3 Ключевые вопросы

3.1 Что такое частота ошибки, коэффициент ошибок, вероятность ошибки?

3.2 Что такое потенциальная помехоустойчивость сигналов?

3.3 Записать и объяснить выражения для вычисления вероятности ошибки при оптимальном приеме сигналов АМ-2, ЧМ-2, ФМ-2, ОФМ-2 и ФМ-4.

3.4 Объяснить, как зависит вероятности ошибки от скорости цифрового сигнала при фиксированных значениях P_s и N₀.

3.5 Сравнить помехоустойчивость оптимального приема сигналов АМ-2, ЧМ-2, ФМ-2, ОФМ-2 и ФМ-4 при фиксированном значении .

3.6 Что является количественной мерой различения сигналов? Сравнить различение сигналов АМ-2, ЧМ-2, ФМ-2, ОФМ-2 и ФМ-4.

3.7 Как рассчитать необходимую полосу частот канала связи для сигналов АМ-2, ЧМ-2, ФМ-2, ОФМ-2 и ФМ-4?

3.8 Как экспериментально измерять отношения сигнал/шум ?

4 Домашнее задание

4.1 Выучить раздел “Потенциальная помехоустойчивость сигналов цифровых методов модуляции” по конспекту лекций и литературе [1, c. 181...…187; 2, с. 248…250]...

4.2 Рассчитать таблицу значений вероятности ошибки бита для сигналов АМ-2, ЧМ-2, ФМ-2, ОФМ-2 и ФМ-4, увеличивая значения от 0 до 10 дБ с шагом 1–2 дБ.

Расчеты вероятности ошибки по формулам, приведенными в табл. 5.1, можно выполнить в математических пакетах MathCAD и MatLab, используя внутреннюю функцию ошибок erf:

. (5.10)

Довольно высокую точность расчетов для значений Ф₀(x) > 10^–10 обеспечивает приближенная формула [2]

Ф₀(x) = 0,5 + 0,65 exp(–0,44(x + 0,75)²). (5.11)

По результатам расчетов построить в рабочей тетради графики зависимости р от отношения сигнал/шум . Графики оформить наподобие рис. 5.1. Для рисунка отвести одну страницу в тетради.

4.3 Изобразить схему для исследования помехоустойчивости демодуляторов сигналов цифровых видов модуляции.

4.4 Подготовиться к обсуждению по ключевым вопросам.

5 Лабораторное задание

5.1 Ознакомление с виртуальным макетом.

Для этого запустить программу 2.5, используя иконку “Лабораторные работы” на рабочем столе, а потом папку “ТЕЗ 2”. Выучить схему макета, пользуясь описанием в разд. 6 этой ЛР. Уточнить с преподавателем план выполнения лабораторного задания.

5.2 Калибровка отношения сигнал/шум.

Выполняется в такой последовательности.

1) Измерять среднюю мощность сигнала. Для этого необходимо установить:

• скорость цифрового сигнала R в границах 1000–10000 бит/с;

• метод модуляции произвольный;

• сигнал “Включен”, шум “Выключен”;

• полосу частот канала связи, которая должна удовлетворять условию F_к  F_s, – ширина спектра сигнала F_s определяется по соотношениям (5.9) и (5.10);

• измерение “Средней мощности”.

Запустить программу на выполнение и записать вымеренное значение средней мощности сигнала P_s.

2) Рассчитать и установить значение удельной мощности шума N₀, при которомотношения сигнал/шум  = 1, то есть 0 дБ. Для этого, исходя с определения , рассчитывается N₀ = P_s/R. При установке значения N₀ использовать символ m для 10^–3 и u для 10^–6.

Например, установленj ФМ-2, R =10 кбіт/с, F_к= 12 кГц; измеренное P_s = 1 В²; рассчитанное N₀ = 10 ^–4 В²/Гц. Следует установить N₀ = 0,1m.

Выключить сигнал, установить ослабление аттенюатора шума 0 дБ, запустить на выполнение программу и записать измеренное значение средней мощности шума P_n. Удостовериться, что P_n = F_кN₀. В дальнейших измерениях вероятности ошибки установки R и N₀ не изменять, а отношение сигнал/шум изменять путем установки соответствующего ослабления аттенюатора шума: ослабление шума, представленное в децибелах, задает точно такое значение отношения сигнал/шум в децибелах.