Проектирование системы передачи дискретных сообщений - Курсовая работа

Система передачи дискретных сообщений СПДС представляет собой комплекс технических средств, осуществляющих передачу дискретных сообщений от источника к получателю. В состав СПДС входят такие элементы, как устройство преобразования сигналов (УПС), устройство защиты информации (УЗО), источник информации и получатель. Необходимость в УПС возникает в том случае, когда спектр исходного сигнала, подлежащего передаче, не совпадает с полосой пропускания непрерывного канала; при этом исходные цифровые кодовые комбинации преобразуют с помощью какого-либо способа модуляции в посылки переменной амплитуды либо фазы со спектром, уже совпадающим с полосой пропускания канала. Если вероятность ошибки в канале превышает допустимую, то используется помехоустойчивое кодирование, аппаратно-реализуемое с помощью УЗО. Сигнал яркости пропорциональный коэффициенту отражения таких элементарных площадок, преобразуется в факсимильный сигнал и передается по каналу связи с использованием того или иного способа модуляции.В расчетах курсового проекта необходимо выполнить следующие: а) Выбрать необходимой скорости передачи информации. Это необходимо для того, чтобы ориентировочно определить тип УПС (устройство преобразования сигнала).Если необходимая скорость получилась больше скорости выбранного УПС, то производится сжатие информации с использованием известных алгоритмов сжатия;Исходя из требований технического задания рассчитаем минимально необходимую скорость передачи информации. Определим объем информации I, который будем передавать. Минимальная скорость будет определяться как Теперь в соответствии с рекомендациями МСЭ-Т можно определить ближайшую к R большую стандартную скорость передачи данных RМСЭ-Т: RМСЭ-Т = 14400 бит/с или RМСЭ-Т = 19200 бит/с. Данную скорость передачи обеспечивают УПС-7 и УПС-8 с рекомендацией МСЭ-Т V.32bis и V.34. Имеет режимы 16-ТСМ (модуляция с решетчатым кодированием Trellis Coded Modulation), 32-ТСМ, 64-ТСМ и 128-ТСМ.Рассчитаем вероятность ошибочного приема символа сообщения представляет собой достаточно сложную задачу, так как эта вероятность зависит от многих факторов, таких как вид модуляции и энергии сигналов, метода приема сигналов, вида и мощности действующих в непрерывном канале помех. Непрерывные каналы рассматриваемого вида достаточно полно описываются двумерной функцией распределения мгновенных значений сигнала и помех, либо одномерными функциями распределения отношения сигнал/шум W(H) и функциями корреляции сигналов и помех. Функция распределения отношения сигнал/шум (Релея-Райса) выглядит следующим образом: , где В дальнейшем будем использовать представление дискретного канала, имеющего три состояния: - с высоким отношением сигнал/помеха; Для того чтобы найти вероятность ошибочного приема символа сообщения, необходимо вычислить вероятности нахождения канала в каждом из трех состояний.Поскольку полученная средняя вероятность ошибки в канале Р0 оказалась больше допустимой Р0доп, то для получения требуемой верности передачи информации следует использовать помехоустойчивое кодирование. Данное кодирование позволяет исправлять ошибки определенной кратности и, следовательно, повысить достоверность передачи путем уменьшения эквивалентной вероятности ошибки. Нужно определить необходимую исправляющую способность кода и найти порождающий полином. Расчет вероятности появления в кодовых комбинациях длиной n ошибок с кратностью тош производится путем имитационного моделирования потока ошибок на модели канала с k-состояниями. Рассмотрим эквивалентную вероятность ошибки на бит: Исправляющая способность кода тиспр должна быть выбрана такой, чтобы Р’экв оказалась меньше или равна Рдоп.Для определения порождающего полинома используем методику для циклических кодов Боузе-Чоудхури-Хоквингема (БЧХ). Для построения кодового устройства найдем порождающий полином: g(x)= M1(x)? M3(x)? ... Используя таблицу минимальных многочленов, записываем их значения в восьмеричном коде с соответствием m и и представим эти многочлены в виде двоичного кода: М1=45=100101Во многих случаях их надежность такова, что надежность всей системы оказывается недостаточной, и для ее повышения применяется резервирование системы в целом (общее резервирование) или отдельных компонентов (поэлементное резервирование). Оптимизация может вестись по достижению требуемой надежности при минимальных затратах или по максимальной надежности при допустимой величине затрат. Используя рабочую программу просчета оптимизации структуры резерва получим следующий результат.В данной работе было необходимо спроектировать систему передачи дискретных сообщений для передачи 1 листа А4 в виде факса полутонового по каналу ТЧ, за 40 секунд. Определив объем информации, был произведен расчет необходимой скорости передачи информации. Исходя из рассчитанной скорости передачи, был выбран протокол передачи V.32bis со скорость передачи 14400 бит/с.

