Определение параметров канала связи, ограничивающих максимальную скорость передачи данных

Цель работы: определение  параметров  канала  связи, ограничивающих максимальную         скорость передачи данных.

Краткие теоретические сведения.

Каналом связи называется совокупность  технических  средств, обеспечивающих передачу сигнала от некоторой точки А системы  связи до другой точки  В  системы [1].

Канал называется дискретным ,если сигналы в точках А и В являются  дискретными (по состояниям). Аналогично  вводится  понятие непрерывного канала.

Передачу данных (цифровых) по каналу  характеризуют  следующие основные понятия [2].

Скорость  В  модуляции - определяется  количеством  элементарных посылок, передаваемых в единицу времени

   ,[бод]

где - длительность элементарной посылки.

Скорость передачи информации V - определяется количеством информации, передаваемой в единицу времени

 , [бит/с]                                    (1)

где М-число позиций сигнала. В двоичных системах М=2 , и V=B.

Максимальная скорость  модуляции  ограничивается  полосой пропускания канала и видом модуляции. В  частности, для  двухполосной амплитудной модуляции

   , где  - полоса пропускания канала, определенная  на уровне 8.7 дБ при плавном  и  симметричном  относительно  центральной частоты нарастания затухания. Неравномерность затухания  в  полосе пропускания при этом не  должна  превышать  2...3  дБ.                              Кроме того, должно выполняться условие: неравномерность группового времени запаздывания в канале

,

Пропускная способность С  канала  связи  определяется  максимально  возможным количеством информации, передаваемой  в  единицу времени.

Для дискретного двоичного канала

, где p-вероятность ошибки приёма.

В случае непрерывного канала с Гауссовым шумом

,                               (2) где    П -полоса пропускания канала, равная ширине спектра сигнала,

  -отношение "сигнал-шум".

Описание лабораторной установки.

 

Рис.1

Состав лабораторной установки

Прд.- трансивер "Полёт 2".

ГИ - генератор импульсов (Г5-63).

ГНЧ - генератор низкочастотный (Г3-118).

ИМ - измеритель коэффициента АМ (С2-23).

Осц. - осциллограф (С1-72).

Прм - приёмник "Полёт".

ИНИ - измеритель нелинейных искажений (С6-5).

БП - блок питания +27 В (Б5-21).

Описание лабораторной установки

Канал связи для проведения исследований образован передатчиком (Прд.) трансивера "Полёт 2", аттенюатором (Атт.), передающей  и приёмной  антеннами  и  приёмником    (Прм.)    "Полёт". На    вход модулятора  (Мод.) трансивера  поступает  последовательность  импульсов от генератора импульсов (ГИ), которая, проходя через  канал связи, поступает на вход осциллографа (Осц.). С помощью измеритель коэффициента АМ (ИМ), контролируется качество работы  передатчика. Генератор  низкочастотных  колебаний  (ГНЧ) совместно с вольтметром измерителя нелинейных  искажений  (ИНИ)  обеспечивает измерение амплитудно-частотной  характеристики  канала. Кроме  того, пользуясь методом СИНАД, с помощью ИНИ можно определить  отношение  "сигнал-шум" на выходе приёмника.

 

Выполнение работы.

1. Установим на передатчике рабочую частоту, заданную преподавателем  f_p = 140 МГц.

Выставим такую же частоту на приемнике и на измерителе коэффициента АМ. Ручками Ослабления dB и Рег. Выхода (выходное напряжение ГНЧ) на ГНЧ установим на измерителе коэффициента АМ коэффициент модуляции М=30% (установка М производится при частоте ГНЧ f=1000Гц).

2. Измерение АЧХ канала.

Будем изменять частоту на ГНЧ от 100 Гц до 5 кГц. На измерителе нелинейных искажений будем смотреть напряжения.

f, Гц	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
U, В	0,5	0,7	0,76	0,8	0,81	0,82	0,84	0,84	0,845	0,85

f, Гц	1500	2000	2500	3000	3500	4000	4500	5000
U, В	0,86	0,87	0,88	0,855	0,76	0,575	0,42	0,305

Полоса пропускания канала:   П = 3800 -150 = 3650Гц.

Поиск отношения «сигнал-шум» на выходе приёмника.

Установим на ГНЧ частоту 1000Гц. Полученное напряжение на измерителе нелинейных искажений U₁=1 В. Ручками Ослабления dB и Рег. Выхода (выходное напряжение ГНЧ) на ГНЧ установим на измерителе коэффициента АМ минимальный коэффициент модуляции М. Полученный коэффициент гармоник К_г=2,4%

Отношение «сигнал-шум» =

3. Измерение максимальной скорости передачи информации.

Расчётное значение скорости передачи информации:

.

4. Определение реальной скорости передачи информации в канале связи.

Подключим генератор импульсов к входу модулятора передатчика и осциллограф к приемнику.

Изменяя значение длительности, будем наблюдать картинку на осциллографе. Когда осциллограмма изменит свою форму с трапеции на треугольную, зафиксируем этот момент. Мы получили режим максимальной скорости передачи информации.

Длительность Т_и=110мкс.

Отсюда скорость передачи информации определённая в ходе эксперимента:

,  где М – число позиций сигнала, которое в двоичных системах равно 2, и .

.

Вывод: В ходе лабораторной работы мы измерили и графически отобразили АЧХ канала, определили полосу пропускания канала и отношение «сигнал-шум». По полученным данным мы рассчитали максимальную скорость передачи информации. Затем мы измерили длительность сигнала и по полученному результату определили реальную скорость передачи информации в канале связи.

Министерство образования Российской Федерации

Владимирский Государственный Университет

Кафедра РТ и РС

Лабораторная работа №7

“Канал связи ”

      Выполнил:

Студент гр. РТ-104                                                                                                 

Сафьянов А.А.                                                                                         

      Проверил:

Левин Е.К.                                                                                                

Владимир 2008