Анализ основных положений теории сигналов, оптимального приема и модуляции сигналов. Обзор способов повышения верности передаваемой информации. Расчёт интервала дискретизации сигнала и разрядности кода. Согласование источника информации с каналом связи.
Согласование источника информации с каналом связиАналитическая запись исходного сигнала, изображенного на Рис 1.1.1 имеет вид: гдеh=0,6 В, t=2?10-5 с. Форма исходного сигнала №2, изображенного на Рис 1.1.2, имеет вид: гдеh=0.09 В, t=7?10-4 с.Он определяет требования к узлам аппаратуры связи, помехозащищенность, возможности уплотнения. Спектральная плотность - это характеристика сигнала в частотной области и вводится она прямым преобразованием Фурье: , (1.3) где - временная функция сигнала, - круговая частота, . Спектральная плотность - комплексная величина, она может быть представлена в алгебраической: , (1.4) На основании формул (1.5) и (1.6) с помощью MATHCAD построим графики Спектральной плотности заданных сигналов.При передаче сигналов главное внимание уделяется передаче информации, а не Энергии. В правильно спроектированной системе вид и параметры сигнала должны быть выбраны так, чтобы информация передавалась с заданным качеством при минимальных затратах энергии. Ограничение практической ширины спектра сигнала по верхнему значению частоты wc, по заданному энергетическому критерию осуществляется на основе неравенства(2.2). Для заданных сигналов определим энергию по формуле: (2.3) График энергии первого сигнала приведен на рис.Интервал дискретизации заданного сигнала по времени определяется на основе теоремы Котельникова по неравенству (3.1): ,(3.1) где - интервал дискретизации, с,-верхнее значение частоты спектра сигнала, определяемое в соответствии с разделом 1.3. После расчета значения интервала дискретизации необходимо построить график дискретизированного во времени сигнала. Разрядность кода 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.Мгновенные значения исходного сигнала на выходе регистра представляют собой последовательность кодовых слов. Каждое слово - случайная последовательность, состоящая из нулей и единиц. Закодируем дискретизированный сигнал (импульсную последовательность), представив номер уровня квантования двоичным кодом. Далее по формуле (4.1) найдем номера уровней, которым соответствуют величины импульсных отсчетов.Далее определим корреляцию, которая в первом случае будет равна 1, так как вектора одинаковы. Далее необходимо изменить Vy, записав его вновь сдвинув числа на один шаг и вновь определить корреляцию. В MATHCAD функция cspline(Vx,Vy) возвращает значения вторых производных кубического полинома . Далее для каждой искомой точки вычисляется значение с помощью функции interp. С помощью функции cspline(Vt,Vk) вычислим вектор вторых производных при приближении к кубическому полиному.Процесс модуляции является нелинейной операцией и приводит к преобразованию спектра сигнала. Аналитическая форма записи сигнала АМ следующая: ,(5.1) где A0 - амплитуда несущей, В; Итоговый спектр АМ-сигнала состоит из несущей частоты w0 и двух боковых полос, содержащих комбинацию w0±NW1 Так как формула (5.2) в правой части содержит бесконечную сумму гармонических сигналов, то для практического использования спектр ограничим полосой Dw, ограничение проведем по пяти крайним боковым полосам. Так как при нахождении полосы частот Dw, занимаемой сигналом, не имеет принципиального значения амплитуда несущей частоты поэтому примем А0=0,09 В (данное в задании).В данном курсовом проекте были рассмотрены основные положения теории сигналов, теории информации, теории оптимального приема и модуляции сигналов, способы повышения верности передаваемой информации, произведен, а также был произведен расчет характеристик модулированных сигналов и вероятности ошибки в канале с помехой (белый шум).
План
Содержание
Введение
1. Расчет характеристик сигнала и разрядности кода
1.1 Обработка исходных данных
1.2 Расчет спектральных характеристик сигналов
2. Расчет практической ширины спектра сигнала
3. Расчет интервала дискретизации сигнала и разрядности кода
В данном курсовом проекте были рассмотрены основные положения теории сигналов, теории информации, теории оптимального приема и модуляции сигналов, способы повышения верности передаваемой информации, произведен, а также был произведен расчет характеристик модулированных сигналов и вероятности ошибки в канале с помехой (белый шум).
В результате проделанной работы были приобретены навыки расчета характеристик сигналов, также улучшилось представление о способах передачи информации, о процессах, происходящих при обработке сигналов. Были приобретены и закреплены знания познавательного характера, которые позволят смело оперироваться в современных системах связи .
