Разработка структурной схемы системы связи для передачи сигнала, представляющего собой человеческую речь в диапазоне частот 0,3кГц-3,4кГц

Введение

В данной курсовой работе требуется разработать структурную схему системы связи для передачи сигнала, представляющего собой человеческую речь в диапазоне частот 0,3кГц-3,4кГц. Вообще, человеческая речь - это аналоговый сигнал, но для его передачи будет разрабатываться система с импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). При выполнении курсовой работы необходимо будет выбрать оптимальную схему приёмника, рассчитать вероятность ошибки на его выходе и, в случае неприемлемого значения вероятности ошибки, ввести дополнительные изменения в систему связи. Важным параметром канала связи является его пропускная способность. Поэтому необходимо будет вычислить пропускную способность канала, сравнить её с производительностью источника и сделать заключение о возможности или невозможности передачи информации по рассчитанному каналу связи.  Также в процессе выполнения работы будут рассмотрены и при необходимости применены статистическое (эффективное) кодирование для повышения производительности источника сообщений и помехоустойчивое кодирование для уменьшения вероятности ошибок.

1. Задание

1.1 Задание на курсовое проектирование

 Разработать структурную схему системы связи, предназначенной для передачи аналого­вых сигналов методом ИКМ для АМ модуляции и КГ способа  приёма сигнала. Рассчитать основные параметры системы связи. Указать и обосновать пути совершенствования разработанной системы связи.

1.2 Исходные данные

Способ модуляции	АМ
Способ приема	КГ
Мощность сигнала на входе приемника	Рс  = 4 В2
Длительность элементарной посылки	Т  =  3.4 мкс
Помеха - белый шум с Гауссовским законом распределения
Спектральная плотность помехи	No = 0.001×10-6
Вероятность передачи сигнала "1"	P1 = 0.2
Число уровней квантования	N = 256
Пик фактор аналогового сигнала	П  =  3.1

2. Расчёт канала связи

2.1 Структурная схема системы связи.

Система связи - это совокупность технических средств, служащих для передачи сообщений от источника к потребителю. Задача системы связи заключается в том, чтобы передавать сооб­щения от человека или технического устройства другому человеку или устройству, не имею­щему возможности получить нужные сведения из непосредственных наблюдений. Наблюдае­мая материальная система вместе с наблюдателем представляет собой источник информации, а человек или устройство которому передаются результаты наблюдения - получатель (потреби­тель) информации.

Каналом связи называется часть системы связи, включающая совокупность технических средств, и расположенная между двумя любыми точками системы, по которой проходит сигнал.

Рассмотрим структурную схему системы связи.

Источником сообщений является человек. Источник сообщений посылает аналоговый сигнал (непрерыв­ный: речь, музыка и т.д.)  U(t) (рис 2.1.2а), т.е. принимающий любые значения на некотором интервале.

Этот сигнал поступает на дискретизатор. Дискретизацией называется операция преобра­зования непрерывного сигнала в дискретный, т.е. принимающий только отдельные дискретные значения. Дискретизация по времени выполняется путём взятия отсчётов функции U(t) в опре­делённые дискретные моменты времени Δt_k, которые задаются генератором тактовых импульсов (ГТИ). В результате непрерывная функция U(t)  заменяется совокупностью мгновенных значений {U_k}={U(Δt_k)}. Обычно моменты отсчётов выбираются на оси времени равномерно, то есть  в моменты времени прихода импульса. Таким образом, на выходе дискретизатора имеем сигнал U(k_Δt) (рис 2.1.3а).

Далее дискретизированный сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) или как его ещё называют – кодер, он осуществляет кодирование сообщений. Кодирование – это представление сигнала в виде последовательности некоторых символов, например битовых комбинаций двоичных символов при импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), причём каждому символу соответствует строго определённое значение сигнала. АЦП используется для преобразования дискретизированного U(k_Δt)  сигнала в циф­ровой b(k_Δt) (рис 2.1.4а).

Затем первичный сигнал b(k_Δt) (низкочастотный) с помощью генератора высоких частот (ГВЧ) преобразуется во вторичный (высокочастотный) сигнал S(t) (рис 2.1.5а), пригодный для передачи по используемому каналу, при этом осуществляется согласование источника с ка­налом. Такое преобразование называют модуляцией, сигнал – модулированным, а устройство – модулятором. Модулятор представляет собой перемножающее устройство, на один вход которого подаётся низкочастотный информационный сигнал, а на другой – сигнал высокочастотной несущей. На выходе модулятора образуется смешанный с высокочастотной несущей низкочастотный сигнал.

Усилитель передатчика  служит для усиления сигнала, т.е. для усиления амплитуды, а следовательно, и мощности перед посылкой этого сигнала в линию связи. На выходе усилителя имеем сигнал kS(t), т. е. сигнал, поступающий на вход усилителя S(t) усиливается в k-раз, где k – коэффициент усиления данного усилителя.