- •Реферат
- •Бесконечные пределы в интеграле записаны для общего случая и должны быть уточнены для конкретного сигнала. Если сигнал периодический, то его средняя за период t мощность равна
- •Рассчитываем энергию сигнала показанного на рис.1.1 по формуле 1.10. Для этого вместо значения подставляем значения времени.
- •Где Ei, Ej – энергии I-, j-й реализации сигнала.
- •Для более точного расчета функцию Лапласа разбиваем на два интеграла
Размещено на http://allbest.ru/
Реферат
Канал связи, практическая ширина спектра, интервал дискретизации, кодовый сигнал, энергетический спектр, модулированный сигнал, автокорреляционная функция
Курсовая работа содержит расчет спектра и энергетических характеристик сигнала, определение интервалов дискретизации и квантования сигнала, расчет разрядности кода, исследование характеристик кодового сигнала, исследование характеристик модулированного сигнала, расчет вероятности ошибки в канале с помехами.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Расчёт характеристик сигналов
1.1 Временные функции сигналов
1.2 Расчёт спектра сигналов
1.3 Расчет энергетической характеристики сигналов
2. Определение интервала дискретизации и разрядности кода
3. Характеристики модулированных сигналов
4. Согласование источника информации с каналом связи
4.1 Источник информации
4.2 Согласование источника с каналом
5. Расчёт вероятности ошибки в канале с аддитивным белым шумом
5.1 Определение вероятности ошибки
Заключение
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
В последнее десятилетие ХХ века произошла научно-техническая революция в области транспортной связи, в основе которой лежат два крупных достижения науки середины нашего столетия: общая теория связи и микроэлектронная элементная база.
На железнодорожном транспорте активно внедряются спутниковые, волоконно-оптические линии связи, системы с шумоподобными сигналами, подвижной радиосвязи: сотовая, транкинговая и др. Доступ подвижного объекта к стационарным сетям связи осуществляется с помощью радио. Произошло объединение в разумном сочетании проводной и радиосвязи, широко- и узкополосных аналоговых и цифровых систем связи.
По прогнозам международных экспертов, ХХI век должен стать веком глобального информационного обеспечения. Его основой будет информационная инфраструктура, а составляющими мощные транспортные сети связи и распределённые сети доступа, предоставляющие услуги пользователям. Основные тенденции развития связи цифровизация, интеграция сетей, коммутационного и оконечного оборудования, что позволяет значительно повысить эффективность связевого ресурса.
Системы связи, обеспечивающие передачу информации на железнодорожном транспорте, работают в условиях сильных и разнообразных помех. Поэтому системы связи должны обладать высокой помехоустойчивостью, что имеет большое значение для безопасности движения поездов.
Системы связи должны обеспечивать высокую эффективность при относительной простоте технической реализации и обслуживания. Это значит, что необходимо передавать наибольшее или заданное количество информации наиболее экономичным способом в заданное время. Последнее достигается благодаря использованию наиболее современных способов передачи (кодирования и модуляции) и приёма.
В данной курсовой работе решаются следующие задачи:
1) расчет спектральной и энергетической характеристики сигналов;
2) расчет практической ширины спектров сигналов;
3) производится оцифровка сигнала занимающего наименьшую полосу частот. Определяются технические требования к АЦП;
4) определяются параметры случайного цифрового сигнала;
5) определяются информационные параметры цифрового сигнала;
6) определяется пропускная способность канала и требуемая для этого мощность сигнала на входе приемника;
7) расчет спектра сигнала на входе модулятора, расчет спектра модулированного сигнала и его энергию при заданном виде модуляции;
8) расчет вероятности ошибки приёма сигнала при оптимальной схеме приемника.
Структура цифрового канала в общем случае приведена ниже.
Рис. 1 Цифровой канал связи
S(t) - передаваемый сигнал;
1 - дискретизатор сигнала по времени;
2 - квантователь по уровню;
3 - кодер источника;
4 - кодер канала;
5 - модулятор;
6 - демодулятор;
7 - декодер канала;
8 - декодер источника;
9 - интерполятор;
S`(t) - получаемый сигнал.
1. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК СИГНАЛОВ
1.1 Временные функции сигналов
Для расчёта характеристик сигналов были заданы их временные функции (приведены в задании на курсовой проект).
Внешний вид сигнала треугольного представлен на рис. 1.1
Рис. 1.1 Временной вид сигнала №1
Внешний вид сигнала, заданного формулой (1.1) приведён на рис. 1.2.
, (1.1)
где .
Внешний вид сигнала, заданного формулой (1.2) приведён на рис.1.3
, (1.2)
Рис. 1.2 Временной вид сигнала №2
Рис.1.3 Временной вид сигнала №3
1.2 Расчёт спектра сигналов
Спектр сигнала, его частотный состав, является важнейшей характеристикой сигнала. Он определяет требования к узлам аппаратуры связи, помехозащищенность, возможности уплотнения.
Спектральная плотность это характеристика сигнала в частотной области и задаётся прямым преобразованием Фурье (1.3).
, (1.3)
где временная функция сигнала,
круговая частота, .
комплексная величина и может быть представлена в алгебраической или показательной форме:
. (1.4)
Функции ивычисляются следующим образом:
; (1.5)
для показательной формы:
. (1.6)
Важным свойством вещественной и мнимой частей спектра является то, что, если функция S(t) чётная, то мнимая часть , а при нечетностиS(t) . Это следует непосредственно из интегральных форм (1.5).
Для треугольного сигнала (рис. 1.1) формула спектральной плотности будет выглядеть следующим образом:
, (1.7)
где h амплитуда сигнала, В,
длительность сигнала, мс.
Формула (1.7) была взята из [1]. Спектральные плотности для остальных сигналов взяты из [2].
График спектральной плотности (область положительных значений аргумента) показан на рис. 1.4.
Рис. 1.4 График спектральной плотности сигнала №1
Так как сигнал у нас четный, то мнимая составляющая b() равна нулю и знак спектра не меняется, то фаза имеет постоянное значение равное нулю.
Спектральная плотность для сигнала (1.2):
, (1.8)
Рис. 1.5 График спектральной плотности сигнала №2
Внешний вид модуля данной функции и изменения фазы также представлен на рис. 1.5. График изменения фазы построен исходя из того, что функция (1.8) создаёт осцилляции, и в месте перехода кривой через ноль фаза меняется на радиан.
Спектральная плотность для сигнала (1.3):
, (1.9)
График приведён на рис. 1.6
Рис. 1.6 График спектральной плотности сигнала №3
Как видно из графика показного на рис.1.6 спектр третьего сигнала сплошной.
1.3 Расчет энергетической характеристики сигналов
Показатели энергии и мощности сигналов одни из важнейших характеристик, определяющих коэффициент полезного действия передатчика, качество работы приемника системы связи. Поскольку существуют временное и спектральное представления сигналов, то данные показатели могут быть вычислены двумя способами.
Энергия одиночного сигнала вычисляется через временную функцию сигнала по формуле
. (1.10)