- •Курсовая работа
- •1. Оглавление. Оглавление
- •1.1. Введение
- •1.2. Задание.
- •1.3. Исходные данные.
- •1.3.1. Структурная схема системы связи.
- •Структурная схема системы передачи непрерывных сообщений дискретным сигналом.
- •Описание работы схемы на рис.1:
- •1.3.2. Структурная схема приемника.
- •1.3.3. Принятие решения приемником по одному отсчету.
- •Вычисления:
- •Результаты вычислений
- •1.3.4. Вероятность ошибки на выходе приемника.
- •1.3.5. Выигрыш в отношении сигнал/шум при применении оптимального приемника.
- •1.3.6. Максимально возможная помехоустойчивость при заданном виде сигнала.
- •1.3.7. Принятие решения приемником по трем независимым отсчетам.
- •1.3.8. Вероятность ошибки при использовании метода синхронного накопления.
- •1.3.9. Применение импульсно-кодовой модуляции для передачи аналоговыхсигналов.
- •1.3.10. Использование сложных сигналов и согласованного фильтра.
- •1.3.11. Импульсная характеристика согласованного фильтра.
- •1.3.12. Схема согласованного фильтра для приема сложных сигналов.
- •1.3.13. Форма сигналов на выходе согласованного фильтра при передаче символов "1" и "0".
- •Форма сигнала на выходе фильтра при передаче на вход фильтра (в паузе) непрерывной последовательности знакопеременных символов ...101010...
- •1.3.14. Оптимальные пороги решающего устройства при синхронном и асинхронном способах принятия решения при приеме сложных сигналов согласованным фильтром. Структурная схема синхронного приемника.
- •1.3.15. Энергетический выигрыш при применении согласованного фильтра.
- •1.3.16 Вероятность ошибки на выходе приёмника при применении сложных сигналов и согласованного фильтра.
- •1.3.17 Пропускная способность разработанной системы связи.
- •1.3.18 Сравнительный анализ различных способов приема сигналов.
- •1.3.19 Заключение.
- •1.4 Приложение.
- •1.5 Список литературы.
1.2. Задание.
Задание:
Разработать обобщенную структурную схему системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами, разработать структурную схему приемника и структурную схему оптимального фильтра, рассчитать основные характеристики разработанной системы связи и сделать обобщающие выводы по результатам расчетов.
1.3. Исходные данные.
Номер варианта N = 8.
Вид сигнала в канале связи (ДОФМ).
Скорость передачи сигналов V =24000 Бод.
Амплитуда канальных сигналов А = 4,9 мВ.
Дисперсия шума 2 =3,94 мкВт.
Априорная вероятность передачи символов "1" p(1) = 0,72
Способ приема сигнала - КГ
8 Полоса пропускания реального приемника, определяемая шириной спектра сигналов двоичных, ДОФМ, вычисляется по формулам
fпрДОФМ = 2/T=2 V=48000 кГц
где T = 1/V - длительность элемента сигнала, определяемая скоростью передачи (модуляции) сигналов V.
9 Значение отсчета принятой смеси сигнала и помехи на входе решающей схемы приёмника при однократном отсчете Z(t0) = 1,23 мВ.
Значения отсчетов принятой смеси сигнала и помехи при приеме по совокупности трех независимых (некоррелированных) отсчетов:
Z(t1) = 1,23 мВ Z(t2) =0,738 мВ Z(t3) =1,353 мВ.
Максимальная амплитуда аналогового сигнала на входе АЦП bmax =4,4 В.
12 Пик-фактор входного сигнала П = 2,3
13 Число разрядов двоичного кода (при передаче сигналов методом ИКМ) n =9.
14 Вид дискретной последовательности сложного сигнала:
S1(t)=1-1-1-111-1-11-11
S2(t)= -1111-1-111-11-1
Расчет численных значений этих параметров приводится в приложении в конце работы.
1.3.1. Структурная схема системы связи.
Нарисовать обобщенную структурную схему системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами, привести подробное описание назначения входящих в нее блоков.
Преобразования сообщения и сигналов в системе связи проиллюстрировать качественным приведением временных и спектральных диаграмм на выходе каждого блока системы связи с соблюдением единого масштаба по оси абсцисс. Описать временные и спектральные диаграммы.
