Цифровые системы передачи. Контрольная работа по дисциплине Цифровые системы передачи

• Название: Контрольная работа по дисциплине Цифровые системы передачи
• Анкор: Цифровые системы передачи
• Дата: 04.05.2021
• Размер: 232.85 Kb.
• Имя файла: E7F942CC-06CC-44EE-9188-1EEBDFD5114F.docx
• Тип: Контрольная работа; #201315

Федеральное государственное образовательное бюджетное

учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики»

Контрольная работа по дисциплине:

«Цифровые системы передачи»

Выполнил:

Вариант: 04

Группа:

Проверил:

Новосибирск 2016

Задача 1

Рассчитайте основные параметры нестандартной цифровой системы передачи. Нарисуйте цикл передачи N канальной системы передачи с ИКМ, разрядность кода равна m. Определите скорость группового сигнала. Разработайте генераторное оборудование этой системы и нарисуйте диаграммы его работы.

Исходные данные:

Предпоследняя цифра номера пароля	N	Последняя цифра номера пароля	m
0	10	4	6

Формирование линейного сигнала в ЦСП с ИКМ будем осуществлять путем непосредственного кодирования.

Структурная схема оконечной станции ЦСП с ИКМ на 30 каналов приведена на следующем рисунке:



На данном рисунке каждый из 10 каналов ТЧ имеет дифференциальную систему, ФНЧ, ЭКл, а остальные блоки, начиная с блока кодер, являются групповым устройствами.

Передающее оконечное оборудование осуществляет дискретизацию входных аналоговых сигналов, временное объединение полученных дискретных отсчетов, их квантование, кодирование и преобразование ДЦС в на выходе кодера в форму, удобную для передачи по линии.

Приемное оконечное оборудование осуществляет обратное преобразование, т.е. из последовательности кодовых посылок восстанавливает непрерывный аналоговый сигнал.

Электронные ключи работают под воздействием управляющих импульсов, поступающих от ГО пер, которые замыкают ЭКл на короткое время. Таким образом на выходе ключа, появляется дискретный отсчет мгновенного значения входного аналогового сигнала. Частота следования данных отсчетов определяется теоремой Котельникова и выбирается равной 8 кГц. В результате дискретизации вместо непрерывного сигнала на входе Экл получается АИМ сигнал. Период следования отсчетов - 125 мкс.

При этом в интервале времени между отсчетами сигнала одного канала, располагаются отсчеты сигналов других каналов системы. Осуществляется это путем сдвига импульсных последовательностей, управляющих Экл других каналов на время Тк = 1/ fд N, где N - общее число каналов. Таким образом, на входе кодера образуется групповой АИМ - сигнал. Кодер преобразует этот сигнал в цифровую форму, выполняя сначала операцию квантования по амплитуде, а затем кодирования. На выходе кодера образуется двоичный цифровой сигнал

Передача канала тональной частоты предусматривает передачу речи в диапазоне частот 0.3 - 3.4 кГц. Согласно теореме Котельникова, выбор частоты дискретизации сигнала должен соответствовать следующему критерию:

любой сигнал, имеющий непрерывный спектр, ограниченный частотой Fв, может быть представлен в виде отсчетов на передаче и затем восстановлен на приеме со сколь угодно малой погрешностью, если частота отсчетов (частота дискретизации Fд) больше либо равна 2 Fв.

F_д ≥ 2F_в

В данном случае, для канала тональной частоты, частота дискретизации должна быть более или равна 6.8 кГц. В реальных системах передачи она равна 8 кГц.

Период дискретизации рассчитывается из соотношения:



По заданию, для формирования цикла передачи данной системы понадобится 10 КТЧ. Кроме информационных каналов, в системе используется 2 служебных канала. Тактовая частота передачи такой системы рассчитывается:



, где m – число разрядов кода, для одного канала ТЧ и по заданию равно 6.

Определим tки – время отводимо на канальный интервал:



Цикл передачи ИКМ-10 представлен на рис.2.

