Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова»
Факультет Радиотехники и электроники
Кафедра
Телекоммуникационных
систем и технологий
Пояснительная записка
к курсовой работе по теме: «Расчет характеристик системы передачи дискретных сообщений» по дисциплине
«Теория электрической связи»
Вариант №5
Работу выполнил:
студент группы РТЭ-51-09
Горин Андрей Сергеевич
Работу проверил:
доцент кафедры ТСТ
Чумаров Сергей Геннадьевич
г. Чебоксары, 2011 г
С одержание
Введение…………..……………………………………………………................3
Задание…………..…………………………………………………..….................4
1. Источник сообщений………………………………………………………...….5
2. Дискретизатор……………………………………………………………….7
3. Кодер…………………………………………………………………………8
4. Модулятор………………………………………………………………….10
5. Канал связи………………………………………………………………...14
6. Демодулятор……………………………………………………………….15
7. Декодер………………………………………………………………….....17
8. Фильтр-восстановитель…………………………………………………..19
Заключение……………...…………………………………………………….....22
Список литературы……………………………………………………………...23
В ведение
Электрическая связь – это совокупность деятельности человека, главным образом технической, связанной с передачей сообщений на расстоянии с помощью электрических сигналов. Непрерывный прогресс приводит к интенсивному росту передаваемой информации, поэтому значение электрической связи в современной технике и в современной жизни велико. Уже сейчас хорошо развитая сеть электрической связи облегчает управление государством. Скоро, когда методы управления с помощью ЭВМ будут преобладающими, наличие хорошо развитой сети электрической связи будет обусловливать управление государством.
В системах передачи сообщений используются аналоговые и цифровые сигналы. Сегодня очень широко применяются цифровые системы передачи, так как они обладают более высокой помехоустойчивостью, что позволяет передавать информацию на более далекие расстояния. Так же цифровые системы передачи в аппаратуре преобразования сигналов используют современную элементарную базу цифровой вычислительной технике и микропроцессоров. Поэтому аналоговый сигнал преобразуется в цифровой сигнал и в таком виде передается по линии связи; на приемной стороне происходит обратный процесс – преобразование цифрового сигнала в аналоговый.
В данной курсовой работе необходимо рассчитать характеристики цифровой системы связи.
З адание
amin = 0 B;
amax = 3,2 B;
Fc = 103 Гц;
j = 23;
Вид модуляции АМ;
N0 = 10-9 B2/Гц;
Способ приема когерентный.
Д
К
М
ЛС
ДМ
ДК
Ф
ИС
Рисунок 1 – Структурная схема системы передачи дискретных сообщений.
ИС – источник сообщения; Д – дискретизатор; К – кодер; ЛС – линия связи; ДМ – демодулятор; ДК – декодер; Ф – фильтр-восстановитель.
Источник сообщений
Источник сообщений выдает сообщение а(t), представляющее собой непрерывный стационарный случайный процесс, мгновенные значения которого в интервале а min a max распределены равномерно, а мощность сосредоточена в полосе частот от 0 до Fc.
Аналитические выражения и график одномерной плотности вероятности мгновенных значений сообщения а(t).
С учетом численных значений и из условия нормировки функции плотности вероятности получаем
;
.
Окончательно
Рисунок 2 – График одномерной плотности вероятности мгновенных значений сообщения а(t).
Мат. ожидание и дисперсия сообщения а(t).
Мат. ожидание .
Дисперсия
3.
Рисунок 3 – График случайного процесса с обозначенными максимальным значением сигнала, математическим ожиданием и среднеквадратичным отклонением.
Д искретизатор
Передача непрерывного процесса осуществляется дискретными методами. Для этого сообщение а(t) дискретизируется по времени и квантуется по уровню с равномерным шагом. Шаг квантования по уровню а= 0,1В.
Шаг дискретизации по времени (t).
По теореме Котельникова
Число уровней квантования (L).
Средняя мощность шума квантования.
.
Энтропия и производительность дискретизатора как источника дискретного сообщения с объемом алфавита L (Н, Н’), считая отсчеты, взятые через интервал t независимыми.
По формуле Шеннона
, где — вероятность i-го символа, определяемая по формуле .
Отсюда H=1 бит/символ.
Производительность
К одер
Кодирование осуществляется в два этапа.
1.Производится примитивное кодирование каждого уровня квантованного сообщения k– разрядным двоичным кодом.
2. К полученной k-разрядной двоичной кодовой комбинации добавляется r проверочных символов, обеспечивающих исправление одиночной ошибки k-разрядной комбинации (кодирование по Хэммингу). Формируется [k,r] код.
В результате этих преобразований на выходе кодера образуется синхронная двоичная случайная последовательность b(t) (синхронный случайный телеграфный сигнал), состоящая из последовательности биполярных импульсов единичной высоты, причем положительные импульсы в ней соответствуют символу «0», а отрицательные – символу «1» кодовой комбинации.
Число разрядов кодовой комбинации примитивного кода k, необходимое для кодирования всех L уровней квантованного сообщения.
Избыточность кода при использовании кодирования Хэмминга.
3. Записать двоичную кодовую комбинацию, соответствующую передаче j-го уровня, считая, что при примитивном кодировании на первом этапе j-му уровню ставится в соответствие двоичная кодовая комбинация, представляющая собой запись числа j в двоичной системе счисления. В полученной кодовой комбинации указать информационные и проверочные разряды.
j = 23; его двоичная комбинация, занимающая k=5 разрядов:
Проверочные символы располагаются на позициях,
где =0, 1, 2, …
В нашей комбинации проверочные символы будут располагаться на 1, 2, 4, 8 позициях:
b9 |
b8 |
b7 |
b6 |
b5 |
b4 |
b3 |
b2 |
b1 |
1 |
* |
0 |
1 |
1 |
* |
1 |
* |
* |
Ненулевые позиции: b9, b6, b5, b3.
Н улевые позиции: b7.
|
8 |
4 |
2 |
1 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
r |
1 |
0 |
0 |
1 |
Следовательно, закодированная комбинация с учетом проверочных символов выглядит следующим образом:
1 1 0 1 1 0 1 0 1
Осуществим проверку.
|
8 |
4 |
2 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
3 |
0 |
0 |
1 |
1 |
5 |
0 |
1 |
0 |
1 |
6 |
0 |
1 |
1 |
0 |
8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
r |
0 |
0 |
0 |
0 |
Просуммировав коды позиций с ненулевыми битами, получаем 0, что является признаком корректного блока данных.
Число двоичных символов, выдаваемых кодером в единицу времени Vn и длительность двоичного символа T.
Vn = n/∆t ≈ 18·103 бит/с; T = 1/Vn = 0,056·10-3 с.