Содержание Задание на курсовую работу 2 Введение 4 Задания 5 Задание 1 5 Задание 2 8 Задание 3 12 Задание 4 14 Задание 5 17 Задание 6 21 Задание 7 23 Задание

• Название: Содержание Задание на курсовую работу 2 Введение 4 Задания 5 Задание 1 5 Задание 2 8 Задание 3 12 Задание 4 14 Задание 5 17 Задание 6 21 Задание 7 23 Задание
• Дата: 17.07.2022
• Размер: 237.33 Kb.
• Имя файла: 321657f.docx
• Тип: Реферат; #632422
• страница: 1 из 8

Содержание

Задание на курсовую работу 2

Введение 4

Задания 5

Задание 1 5

Задание 2 8

Задание 3 12

Задание 4 14

Задание 5 17

Задание 6 21

Задание 7 23

Задание 8 26

Задание 9 27

Задание 10 27

Заключение 32

Список источников и литературы 34

Задание на курсовую работу

Разработать квазиоптимальную по критерию минимума вероятности ошибки систему связи, рассчитать ее основные параметры и указать пути совершенствования разработанной системы связи.

Разработка предполагает сформировать определенность системы на информационном, физическом, алгоритмическом, структурном уровнях характеристик и параметров системы, при этом необходимо:

• 
  разработать структурную схему системы связи для заданного вида модуляции и способа приема (табл. 1). Предполагая, что передаваемый информационный сигнал является аналоговым с шириной спектра ΔF, описать преобразования, которым он подвергается в АЦП при переходе к первичному цифровому сигналу ИКМ. Число уровней квантования N (табл. 2);
  

• 
  описать процесс помехоустойчивого кодирования, если используется код с проверкой на четность и составить структурную схему кодера;
  
• 
  рассчитать длительность единичного элемента кодовой комбинации цифрового ИКМ сигнала с проверкой на четность;
  
• 
  определить характеристики источника независимых двоичных сообщений, если вероятность появления символа «1» р(1) = 0,001 + 0,kn, где k и n - это предпоследняя и последняя цифры номера варианта;
  
• 
  Разработать структурную схему дискретного модулятора и алгоритм его работы;
  
• 
  разработать структурную схему демодулятора и алгоритм его работы;
  
• 
  определить величину параметра h2 на входе детектора, при которой достигается заданная в табл. 3 вероятность ошибки Рош, если помеху, воздействующую на сигнал, считать «белым шумом» со спектральной плотностью мощности Go (табл. 4);
  
• 
  определить амплитуду сигнала, при которой достигается полученное значение h2;
  
• 
  вычислить вероятность неверного декодирования кодовой комбинации в декодере с учетом кодирования с проверкой на четность;
  
• 
  определить пропускную способность канала связи;
  
• 
  сформулировать теорему Шеннона о пропускной способности канала и параметры разработанной системы связи сравнить с потенциальными возможностями, указанными в теореме Шеннона;
  
• 
  сделать заключение по результатам работы.
  

Исходные данные:

Номер варианта – 17;

Вид модуляции – относительная фазовая;

Способ приёма – оптимальный, некогерентный (сравнение фаз);

Ширина спектра аналогового сигнала – ΔF = 5,0 кГц;

Число уровней квантования – N = 256;

Вероятность ошибки – Рош = 5 * 10 - 6;

Спектральная плотность мощности шума – Gо = 10 - 5 (В2/Гц).

Введение

ОФМ - это способ передачи дискретных сигналов, при котором при передаче фаза каждой N-й посылки отсчитывается от фазы предшествующей ей (N - 1)-й посылки, а при приеме знак принимаемой посылки определяется сравнением фаз каждой N-й посылки с фазой (N - 1)-й посылки. Таким образом, при ОФМ устанавливается полная однозначность фаз между опорной и несущей информацию посылками и устраняется явление "обратной работы". Очевидно, что в начале сеанса связи для передачи первой информационной посылки необходима передача одной избыточной посылки, по которой отсчитывается фаза первой информационной посылки.

