Исследование помехоустойчивости передачи бинарных сигналов в радиолиниях с амплитудной, частотной, фазовой и относительно-фазовой манипуляцией

Государственный комитет РФ по высшему образованию

БАЛТИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра радиоэлектронных устройств

А.Н. ФЛЕРОВ

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ПЕРЕДАЧИ БИНАРНЫХ

СИГНАЛОВ В РАДИОЛИНИЯХ С АМПЛИТУДНОЙ, ЧАСТОТНОЙ,

ФАЗОВОЙ И ОТНОСИТЕЛЬНО-ФАЗОВОЙ МАНИПУЛЯЦИЕЙ

Руководство к лабораторной работе по курсу

"РАДИОПРИЕМНЫЕ И РАДИОПЕРЕДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА"

Специальность 221600

Cанкт-Петербург

1999

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цель работы и указания по подготовке..............................................................................

2. Структурная схема цифровой радиолинии........................................................................

3. Содержание исследований помехоустойчивости АМ, ЧМ, ФМ и ОФМ сигналов с указанием пунктов инструкции по их выполнению.........................................................

4. Инструкция по работе ..........................................................................................................

5. Содержание отчета...........................................................................................................….

6. Контрольные вопросы......................................................................................................….

1.  ЦЕЛЬ РАБОТЫ И УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ

Целью лабораторной работы является исследование помехоустойчивости передачи бинарных сигналов с амплитудной, частотной, фазовой и относительно-фазовой манипуляциями.

В результате выполнения работы студент должен:

• уяснить принципы формирования, временное представление и спектр сигналов с        различными видами манипуляции;

• уяснить структурные схемы приемных устройств для различных сигналов, преобразование сигналов и сигналов в смеси с шумом в характерных сечениях этих устройств;

• произвести  качественное  сравнение  помехоустойчивости  различных сигналов, а также влияние фазы опорного сигнала и величины порога при АМ на помехоустойчивость передачи путем наблюдения осциллограмм;

• сравнить помехоустойчивость передачи различных сигналов по вероятности ошибок приема символов;

• уметь объяснить качественные и количественные результаты исследований.

Подготовка к лабораторной работе включает изучение следующего материала [1,2]:

• структурная схема цифровой радиолинии;

• оптимальный приемник бинарных сигналов;

• временное описание и спектры сигналов при АМн, ЧМн, ФМн;

• потенциальная помехоустойчивость бинарных сигналов;

• схемы и помехоустойчивость реальных приемников бинарных сигналов с АМн,             

ЧМн, ФМн, ОФМн;

• цели и содержание исследований лабораторной работы;

• функциональная схема цифровой радиолинии, используемая в исследованиях, и ее основные показатели;

• двухлучевой осциллограф.

Полезно внимательно изучить переднюю панель макета цифровой радиолинии и получить представление о порядке выполнения работы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Телеметрия. Учебник. Министерство обороны, 1984.

2. Сафаров Р.Т. и др. Радиотелеметрия, ч. 1. Министерство обороны, 1973.

3. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. - М.: Сов. Радио, 1970.

4. Зюко А.Г. Помехоустойчивость и эффективность систем связи. - М.: Связь, 1972.

2.  СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЦИФРОВОЙ РАДИОЛИНИИ

Структурная схема изображена на передней панели макета (рис.1). Нажатием кнопок AM, ЧМ, ФМ и ОФМ инициируются переключения, создающие схемы соответствующих радиолиний.

Генератор кода формирует восьмиразрядные слова в виде последовательности чередующихся нулей и единиц («меандр») или семиразрядной М-последовательности, дополненной символом четности («код»). В модуляторе формируется напряжение, изменяющее амплитуду, частоту или фазу несущей. При ОФМ производится перекодирование кодовой комбинации слова в соответствии с известным правилом. Предусмотрена регулировка амплитуды несущей в передатчике для установления требуемого отношения сигнал/шум. Временные диаграммы и спектры сигналов приведены на рис. 2а, б, в.

Генератор шума формирует узкополосный шум (рис. 2г). Полоса шума согласована со спектром ЧМ сигнала. Шум смешивается с сигналом на входе приемника. Предусмотрено выключение шума для наблюдения приема сигнала без шумов.

В приемнике (рис. 3) осуществляется близкая к оптимальной обработка сигнала:

синхронное детектирование сигналов со сглаживанием фильтром нижних частот.

При ОФМ реализован прием по методу сравнения полярностей посылок. Фильтр синхронного детектора - фильтр Баттсрворта 4-го порядка с полосой х_. Выходной формирователь осуществляет испытание выходного сигнала детектора на порог, величина которого может изменятся при AM, и сравнение сигналов нулей и единиц при других видах модуляции в момент времени, близкий к концу символа, с формированием выходного сигнала приемника. Предусмотрена плавная регулировка фазы опорного напряжения детектора и ее скачкообразное изменение на 180°. Структурные схемы приемников приведены на рис. 3. В приведенных схемах перемножитель и ФНЧ выполняют функции полосового усилителя и детектора приемника.