Многоканальные телекоммуникационные системы (компьютерные упражнения). Часть 6. Изучение кодов сигналов. Учебное пособие
.pdf
3. Считая, что за период тактовой частоты Т = 1/fT передаётся один бит информации, подсчитать эффективность использования полосы пропускания тракта сигналом в том или ином коде как 1/(Т fнс), бит/с/Гц. Сравнить полученные данные между собой. По результатам работы составить отчёт.
Порядок выполнения упражнения
1. Заготовить таблицу результатов исследования (Табл. 2).
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
||||
|
Результаты определения эффективности использования |
|
|
||||
|
полосы пропускания тракта |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Код |
NRZ |
RZ |
BIL |
CMI |
AMI |
AMI DS 0 |
|
fнс /fT |
|
|
|
|
|
|
|
1/(Т fнс), бит/с/Гц.
Относит. снижение Р
2.В книге Упр_ч_6в_Коды_полоса. открыть лист 6в.1. Код NRZ. Полоса.
По указанию преподавателя выбрать способ генерации исходной импульсной последовательности (столбец В Случ.). Убедиться, что данные в столбцах D и G отображаются корректно.
3.Осуществить БПФ (входной интервал: $G$11:$G$2058, выходной $H$11:$H$2058). Преобразовать полученные данные из текстовых в числовые.
Настроить графики диаграмм Амплитудные спектры и Амплитудные спектры
(НЧ). Шкалу категорий последнего (ось абсцисс) ограничить частотой первого
минимума амплитудного спектра.
4.Установить частоту среза ФНЧ равной 0,6 от частоты f1 первого минимума амплитудного спектра. Для этого заполнить единицами все ячейки столбца J (Ид. ФНЧ) начиная с 11 строки, до строки, соответствующей f/fT ≈ 0,6 f1. Проверить правильность установки по графику диаграммы АЧХ фильтра.
5.Осуществить обратное быстрое преобразование Фурье (ОБПФ) (входной интервал: $K$11:$K$2058, выходной $M$11:$M$2058), то есть преобразовать комплексный спектр фильтрованного сигнала (Ф БПФ) в фильтрованный сигнал (ОБПФ). По графику фильтрованного сигнала на диаграмме Сигналы установить соответствие возникших искажений допустимым (см. рисунок 5).
6.В соответствии с наблюдаемыми искажениями увеличить (если искажения превосходят допустимые) или уменьшить частоту среза фильтра и повторить
21
действия предыдущего пункта. И так до тех пор, пока искажения не приблизятся к критическим.
Частоту среза следует изменять небольшими интервалами, примерно на две–три ячейки. Следует также обращать внимание на такие комбинации символов, при которых искажения действуют наиболее сильно. Поэтому при приближении к критической частоте среза рекомендуется просмотреть весь временной диапазон графиков диаграммы Сигналы и выбрать наиболее характерный его участок. Пример такого выбора представлен на рисунке 7 (характерные точки отмечены светлыми стрелками). Из данного рисунка следует, что частоту среза ФНЧ нужно снизить (искажения велики).
Рис. 7. Участок графика сигнала в коде NRZ, где искажения превышают критические
Внимание! После каждого изменения частоты среза следует вновь осуществлять операцию ОБПФ.
После установки искажений, соответствующих критическим, следует внести в таблицу результатов значение частоты среза фильтра и рассчитать теоретическую эффективность использования полосы пропускания тракта сигналом в данном коде. Рассчитать и внести в таблицу отношение среднеквадратических значений фильтрованного и исходного сигналов.
7. Пункты 2 … 7 выполнить для каждой страницы книги, после чего на основе полученных результатов, занести в отчёт краткие выводы по данному упражнению.
Рекомендуется по всем трём упражнениям представить общий развёрнутый отчёт.