ОФМ обеспечивает наибольшую помехозащищенность, однако, этот вид самый сложный в реализации. Модуляция также обеспечивает наименьшие габариты антенны, минимальную мощность передатчика, дает возможность введения многоканальной связи. Если говорить о кодировании, то это позволяет автоматизировать процесс, повысить помехоустойчивость, однако это может привести к нежелательным последствиям, таких, как, например, расширение спектра.

Задания

Задание 1

Разработаем структурную схему системы связи для заданного вида модуляции и способа приема. Для этого необходимо:

а) Провести краткий сравнительный анализ потенциальной помехоустойчивости и области применения заданного вида модуляции в сравнении с другими видами модуляции.

Под потенциальной помехоустойчивостью понимают предельно достижимую помехоустойчивость при заданных сигналах и видах помех. Её нельзя превысить никакими способами обработки сигналов при существующей помехе в заданной системе связи.

Приёмник, обеспечивающий максимальную (потенциальную) помехоустойчивость приёма, называют оптимальным.

Помехоустойчивость приёма дискретных сигналов оценивается вероятностью ошибки при приёме заданных сигналов. Она зависит от вида модуляции и от способа приёма. Для передачи дискретных сигналов используют дискретную амплитудную (ДАМ), частотную (ДЧМ), фазовую (ДФМ), относительную фазовую (ДОФМ) модуляции. Наибольшую потенциальную помехоустойчивость (минимально возможную вероятность ошибки) даёт система с ДФМ, затем идут системы с ДОФМ, ДЧМ, ДАМ.


Рис. 1.1. Векторные диаграммы сигналов дискретной модуляции.
ДФМ сигналы S1(t) и S0(t), служащие для передачи по каналу символов "1" и "0" кодовых комбинаций двоичного кода, из которых состоит дискретное сообщение, являются противоположными, т.е. S1(t) = -S0(t). Разность этих сигналов (расстояние между концами векторов сигналов)
S=2U,
где U - амплитуда сигналов. ДЧМ сигналы S1(t) и S0(t) -ортогональные сигналы.
S= U.
Для ДАМ сигналов:
S = U.
Таким образом, наиболее отличаются друг от друга сигналы S1 (t) и S0 (t) при ДФМ, что улучшает их распознаваемость, т.е. уменьшает вероятность ошибочного приёма. Наименее отличаются друг от друга сигналы S1 (t) и S0 (t) при ДАМ, что обуславливает наименьшую помехоустойчивость этого вида модуляции. Использование ДФМ даёт энергетический выигрыш по сравнению с ДЧМ в 2 раза (на 3 дБм), а по сравнению с ДАМ - в 4 раза (на 6 дБм). ДОФМ использует преимущества ДФМ. Она менее помехоустойчива, чем ДФМ и более помехоустойчива, чем ДАМ. По сравнению с ДЧМ ДОФМ более помехоустойчива при малых помехах и менее помехоустойчива при сильных помехах. ДЧМ применяется в каналах с высоким уровнем помех, когда требуется обеспечить высокую помехозащищённость, а также в каналах с неопределённой фазой, где ДФМ невозможно применить, или сложна реализация ДФМ приёмников. У ДЧМ высокая помехоустойчивость и относительная простота реализации схем приёмников. ДЧМ применяется также в каналах, где нет большого ограничения на ширину спектра сигнала.

б) Пояснить, в каналах какого типа являются оптимальными по критерию минимума вероятности ошибки заданный вид модуляции и способ приёма.

Существуют два способа приёма:

когерентный, где при демодуляции используется информация о фазе принимаемого сигнала и требуется согласованность по фазе (когерентность) между принимаемым и опорным сигналами; решение о принимаемом сигнале выносится по мгновенным значениям напряжения сигнала.

Некогерентный, где сведения о фазе сигнала не используются, а решение о принимаемом сигнале выносится по значениям его огибающей.

Эти способы приёма могут использоваться для любых видов модуляции.

Когерентные методы приёма требуют значительного усложнения схем приёмника для оценки фазы принимаемого сигнала, поэтому здесь целесообразно использовать ДФМ, дающую наибольшую помехоустойчивость, а некогерентный приём лучше совмещать с ДАМ и ДЧМ, что даёт преимущество в простоте схем приёмников и в менее жестких требованиях стабильности частоты сигнала.

