Разработка программного имитатора цифрового канала связи с применением помехоустойчивого кодирования - Дипломная работа

Назначением системы связи является передача сообщения из одной точки в другую через канал связи, обладающий определенными свойствами. В дипломном проекте рассматривается передача сигналов через цифровой канал связи с применением помехоустойчивого кодирования. Для передачи по цифровому каналу связи, прежде всего, исходный сигнал подвергается форматированию, цель которого - преобразование аналогового сигнала в цифровой. Здесь в сигнал вносится избыточность с целью обеспечить возможность исправления на приемной стороне всех или некоторых возникших в процессе передачи ошибок. После применения помехоустойчивого кода сообщение поступает в модулятор, преобразующий цифровое сообщение в модулированный сигнал, который передается в канал связи.Динамический диапазон зависит от максимального и минимального значения сигнала. Этих алгоритмов предусмотрено три: проверка на четность, код Хэмминга для исправления однократных ошибок и циклический код для исправления однократных ошибок. Модулятор осуществляет модуляцию битов кода, полученного с кодера. При отсутствии ошибок код, полученный после детектирования, эквивалентен коду после помехоустойчивого кодирования. При отсутствии ошибок код, полученный после декодирования, эквивалентен коду после аналого-цифрового преобразования.Задачей первого необходимого этапа обработки сигнала, форматирования, является обеспечение совместимости сообщения (или исходного сигнала) со средствами цифровой обработки. Если помимо форматирования применяется сжатие данных, процесс называется кодированием источника. Важными примерами изменяющихся во времени сигналов являются выходы датчиков, используемых для контроля процессов и описывающих такие физические величины, как температура, давление, скорость и сила ветра.Аналоговый сигнал и его дискретная версия связаны процессом, который называется дискретизацией. В этом случае коммутирующе-запоминающий механизм формирует из поступающего непрерывного сигнала последовательность выборок. Аналоговый сигнал можно восстановить (с определенной степенью точности) из модулированного сигнала, пропустив последний через фильтр нижних частот. Теорема формулируется следующим образом: сигнал с ограниченной полосой, не имеющий спектральных компонентов с частотами, которые превышают Гц, однозначно определяется значениями, выбранными через равные промежутки времени .На рисунке 2, а, б и г представлены устройства с равномерными шагами квантования, а на рисунке 2, в - устройство с неравномерным шагом квантования. На рисунке 2, а характеристика устройства имеет нуль в центре шага квантования, а на рисунке 2, б и г - на границе шага квантования. Отличительная особенность устройств, имеющих характеристики с нулем в центре шага квантования и характеристики с нулем на границе шага квантования, связана, соответственно, с наличием или отсутствием выходных изменений уровня, если входом квантующего устройства является шум низкого уровня. На рисунке 2, г представлено смещенное (т.е. усекающее) устройство квантования, а другие устройства, изображенные на этом рисунке, являются несмещенными и называются округляющими. Термины "характеристика с нулем в центре шага квантования" или "характеристика с нулем на границе шага квантования" относятся к ступенчатым функциям и используются для описания того, имеются ли в начале координат горизонтальная или вертикальная составляющая ступенчатой функции.Канальное кодирования можно условно разделить на два типа: кодирование (или обработка) сигнала и структурированные последовательности (или структурированная избыточность). На выходе процедуры кодирования получается закодированный (формой сигнала или структурированной последовательностью) сигнал, имеющий лучшие пространственные характеристики, чем некодированный. При использовании блочных кодов исходные данные делятся на блоки из k бит, которые иногда называют информационными битами, или битами сообщения; каждый блок может представлять любое из отдельных сообщений. К каждому блоку данных кодирующее устройство прибавляет бит, которые называются избыточными битами, битами четности, или контрольными битами; новой информации они не несут. Этот бит (бит четности) может быть равен нулю или единице, причем его значение выбирается так, чтобы сумма всех битов в кодовом слове была четной или нечетной.Модуляция - это процесс, посредством которого символы сообщений или канальные символы (если используется канальное кодирование) преобразуются в сигналы, совместимые с требованиями, налагаемыми каналом передачи данных. Синусоиды могут отличаться по амплитуде, частоте и фазе. Таким образом, полосовую модуляцию можно определить как процесс варьирования амплитуды, частоты или фазы (или их комбинаций) радиочастотной несущей согласно передаваемой информации. Угол удобно записывать в виде так что , где - угловая частота несущей, а - ее фаза. Здесь частота может принимать дискретных значений (в нашем случае 2), а фаза является произвольной константой.Для цифрового сигнала вначале производится то, что м

СОДЕРЖАНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

1.2 ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ БЛОКОВ ИНТЕРФЕЙСА

1.2.1 ФОРМАТИРОВАНИЕ

1.2.2 ДИСКРЕТИЗАЦИЯ

1.2.3 КВАНТОВАНИЕ ПО УРОВНЮ И КОДИРОВАНИЕ

1.2.4 ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЕ КОДИРОВАНИЕ

1.2.5 МОДУЛЯЦИЯ

1.2.6 ДЕТЕКТИРОВАНИЕ

1.2.7 ДЕКОДИРОВАНИЕ

1.2.8 ЦИФРО-АНАЛОГОВОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ

1.3 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

1.4 РАЗРАБОТКА ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

1.5 ДИАГРАММА ПРЕЦЕДЕНТОВ

1.6 РАЗРАБОТКА ГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ

1.7 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАБОТЫ С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ

1.7.1 УСТАНОВКА И УДАЛЕНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

1.7.2 РАБОТА С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ

1.8 ПРИМЕРЫ РАБОТЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИМИТАТОРА

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОИСК

2.2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ВИДА ИНТЕРФЕЙСА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

2.3 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СРЕДЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

2.4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОТЛАДКИ И ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ И В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА МАТЕРИАЛЫ И КОМПЛЕКТУЮЩИЕ ИЗДЕЛИЯ

3.2 РАСЧЕТ ЗАРАБОТНОЙ ПЛАТЫ НА СОЗДАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

3.2.1 РАСЧЕТ ОБЩЕЙ ТРУДОЕМКОСТИ

3.3 РАСЧЕТ ЕДИНОГО СОЦИАЛЬНОГО НАЛОГА

3.4 РАСЧЕТ НАКЛАДНЫХ РАСХОДОВ

3.5 РАСЧЕТ ЗАТРАТ НА СОДЕРЖАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЮ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ

4. РАЗДЕЛ ОХРАНЫ ТРУДА, ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И БЖД

4.1 АНАЛИЗ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ ПРИ РАБОТЕ НА ЭВМ

4.2 МЕРОПРИЯТИЯ ПО НОРМИРОВАНИЮ ОПАСНЫХ И ВРЕДНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ

4.3 РАСЧЕТ ВЕНТИЛЯЦИИ

4.3.1 РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА

4.3.2 РАСЧЕТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СЕТИ

4.3.3 ВЫБОР ВЕНТИЛЯТОРА И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

4.4 ПОЖАРНАЯ ПРОФИЛАКТИКА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

API - application programming interface

IEC - international electro technical commission

ISO - international organization for standardization

MD5 - message digest 5

V&V - verification and validation

АМ - амплитудная модуляция

АЦП - аналого-цифровой преобразователь

БИС - большая интегральная схема

ВЦ - вычислительный центр

ГПИ - графический пользовательский интерфейс

ЕСН - единый социальный налог

ЖЦ - жизненный цикл

КПД - коэффициент полезного действия

МЗР - младший значащий разряд

ОВПФ - опасные и вредные производственные факторы

ПО - программное обеспечение

ПС - программная система

ПЭВМ - персональная электронная вычислительная машина

СЗР - старший значащий разряд

ТПИ - текстовый пользовательский интерфейс

ФНЧ - фильтр нижних частот

ЦАП - цифроаналоговый преобразователь

ЧМ - частотная модуляция

ЭВМ - электронная вычислительная машина

ЭЛТ - электронно-лучевая трубка

ЭМП - электромагнитные поля