Проектирование блока аналого-цифрового преобразования, выбор частоты дискретизации. Синтез шкалы нелинейного квантования, расчет защищенности от шумов квантования для испытательного сигнала. Состав и временные параметры цикла первичного цифрового сигнала.
Аннотация к работе
Министерство образования Республики Беларусь Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиОсновной тенденцией развития телекоммуникаций во всем мире является цифровизация сетей связи, предусматривающая построение сети на базе цифровых методов передачи и коммутации. Это объясняется следующими существенными преимуществами цифровых методов передачи перед аналоговыми: - высокая помехоустойчивость позволяет осуществлять регенерацию этих символов при передаче их по линии связи. Так, при увеличении длины линии в 100 раз для сохранения неизменным качества передачи информации достаточно уменьшить длину регенерационного участка лишь на несколько процентов. Цифровые системы передачи в сочетании с цифровыми системами коммутации являются основой цифровой сети связи, в которой передача, транзит и коммутация сигналов осуществляются в цифровой форме. Передача и коммутация сигналов в цифровой форме позволяют реализовывать оборудование на единых аппаратных платформах.Аналого-цифровое преобразование (АЦП) сигналов является одной из важнейших составляющих цифровых систем. Аналого-цифровое преобразование обычно состоит из следующих последовательных операций: дискретизация, квантование, кодирование, а также мультиплексирование. Блок АЦП включает устройства, осуществляющие аналого-цифровое преобразование сигналов в направлении передачи, а блок ЦАП - цифроаналоговое в направлении приема. Амплитудно-импульсный модулятор (АИМ) представляет собой ключ, осуществляющий перемножение исходного речевого сигнала с дискретизирующей последовательностью прямоугольных импульсов Uд(t). На выходе модулятора АИМ-1 формируется сигнал, у которого амплитуда импульсов в пределах их длительности изменяется в соответствии с модулирующим сигналом UC(t).Котельникова, любой сигнал может быть представлен дискретными отсчетами, если выполняется условие: (1.1) где - частота дискретизации; При выполнении указанного условия спектр исходного сигнала не перекрывается с боковыми спектральными составляющими при частоте дискретизации. А это требует ввести защитный интервал между спектральными составляющими исходного сигнала и ближайшими к ним составляющими боковых полос, который не должен быть меньше ширины полосы расфильтровки фильтров, используемых в АЦП и ЦАП.В ЦСП преимущественно используются кодеры с нелинейной шкалой квантования, которые обеспечивают практически равномерную защищенность для сигналов различной мощности и уменьшают число разрядов кодовой комбинации, позволяя тем самым увеличить число каналов при заданной тактовой частоте. Плотность распределения вероятностей мгновенных значений напряжения Uc(t) речевого сигнала i-го абонента описывается экспоненциальным законом: (1.3) где - действующее значение напряжения сигнала i-го абонента; На рис.2 приведены зависимости W(U) для сигналов с различными действующими значениями (Uд 1> Uд 2). Квазилогарифмическая А-характеристика описывается следующими выражениями: (1.5) где x=U/Uогр - относительное значение напряжения сигнала на входе кодера; При практической реализации кодера непрерывная характеристика компрессии (1.5) заменяется кусочно-линейной аппроксимацией: область характеристики квантования, соответствующая сигналам положительной полярности, разбивается на n сегментов, внутри которых шаг квантования остается постоянным, а при переходе от сегмента к сегменту изменяется в 2 раза.Рассчитаем динамический диапазон кодера: (1.19) s - дисперсия распределения уровней мощности абонентов, s= 5 ДБ. За испытательный сигнал будем принимать сигнал частотой 1КГЦ. Его амплитуда изменяется в пределах, соответствующих динамическому диапазону кодера. Выведем зависимость между количеством прорабатываемых сегментов k и уровнем сигнала pc, поступающего на вход цифрового канала. Защищенность от шумов квантования для испытательного сигнала рассчитывается по формуле: (1.29)Каждому уровню квантования ставится в соответствие определенная кодовая комбинация, состоящая из т бит. Так как для кодирования двуполярных сигналов, к которым относится речевой сигнал, используется симметричное кодирование, кодовая группа имеет структуру, показанную на рис.7., и содержит: Рис.7.Структура кодовой комбинации. первый бит для кодирования полярности сигнала; Определим вид кодовой комбинации для сигналов с амплитудами: Сигнал попадает в 7-ой сегмент и 3-й шаг квантования (1110011).Цикл ПЦС, т.е. интервал времени, в течение которого передаются кодовые комбинации всех n1 сигналов, равен: (2.1) Для передачи сигналов цикловой, сверхцикловой синхронизации, сигналов управления и взаимодействия и других служебных сигналов в цикл вводится дополнительно 2 канальных интервала. В течение одного сверхцикла передаются сверхцикловой синхросигнал (СЦСС) и информация всех сигнальных каналов (каналов СУВ) от каждого абонента. Для этих сигналов выделяется один канальный интервал в каждом цикле, который, как правило, располагается по середине цикла.
План
Содержание
Введение
1. Проектирование блока аналого-цифрового преобразования
1.1 Выбор частоты дискретизации
1.2 Синтез шкалы нелинейного квантования
1.3 Расчет защищенности от шумов квантования для испытательного сигнала
1.4 Расчет разрядности кодовой комбинации
2. Разработка структуры цикла первичного цифрового сигнала
2.1 Состав и временные параметры цикла первичного цифрового сигнала
2.2 Выбор структуры сигнала цикловой синхронизации(ЦСС)
3. Разработка структуры цикла вторичного цифрового сигнала
3.1 Требования к циклу вторичного цифрового потока