самой помехоустойчивой из всех видов ФМн, то есть при использовании бинарной ФМн вероятность ошибки при приёме данных наименьшая. Однако каждый символ несёт только 1 бит информации, что обуславливает наименьшую в этом методе модуляции ​скорость передачи информации​.

3. Изобразить в четырех последовательных тактах сигналы при ФМ4 , когда передаются 4, 1,2 и 3 точки созвездия.

Би​ле​т 26

1. Структурная схема цифровой обработки сигналов.Характер сигналов на выходе элементов структурной схемы. . Квадратурная ФМ (QPSK).Формирование синфазного и квадратурного модулирующих сигналов. Временная диаграмма, спектр, сигнальное созвездие.

Структурная схема цифровой обработки сигналов:

На выходе ключа из аналогового сигнала​образуется последовательность коротких импульсов с амплитудами, равными сигналу ​s(t)​в момент отсчета.

Квадратурная фазовая модуляция QPSK ​(Quadrate Phase Shift Keying) является четырехуровневой фазовой модуляцией (​M = 4​), при которой фаза ВЧ колебания может принимать четыре различных значения с шагом, равным п/2.

Синфазная и квадратурная составляющие​— результат представления ​аналогового

сигнала S(t) в виде комбинации действительной и мнимой частей[1]​:

​ ​ ​ ​

S(t) = A​1(t)cos(​ ​wt​) + A​2(t)sin(​ ​wt​)

где первое слагаемое называется синфазной составляющей (или I-составляющей, от англ.​​in-phase​) сигнала S(t), второе называется квадратурной составляющей (или Q-составляющей, от ​англ.​​quadrature​) сигнала S(t):

I(t) = A​1(t)cos(​ ​wt​)

Q(t) = A​2(t)sin(​ ​wt​)

2. Относительная (дифференциальная) ФМн2 . Понятие обратной работы фазового демодулятора.

Неоднозначность характерная для ФМн сигналов, устранена в системах относительно-фазовой манипуляции (ОФМн). У такого метода манипуляции информация заложена не в абсолютном значении начальной фазы, а в разности начальных фаз соседних посылок, которая остается неизменной и на приемной стороне. Для передачи первого ​двоичного символа в системах с ОФМн необходима одна дополнительная посылка сигнала, передаваемая перед началом передачи информации и играющая роль отсчетной.

Суть понятия обратно работы работы фазового демодулятора состоит в том, что в случайные моменты времени нарушается нормальный прием сигналов ФМ и наступает "обратная работа": все посылки "1" на выходе детектора превращаются в посылки "0", а посылки "0" - в посылки "1". В некоторый случайный момент нормальный прием восстанавливается до следующего наступления "обратной работы" и т. д.

3. Изобразить в четырех последовательных тактах сигналы при ФМ4 , когда передаются 2, 4, 3 и 1 точки созвездия.

Задачи сральникова:

1.Качественно построить ​АЧС​И ​ФЧС ​ПППВИ 5 арок

1.1.

2.Определить частоту и интервал дискретизации сигнала, если сигнал прямоугольный импульс длительностью ​t ​прошедший антиэлайзинговый фильтр с полосой пропускания

2.1.В1 t=25мкс 2 арки да больно глазам я знаю

2.2.В2 t=18 ​мс​ 3 арки

2.3.В3 t=8 ​мкс​ 2,5 арки

2.4. В4 t=18 ​мс​ 4,8 арки