- •Задание и исходные данные на курсовую работу "Разработка системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами"
- •1.1 Исходные данные
- •1.2 Содержание пояснительной записки
- •1.3 Порядок выполнения курсовой работы
- •2 Методические указания и основные соотношения
- •2.2 Дискретная амплитудная модуляция
- •Некогерентный прием
- •Когерентный прием
- •2.3 Квадратурная амплитудная модуляция (кам)
- •2.4 Дискретная частотная модуляция
- •2.5 Дискретная фазовая модуляция
- •2.6 Относительная фазовая модуляция
- •2.7 Прием сигналов методом многократных отсчетов
- •2.8 Фильтрация дискретных сигналов
- •Приём дискретных сигналов с использованием согласованных фильтров
- •2.10 Импульсно-кодовая модуляция
- •При вычислениях на эвм могут быть полезными соотношения
- •2.11 Пропускная способность канала связи
- •3. Правила оформления курсовой работы
- •Оглавление
- •630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86.
2.10 Импульсно-кодовая модуляция
Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ) широко используется для передачи аналоговых сигналов цифровым способом. Сущность, преимущества и недостатки ИКМ подробно описаны в [2], стр.335-341; [3], стр. 242-252.
При ИКМ аналоговый сигнал передается с некоторой погрешностью, вызванной наличием квантования, в результате чего возникает "шум квантования". Мощность шума тем меньше, чем больше разрядов используется для кодирования сообщений. Однако увеличивать число разрядов (n) невыгодно, так как в этом случае требуется сокращать длительность элементарных сигналов, образующих кодовую комбинацию, что ведет к расширению спектра частот передаваемого цифрового сигнала и, соответственно, к необходимости увеличения полосы пропускания канала связи.
При передаче аналогового сигнала его величина (мгновенная амплитуда) изменяется в пределах от bmin до bmax . Величина
, дб, (2.25)
называется динамическим диапазоном сигнала.
Число уровней квантования сигнала
(при n >>1). (2.26)
Шаг квантования для двухполярного сигнала, имеющего общий размах 2bmax, равен
(2.27)
Мощность шума квантования в предположении, что шум квантования имеет форму треугольных импульсов с размахом, равным b, определяется формулой
(2.28)
Нас интересует отношение мощности сигнала к мощности шума квантования. При этом рассматривается наихудший случай, когда мгновенная амплитуда b = bmin. В этом случае минимальная средняя мощность сигнала будет зависеть от bmin и от пикфактора сигнала П, который задан:
(2.29)
В задании задано отношение мощности сигнала при минимальной его амплитуде к мощности шума квантования, определяемое формулой
(2.30)
Из этого выражения находим необходимое число разрядов n:
,
откуда
(2.31)
Величина n округляется в сторону увеличения до ближайшего целого значения.
Отношение bmax к bmin вычисляется по формуле
. (2.32)
При вычислениях на эвм могут быть полезными соотношения
2Y = eYln2 , 10Y = eYln10 , log2Y = lnY/ln2.
2.11 Пропускная способность канала связи
В [1], стр. 224-232,241-250; [2] стр. 101-103, 114-119; [5], стр. 5-7, 10-11, 14-15, 21-23, 27-28 подробно рассмотрены вопросы, связанные с пропускной способностью канала связи. Дано определение информации и ее количественной меры, производительности источника информации, скорости передачи сообщений, скорости передачи информации, пропускной способности.
Производительность двоичного источника информации Н(х) определяется формулой
, бит/с. (2.33)
здесь Н(х) - энтропия источника, равная
, бит/сообщ. (2.34)
В нашем случае n = 2, p(x1) = р(S1), p(x2) = р(S2), ср=1/V - длительность элемента сообщения, а V - скорость передачи сообщений, Бод.
Пропускная способность непрерывного канала связи определяется по формуле Шеннона
, бит/с, (2.35)
где fпр - полоса пропускания канала связи, h2 - отношение средней мощности сигнала к средней мощности помехи, h2 = Рс /Рп .
Наконец, пропускная способность дискретного (двоичного) канала связи со скоростью передачи V и вероятностью ошибки p равна
, бит/с. (2.36)
Эффективность системы связи можно оценить по величине отношения пропускной способности дискретного канала к производительности источника сообщений и по величине отношения пропускной способности дискретного канала связи к пропускной способности непрерывного канала связи.