В каналах различного типа есть ограничения на вид модуляции и способ приёма. В каналах с быстрыми флуктуациями фазы и частоты неэффективно использовать ДФМ и ДЧМ, так как это приводит к значительному усложнению схемы приёмника, что не окупается достигнутым при этом увеличением помехоустойчивости. Систему с ДФМ нельзя использовать при некогерентном приёме, так как при ДФМ информация заложена в изменение фазы сигнала, а при неизвестной или неопределённой фазе сигналов они неразличимы друг от друга.

В каналах с неопределённой фазой сигнала на приёме приходится отказываться от применения когерентного метода приёма даже в тех случаях, когда с помощью сложных можно оценить начальную фазу принимаемого сигнала. При этом используют алгоритм приёма, построенный в предположении, что начальная фаза принимаемого сигнала неизвестна, т.е. некогерентный способ приёма.

Однако, в каналах с медленными флуктуациями фазы, путём её оценки, можно достаточно надёжно предсказать её на интервале анализа. При этом, можно реализовать оптимальный когерентный приём, т.к. фаза изменяется достаточно медленно и разности фаз между соседними единичными элементами практически сохраняются. Здесь вполне возможен когерентный приём с применением ДОФМ. Тоже и с ДЧМ в каналах с медленными флуктуациями частоты.

Оптимальный некогерентный приём ДЧМ сигналов является оптимальным в каналах с неопределенной или неизвестной фазой сигнала на входе приёмника, когда требуется более простая схема приёмника при высокой помехоустойчивости приёма.

в) Разработаем структурную схему системы связи для заданного вида модуляции и способа приёма.


Рис. 1.2. Структурная схема системы связи. [2, c. 10, (рис. 1.1)]
ИС - источник непрерывных сообщений b

Сообщ./сигн. - преобразователь непрерывных сообщений b в (аналоговый) первичный сигнал Uа(t).

АЦП - аналогово-цифровой преобразователь, преобразующий аналоговый первичный сигнал Uа(t) в цифровой сигнал UЦ(t).

Кодер - для кодирования кодовых комбинаций простого кода цифрового сигнала помехоустойчивым кодом с проверкой на чётность.

Модулятор - для преобразования первичного цифрового сигнала Uцк(t) во вторичный высокочастотный сигнал S(t), соответствующий параметрам линии связи. Это дискретный частотный модулятор, в котором информация, первичным цифровым сигналом, вкладывается в изменение частоты несущего гармонического сигнала, путём изменения модулирующего цифрового сигнала.

Вых. Устр. - выходное устройство, включающее в большинстве случаев усилитель сигналов, полосовой фильтр, ограничивающий спектр сигнала для уменьшения помех взаимного влияния в различных каналах, согласующее устройство передатчика с линией связи.

Л.С. - линия связи - физическая среда для передачи сигнала.

И.П. - источник помех (t), вызывающих отклонение принятых сигналов от переданных ( включая искажения сигнала ).

Вх. Устр. - входное устройство, производящее фильтрацию входного сигнала для уменьшения уровня помех на входе демодулятора, усиление сигнала и согласования приёмника с линией связи.

Демодулят. - демодулятор, служащий для обратного преобразования вторичного ВЧ сигнала S*(t) в первичный цифровой НЧ сигнал UЦК(t), несущий информацию. Это дискретный частотный модулятор, в котором информационный цифровой сигнал выделяется из закона изменения частоты модулированного сигнала.

Декодер - декодирует кодовые комбинации помехоустойчивого кода с целью обнаружения ошибок в ней. Код с проверкой на чётность обнаруживает все ошибки нечётной кратности.

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь, преобразует цифровой сигнал U*Ц(t) в первичный аналоговый сигнал U*а(t).

Сигн/сообщ. - преобразователь аналогового первичного сигнала U*а(t). в непрерывное сообщение b*.

П.С. - получатель непрерывных сообщений.