Содержание

Техническое задание

1. Введение

2. Анализ технического задания

3. Расчет необходимой скорости передачи

4. Оценка достоверности передачи

5. Выбор помехоустойчивого кода

6. Определение порождающего полинома

7. Оптимизация структуры резерва

Заключение

Список используемой литературы

Целью курсового проектирования является приобретение навыков проектирования системы передачи дискретных сообщений.

Система передачи дискретных сообщений СПДС представляет собой комплекс технических средств, осуществляющих передачу дискретных сообщений от источника к получателю. Наиболее важными требованиями, которые получатель предъявляет к СПДС, являются верность передачи, скорость передачи и надежность функционирования.

В состав СПДС входят такие элементы, как устройство преобразования сигналов (УПС), устройство защиты информации (УЗО), источник информации и получатель. Обязательным является наличие непрерывного канала, т.е. среды распространения сигнала. При этом в качестве непрерывного канала могут выступать канал тональной частоты, кабельная линия, первичный широкополосный канал, радиоканал. Необходимость в УПС возникает в том случае, когда спектр исходного сигнала, подлежащего передаче, не совпадает с полосой пропускания непрерывного канала; при этом исходные цифровые кодовые комбинации преобразуют с помощью какого-либо способа модуляции в посылки переменной амплитуды либо фазы со спектром, уже совпадающим с полосой пропускания канала. Если вероятность ошибки в канале превышает допустимую, то используется помехоустойчивое кодирование, аппаратно-реализуемое с помощью УЗО. В результате за счет исправления ошибок удается увеличить достоверность передачи.

Структурная схема проектированной СПДС

Рисунок 1 - Структурная схема СПДС

Факсимильная связь

Область электросвязи, которая занимается передачей неподвижных изображений по каналам электрической связи, называется факсимильной связью. Сущность факсимильного метода передачи информации состоит в том, что передаваемое изображение разбивается на отдельные элементарные площадки, сканируемые факсимильным аппаратом.

Сигнал яркости пропорциональный коэффициенту отражения таких элементарных площадок, преобразуется в факсимильный сигнал и передается по каналу связи с использованием того или иного способа модуляции. На приемном конце эти сигналы преобразуются в элементы изображения и воспроизводятся на приемном носителе. Факсимильный способ передачи информации состоит из нескольких основных этапов: а) Формирование элементарных площадок на поверхности оригинала развертывающим элементом передающего аппарата;

б) Развертка оригинала развертывающим устройством на передаче;

в) Преобразование оптических плотностей элементарных площадок оригинала во временную последовательность электрических сигналов;

г) Обработка и преобразование сигнала к виду, удобному для передачи по телефонным каналам связи;

д) Передача факсимильного сигнала по сетям связи, параметры цифрового сигнала определяются типом модема;

е) Прием факсимильного сигнала;

ж) Преобразование сигнала к виду, удобному для управления записывающим устройством. Оно заключается в усилении принятого сигнала и преобразование его в видеосигнал;

з) Развертка факсимильного бланка на приеме. Она производится синхронно и синфазно. Синхронизация факсимильных аппаратов заключается в установлении равенства скоростей развертки в передающем и приемном аппарате;

и) Запись факсимильных сигналов на носитель записи;

Современные факсимильные аппараты - как правило, цифровые.

В данной работе было необходимо спроектировать систему передачи дискретных сообщений для передачи 1 листа А4 в виде факса полутонового по каналу ТЧ, за 40 секунд. Определив объем информации, был произведен расчет необходимой скорости передачи информации. Скорость передачи равна 12007 бит/с. Исходя из рассчитанной скорости передачи, был выбран протокол передачи V.32bis со скорость передачи 14400 бит/с. Рассчитав среднюю вероятность ошибки в канале, было установлено, что она выше допустимой, поэтому для получения требуемой верности передачи информации, следует использовать помехоустойчивое кодирование. Полностью безошибочный прием будет после исправления ошибки четвертой кратности. В результате из 31 бит кода, 20 являются проверочными битами. Следовательно, скорость передачи снижается и получается равной 5110 бит/с. Для передачи информации за заданный период времени будет использован протокол V.90, обеспечивающий более высокую скорость передачи, чем протокол V.32bis. Исходя из заданного предела надежности, была найдена оптимальная схема включения блоков: 1 блок 3 шт.; 2 блок 3 шт.; 3 блок 3 шт.; 4 блок 2 шт.; 5 блок 3шт.; 6 блок 3 шт. Максимальная вероятность надежности резерва 0,67323 и стоимость резерва 330 у.е.

1. Кулаев, А.В. Методические указания по выполнению курсового проекта «Проектирование системы передачи дискретных сообщений» [Электронный ресурс]: / А.В. Кулаев, 2002.

2. Шувалов В.П. Передача дискретных сообщений - М.: Радио и связь, 1990.

Размещено на