Временная функция и частотные характеристики детерминированного и случайного сигналов. Определение разрядности кода для детерминированного и случайного сигналов. Дискретизация случайного сигнала. Расчет вероятности ошибки оптимального демодулятора.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Реферат

Записка содержит 27 страниц, 17 рисунков, 15 таблиц, 5 источников.

КАНАЛ СВЯЗИ, СИГНАЛ, МОДУЛЯЦИЯ, ДИСКРЕТИЗАЦИЯ, СПЕКТР, ШИ РИНА СПЕКТРА, РАЗРЯДНОСТЬ КОДА, ИМПУЛЬС, ЭНЕРГИЯ, ВЕРОЯТНОСТЬ.

В курсовой работе «Разработка дискретной системы связи для передачи непрерывных сообщений» рассматриваются методы и примеры расчета характеристик сигналов и каналов связи. Курсовая работа содержит основные сведения о характеристиках и параметрах сигналов и каналов связи, примеры и методы их расчета, графики различных характеристик сигналов. Рассмотрены принципы преобразования сигналов в цифровую форму и требования к аналогово-цифровому преобразователю (АЦП). Приведены рекомендации для облегчения вычислений при помощи вычислительной среды Mathsoft MathCAD14.

Оглавление

Введение

1. Структурная схема системы передачи информации

2. Характеристики сигналов

2.1.Характеристики детерминированного сигнала

2.1.1 Временная функция детерминированного сигнала

2.1.2 Частотные характеристики детерминированного сигнала

2.1.3 Энергия детерминированного сигнала

2.2. Случайный сигнал

2.2.1 Временная функция случайного сигнала

2.2.2 Частотные характеристики случайного сигнала

2.2.3 Энергия случайного сигнала

2.3 Граничные частоты спектров сигналов

2.3.1 Граничная частота спектра детерминированного сигнала

2.4.2 Граничная частота спектра случайного сигнала

3. Расчет технических характеристик АЦП

3.1 Дискретизация детерминированного сигнала

3.2 Определение разрядности кода для детерминированного сигнала

3.3 Дискретизация случайного сигнала

3.4 Определение разрядности кода для случайного сигнала

4. Характеристики сигнала ИКМ

4.1 Определение кодовой последовательности

5. Характеристики модулированного сигнала

5.1 Общие сведения о модуляции

5.2 Расчет модулированного сигнала

5.3 Спектр модулированного сигнала

6. Расчет информационных характеристик канала

7. Расчет вероятности ошибки оптимального демодулятора

Заключение

Библиографический список

Введение

На современном этапе развития перед железнодорожным транспортом стоят задачи по увеличению пропускной и провозной способности, грузовых и пассажирских перевозок, уменьшению времени оборотов вагонов и повышению производительности труда. Эти задачи решаются по двум основным направлениям: техническим перевооружением транспортных средств и совершенствованием системы управления перевозочным процессом.

Значительную роль в деле совершенствования системы управления эксплуатационной работой железнодорожного транспорта играет развитие всех видов связи, а также внедрение и поэтапное развитие комплексной автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ). Комплекс технических средств АСУЖТ включает в себя вычислительные центры Министерства путей сообщения, управлений дорог и отделений, связанные в единое целое сетью передачи данных.

Глобализация и персонализация два направления развития связи в современном обществе. Реализация теоретических основ происходит на основе современной микроэлементной электронной базы, микропроцессорной и вычислительной техники, оптических полупроводниковых приборов.

Первое направление обеспечивается космическими и волоконно-оптическими системами, наземными радиорелейными линиями. Благодаря этому комплексу Россия становится полноправным членом мирового информационного пространства. Особую роль при передаче информации на большие расстояния имеют волоконно-оптические системы (ВОСП). Отсутствие помех электромагнитного характера в оптических кабелях позволяет достичь высоких скоростей передачи информации (технологии SDH и ATM). Для выхода в Америку и Европу планируется проложить магистрали по дну морей и океанов.

