Разработка структурной схемы системы связи, предназначенной для передачи данных и передачи аналоговых сигналов методом ИКМ для заданного вида модуляции и способа приема сигналов

 Содержание

Задание                                                                                                                     

1.  Структурная схема системы связи                                                                

2.  Выбор схемы приемника

3.  Расчет вероятности ошибки на выходе приемника

4.  Сравнение выбранной схемы с оптимальным приемником

5.  Передача аналоговых сигналов методом ИКМ

6.  Помехоустойчивое кодирование

7.  Пропускная способность канала связи

Заключение

Задание

Разработать структурную схему системы связи, предназначенной для передачи данных и передачи аналоговых сигналов методом ИКМ для заданного вида модуляции и способа приема сигналов. Рассчитать основные параметры системы связи. Указать и обосновать пути совершенствования разработанной системы связи.

Исходные данные

Вид модуляции - ОФМ;

Способ приема – способ сравнения фаз;

Мощность сигнала на входе приемника Рс=3,2 мВт;

Длительность элементарной посылки Т=4 мкс;

Помеха-белый шум с гауссовским законом распределения,

Спектральная плотность мощности помехи No=0,001 мкВт/Гц;

Вероятность передачи сигнала "1" Р(1)=0,9

Число уровней квантования N=128

Пик-фактор аналогового сигнала П=2,2

1. Структурная схема системы связи

Системой связи называется совокупность технических средств, обеспечивающих передачу информации от источника (И) к получателю (П). Этими средствами являются передающее устройство, линия связи и приемное устройство.

Основное устройство системы - канал связи – расположен между источником и получателем сообщения.

Передающее устройство преобразует сообщение (речь, изображение, данные от различных датчиков) в электрический сигнал. При передаче аналоговых сигналов по дискретному каналу необходимо преобразовать непрерывное сообщение в цифровой сигнал. Обычно используют системы с импульсно-кодовой модуляцией  (ИКМ) и дельта-модуляцией (ДМ). Передаваемое сообщение представляется в виде последовательности m-ичных кодовых комбинаций. Полученный с выхода АЦП сигнал ИКМ поступает на вход модулятора, где последовательность двоичных импульсов преобразуется в радиоимпульсы. На приемной стороне линии связи последовательность импульсов после демодуляции и регенерации в приемнике поступает на цифроаналоговый преобразователь ЦАП, назначение которого состоит в восстановлении непрерывного сообщения по принятой последовательности кодовых комбинаций.

Статистическое кодирование применяют для повышения пропускной способности канала связи, помехоустойчивое – для повышения помехоустойчивости.

      2. Выбор схемы приемника

На вход приемного устройства любой системы связи обычно поступает смесь переданного сигнала S(t) и помехи п(t): x(t)=S(t)+п(t), причем сигнал S(t) представляет собой, как правило, сложное колебание, содержащее множество параметров: S(t)=f(a,b,c,…t). Основной задачей приемника является определение параметров сигнала, несущего информацию с помощью всех остальных параметров сигнала, не несущих информацию. Оптимальный приемник выполняет это наилучшим образом, когда обеспечивается наибольшее значение показателя качества.

Дискретная фазовая модуляция обеспечивает наиболее высокую помехоустойчивость приема дискретных сигналов. Однако при практической реализации под действием помех возможна «обратная работа». Для устранения «обратной работы» применяется «относительная» фазовая модуляция ОФМ.

При приеме ОФМ осуществляется сравнение фазы каждой посылки с фазой предыдущей посылки. Если фаза очередной посылки совпадает с фазой предыдущей, то приемник выдает «1», если же фазы противоположны, то приемник выдаст «0». При некогерентном приеме ОФМ сигналов в приемнике вместо опорного генератора используется линия задержки, задерживающая входной высокочастотный сигнал на время, равное длительности элементарной посылки:

Рис.2. Схема некогерентного ОФМ приемника

 Так как в этой схеме опорное напряжение содержит, кроме высокочастотного напряжения предыдущей посылки, также составляющую помехи, то эта схема обеспечивает меньшую помехоустойчивость, чем схема когерентного приемника.

3. Расчет вероятности ошибки на выходе приемника

Для приемника ОФМ сигнала, вероятность ошибки при некогерентном приеме, описывается выражением:

Рассчитаем вероятность ошибки на выходе приемника при ОФМ, Рс=3,2 мВт, Т=4 мкс:  :Здесь 

Рош=8,308·10^-4

Рассчитаем зависимость вероятности ошибки от мощности сигнала: 

Рис.3  График зависимости вероятности ошибки от мощности сигнала

                                           ω0-Ω3  ω1           ω0-Ω1       ω0      ω0+Ω1                 ω0+Ω3                                              ω

Рис.4. Временная и спектральная диаграммы ОФМ сигнала.

4 Сравнение выбранной схемы приемника с оптимальным приемником