Система сжатия и уплотнения каналов. Структурная схема и описание системы уплотнения. Основные временные диаграммы

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО

И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РЯЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА РАДИОУПРАВЛЕНИЯ И СВЯЗИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Основы теории сжатия информации

 и уплотнения каналов»

тема «Система сжатия и уплотнения каналов»

                                                                                     Выполнил: студент гр. 715

                                                                                     

Проверил:

Рязань 2001

Техническое задание

Сжатие-АД

Уплотнение – по форме

Число каналов – 200

Вероятность ошибки на символ – 10^-5

Ширина спектра сигнала – 3000 ГЦ

Показатель верности, % - 0,4

Отношение с/ш квантователя – 30 дБ

Тип квантователя – А-компандер

Спектр сигнала – гауссовский

ФПВ сигнала – нестационарн.

Содержание

Введение.................................................................................................3 стр.

1.  Расчёт частоты дискретизации.............................................................4 стр.

2.  Структурная схема и описание системы сжатия................................5 стр.

3.  Структурная схема и описание системы уплотнения.......................10 стр.

4.  Структура группового сигнала....................................................... ....14 стр.

5.  Основные временные диаграммы.......................................................16 стр.

6.  Список используемой литературы......................................................18 стр.

Заключение............................................................................................19 стр.

Приложения

Введение

В данном курсовом проекте разрабатывается система сжатия и уплотнения каналов, и определяются её основные параметры и характеристики. Проектирование и применение подобных систем в настоящее время считаются целесообразным, т. к. эти системы позволяют уменьшить плотность и сложность линий связи, увеличить число каналов, улучшить качество обслуживания абонентов, а так же предоставлять им дополнительные услуги.

Определение частоты опроса

          В нашем случае спектр сигнала гауссовский. Из [2] по модели №4 сигнала с гауссовским спектром (рис. 1) определяем частоту опроса F₀. По заданию на проект, показатель верности gэф = 0.4 %, а ширина спектра сигнала  Df=3000 Гц. Применим эту модель к интерполяции по Лагранжу при n=1,2,3, используя также следующие соотношения:   

Теперь проанализируем полученные результаты. Частота опроса F₀₂ имеет существенный выигрыш по сравнению с F₀₁ и проигрывает частоте F₀₃, так как больше неё. Но выберем F₀₂, так как при реализации на этой частоте обеспечивается заданное качество и  аппаратная сложность меньше, чем при F_03.

Адаптивная дискретизация

В системе с адаптивной дискретизацией в каждом измерительном канале сужение полосы пропускания частот канала связи может быть получено без буферной связи. При этом передача информации будет производиться в реальном масштабе времени, что является достоинством таких систем, именно поэтому мы выбрали эту структурную схему.

          Структурная схема передающей части системы с адаптивной дискретизацией в каждом канале без буферной памяти представлена на рис.2.

В литературе такие системы названы асинхронно-циклическими. Схема работает следующим образом. Сигналы с датчиков Д анализируются адаптивными временными дискретизаторами АВД, которые решают задачу адаптивной дискретизации в каждом измерительном канале отдельно. Если в каком-либо канале погрешность аппроксимации достигает значения заданной допустимой погрешности eд, то на выходе соответствующего АВД появится сигнал 1. В то же время импульсы от генератора тактовых импульсов ГТИ через открытую схему запуска СЗ с помощью распределителя Р поочерёдно поступают на схемы совпадения И.

Если на втором входе какой-либо схемы И появляется сигнал 1 от АВД, то схема И выдаёт сигнал 1 на ключ К и соответствующий датчик подключается к аналого-цифровому преобразователю АЦП. При этом через запирательную схему ИЛИ подаётся сигнал на СЗ, запрещающий дальнейшее прохождение импульсов с ГТИ до окончания выдачи сигнала в линию связи. Распределитель останавливается и выдает номер или адрес выбранного канала в блок считывания БС. Код с  АЦП также поступает в блок считывания БС. В БС код адреса и код параметра преобразуются из параллельного в последовательный и передаются в линию связи. По окончании считывания БС выдаёт сигнал на разрешение дальнейшего прохождения импульсов через СЗ на распределитель. Кроме того, сигнал окончания считывания от БС поступает также на один из входов схемы совпадения И1, служащей для формирования сигнала сброса АВД в момент отсчёта.

Так как на второй вход схемы И1 поступает сигнал от схемы И своего канала, то сброс АВД произойдёт только в выбранном канале. После этого распределитель Р продолжает опрос схем И, причём время прохождения канала, у которого погрешность аппроксимации меньше заданной, выбирается малым по сравнению со временем преобразования сигнала и выдачи сигнала в линию связи. Для предотвращения передачи нулевой информации можно использовать обратную связь от блока считывания к АВД , где осуществляется регулировка допустимой погрешности аппроксимации.

В асинхронно-циклических системах можно не передавать код адреса, а вместо него через канал связи передавать на приёмную сторону импульсы переключения распределителя Р от схемы запуска СЗ. 

АВД представляет собой (рис.3) преобразователь погрешности аппроксимации ППА , который функционирует в соответствии с выбранным полиномиальным алгоритмом сжатия, и сравнивающее устройство СУ. 

АВД

СУ

ППА

            

                                              Рис.3

- допустимая погрешность аппроксимации

      
А-компандер                 

Неравномерное квантование (а именно к такому относится А-компандирование) позволяет получить постоянное отношение сигнал/шум по сравнению  с равномерным квантованием в достаточно широком диапазоне дисперсий входного сигнала (рис.4). Широкий диапазон нам необходим потому, что наш сигнал по заданию нестационарный, и следовательно имеет

Рис.4                           дисперсию изменяющуюся в больших      пределах.

В Европе и большинстве неевропейских стран используется характеристика компандирования по закону А, а в Северной Америке и Японии по закону .

Т.е. в блоке адаптивной дискретизации АЦП у нас будет с А-законом компандировани:

где  .

На приемной стороне характеристика экспандирования имеет вид:

 .

Характеристики для А- и -законов достаточно близки при значениях

параметров А=87,6 и =255.

     Зависимость отношения сигнал/шум квантователя от отношения  рассчитывается по формуле:

,  где  В – число бит на отсчет. На рис.5 представлены зависимости отношения сигнал/шум квантователя от  при  и разных значениях параметра В. По заданию отношение сигнал/шум квантователя =30дБ. Из рис.5 видно, что такое отношение сигнал/шум в широком диапазоне