Расчет основных характеристик сигналов и каналов связи. Определение интервала дискретизации и разрядности кода, полной энергии сигнала, автокорреляционной функции, энергетического спектра, мощности и вероятности ошибки при воздействии "белого шума".
Аннотация к работе
Канал связи, практическая ширина спектра, интервал дискретизации, кодовый сигнал, энергетический спектр, модулированный сигнал, автокорреляционная функция. В курсовой работе проведен расчет основных характеристик трех сигналов; расчет интервала дискретизации и разрядности кода, автокорреляционной функции (АКФ), энергетического спектра, мощности и вероятности ошибки при воздействии «белого шума».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. Данный сигнал имеет вид, представленный на рис. Данный сигнал имеет вид, представленный на рис. 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 - мощность шумов квантования при равномерной шкале квантования. Известно, что при использовании двоичного кодирования число кодовых комбинаций, равное числу уравнений квантования, определяется выражением: ,(3.9) где - разрядность кодовых комбинаций. Длительность элементарного кодового импульса ?u определяется исходя из интервала дискретизации ?? и разрядности кода m по выражению: .График энергетического спектра кодового сигнала представлен на рис.5.1.Для передачи полезной информации в технике связи обычно используются модулированные сигналы. Они позволяют решить задачи уплотнения линий связи, электромагнитной совместимости, помехоустойчивости систем. Процесс модуляции является нелинейной операцией и приводит к преобразованию спектра сигнала.При модуляции сигнала вводятся следующие энергетические характеристики. Мощность колебаний боковых составляющих: ,(7.3) Вероятность ошибки зависит от мощности (или энергии) сигнала и мощности помех (в данном случае белого шума).В данной курсовом проекте были выполнены расчеты спектральных характеристик, ширины спектра, интервалы дискретизации и разрядности кода, расчет автокорреляционной функции кодового сигнала и его энергетического спектра, спектральных характеристик модулированного сигнала, мощности модулированного сигнала, вероятности ошибки при воздействии «белого шума».
План
Содержание
Введение
1. Расчет спектральных характеристик сигнала
2. Расчет практической ширины спектра сигнала
2.1 Расчет полной энергии сигнала
2.2 Определение практической ширины спектра сигнала
3. Определение интервала дискретизации и разрядности кода
3.1 Определение интервала дискретизации сигнала
3.2 Определение разрядности кода
4. Расчет автокорреляционной функции АКФ кодового сигнала