Второе направление связано с проблемой так называемой «последней мили». Это доставка информации на рабочее место, в офис, квартиру получателя. Здесь несколько принципов решения: высокоскоростной радиодоступ, скоростной доступ по медному кабелю (XDSL), электромодемы, связь по оптическому кабелю. Этим же целям служат системы сотовой, транкинговой, спутниковой, персональной связи.

Системы связи должны иметь следующие технико-экономическими параметрами:- Минимум отношения энергии сигнала к спектральной плотности мощности помехи, при которой удовлетворяется качество связи, min Ec/No.

- Отношение сигнал /помеха (Ec/No) затрачиваемое на передачу одной двоичной единицы. R - скорость передачи, бит/c. Тс - длительность сигнала. Данный показатель - Ec/(NoRТс). Меньшее его значение свидетельствует о высоком качестве системы.

- По занимаемой полосе частот оценка производится по отношению ширины спектра сигнала - переносчика (линейного сигнала) к ширине спектра сообщения, Дf/Дfa. Чем меньше этот показатель, тем эффективнее используется полоса.

- Удельный расход полосы частот показывает, какая полоса частот расходуется на передачу одной двоичной единицы, Аf= Дf/R, где R - скорость передачи.

Здесь приведены лишь некоторые показатели. Их выбор зависит от назначения системы связи.

Информация о гипотетическом объекте представлена двумя равнозначными функциями, детерминированной и случайной. Обе эти функции источника информации преобразуются в сигналы для передачи.

1. Структурная схема системы передачи информации

Для передачи информации на расстояние необходимо передать содержащее эту информацию сообщение. Структурная схема системы передачи информации приведена на рис.2.

Рисунок 1- Структурная схема системы передачи

Разберем назначение блоков приведенного канала связи:

П-1, П1 - преобразователи сообщения в сигнал и наоборот - сигнала в сообщение.

Непрерывные сообщения можно передавать дискретными сигналами. Операция преобразования непрерывного сообщения в дискретное называется дискретизацией. Дискретизация осуществляется не только по времени, но и по уровням. Дискретизация значений функции (уровня) носит название - квантования.

Кодер источника формирует первичный код, каждое сообщение из ансамбля записывается им в форме двоичного представления. Декодер сообщения осуществляет обратную задачу. Собственно, на этом этапе преобразований сигнал можно передавать до потребителя, но в таком виде он будет не защищен от помех, и достоверность передачи будет низка. Поэтому далее идут преобразования, направленные на повышения помехоустойчивости канала.

Кодер канала по первичному коду формирует помехоустойчивый код. Здесь в код закладывается определенная избыточность, что позволяет в декодере канала обнаружить, либо исправить ошибки, возникшие при передаче.

Модулятор определяет вид сигнала, передаваемого по линии связи. Демодулятор выделяет принимаемый код по модулированному сигналу.

Линия связи - это материальная среда для передачи сигналов (кабель, радио эфир). Именно здесь (в основном) к полезному сигналу добавляется непрогнозируемые помехи. Строя модулятор, демодулятор (модем), необходимо принять меры для борьбы с помехами.

Цифровой преобразователь (ЦАП) служит для восстановления сообщения.

2. Характеристики сигналов

2.1 Характеристики детерминированного сигнала

детерминированный случайный сигнал демодулятор

2.1.1 Временная функция детерминированного сигнала

Временная зависимость детерминированного сигнала (имеет следующий аналитический вид:

, (2.1)

где

Таблица 2.1 - Значения функции для детерминированного сигнала

t, мкс	0	5	1	1,3	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2
, В	0	0,566	0,8	0,713	0.566	0,47	0,363	0,247	0,125	0

Общий вид представлен на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Временная зависимость детерминированного сигнала

2.1.2 Частотные характеристики детерминированного сигнала

Спектр сигн...