ЦСП_УБСС1803_Бобков. Контрольная работы цифровые системы передачи

Название	Контрольная работы цифровые системы передачи
Дата	19.12.2021
Размер	181.45 Kb.
Формат файла
Имя файла	ЦСП_УБСС1803_Бобков.docx
Тип	Документы #309779

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Ордена Трудового Красного Знамени

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

Московский технический университет связи и информатики

Кафедра многоканальных телекоммуникационных систем
Вариант № 08
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТЫ
ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

Москва 2021

Задание 1

Изобразите упрощенные структурные схемы кодера и декодера взвешивания.

2. Выполните операции кодирования/декодирования постоянного напряжения U для каждого из двух случаев:

кодек линейный, 12-разрядный;

кодек нелинейный со стандартной характеристикой типа А.

Рассчитайте абсолютную и относительную ошибки квантования.

Представьте результаты кодирования в виде электрических сигналов (в формате БВН).

Величину напряжения и шаг квантования находят по формулам:

U= 111 + 20(AB) = 111 + 20х08 = 271 мВ;

δ = 1 + В/10 = 1 + 8/10 = 1,8 мВ.

(Для нелинейного кодека δ - минимальный шаг).

3. Рассчитайте и постройте зависимость защищенности речевого сигнала от помехи равномерного квантования на выходе m-разрядного кодека при изменении относительного уровня сигнала в динамическом диапазоне от -20 дБ до нуля децибел относительно порога перегрузки.

Разрядность кодека вычисляют по формуле m = 6 + В = 6 + 8 = 14.
Ответ:
Упрощенные схемы кодера и декодера взвешивания представлены на рисунках 1 и 2.

Рисунок 1. Структурная схема кодера взвешивания

Рисунок 2. Структурная схема декодера взвешивания
Операция кодирования постоянного напряжения с положительной полярностью U = 271 мВ при помощи линейного 12-разрядного кодека с фиксированным шагом квантования δ = 1,8 мВ:

Найдем отношение:

На вход кодера поступает напряжение U_к = 150,6 δ, результат кодирования представлен в таблице 1.
Таблица 1. Операция кодирования в линейном кодере

Номер такта	Напряжение на выходе ИЭН	Знак разности	Символ кода	Примечание
1	0	150,6 > 0	1	Подключаются положительные эталоны
2	1024 δ	150,6 – 1024 < 0	0	Эталон 1024 δ отключается
3	512 δ	150,6 – 512 < 0	0	Эталон 512 δ отключается
4	256 δ	150,6 – 256 < 0	0	Эталон 256 δ отключается
5	128 δ	150,6 – 128 > 0	1	Эталон 128 δ сохраняется
6	128 + 64 = 192 δ	150,6 – 192 < 0	0	Эталон 64 δ отключается
7	128 + 32 = 160 δ	150,6 – 160 < 0	0	Эталон 32 δ отключается
8	128 + 16 = 144 δ	150,6 – 144 > 0	1	Эталон 16 δ сохраняется
9	144 + 8 = 152 δ	150,6 – 152 < 0	0	Эталон 8 δ отключается
10	144 + 4 = 148 δ	150,6 – 148 > 0	1	Эталон 4 δ сохраняется
11	148 + 2 = 150 δ	150,6 – 150 > 0	1	Эталон 2 δ сохраняется
12	150 + 1 = 151 δ	150,6 – 151 < 0	0	Эталон 1 δ отключается

Таким образом, на выходе кодера будет кодовое слово: 100010010110. На рисунке 3 получившееся в результате кодирования кодовое слово представлено в виде электрического сигнала (в формате БВН).

Рисунок 3. Двоичный код в виде электрического сигнала
Операция декодирования:

При декодировании, после записи этого кодового слова в регистр декодера, замкнутся ключи №№ 5, 8, 10, 11 и подключат соответствующие эталоны:

U_д= 128 δ + 16 δ + 4 δ + 2δ + 0,5 δ = 150,5 δ=150,5

1,8 = 270,9 мВ
Абсолютная ошибка квантования определяется по формуле:

Относительная ошибка квантования определяется по формуле:

Операция кодирования постоянного напряжения с положительной полярностью U = 271 мВ при помощи нелинейного кодера со стандартной характеристикой типа А с минимальным шагом квантования δ = 1,8 мВ:
Найдем отношение:

На вход кодера поступает напряжение U_к = 150,6 δ₀, результат кодирования представлен в таблице 2.

Таблица 2. Операция кодирования в нелинейном кодере

Номер такта	Напряжение на выходе ИЭН	Знак разности	Символ кода	Примечание
1	0	150,6 > 0	1	Определяется полярность
2	128 δ₀	150,6 > 128 δ₀	1	X = 1
3	512 δ₀	150,6 < 512 δ₀	0	Y= 0
4	256 δ₀	150,6 < 256 δ₀	0	Z=0 (сегмент № 4, δ₄ = 8 δ₀), подключается эталон 128 δ₀
5	128 + 64 = 192 δ₀	150,6 – 192 < 0	0	А=0, эталон 64 δ₀ отключается
6	128 + 32 = 160 δ₀	150,6 – 160 < 0	0	B=0, эталон 32 δ₀ отключается
7	128 + 16 = 144 δ₀	150,6 – 144 > 0	1	С=1, эталон 16 δ₀ сохраняется
8	144 + 8 = 152 δ₀	150,6 – 152 < 0	0	D=0, эталон 8 δ₀ отключается

Таким образом, на выходе кодера будет кодовое слово: 11000010. На рисунке 4 получившееся в результате кодирования кодовое слово представлено в виде электрического сигнала (в формате БВН).

