Цифровые системы передачи информации - Курсовая работа

Цифровые системы передачи (ЦСП) обладают рядом преимуществ по сравнению с аналоговыми системами передачи, которые передают сообщение в виде непрерывных функций времени. Системы передачи с частотным разделением каналов (ЧРК) характеризуются применением аналоговых методов модуляции, при которых модулирующий параметр может принимать любые значения в некоторых допустимых пределах. Помехи вызывают паразитную модуляцию основных параметров сигналов-переносчиков и после модуляции попадают на выход канала. Удобство настройки и эксплуатации цифровых систем, меньшая чувствительность к искажениям, что обеспечивает более высокие технико-экономические показатели цифровых систем передачи по сравнению с аналоговыми (системы с разделением каналов по частоте). цифровая система передача информация Принцип временного разделения каналов, применяемый в системах с ИКМ, используется в электронных автоматических телефонных станциях, что позволяет одновременное использование систем передачи и систем коммутации.Количество всех каналов с учетом телефонных, синхронизации и управления: , где - заданное количество каналов; - количество каналов синхронизации: 2. Длительность цикла передачи (период дискретизации): , где ; выбираем , тогда 3.При АИМ-1 амплитуда импульса следует за изменениями модулирующего сигнала в течение всего времени существования этого импульса. Модулированная последовательность в этом случае определяется выражением где - амплитуда немодулированных прямоугольных импульсов; Произведем расчет спектра АИМ-1 сигнала для аналогового сообщения с частотами и . где - постоянная составляющая; Если модулирующий (дискретизируемый) сигнал , то сигнал на выходе балансного модулятора при АИМ-2 определяется соотношением: где, - модуль спектральной плотности немодулированных импульсов. Постоянная составляющая спектра (при ): Спектр модулирующего сигнала определяется из выражения: Гармоники частоты дискретизации : .Входной сигнал имеет сложный вид, выполним его тригонометрические преобразования: Расчет величины одного отсчета при и i=7, 8, 9, 10, 11, 12: . Результаты остальных расчетов приведем в таблице 3.1: Таблица 3.1 - Результаты расчета величин отсчетов входных сигналов для 1-го цикла i t, с U7 (t), В U8 (t), В U9 (t), В U10 (t), В U11 (t), В U12 (t), В Построим временные диаграммы входных сигналов для первого цикла. Результаты остальных расчетов приведем в таблице 3.2: Таблица 3.2 - Результаты расчета величин отсчетов входных сигналов для 2-ого цикла i t, с U7 (t), В U8 (t), В U9 (t), В U10 (t), В U11 (t), В U12 (t), В Построим временные диаграммы входных сигналов для второго цикла.Квантование по уровню применяется для получения конечного числа амплитудных значений дискретных отсчетов сигнала взамен непрерывного бесконечно большого количества их значений, т.е. процесс квантования аналогичен процедуре округления числа до ближайшего разрешенного значения. Как видно из рисунка 6, недостаток равномерной шкалы квантования заключается в том, что относительная погрешность квантования, т.е. отношение для сильных сигналов мала, в то время как для слабых сигналов она велика. При передаче речевых сигналов наиболее вероятны сигналы с малыми мгновенными значениями, поэтому для передачи их с меньшей погрешностью необходимо уменьшить шаг квантования. Для выравнивания величины при изменении уровня сигнала в широких пределах и соответственно для уменьшения количества уровней квантования и уменьшения разрядности двоичного кода применяют неравномерное квантование, при котором шаг квантования имеет минимальное значение для слабых сигналов и увеличивается с увеличением уровня входного сигнала. Нелинейная шкала квантования в системах передачи с ИКМ может быть реализована несколькими способами: сжатием динамического диапазона сигнала перед кодированием, для чего используются компрессоры, и последующим его расширением после декодирования с помощью экспандеров; нелинейным кодированием и декодированием; цифровым компандированием.Абсолютное значение квантованного отсчета в условных единицах на выходе кодера при законе компрессии А можно определить как Абсолютное значение квантованного отсчета в единицах измерения входного сигнала определяется по формуле: Погрешность (абсолютная) квантования равна Относительная погрешность квантования определяется по формуле Абсолютная погрешность. Относительная погрешность. Относительная погрешность.В зависимости от используемой среды распространения, сигналам в линии придают различный вид, при котором параметры сигнала в наибольшей степени согласованы с параметрами линии. Преобразование потока импульсов в код линии происходит в устройстве согласования с линией. Сигнал на выходе формирователя импульсов представляет собой последовательность однополярных импульсов. Во многих случаях исходный двоичный сигнал преобразуется в код линии делением последовательности двоичных импульсов на группы и заменой каждой из этих групп кодовой комбинацией кода линии с другим основанием. Правило формирования ПИТ-кода представлено в таблице 3,

