Расчет характеристик системы передачи дискретных сообщений

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова»

Факультет Радиотехники и электроники

Кафедра

Телекоммуникационных

систем и технологий

Пояснительная записка

к курсовой работе по теме: «Расчет характеристик системы передачи дискретных сообщений» по дисциплине

«Теория электрической связи»

Вариант №5

Работу выполнил:

студент группы РТЭ-51-09

Работу проверил:

доцент кафедры ТСТ

г. Чебоксары, 2011 г

Содержание

Введение…………..……………………………………………………................3

Задание…………..…………………………………………………..….................4

1. Источник сообщений………………………………………………………...….5

2. Дискретизатор……………………………………………………………….7

3. Кодер…………………………………………………………………………8

4. Модулятор………………………………………………………………….10

5. Канал связи………………………………………………………………...14

6. Демодулятор……………………………………………………………….15

7. Декодер………………………………………………………………….....17

8. Фильтр-восстановитель…………………………………………………..19

Заключение……………...…………………………………………………….....22

Список литературы……………………………………………………………...23

Введение

Электрическая связь – это совокупность деятельности человека, главным образом технической, связанной с передачей сообщений на расстоянии с помощью электрических сигналов. Непрерывный прогресс приводит к интенсивному росту передаваемой информации, поэтому значение электрической связи в современной технике и в современной жизни велико. Уже сейчас хорошо развитая сеть электрической связи облегчает управление государством. Скоро, когда методы управления с помощью ЭВМ будут преобладающими, наличие хорошо развитой сети электрической связи будет обусловливать управление государством.

В системах передачи сообщений используются аналоговые и цифровые сигналы. Сегодня очень широко применяются цифровые системы передачи, так как они обладают более высокой помехоустойчивостью, что позволяет передавать информацию на более далекие расстояния. Так же цифровые системы передачи в аппаратуре преобразования сигналов используют современную элементарную базу цифровой вычислительной технике и микропроцессоров. Поэтому аналоговый сигнал преобразуется в цифровой сигнал и в таком виде передается по линии связи; на приемной стороне происходит обратный процесс – преобразование цифрового сигнала в аналоговый.

В данной курсовой работе необходимо рассчитать характеристики цифровой системы связи.      

Задание

a_min = 0 B;

a_max = 3,2 B;

F_c = 10³ Гц;

j = 23;

Вид модуляции АМ;

N₀ = 10^-9 B²/Гц;

Способ приема когерентный.

Рисунок 1 – Структурная схема системы передачи дискретных сообщений.

ИС – источник сообщения; Д – дискретизатор; К – кодер; ЛС – линия связи; ДМ – демодулятор; ДК – декодер; Ф – фильтр-восстановитель.

 

1.  Источник сообщений

Источник сообщений выдает сообщение а(t), представляющее собой непрерывный стационарный случайный процесс, мгновенные значения которого в интервале а _min  a _max  распределены равномерно, а мощность сосредоточена в полосе частот от 0 до F_c.

1.  Аналитические выражения и график одномерной плотности вероятности мгновенных значений сообщения а(t).

С учетом численных значений и из условия нормировки функции плотности вероятности получаем

;

.

Окончательно

Рисунок 2 – График одномерной плотности вероятности мгновенных значений сообщения а(t).

2.  Мат. ожидание и дисперсия сообщения а(t).

Мат. ожидание .

Дисперсия

3.

Рисунок 3 – График случайного процесса с обозначенными максимальным значением сигнала, математическим ожиданием и среднеквадратичным отклонением.

2.  Дискретизатор

Передача непрерывного процесса осуществляется дискретными методами. Для этого сообщение а(t) дискретизируется по времени и квантуется по уровню с равномерным шагом. Шаг квантования по уровню Dа= 0,1В.

1.  Шаг дискретизации по времени (Dt).

По теореме Котельникова

2.  Число уровней квантования (L).

3.  Средняя мощность шума квантования.

.

4.  Энтропия и производительность дискретизатора как источника дискретного сообщения с объемом алфавита L (Н, Н^’), считая отсчеты, взятые через интервал Dt независимыми.

По формуле Шеннона

, где — вероятность i-го символа, определяемая по формуле .

Отсюда H=1 бит/символ.

Производительность

3.  Кодер

Кодирование осуществляется в два этапа.

1.Производится примитивное кодирование каждого уровня квантованного сообщения k– разрядным двоичным кодом.

2. К полученной k-разрядной двоичной кодовой комбинации добавляется r проверочных символов, обеспечивающих исправление одиночной ошибки k-разрядной комбинации (кодирование по Хэммингу). Формируется [k,r] код.

В результате этих преобразований на выходе кодера образуется синхронная двоичная случайная последовательность b(t) (синхронный случайный телеграфный сигнал), состоящая из последовательности биполярных импульсов единичной высоты, причем положительные импульсы в ней соответствуют символу «0», а отрицательные – символу «1» кодовой комбинации.

1.  Число разрядов кодовой комбинации примитивного кода k, необходимое для кодирования всех L уровней квантованного сообщения.

2.  Избыточность кода при использовании кодирования Хэмминга.

3. Записать двоичную кодовую комбинацию, соответствующую передаче j-го уровня, считая, что при примитивном кодировании на первом этапе j-му уровню ставится в соответствие двоичная кодовая комбинация, представляющая собой запись числа j в двоичной системе счисления. В полученной кодовой комбинации указать информационные и проверочные разряды.

j = 23; его двоичная комбинация, занимающая k=5 разрядов:

Проверочные символы располагаются на позициях,

где =0, 1, 2, …

В нашей комбинации проверочные символы будут располагаться