Определение практической ширины спектра сигнала. Согласование источника информации с каналом связи. Определение интервала дискретизации сигнала. Расчет вероятности ошибки при воздействии "белого шума". Расчет энергетического спектра кодового сигнала.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

“Расчет характеристик сигналов и каналов связи”

Реферат

Пояснительная записка содержит 30 листов печатного текста, 17 иллюстраций, 5 использованных источника.

Канал связи, практическая ширина спектра, интервал дискретизации, кодовый сигнал, энергетический спектр, модулированный сигнал, автокорреляционная функция.

В курсовой работе проведён расчёт основных характеристик трех сигналов; расчёт интервала дискретизации и разрядности кода, автокорреляционной функции (АКФ), энергетического спектра, мощности и вероятности ошибки при воздействии «белого шума». Приведён канал связи на рис. 1.

Содержание

• Введение 4
• 1 Расчёт характеристик сигнала 7
• 1.1 Расчет спектра сигнала 7
• 2 Расчёт практической ширины спектра сигнала 13
• 2.1 Расчёт полной энергии сигнала 13
• 2.2 Определение практической ширины спектра сигнала 13
• 3 Расчёт интервала дискретизации и разрядности кода 17
• 3. 1 Определение интервала дискретизации сигнала 17
• 3.2 Определение разрядности кода 18
• 4 Расчёт автокорреляционной функции кодового сигнала 22
• 5 Расчет энергетического спектра кодового сигнала 25
• 6 Расчёт спектральных характеристик модулированного сигнала 26
• 7 Согласование источника информации с каналом связи 30
• 8 Расчёт вероятности ошибки при воздействии «белого шума» 33
• Заключение 34
• Список использованных источников 35

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.

Совершенствование управления в условиях интенсификации производственных процессов ведет к росту общего объема информации, передаваемой по каналам связи между управляющими органами и управляемыми объектами.

Передача информации на железнодорожном транспорте ведется в условиях воздействия сильных и разнообразных помех. Поэтому системы связи должны обладать высокой помехоустойчивостью, что связано с безопасностью движения. К системам связи предъявляют также требования высокой эффективности при относительной простоте технической реализации и эксплуатации.

Проблема эффективности системы передачи информации состоит в том, чтобы передать наибольшее или заданное количество информации (сообщений) наиболее экономически выгодным образом (с точки зрения затрат энергии и полосы частот) в заданное время. Перечисленные проблемы тесно связанны между собой.

Рассмотрим некоторые определения, необходимые нам в теории.

Информация - совокупность сведений о каком - либо предмете, явлении.

Сообщение - та же информация, выраженная в знаковой форме. Любая система связи предназначена для передачи информации, которая должна иметь некоторою неопределенность, иначе передавать ее не имело смысла.

Сигнал - материальный переносчик сообщений. Между сообщением и сигналом должна быть жесткая функциональная связь.

Канал связи - набор технических средств для передачи сигналов. Разберем его состав в общем виде. На рисунке показан канал для передачи непрерывных сообщений.

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 сообщения 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 током 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 передачи.

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.

Интерполятор позволяет по сигналу с ЦАП сформировать непрерывный сигнал.

Рисунок 1 - Схема канала связи

1. Расчёт характеристик сигналов

1.1 Расчет спектров сигналов

Под спектром непериодического сигнала понимают функцию частоты , которую получают на основе прямого преобразования Фурье вида:

(1.1)

Для обратного преобразования используют формулу вида(1.2)

(1.2)

Модуль спектральной функции

(1.3)

называют спектром сигнала или спектральной плотностью сигнала.

Аналитическая запись задаваемых сигналов во временной области имеет вид:

1. (1.4)

где В.

Данный сигнал имеет вид, представленный на рис. 1.1, зависимость сведена в табл. 1.1.

2. , (1.5)

где В, с.

Данный сигнал имеет вид, представленный на рис. 1.2, зависимость сведена в табл. 1.2.

3. (1.6)

где В, с.

Данный сигнал имеет вид, представленный на рис. 1.3, зависимость сведена в табл. 1.3.

Запишем спектральную плотность для каждого сигнала :

, (1.7)

, (1.8)

. (1.9)

Модули спектральной плотности сигналов находятся по формуле (1.3) .

Графики спектров сигналов , , представлены на рис 1.4, рис 1.5, рис 1.6 соответственно.

Фазa спектральной плотности находятся следующим образом:

, 1.10)

График фазы спектральной плотности сигнала представлен на рис 1.7.

Таблица 1.1 - Зависимость

t·10-3, c	-1	-0,6	-0,2	0	0,2	0,6	1
U1(t), В	-1,016• 10-6	3,697• 10-6	8,486• 10-6	0,06	8,486• 10-6	3,697• 10-6	-1,016• 10-6

Рисунок 1.1 -График сигнала 1

Таблица 1.2 - Зависимость

t·10-4, c	-6	-5	-4	-2	0	2	4 ... Другие файлы: Расчёт характеристик сигналов и каналов связи Параметры модулированных и немодулированных сигналов и каналов связи; расчет спектральных, энергетических и информационных характеристик, интервала ди... Расчет характеристик сигналов и каналов связи Расчет спектра и энергетических характеристик колоколообразного, экспоненциального, осциллирующего сигналов. Вычисление интервала дискретизации и разр... Расчет характеристик сигналов и каналов связи Сведения о характеристиках и параметрах сигналов и каналов связи, методы их расчета. Структура цифрового канала связи. Анализ технологии пакетной пере... Расчет характеристик сигналов и каналов связи Временные функции сигналов, частотные характеристики. Граничные частоты спектров сигналов, определение кодовой последовательности. Характеристики моду... Расчёт характеристик сигналов и каналов связи Характеристики и параметры сигналов и каналов связи, их расчет и основные принципы преобразования в цифровую форму. Особенности требований к аналогово...