Содержание

Введение

1. Расчет основных параметров проектируемой цифровой системы передачи информации

2. Расчет спектра АИМ сигнала

3. Дискретизация сообщений по времени

4. Квантование отсчетов по уровню и их кодирование

5. Расчет погрешностей квантования

6. Формирование линейного сигнала

7. Расчет спектра линейного сигнала

8. Разработка структурной схемы многоканальной системы передачи с ИКМ

Заключение

Литература

Цифровые системы передачи (ЦСП) обладают рядом преимуществ по сравнению с аналоговыми системами передачи, которые передают сообщение в виде непрерывных функций времени.

Системы передачи с частотным разделением каналов (ЧРК) характеризуются применением аналоговых методов модуляции, при которых модулирующий параметр может принимать любые значения в некоторых допустимых пределах. Помехоустойчивость в таких системах сравнительно невелика. Помехи вызывают паразитную модуляцию основных параметров сигналов-переносчиков и после модуляции попадают на выход канала. Помехоустойчивые методы модуляции (ЧМ и ФМ) улучшают соотношение сигнал-помеха (S/N) на выходе канала. Однако, поскольку при аналоговых методах модуляции все значения модулируемых параметров являются разрешенными, при приеме невозможно отличить паразитную модуляцию от полезной, а, следовательно, невозможно отделить полезный сигнал от помехи.

Основные преимущества систем передачи с ИКМ заключаются в следующем: 1. Высокая помехоустойчивость за счет передачи сообщения двоичными сигналами.

2. Цифровые методы передачи позволяют значительно повысить помехоустойчивость и уменьшить накопление помех вдоль тракта передачи путем восстановления (регенерации) сигнала.

3. Удобство настройки и эксплуатации цифровых систем, меньшая чувствительность к искажениям, что обеспечивает более высокие технико-экономические показатели цифровых систем передачи по сравнению с аналоговыми (системы с разделением каналов по частоте). цифровая система передача информация

4. Возможность использования сравнительно простых методов запоминания и хранения сообщений путем записи их в различного рода цифровых регистрах и запоминающих устройствах.

5. Принцип временного разделения каналов, применяемый в системах с ИКМ, используется в электронных автоматических телефонных станциях, что позволяет одновременное использование систем передачи и систем коммутации.

Недостатком цифровых систем связи является расширение полосы частот, требуемой для передачи сообщений с помощью ИКМ. Но этот недостаток не является определяющим по сравнению с теми преимуществами, которыми обладают цифровые системы передачи.

В основном многоканальные системы передачи применяются для передачи речевых сигналов, которые относятся к непрерывным. Речь представляет собой широкополосный процесс, частотный спектр которого простирается от 50-100 до 8000-10000 Гц. Установлено, однако, что качество речи получается вполне удовлетворительным при ограничении спектра частотами 300-3400 Гц. При указанной полосе частот разборчивость фраз составляет более 99%, при этом сохраняется удовлетворительная натуральность звучания.

Для передачи непрерывного сообщения с помощью ИКМ необходимо выполнять следующие операции: 1. дискретизацию сообщений по времени;

2. квантование полученных импульсов по амплитуде;

3. кодирование квантованных сигналов.