Расчет практической ширины спектра сигнала и полной энергии сигнала. Согласование источника информации с каналом связи. Расчет интервала дискретизации и разрядности кода, вероятности ошибки при воздействии "белого шума". Определение разрядности кода.
На современном этапе развития перед железнодорожным транспортом стоят задачи по увеличению пропускной и провозной способности, грузовых и пассажирских перевозок, уменьшению времени оборотов вагонов и повышению производительности труда. Эти задачи решаются по двум основным направлениям: техническим перевооружением транспортных средств и совершенствованием системы управления перевозочным процессом. Значительную роль в деле совершенствования системы управления эксплуатационной работой железнодорожного транспорта играет развитие всех видов связи, а также внедрение и поэтапное развитие комплексной автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ). Совершенствование управления в условиях интенсификации производственных процессов ведет к росту общего объема информации, передаваемой по каналам связи между управляющими органами и управляемыми объектами. Проблема эффективности системы передачи информации состоит в том, чтобы передать наибольшее или заданное количество информации (сообщений) наиболее экономически выгодным образом (с точки зрения затрат энергии и полосы частот) в заданное время.Аналитическая запись задаваемых сигналов во временной области имеет вид: (1.4) где рад/с., В, 1/с. Данный сигнал имеет вид, представленный на рис. Данный сигнал имеет вид, представленный на рис. (1.6) где В, Данный сигнал имеет вид, представленный на рис. Графики спектров сигналов , , представлены на рис 1.4, рис 1.5, рис 1.6 соответственно.Полная энергия сигнала рассчитывается по формуле: (2.1)Ограничение практической ширины спектра сигнала по верхнему значению частоты , по заданному энергетическому критерию осуществляется на основе неравенства: , (2.5) где - энергия сигнала с ограниченным вверху спектром. Значение определяется на основе известной плотности: , (2.6) где - искомое значение верхней граничной частоты сигнала. Значение определяется путем подбора при расчетах на ЭВМ пользуясь формулами (2.6) и (2.5); и с учетом того, что (согласно заданию). Найдем и для каждого из сигналов , , , учитывая (1.7), (1.8), (1.9), расчет производим в среде MATHCAD: В /c. Графики зависимости энергии сигналов от частоты приведены соответственно на рис 2.1, рис 2.2, рис 2.3.Интервал дискретизации заданного сигнала по времени определяется на основе теоремы Котельникова по неравенству: (3.1) где - верхнее значение частоты спектра сигнала, определяемое в соответствии с разделом 2.2.Разрядность кодов определяется исходя из динамического диапазона квантуемых по уровню импульсных отсчетов. При этом в качестве верхней границы динамического диапазона принимается напряжение самого большого по амплитуде отсчета. Для самого малого по амплитуде импульсного отсчета задается соотношение мгновенной мощности сигнала и мощности шума квантования: , (3.3) где:РШ.КВ - мощность шумов квантования при размерной шкале квантования, Вт. Из (3.6) получаем: , (3.7) где: NKB - число уровней квантования; Известно, что при использовании двоичного кодирования число кодовых комбинаций, равное числу уровней квантования, определяется выражением: , (3.8) где: m - разрядность кодовых комбинаций.Расчет автокорреляционной функции АКФ кодового сигнала зависит от возможностей применяемых в каналах связи микросхем. Кодовый сигнал представляется последовательностью “0” и “1”. Расчет автокорреляционной функции дал следующие результаты (см. таблицу 1.8) В среде МС по таблице 4.1 сформируем два вектора Vt и Vk: С помощью функции cspline(Vt, Vk) вычислим вектор VS вторых производных при приближении к кубическому полиному: VS = cspline (Vt, Vk)Спектральные характеристики кодированного сигнала находятся на основании интегрального преобразования Винера-Хинчина. Спектральную характеристику необходимо получить в диапазоне частот, дающем полное представление о его закономерностях.Для передачи полезной информации в технике связи обычно используются модулированные сигналы. При гармоническом сигнале - переносчике это преобразование заключается в том, что спектр полезного сигнала переносится в область несущей частоты в виде двух боковых полос. К основным характеристикам модулированных сигналов относятся энергетические показатели и спектральный состав. Первые определяют помехоустойчивость связи, вторые, прежде всего, полосу частот, занимаемую сигналом. Для определения спектра ЧМ-сигнала воспользуемся линейностью преобразования Фурье.Источник имеет ряд информационных характеристик: количество информации в знаке, энтропию, производительность, избыточность. Нас интересует производительность, которая характеризует скорость работы источника и определяется по следующей формуле: , (7.1) где - энтропия алфавита источника, - среднее время генерации одного знака алфавита. Для введенного нами источника энтропия определяется при условии равенства вероятностей знаков алфавита, а среднее время равно интервалу между выборками. Энтропия алфавита источника: Тогда : Предельные возможности согласования дискретного источника с непрерывным каналом определяются следующей теоремой Шеннона (которая
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Расчет характеристик сигнала
1.1 Расчет спектра сигнала
2. Расчет практической ширины спектра сигнала
2.1 Расчет полной энергии сигнала
2.2 Определение практической ширины спектра сигнала
3. Расчет интервала дискретизации и разрядности кода
3.1 Определение интервала дискретизации сигнала
4. Определение разрядности кода
4.1 Расчет автокорреляционной функции кодового сигнала
