ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

им. проф. М. А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»

Л. Н. Куликов М. Н. Москалец П. П. Шумаков

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СВЯЗИ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2016

УДК 621.391(075.8) ББК 33.88я73

К 90

Рецензент кандидат технических наук, доцент кафедры ТЭЦ и С СПбГУТ

Д. Л. Бураченко

Рекомендовано к печати редакционно-издательским советом СПбГУТ

Куликов, Л. Н.

К90 Общая теория связи : учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы / Л. Н. Куликов, М. Н. Москалец, П. П. Шумаков ; СПбГУТ. – СПб., 2016. – 104 с.

Изложен материал по основным этапам расчета системы связи, предназначенной для передачи непрерывных сообщений.

Может быть использовано для самостоятельной работы студентов при изучении теоретической части дисциплины ОТС ч. 2, а также при выполнении курсовой работы.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям (специальностям) 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 11.03.01 «Радиотехника», 10.03.01 «Информационная безопасность», 11.05.04 «Инфокоммуникационные технологии и системы специальной связи».

УДК 621.391(075.8)

ББК 33.88я73

©Куликов Л. Н., Москалец М. Н., Шумаков П. П., 2016

©Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича», 2016

2

3

4

ВВЕДЕНИЕ

Данное учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы по ОТС дополняет методические указания [7], изданные в 2012 г., где изложены принципы работы современных цифровых систем связи с использованием квадратурных видов модуляции и оптимальных в отношении флуктуационной помехи (типа белого шума).

В настоящем учебно-методическом пособии в структурную схему связи введены дополнительные блоки – сглаживающие формирующие фильтры (СФФ) в модуляторе и соответствующие согласованные фильтры (СФ) в демодуляторе, оптимизирующие систему связи в отношении флуктуационной помехи и устраняющие межсимвольную помеху.

Таким образом, при использовании этого учебно-методического пособия студенты могут изучить работу современных цифровых систем связи, использующих квадратурные виды модуляции, которые оптимальны в отношении флуктуационной и межсимвольной помех.

5

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ И ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Курсовая работа (КР) по дисциплине «Общая теория связи» (ОТС) посвящена современным цифровым системам связи и ориентирована на использование новых теоретических и практических достижений в области цифровой связи.

На примере систем связи студенты получают практические результаты (в основном расчетного характера) по разделам дисциплины ОТС.

Как и в предыдущей курсовой работе по дисциплине ОТС [7], студенты должны:

рассчитать основные характеристики случайных сигналов на выходе источника сообщений, на выходе АЦП, использовать сверточное кодирование и декодирование на основе алгоритма Витерби [6];

применять современные виды модуляции (квадратурная амплитудная или квадратурная фазовая) с использованием соответствующих сигнальных созвездий;

последовательно рассмотреть определения вероятностных характеристик случайных процессов на выходах соответствующих функциональных узлов (корреляционные функции и спектральные плотности мощности);

привести подробный вывод корреляционной функции для случайного синхронного телеграфного сигнала в разд. 4.4;

обосновать каноническую форму сигналов квадратурных видов модуляции и определить корреляционную функцию на выходах СФФ, перемножителей в составе модулятора;

построить графики сигналов на выходе квадратурных модуляторов; на входе блока ФМС

привести обоснование структурных схем квадратурных демодуляторов, определить вероятности ошибок на выходах решающих устройств (РУ) с последующим перерасчетом вероятности ошибок на выходе преобразователя параллельного кода в последовательный код;

возможные ошибки на выходе демодулятора исправить с использованием декодирования на основе алгоритма Витерби [6];

определить вероятности ошибок на выходе демодулятора при использовании квадратурных видов модуляции по методике, представленной в разд. 4.8.6.

Импульсные помехи, как правило, приводят к возникновению пакетов ошибок, и для их устранения применяют операции перемежения и деперемежения информационных символов. Операции перемежения и деперемежения канальных символов позволяют пакет ошибок свести к практически одиночным ошибкам. Ошибки можно легко исправить с использованием простых помехоустойчивых кодов, например сверточных.

6

При оформлении курсовой работы следует придерживаться следующих правил:

1)на титульном листе КР необходимо привести название учебного заведения, кафедры, учебной дисциплины, группы, фамилию, инициалы имени и отчества, номер зачетной книжки;

2)содержание работы излагать последовательно по функциональным узлам системы связи (от входа к выходу), описывая их функцию, приводя расчетные задания, необходимые схемы и таблицы;

3)графики полученных зависимостей следует приводить с указанием масштабов и размерностей по осям координат, а семейства непосредственно взаимосвязанных графиков приводить в виде рисунков.

7

2. ЗАДАНИЕ

Изучить и разработать систему цифровой связи, оптимальную в отношении флуктуационной помехи и исключающую появления межсимвольной помехи. Возникновение межсимвольной и межканальной помех поясняется в тексте данного учебно-методического пособия.

В данной КР не предполагается оптимизировать систему связи в отношении импульсных помех, и поэтому блоки перемежения (П-4) и деперемежения (ДП-15) в структурной схеме (для КАМ-16 и КФМ-4), представленной на рис. 1, не используются.

Требуется:

1)изобразить структурную схему системы цифровой связи, включив блоки сглаживающих формирующих фильтров СФФ1 и СФФ2 в передающем устройстве и согласованных фильтров СФ1 и СФ2 в приемном устройстве;

2)пояснить назначение всех функциональных узлов цифровой системы связи;

3)рассчитать основные характеристики системы передачи цифровой информации.

На рис. 1 назначение функциональных узлов системы цифровой связи следующее:

1 – источник сообщений; 2 – аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 3 – кодер (К); 4 – перемежитель (П);

5 – формирователь модулирующих символов (ФМС) или преобразователь последовательного кода в параллельный код;

6 – сглаживающие формирующие фильтры (СФФ1, СФФ2); 7 – перемножители; 8 – фазовращатель;

9 – генератор гармонических колебаний;

10 – инвертор;

11 – сумматор;

12 – непрерывный канал;

13 – демодулятор (ДМ);

14 – преобразователь параллельного кода в последовательный код;

15 – деперемежитель (ДП);

16 – декодер (ДК); 17 – цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);

18 – получатель сообщений.

8