Список литературы
Введение
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). Комплекс технических средств АСУЖТ включает в себя вычислительные центры Министерства путей сообщения, управлений дорог и отделений, связанные в единое целое сетью передачи данных.
Управление территориально разобщенными объектами на всех уровнях осуществляется передачей сообщений разнообразными электрическими сигналами с широким использованием систем передачи информации, то есть систем связи, работающих по проводным и радиоканалам. А также по волоконнооптическим линиям связи.
Совершенствование управления в условиях интенсификации производственных процессов ведет к росту общего объема информации, передаваемой по каналам связи между управляющими органами и управляемыми объектами.
Передача информации на железнодорожном транспорте ведется в условиях воздействия сильных и разнообразных помех. Поэтому системы связи должны обладать высокой помехоустойчивостью, что связано с безопасностью движения. К системам связи предъявляют также требования высокой эффективности при относительной простоте технической реализации и эксплуатации.
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. Перечисленные проблемы тесно связанны между собой.
На рисунке показан канал для передачи непрерывных сообщений.
Разберем назначение блоков приведенного канала связи.
П-1, П1 - преобразователи сообщения в сигнал и наоборот - сигнала в сообщение.
Непрерывные сообщения можно передавать дискретными сигналами. Операция преобразования непрерывного сообщения в дискретное называется дискретизацией. Дискретизация осуществляется не только по времени, но и по уровням. Дискретизация значений функции (уровня) носит название - квантования.
Кодер сообщения формирует первичный код, каждое сообщение из ансамбля записывается им в форме двоичного представления. Декодер сообщения осуществляет обратную задачу. Собственно, на этом этапе преобразований сигнал можно передавать до потребителя, но в таком виде он будет не защищен от помех, и достоверность передачи будет низка. Поэтому далее идут преобразования, направленные на повышение помехоустойчивости канала.
Кодер канала по первичному коду формирует помехоустойчивый код. Здесь в код закладывается определенная избыточность, что позволяет в декодере канала обнаружить, либо исправить ошибки, возникшие при передаче.
Модулятор определяет вид сигнала, передаваемого по линии связи. Демодулятор выделяет принимаемый код по модулированному сигналу.
Рис.1 Канал для передачи непрерывных сообщений
Разберем назначение блоков приведенного канала связи.
П-1, П1 - преобразователи сообщения в сигнал и наоборот - сигнала в сообщение.
Непрерывные сообщения можно передавать дискретными сигналами. Операция преобразования непрерывного сообщения в дискретное называется дискретизацией. Дискретизация осуществляется не только по времени, но и по уровням. Дискретизация значений функции (уровня) носит название - квантования.
Кодер сообщения формирует первичный код, каждое сообщение из ансамбля записывается им в форме двоичного представления. Декодер сообщения осуществляет обратную задачу. Собственно, на этом этапе преобразований сигнал можно передавать до потребителя, но в таком виде он будет не защищен от помех, и достоверность передачи будет низка. Поэтому далее идут преобразования, направленные на повышения помехоустойчивости канала.
Кодер канала по первичному коду формирует помехоустойчивый код. Здесь в код закладывается определенная избыточность, что позволяет в декодере канала обнаружить, либо исправить ошибки, возникшие при передаче.
Модулятор определяет вид сигнала, передаваемого по линии связи. Демодулятор выделяет принимаемый код по модулированному сигналу.
Линия связи - это материальная среда для передачи сигналов (кабель, радио эфир). Именно здесь (в основном) к полезному сигналу добавляется непрогнозируемые помехи. Строя модулятор, демодулятор (модем), необходимо принять меры для борьбы с помехами.
Цифровой преобразователь (ЦАП) служит для восстановления сообщения.
Интерполятор позволяет по сигналу с ЦАП сформировать непрерывный сигнал.1. Баженов Н.Н. Характеристики сигналов в каналах связи. - Омск, 2002, 47с.
2. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М:. 1986, 512 с.
3. Зюко А.Г., Кловский Д.Д. и др., Теория передачи сигналов: Учебник для ВУЗОВ. - М., «Радио и связь», 1986, 304 с.
4. Кудряшов В.А., Семенюта Н.Ф. Передача дискретной информации на железнодорожном транспорте М:. ЗАО «Вариант», 1999, 328с
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