Структурная схема системы передачи непрерывных сообщений дискретным сигналом.
Источник непрерывных сообщений
Дискретизатор
Передатчик
Квантователь
Кодер
Линия
Приемник
Декодер
Фильтр
Получатель сообщений
АЦП
ЦАП
b(t)
b(k)
bкв(t)
bикм(t)
uикм(t)
zикм(t)
bикм(t)
bкв(t)
b(t)
рис. 1
Под системой связи понимают совокупность технических средств и среды распространения сигналов, обеспечивающих передачу сообщения от источника к потребителю.
Описание работы схемы на рис.1:
1.Источник непрерывных сообщений - устройство, на выходе которого имеется непрерывный электрический сигнал.
Так как спектр сигнала бесконечен (если сигнал ограничен по времени) необходимо включить в схему фильтр для восстановления сигнала после дискретизации. Частота среза фильтра выбираются так, чтобы сохранялась эффективная ширина спектра сигнала.
АЦП (аналого- цифровой преобразователь). Операция преобразования аналог – цифра непрерывного сигнала, состоит из трех операций:
Непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени через интервалы t;
Полученные отсчеты мгновенных значений квантуются. Операция квантования сводится к тому, что вместо данного мгновенного значения первичного сигнала передаются ближайшие значения по установленной шкале дискретных уровней;
Наконец, полученная последовательность кодируется. Кодирование представляет собой преобразование сообщения в последовательность кодовых импульсов.
При кодировании происходит увеличение помехоустойчивости; при этом возрастает скорость передачи информации, а длительность передачи соответственно уменьшается. Кроме того, кодирование позволяет обнаружить и даже устранить возможную ошибку.
.Полученный код поступает на модулятор, который преобразует дискретный сигнал в аналоговый и передатчик передает модулированный сигнал в линию связи. (+ помеха)
В приемнике, чтобы выделить полезный сигнал, искаженный наличием помехи , можно прибегнуть к частотной фильтрации - на выходе линии связи поставить полосовой фильтр. Подав на вход такого фильтра сумму сигнала и помехи, на выходе можно получить заметное увеличение относительной доли полезного сигнала. Далее сигнал подается на демодулятор, который после демодуляции передается в виде кода на ЦАП.
ЦАП (цифроаналоговый преобразователь) предназначен для обратного преобразования (восстановления) непрерывного сообщения по принятой последовательности кодовых комбинаций.
В состав ЦАП входят декодирующее устройство, предназначенное для преобразования кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчетов, и сглаживающий фильтр, восстанавливающий непрерывное сообщение по квантованным значениям.
Далее сообщение подается на преобразователь (например, громкоговоритель).
Преобразование сообщения и сигналов в системе связи
U(t)
S()
t
На выходе источника сообщения будет непрерывный аналоговый сигнал:
ФНЧ отфильтровывает высокочастотную составляющую сигнала, тем самым сглаживая его:
U(t)
S()
t
АЦП – аналого-цифровой преобразователь.
Преобразование аналог-цифра состоит из трех операций:
1. Сначала непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени;
2. Полученные отсчеты квантуются;
3.Полученная последовательность квантованных значений передаваемого сообщения представляется посредствам кодирования в виде последовательности двоичных кодовых комбинаций.
Такое преобразование называется импульсно-кодовой модуляцией.
U(t)
S()
t
U(t)
S()
100101100001
t
Передатчик является модулятором (в нашем случае фазовым). В его функции входит согласование сигнала с полосой пропускания канала связи. На выходе передатчика будет ФМ-сигнал.
U(t)
S()
t
В линии связи на модулированный сигнал воздействуют различные помехи, что приводит к некоторому искажению формы сигнала:
t
N0
В приемнике происходит демодуляция и регенерация сигнала, и на его выходе будет сигнал , подобный сигналу на выходе АЦП. Далее сигнал поступает на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), назначение которого состоит в обратном преобразовании (восстановлении) непрерывного сообщения. В нем происходят преобразование кодовой комбинации в квантованную последовательность отсчетов и их сглаживание до непрерывного сообщения, то есть на выходе ЦАП будет приерно такой же сигнал, что и на выходе источника сигнала.