Цифровые системы передачи непрерывных сообщений - Курсовая работа

Отдельная отрасль, получившая название статистической радиотехники и базирующаяся на вероятностных методах, занимается теорией и практикой построения таких систем. Курсовая работа имеет целью закрепить навыки анализа системы передачи непрерывных сообщений цифровыми методами, расчета характеристик помехоустойчивости и других показателей качества передачи информации по каналам связи с помехами.К входным преобразованиям относятся ограничение максимальных значений сообщения, дискретизация и квантование непрерывного сообщения. Тогда эффективное значение относительной ошибки входных преобразований может быть найдено по формуле Суммируя эффективные значения ошибок на приемной и передающей стороне получаем эффективное значение относительной среднеквадратичной ошибки передачи информации: d = , (1.2) где d4 - эффективное значение среднеквадратичной ошибки воспроизведения сообщения, вызванной ошибочным приемом одного из символов двоичного кода за счет широкополосного шума.Сообщение второго вида х(t) имеет нормальное распределение: (2.1) где sx - эффективное значение этого сообщения, равное 1В. Зависимость относительной ошибки ограничения сообщения второго вида от значения пикфактора: d2 = , (2.2) Задаваясь допустимой величиной относительной ошибки d2, можно найти соответствующее ей значение пикфактора Н и рассчитать величину порога ограничения, которая используется затем при выборе параметров квантования.При выборе частоты дискретизации FД необходимо пользоваться правилом, следующим из равенства: d1 = , (3.1) В задании на проектирование форма спектральной плотности мощности сообщения определена равенством: Sx(f) = , (3.2 ) f0 - частота, определяющая ширину спектра сообщения по критерию снижения Sx (f) в два раза по сравнению с ее значением на нулевой частоте Sx (0).Связь эффективного значения относительной ошибки квантования dз с числом разрядов Np двоичного кода при достаточно высоком числе уровней квантования, когда ошибку можно считать распределенной по закону равномерной плотности, определяется выражением: dз (4.1)Расчет интервала квантования производим по формуле: h = 2UM ? 2-Np (5.1) где Np-разрядность двоичного кода;В результате манипуляции двоичная последовательность кодовых символов с различными частотами может быть представлена суммой двух импульсных последовательностей с различными частотами. Поскольку характер последовательностей определяется реализацией сообщения, каждую из них следует считать случайным процессом с характерной для последовательности прямоугольных импульсов функцией корреляции в виде гармонической функции (косинуса) с огибающей треугольной формы.Получаем значение энтропии Н(х) = 9.16 бит/симв. Рассчитаем информационную насыщенность сообщения: ІН(х) = Н(х)/НМАКС (8.2) где НМАКС - максимальная энтропия источника, достигаемая при равномерном распределении Найдем НМАКС, для этого подставим в формулу энтропии вместо W(x) равномерное распределение W2(x) Производительность источника сообщения найдем из равенстваЭффективное значение среднеквадратичной ошибки воспроизведения сообщения, вызванной ошибочным приемом одного из символов двоичного кода за счет широкополосного шума, можно найти из формулы d4 = 2Н (9.1) где рош - вероятность ошибочного приема одного из символов двоичного кода. приведенная формула справедлива при небольших значениях d4.Полагая априорные вероятности передачи единиц и нулей двоичного кода равными 0.5, можно записать рош = 1 - Ф , (10.1) где Ф (х) = - функция ("интеграл ошибок") Лапласа; коэффициент взаимной корреляции сигналов, соответствующих передаче "единицы" и "нуля". Тогда вероятность ошибочного приема символа двоичного кода может быть найдена по формуле рош = 1 - Ф (q / ) = Ф (-q/ ) (10.4) Зависимости вероятности ошибки от отношения мощностей сигнала и помехи приведены на рис. Задаваясь значением вероятности ошибки, полученной из приближенного равенства (9.2), можно найти требуемое значение отношения q2, обеспечивающее качество приема при наилучшем способе.Чтобы эффективно использовать излучаемую энергию, будем применять сложные сигналы. Один сигнал должен быть использован для синхронизации, второй - для передачи информационных символов. Сложный сигнал для передачи синхронизирующих импульсов, обеспечит определение временного положения разрядных импульсов двоичного кода на приемной стороне, что необходимо как для восстановления аналогового сигнала на приемной стороне, так и для правильной регистрации и отображения цифрового сигнала. Сформируем сложные сигналы, используя 15-ти элементные М-последовательности. Прохождение информационного сигнала через согласованный с ним фильтр, АКФ сигнала, а также структурные схемы фильтра приведены в Приложениях.

Оглавление

I.Задание на проектирование

II. Введение

III. Расчетная часть

1)Распределение относительной среднеквадратичной ошибки по источникам искажений

2)Расчет уровня амплитудного ограничения входного сообщения

3)Выбор частоты (интервала) дискретизации

4)Расчет разрядности двоичного кода представляющего сообщение в цифровой форме

5)Расчет интервала квантования

6)Расчет длительности импульса двоичного кода

7)Расчет ширины спектра сигнала, модулированного двоичным кодом

8)Расчет информационных характеристик источника сообщения и канала связи

9)Расчет допустимого значения вероятности ошибки воспроизведения разряда двоичного кода

10)Расчет отношений мощностей сигнала и помехи, не обходимых для обеспечения заданного качества приема

11)Выбор сложных сигналов

IV. Сводная таблица результатов расчетов

Заключение

Библиографический список

Приложения

Структурные схемы оптимального когерентного и некогерентного различителей бинарных сигналов и согласованных фильтров

Общая структурная схема передачи информации.

Прохождение информационного сигнала через фильтр, согласованный с информационным сигналом

Прохождение сигнала синхронизации через фильтр, согласованный с информационным сигналом

Прохождение информационного сигнала через фильтр, согласованный с сигналом синхронизации

Прохождение сигнала синхронизации через фильтр, согласованный с сигналом синхронизации

Изображение тактовых интервалов, иллюстрирующих форму сигнала при передаче сообщения.

I.

Задание на проектирование

Исходными данными для выполнения работы являются: 1) статистические характеристики сообщения: · значение показателей степени k= 8;

· значение частоты fo - 1800 Гц;

· тип распределения сообщения- № 2 (нормальное распределение плотности);

2) допустимое значение относительной среднеквадратичной ошибки искажений сообщения при его преобразовании в цифровую форму и действии помех: ? = 0,8%;

3) вид модуляции сигнала во второй ступени: ЧМ.

В современной радиотехнике задача создания помехоустойчивых систем является одной из центральных. Отдельная отрасль, получившая название статистической радиотехники и базирующаяся на вероятностных методах, занимается теорией и практикой построения таких систем. Одни из наиболее действенных путей достижения высокой помехоустойчивости является использование совершенных видов модуляции сигналов и, в частности, помехоустойчивого кодирования сообщений.

Курсовая работа имеет целью закрепить навыки анализа системы передачи непрерывных сообщений цифровыми методами, расчета характеристик помехоустойчивости и других показателей качества передачи информации по каналам связи с помехами.

Основная задача курсовой работы - закрепление навыков расчета характеристик системы передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами. Кроме того, в процессе ее выполнения студенты должны продолжить знакомство с учебной и монографической литературой по теории электрической связи, закрепить навыки выполнения технических расчетов с использованием персональных ЭВМ.

III.