Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций

им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.

Курсовая работа по дисциплине «Теория электрической связи» «Расчёт основных характеристик системы передачи мультимедийной информации»

Выполнил:

Захаров М.А. Группа: Р-01

Проверил:

Зав. кафедры ТОСиР Чесноков М.Н.

Санкт-Петербург

2012

Содержание

1. Цель курсовой работы

Цель данной курсовой работы заключается в приобретении и закреплении знаний и навыков по применению достижений Теории электрической связи при построении и расчете основных характеристик систем передачи мультимедийной информации, построенных на основе современных стандартов широкополосного доступа IEEE 802.11 IEEE 802.16 и других.

2. Содержание задания

1. Рассчитать:

   1. скорость модуляции и передачи информации на поднесущих, общую скорость передачи информации;

   2. временные и спектральные характеристики сигнала на поднесущих OFDM-сигнала;

   3. вероятность ошибки на бит при оптимальном приёме;

   4. вероятность ошибки с учётом кодирования;

   5. удельную скорость передачи информации;

   6. пропускную способность канала, эффективность использования пропускной способности.

2. Привести блок-схемы и пояснить принцип работы:

   1. модулятора;

   2. оптимального демодулятора;

   3. перемежителя (пояснить только принцип работы);

   4. деперемежителя (пояснить только принцип работы);

   5. кодера;

   6. декодера.

3. Изобразить графики

   1. спектральной плотности мощности сигнала на К-той поднесущей;

   2. спектральной плотности мощности группового сигнала;

   3. зависимости средней вероятности ошибки на бит от отношения сигнал/шум на бит без учёта кодирования.

3.Исходные данные

Полоса частот , МГц- 8;

Количество поднесущих N –10;

Количество пилот - сигналов N_п - 3;

Вид модуляции - ФМ-4;

Относительная скорость кода r – 2/3;

4. Модель системы передачи информации

Рис. 1 Структурная схема системы передачи информации

В самом общем виде структурная схема системы передачи ин­формации показана на рис.1

На передающей стороне преобразование сообщения в сигнал осуществляется с помощью преобразователя. В телефонии для этой цели служит микрофон, который превращает акустические колебания в пропорционально изменяющееся электрическое на­пряжение. В телеграфии с помощью телеграфного аппарата оператор заменяет последовательность знаков сообщения (букв, цифр) последовательностью двоичных кодовых символов (0 и 1). В телетайпе они преобразуются в электрические посылки постоянного тока. В телевидении при передаче изображения пре­образователем является передающая телевизионная трубка.

Далее следует операция кодирования (coding), под которой по­нимают преобразование дискретного сообщения в последователь­ность кодовых символов, осуществляемое по определенному пра­вилу. При этом каждому элементу сообщения присваивается определенная совокупность кодовых символов, называемая ко­довой комбинацией (кодовым словом), а совокупность всех ко­довых комбинаций называется кодом. Правило кодирования при­нято задавать кодовой таблицей, в которой каждому сообщению соответствует определенная кодовая комбинация. Далее закодированный сигнал поступает в модулятор. Модуляцией (modulation) называется преобразование исходно­го сигнала посредством изменения параметров сигнала-пере­носчика в соответствии с преобразуемым (модулируемым) сигна­лом. В качестве сигнала-переносчика информации применяется гармоническое высокочастотное колебание, импульсная последо­вательность или шумовой процесс.

Усиление модулированных сигналов по мощности и вывод их в линию реализует передатчик (transmitter). В каналах радиосвя­зи на выходе передатчика включается антенна, которая осущест­вляет преобразование электрических сигналов в электромагнит­ные колебания и излучает их в окружающее пространство. Основ­ными характеристиками современного передатчика являются ди­апазон применяемых частот, мощность и коэффициент полезно­го действия (КПД). В зависимости от свойств канала связи и предназначения передатчика его мощность может колебаться от долей до нескольких тысяч ватт.

Антенна приемника улавливает лишь незначительную долю энергии, которая излучается передающей антенной. Далее про­исходит усиление принятого колебания и выделение сигнала, не­сущего информацию, предназначенную конкретному получателю. Эти операции осуществляются в приемнике (receiver). Основны­ми характеристиками приемника являются диапазон применяе­мых частот, чувствительность — способность принимать весьма слабые сигналы на фоне помех, а также избирательность, под ко­торой понимают способность выделять полезные сигналы из со­вокупности передаваемых колебаний и посторонних мешающих воздействий, отличающихся от принимаемого сигнала частотой. Принятый сигнал поступает в демодулятор. Демодуляция (demodulation) — это преобразование модулиро­ванного сигнала, искаженного помехами, в модулирующий сиг­нал. Иными словами, посредством демодуляции восстанавлива­ется первичный сигнал, отображающий переданное сообщение. Следующий процесс- декодирование- это восстановление дискретного сообщения по выходному сигнала демодулятора, осуществляемое с учетом правил кодирования.

Таким образом, в системах передачи дискретных сообщений решение о передаваемом сообщение применяется в 2 этапа. Первой решающей схемой в этом случае является демодулятор, а второй – декодер.

Рис. 2 Структурная схема многоканальной системы передачи информации

Существуют также многоканальные системы. Упрощенная схе­ма одной из таких систем показана на рис 2, в которой по одной общей линии связи обеспечивается обмен информацией между несколькими абонентами. В такой системе первичные сигналы, подлежащие передаче, преобразуются посредством модуляторов M1, M2, ..., Мn в электрические сигналы U₁(t), U₂(t), ..., U_n(t), а затем объединяются в аппаратуре уплотнения. Полученный та­ким образом групповой (суммарный) сигнал U(t) передается по линии связи. На приемной стороне колебание Z(t) = U(t) + n(t), искаженное помехами, с помощью устройства разделения, осно­ву которого составляют индивидуальные фильтры Ф1, Ф2..., Ф„, разделяется на сигналы U’1(t), U’₂(t),..., U’_n(t), которые с помощью демодуляторов D1, D2..., D_n преобразуются в первичные сигналы a₁(t), ..., a_n(t). Для разделения сигналов обычно используется их различие по частоте, времени или форме.

В заключение отметим, что в современных системах передачи дискретных сообщений принято различать две группы относи­тельно самостоятельных устройств: кодеки и модемы.

Кодек (сокращение словосочетания кодер-декодер) — устрой­ство, в котором сообщение в процессе передачи преобразуется в код (кодер), а код в процессе приема преобразуется в сообщение (декодер). Модем (сокращение словосочетания модулятор-демодулятор) — устройство, преобразующее при передаче код в сигнал (модулятор), а при приеме сигнал в код (демодулятор). Обычно эти устройства выполняются в виде целостных узлов, че­рез которые проходят цепи на передачу и на прием точно так же, как в телефонных аппаратах.