Сверх цикл будет состоять из 6 циклов, так как в одном цикле передаются СУВ от двух каналов, а один цикл используется для передачи сверхциклового синхросигнала. Цикл передачи будет состоять из 12 канальных интервалов (№0 – синхросигнал, №6 – для передачи СУВ, и 10 КИ для информации КТЧ).
0 1 2 3 4 5





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11







четный цикл



х 0 0 1 1 0 1 1 1 2 5 6
СУВ 1-7 СУВ 9-15

нечетный цикл

0 1 А N Y Y Y Y
Количество циклов в сверхцикле определяется формулой:



Длительность цикла равна:



Длительность сверхцикла равна:


Генераторное оборудование (ГО) необходимо для получения импульсных последовательностей, используемых для :

• 
  управления работой узлов аппаратуры;
  
• 
  для синхронизации соответствующих узлов передающей и приемной станций;
  
• 
  для определения порядка и скорости обработки сигналов в тракте передачи и приема.
  

Структура управляющих сигналов вырабатываемых ГО определяется структурой цикла и сверхцикла системы передачи.



В задающем генераторе (ЗГ) формируется гармонический высокостабильный сигнал с тактовой частотой fт=560 кГц. Формирователь тактовой последовательности (ФТП) вырабатывает основную импульсную последовательность с частой следования fт и скважностью Q=2.

Эта частота поступает на распределитель разряда (РР), который формирует m=6 импульсных последовательностей.

Распределитель канальный (РК) формирует N=10 импульсных последовательностей.

Распределитель цикловой (РЦ) формирует S=6 импульсных последовательностей, где S – число циклов в сверхцикле.

Выделитель тактовой частоты (ВТЧ) устанавливается на приемном конце ЦСП и выделяет тактовую частоту из принимаемого сигнала, с тем чтобы обеспечить равенство управляющих импульсных последовательностей на передаче и приеме, то есть обеспечить синхронный режим работы генераторного оборудования на приеме и передаче.

Определим частоты на выходе делителей для системы ИКМ-10, если тактовая частота равна fт = 576 кГц. Тогда:

fр = fт / m = 576 / 6 = 92 кГц;

fк = fр / (N+ Nд) = 92/12 = 8 кГц;

fсц = fк / S = 8 / 8 = 1 кГц.
Далее представлены диаграммы работы ГО.



Скорость передачи группового сигнала В  определяется как:

                             В = fд×m×N,  

где fд - частота дискретизации (для канала ТЧ - 8 кГц); N - число канальных интервалов в цикле (при расчетах полагают, что оно равно числу каналов ТЧ); m - разрядность кодового слова.

Задача 2

Рассчитать для заданных отсчетов группового АИМ сигнала:

1. Число уровней квантования Мрасч для двух заданных значе­ний шага квантования при равномерном (линейном) законе кван­тования.

2. Ошибку квантования для обоих значений шага кванто­вания.

3. Число импульсов в кодовой группе т, обеспечивающее ко­дирование расчетного числа уровней квантования Мрасч, а также максимально возможное число уровней квантования Ммах для этой кодовой группы при заданных шагах квантования.

Кодирование осуществлять симметричным двоичным кодом.

4. Тактовую частоту системы с ИКМ Fт при заданном канальном интервале Тк и рассчитанном числе импульсов в кодовой группе.
К задаче приложить следующие графики:

I. Графики дискретных отсчетов непрерывного сигнала, его квантованных значений и ошибок квантования.

2. График кодовых групп, соответствующих квантованным значе­ниям отсчетов сигнала.

Исходные данные приведены в таблице. Где N=4 - последняя цифра пароля, К=0 – предпоследняя цифра пароля.

N	Дискретные отсчеты не­прерывного сигнала, мВ	K	Значения шагов квантова­ния по уровню мВ
4	-17,2; 5,4	0	1,0 и 0,3

1. Аналоговые дискретные сигналы можно получить из непрерывных, используя дискретизацию по времени, амплитуде, времени и амплитуде одновременно. При дискретизации непрерывного сигнала по времени передается не весь сигнал, а его амплитудные значения, взятые через промежутки времени, называемые периодом дискретизации Т_д. Сигнал, дискретный по времени и амплитуде можно получить, осуществив квантование по уровню сигнала, дискретного по времени. При этом передаются только определенные заранее выбранные его амплитудные значения, отличающиеся друг от друга па постоянную величину, которую называют шагом квантования по уровню. При цифровом представлении сигнала, дискретного по времени и амплитуде, каждому из уровней квантования по амплитуде присваивается свой номер, а его величина из десятичной системы счисления преобразуется в двоичную. При кодировании можно вместо значения сигнала передавать номер разрешенного уровня. В этом случае можно использовать двоичную систему счисления:

, (2.5)

где l_i –номер разрешенного уровня;

а_i – принимает значения 0 или 1.