22
|
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ |
||
Возникновение межсимвольных помех |
|
|
|
|
||
|
Межсимвольные помехи (МСИ) возникают из-за линейных искажений в |
|||||
среде передачи, точнее из-за ограничения спектра передаваемого сигнала сверху |
||||||
(МСИ I рода) и снизу (МСИ II рода). В большинстве практических случаев расчёт |
||||||
влияния МСИ-1 можно осуществить, представляя среду передачи простейшим |
||||||
фильтром нижних частот (рисунок П1а) с постоянной времени в = 1/2πfвс = RсCм. |
||||||
|
|
u |
Здесь Rс является внут- |
|||
|
|
ренним сопротивлением |
||||
|
Rс |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
источника |
сигнала |
с |
|
евх |
uвых |
Помеха |
напряжением uвх, Cм |
– |
||
|
См |
|
||||
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
емкостью |
нагрузки, |
|||
|
|
Порог |
||||
а) |
б) |
|
|
|
|
|
принятия |
например, |
монтажной |
||||
|
|
решения |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ёмкостью, а fвс – часто- |
|||
|
Рис. П1. |
К определению МСИ I рода |
той |
высокочастотного |
||
среза фильтра. Тогда uвых = uвх(1 - e-t/ в). Форма прямоугольного импульса приоб- |
||||||
ретает вид, показанный на рисунке П1б. «Хвост» импульса является помехой для |
||||||
последующего. Видно, что при наличии собственных помех повышается вероят- |
||||||
ность ложного срабатывания решающего устройства. |
|
|
|
|
||
|
МСИ-II определяются элементами, ограничивающими спектр сигнала снизу |
|||||
(образующими фильтр верхних частот ФВЧ). Такими элементами являются |
||||||
трансформаторы и разделительные конденсаторы электрической части трактов. |
|
|||||
|
|
|
Rс |
|
|
|
|
|
|
|
Rс |
|
|
Ср |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
евх |
|
|
L1 |
|
|
uвых |
|
евх |
|
|
|
|
|
|
|
uвых |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Rнн |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
а) |
|
|
|
|
|
Rн |
б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
u
Порог
принятия
решения
в) |
t |
Помеха
Рис. П2. К определению МСИ II рода
23
Для этих случаев тракт в первом приближении аппроксимируется дифференциальным звеном с параметрами н = (Rc+Rн)Ср, если в тракте разделительный конденсатор, или н = L1/(Rc║Rн), если в тракт включен трансформатор с индуктивностью первичной обмотки, равной L1 (рисунок П2а, б),
причём н |
= 1/2πfнс, где fнс – частота низкочастотного среза фильтра. В этих |
формулах |
Rc и Rн - сопротивления источника сигнала и нагрузки рассматривае- |
мой цепи соответственно. Тогда uвых = uвхe-t/ н, и форма прямоугольного импульса приобретает вид, показанный на рисунке П2в. Поскольку в н, искажения II рода гораздо опаснее, так как влияние данного импульса распространяется на многие последующие такты.
24
Список литературы
1.Тверецкий М.С. Многоканальные телекоммуникационные системы (компьютерные упражнения). Ч.1. Методические указания по выполнению упражнений. Учебное пособие / МТУСИ. – М., 2011. – 30 с.: ил.
2.Гордиенко В.Н., Тверецкий М.С. Многоканальные телекоммуникационные системы. Учебник для вузов. Изд. 2-е, испр. и доп. – М.: Горячая линия – Телеком, 2013. – 396 с.: ил.
25
Содержание
1.Введение ………..……………………………………………………... 3
2.Краткая теория………………………………………………………... 4 Сигналы БВН (NRZ) …………………………………………………… 5 Сигналы ВН (RZ) ………………………………………………………. 6 Биимпульсные сигналы ……………………………………………….. 7 Трехуровневые коды …………………………………………………… 8
3.Упражнения……………………………………………………………. 10 Общие указания………………………………………………………… 11 Описание упражнений………………………………………………… 11 Упр_ч_6а_Коды_спектр ……………………………………………… 11
Упр_ч_6б_Коды_искажения…………………………………………. 14
Упр_ч_6в_Коды_полоса ……………………………………………... 15
Задачи и порядок выполнения упражнений ………………………... 17
Упр_ч_6а_Коды_спектр ……………………………………………… 17
Упр_ч_6б_Коды_искажения ………………………………………… 19
Упр_ч_6в_Коды_полоса ……………………………………………… 20
Приложение Возникновение межсимвольных помех ………………. 23
Список литературы……….……………………………………………… 25
26
План УМД на 2015/16 уч.г.
С. 6, п. 33.
Михаил Серафимович Тверецкий
МНОГОКАНАЛЬНЫЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
(компьютерные упражнения)
Часть 6
ИЗУЧЕНИЕ КОДОВ СИГНАЛОВ
Учебное пособие
Подписано в печать 28.10.2014г. Формат 60х90 1/16. Объём 1,8 усл.п.л. Тираж 200 экз. Изд. № 105. Заказ 138.
ООО «ТРП». Москва, ул. Правды, д. 24, стр. 5.
27