Рисунок 4. Двоичный код в виде электрического сигнала

Операция декодирования:

При декодировании получим: старший разряд 1 – активируется источник положительных эталонов, так как код 4 сегмента 100, то активируется эталон 128 δ₀(нижняя граница 4 сегмента) и корректирующий эталон 4 δ₀(половина шага в 4 сегменте). Декодирование символов ABCD 0010 дает результат:
2 ∙ 8 δ₀ = 16 δ_0.

Суммируя получим:
U_д= 128 δ₀ + 4 δ₀ + 16 δ₀ = 148 δ₀ =148

1,8 = 266,4 мВ
Абсолютная ошибка квантования определяется по формуле:

Относительная ошибка квантования определяется по формуле:

Расчет зависимости защищенности речевого сигнала от помехи равномерного квантования на выходе m-разрядного кодека при изменении относительного уровня сигнала в динамическом диапазоне от -20 дБ до 0 дБ относительно порога перегрузки

где

m =14

Q = 14 дБ - пикфактор речевого сигнала
Таблица 3. Результаты расчета

Р_с, дБ	-20	-18	-16	-14	-12	-10	-8	-6	-4	-2	0
А_зкв, дБ	55	57	59	61	63	65	67	69	71	73	75

Рисунок 4. График зависимости защищенности речевого сигнала от помехи равномерного квантования

Задание 2
1. Изобразите структуру цикла потока Е2 с двусторонним выравниванием.

2. В этом цикле заданы по вариантам команды согласования скоростей для каждого из четырех компонентных потоков Е1: А,В,С,D. Команда «+» означает положительное выравнивание, «-» - отрицательное, «0» – отсутствие выравнивания в данном конкретном цикле. Укажите, как будут распределены символы каждого компонентного потока А1,А2,А3… В1,В2,В3… С1,С2,С3… D1,D2,D3… по позициям 5…20 последнего субцикла. Числами 1,2,3… обозначены номера бит компонентных потоков в этом субцикле.
Заданная команда согласования скоростей (КСС): 0 + - 0

В соответствии с заданной командой:

Поток А имеет нейтральную команду, Поток B имеет положительное выравнивание, Поток C имеет отрицательное выравнивание, Поток D имеет нейтральную команду выравнивания.

Структура цикла потока Е2 с двухсторонним выравниванием представлена в на рисунке 5.

Распределение символов каждого компонентного потока А1,А2,А3… В1,В2,В3… С1,С2,С3… D1,D2,D3… по позициям 5…20 последнего субцикла при указанной команде КСС представлено в таблице 4:

Рисунок 5. Структура цикла потока Е2 с двухсторонним выравниванием
Таблица 4. Структура последнего субцикла цикла потока Е2

01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20		264
Третьи символы КСС						С1		А1		С2	D1	А2	B1	C3	D2	А3	B2	C4	D3

Задание 3

Взяв за основу, заданную двоичную кодовую последовательность из двадцати символов, постройте временные диаграммы следующих видов сигналов: БВН, БВНМ, ЧПИ, КВП-3, АБК, ОБК, ИТП, 2В1Q.

Двоичная кодовая последовательность: 1000010000 0000010101

Перечислите коды:

а) обладающие хорошей способностью к самохронированию,

б) наиболее устойчивые к помехам,

в) лучше других использующие полосу частот,

г) малочувствительные к ограничению их спектра снизу.
3. Рассчитайте ожидаемую вероятность ошибки в линейном регенераторе.

Защищенность сигнала от гауссовской помехи в ТРР равна:

А_з = 20 + (АВ)/10 = 20 + 08/10 = 20,8 дБ

Вид линейного кода – 3В2Т
Ответ
Перечислим коды:
а) обладающие хорошей способностью к самохронированию - КВП-3, АБК, ОБК, ИТП;

б) наиболее устойчивые к помехам - ЧПИ, КВП-3, 2В1Q;

в) лучше других использующие полосу частот - 2В1Q;

г) малочувствительные к ограничению их спектра снизу - ЧПИ, КВП-3, АБК, ОБК, ИТП.
На рисунке 6 представлены временные диаграммы сигналов заданной двоичной кодовой последовательности 1000010000 0000010101.

Рисунок 6. Временные диаграммы

Рассчитаем ожидаемую вероятность ошибки в линейном регенераторе для линейного сигнала в коде 3В2Т.
Т.к. А_з = 20 lg Q = 20,8 дБ, найдем отношение сигнал/помеха в ТРР:

lg Q = А_з / 20 = 20,8 / 20 = 1,04

Q = 10^1.04 = 10,96

Для кода 3В2Т L=3 (3 уровня),

Z= Q / (L-1) = 10,96 / 3-1 = 5,5

ЦСП_УБСС1803_Бобков. Контрольная работы цифровые системы передачи

Изобразите упрощенные структурные схемы кодера и декодера взвешивания.

кодек линейный, 12-разрядный;