Число уровней квантования:




2. При определении ошибки квантования воспользуемся выражением:

,

где U_АИМ(t) – значение дискретных отсчетов непрерывного сигнала, U_кв(t) – значение квантованных отсчетов.

U_кв11(t) = Мрасч·∆=1·17=17 мВ

U_кв12(t) = Мрасч·∆=1·5=5 мВ

U_кв21(t) = Мрасч·∆=0,3·57=17,1 мВ

U_кв22(t) = Мрасч·∆=0,3·18=5,4 мВ

Величина ошибок квантования определяется точно так же, как и в предыдущем случае

мВ

мВ





3. Число элементов (импульсов) в кодовой группе при кодировании симметричным двоичным кодом определяется выражением

т = 1+log₂М_1расч

которое говорит о том, что один разряд в кодовой группе добавляется для определения полярности кодируемого отсчета сигнала: обычно 1 для положительных и 0 для отрицательных отсчетов сигнала

т1 = 1+log₂М_1расч= 1+log₂17=5

т2 = 1+log₂М_1расч= 1+log₂5=3

т3 =1+ log₂М_1расч=1+ log₂57=7

т4 = 1+log₂М_1расч= 1+log₂18=5

Кодовая последовательность:

10001 – для числа 17

101 – для числа 5

111001 – для числа 57

10010 – для числа 18
4. Рассчитаем тактовую частоту системы с ИКМ Fт при заданном канальном интервале Тк и рассчитанном числе импульсов в кодовой группе



Tт=Тк/m

Fт =1/Тт

Не задан канальный интервал Тк в исходных данных.

=0,4 мВ

=0,2 мВ


Рисунок 1 – График непрерывного сигнала, его ошибок квантования для ∆=1


=0,1 мВ

Рисунок 2 – График непрерывного сигнала, его ошибок квантования для ∆=0,3

Задача 3

Закодировать заданные кодовые комбинации линейными кодами ЧПИ(AMI), HDB-3 и CMI.

Таблица 1

Последняя цифра пароля	Кодовая комбинация	Предпоследняя цифра пароля	Кодовая комбинация
4	1110000100	0	1110000111

Получаем кодовую комбинацию 11100001111110000100.

Зарисуем данную последовательность в формате RZ.



Рисунок 3 – Последовательность в формате RZ
Биполярный код, называемый также квазитроичным кодом или кодом с чередованием полярности (ЧПИ). В данном коде осуществляется чередование импульсов положительной и отрицательной полярности при преобразовании единичных символов исходной двоичной последовательности, вне зависимости от количества нулей между ними.



Рисунок 4 – Последовательность в формате ЧП

Биполярный код с высокой плотностью единиц (HDB - 3 или КВП-3). В данном коде последовательность нулей заменяется вставкой, либо B00V - если, число единиц между двумя вставками четное, либо 000V - если, число единиц между двумя вставками нечетное. При этом символ В имеет полярность противоположную полярности предшествующей единицы, а символ V - полярность, такую же, как у предшествующей единицы

V

0

0

B

0

0

0

V



Рисунок 5 – Последовательность в формате HDB - 3
CMI - Coded Mark Inversion code - двухуровневый без возвращения к нулю двоичный код класса 1В2В с инверсией полярности кодовой комбинации на полный интервал на каждой “1” (т.е. каждой “1” ставится в соответствие либо комбинация “11”, либо “00”) и изменением полярности в середине каждого интервала “0” (т.е. каждому “0” ставится в соответствие дипульс "01").

Представляем кодирование в виде таблицы.

Код	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0	1	0	0
CMI	11	00	11	01	01	01	01	00	11	00	11	00	11	01	01	01	01	00	01	01

Рисунок 6 – Последовательность в формате CMI

Список использованной литературы

1. 
   Баев Н.Н. Многоканальная электросвязь и РРЛ: Учебник для вузов. - М: Радио и связь, 1998. - 312с.:ил.
   
2. 
   Электронный конспект лекций.
   
3. 
   Многоканальные системы передачи: Учебник для вузов/ Н.Н.Баев, В.Н.Гордиенко и др.; Под ред. Н.Н.Баева, В.Н. Гордиенко.-М.: Радио и связь,1996