Разработка системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами - Курсовая работа

Федеральное агентство связи Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и ИнформатикиЗадачей данной курсовой работы является разработка системы связи для передач непрерывного сообщения дискретными сигналами. Теория электрической связи является неотъемлемой частью общей теории связи и представляет собой единую научную дисциплину, основу которой составляют: теория сигналов, теория помехоустойчивости и теория информации. Принципы и методы курса ТЭС являются теоретической основой для развития инженерных методов расчета и проектирования аналоговых и цифровых систем связи. Правильная эксплуатация систем связи также требует знания основ теории передачи сигналов, выбора оптимального режима работы, критериев оценки достоверности передачи сообщений, причин искажения сигналов и т.д. Разработать обобщенную структурную схему системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами, разработать структурную схему приемника и структурную схему оптимального фильтра, рассчитать основные характеристики разработанной системы связи и сделать обобщающие выводы по результатам расчетов.ФНЧ - фильтр нижних частот - ограничивает спектр сигнала по частоте, отфильтровывая высокочастотную составляющую сигнала. Преобразование осуществляется в три этапа: сначала непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени через интервалы Dt (по теореме Котельникова), полученные отчеты мгновенных значении квантуются (доводятся до определенного разрешенного уровня) и, наконец, полученная последовательность квантованных значении представляется посредством кодирования в виде последовательности кодовых комбинаций (обычно двоичным кодом). Выходное устройство ПДУ - осуществляет фильтрацию и усиление модулированного колебания для предотвращения внеполосных излучений и для установления требуемого отношения сигнал/шум на входе приемника. Далее сигнал поступает в линию связи, которая служит для передачи электрических сигналов от передатчика к приемнику. На рис 1.2. приведены временные и спектральные диаграммы преобразования сообщения и сигналов в системе связи на выходе каждого блока системы связи.Приемник, оптимальный по критерию идеального наблюдателя (минимума средней вероятности ошибки), принимает решение по одному отсчету смеси сигнала и помехи на интервале элемента сигнала длительности T. Отношением правдоподобия называется величина, определяемая выражением: где - плотность вероятности того, что принятый сигнал образовался при передачи сигнала . Таким образом, отношение правдоподобия есть величина, равная отношению плотности вероятности того, что принятый сигнал образовался при передаче символа «1», к плотности вероятности того, что принятый сигнал образовался при передаче символа «0». Величина сравнивается с , если > , приемник выдает сигнал , в противном случае сигнал . Тогда пороговое отношение правдоподобия принимает вид: Критерий идеального наблюдателя широко применяется в системах связи, когда искажения любого сигнала одинаково нежелательны.Рассчитаем вероятность неправильного приема двоичного символа в рассматриваемом приемнике. Вероятность ошибки вычисляется следующим образом: где - отношение сигнал / шум Вычислим отношение сигнал/шум: Вычислим : Построим график и укажем на нем точку соответствующую (рис.Наибольшее отношение сигнал/помеха, равное отношению энергии сигнала к спектральной плотности флуктуационной помехи , обеспечивают так называемые оптимальные фильтры. В предположении оптимального приема (фильтрации) сигналов определим: Максимально возможное отношение сигнал/шум.Помехоустойчивостью системы связи называется способность системы различать (восстанавливать) сигналы с заданной достоверностью. Поэтому часто определяют помехоустойчивость отдельных звеньев системы: приемника при заданном способе передачи, системы кодирования, или системы модуляции при заданном способе приема и т. д.Т.к. решение о переданном символе принимается по совокупности трех отсчетов, то для нахождения отношения правдоподобия требуется найти трехмерную плотность вероятностей.На приеме отдельные образцы сигнала сличаются (обычно суммируются), и так как различные образцы по-разному искажаются помехой в силу независимости помехи, то можно восстановить переданный сигнал с большой достоверностью. При сложении одинаковых сигналов суммарный сигнал будет иметь в n раз большую амплитуду, т.е. в n2 большую мощность, чем отдельный сигнал: где n - количество отсчетов. А мощность помехи равна: то есть помеха суммируется по мощности (т. к. некоррелированная). В результате отношение мощности сигнала к мощности помехи увеличивается в n раз (3 раза).При ИКМ отсчеты аналогового АИМ сигнала преобразуются в последовательность кодовых групп, состоящих из двоичных символов. Преобразование сигналов при ИКМ а) дискретизация; б) квантование; в) кодирование Такое округление сопровождается погрешностью: - ошибка (или шум) квантования. Погрешность при представлении сигнала e, не превышает половины шага квантования ?b.