Введение

Оптимизация системы связи (СС) в отношении действия флуктуационной и межсимвольной помех решается в комплексе. Решение оптимизации системы связи основано на совместном использовании формирующих фильтров (ФФ*) в передающем устройстве и согласованных фильтров (СФ) в составе демодулятора в приемном устройстве.

На входы блоков ФФ (рис. 1) поступают сигналы и , а на выходах формируются соответствующие сигналы и . Входные сигналы и строятся на основе прямоугольного импульса **) (с не финитным спектром), а выходные сигналы и формируются на основе импульса с финитным спектром , где спектр сигнала имеет форму «приподнятого косинуса». Сигнал в дальнейшем будем называть импульсом Найквиста. Если в определенные моменты времени при использовании в системе связи устройств ФФ и СС брать отсчеты импульсов Найквиста, то эти отсчеты будут свободны от межсимвольной помехи. Устройство ФФ преобразует сигналы, базирующиеся на основе прямоугольных импульсов , в сигналы на основе импульсов .

Согласованные фильтры (СФ) в составе демодулятора согласуют соответственно с сигналами , . Как известно, при поступлении на входы СФ сигналов, с которыми они согласованы, на выходах формируются сигналы в виде временных корреляционных функций соответствующих входным сигналам. Сигналы и

преобразуются в соответствующие сигналы и , то

-------------------------------------------------------------------------------------------

(*) В литературе ФФ часто называют «сглаживающими фильтрами», но название «формирующие фильтры» по смыслу больше соответствуют преобразованию, осуществляющему этими фильтрами. На вход ФФ поступают прямоугольные импульсы, а на выходе фильтра появляется не сглаженный прямоугольный импульс, а импульс принципиально другой формы, обладающий определенными новыми полезными свойствами.

(**) В разделах «Приложение» к КР подробно рассматривается последовательное использование сигналов в виде импульсов , , , и других.

преобразуются в соответствующие сигналы и , то есть при прохождении через СФ функция трансформируется в функцию , являющейся импульсом Найквиста, отсчеты которого свободны от межсимвольной помехи, как отмечалось выше.

Поскольку эти отсчеты берутся у сигналов на выходе СФ, то эти отсчеты будут оптимальны и в отношении флуктуационной помехи.

Поэтому, получение импульсов определенной формы при использовании ФФ и СФ делает систему связи оптимальной не только в отношении флуктуационной помехи, но и в теоретическом плане, по крайней мере, устраняется межсимвольная помеха.

Приводится перечень необходимых расчетов параметров и

характеристик сигналов на входе и выходе основных блоков системы связи. При выполнении расчетов каждый студент использует индивидуальные исходные данные. Основные теоретические сведения, необходимые для выполнения КР, студенты пользуются лекциями по курсу ТЭС, учебной литературой, и пояснениями по выполнению заданий в «Приложении».

ИСТОЧНИК СООБЩЕНИЯ (ИС)

Источник сообщения вырабатывает реализации стационарного случайного процесса типа квазибелого шума с параметрами , и . Мгновенные значения сообщения равновероятны в интервале от значения до .

Требуется:

1. Написать аналитические выражения для плотности вероятности мгновенных значений сообщения, функции распределения и построить их графики.

2. Рассчитать математическое ожидание и дисперсию сообщения .

3. Написать аналитическое выражение для спектральной плотности мощности сообщения и построить график.

4. Написать аналитическое выражение для корреляционной функции сообщения и построить график. По форме графика определить является ли сообщение эргодическим случайным процессом или не является.

АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (АЦП).

АЦП преобразует реализации аналогового (непрерывного) сообщения в цифровую форму – в последовательности биполярных прямоугольных импульсов, соответствующие последовательностям двоичных информационных символов «0» и «1».Единичный символ «1» передается сигналом в виде прямоугольного импульса положительной полярности, а нулевой символ «0» - в виде прямоугольного импульса отрицательной полярности. Обычно по RS-232 наоборот ?

Преобразование осуществляется в три этапа:

На первом этапе производится дискретизация реализации сообщения по времени. В моменты времени берутся непрерывные по уровню отсчеты мгновенных значений реализации . Расстояние между отсчетами равно интервалу , величина которого определяется в соответствии с теоремой Котельникова .

На втором этапе выполняется квантование точных отсчетов по уровню. Для этого интервал равный разности - разбивается на уровни квантования с постоянным шагом . Уровни квантования нумеруются целыми числами . Нумерация уровней начинается с уровня, которому соответствует значение и заканчивается на уровне, которому соответствует значение . Обычно величина шага квантования выбирается так, чтобы число уровней квантования можно представить в виде , где - целое число.

Каждый точный отсчет заменяется квантованным отсчетом , , то есть значением ближайшего к нему уровня квантования в виде целого числа в десятичной форме счисления.

На третьем этапе каждому полученному уровню квантования сопоставляется его номер - число , записанное в двоичной форме счисления . На выходе АЦП появляется сигнал в виде двоичной цифровой последовательности информационных символов.