Расчет канала связи. Структурная схема системы связи. Сравнение выбранной схемы приемника с оптимальным

Министерство РФ по связи и информатизации

Сибирский Государственный Университет телекоммуникаций и информатики

Хабаровский филиал

Курсовая работа

по дисциплине: «Теория электрической связи»

на тему: «Расчет канала связи»

                                                               Выполнил:  студент второго

                                                       ускоренного курса ФЗО

                                                     специальность МТС

Шифр 041мх-098                                                   

                                                          Проверил:    

2006 г

Задание на курсовую работу

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

Способ модуляции - ДАМ

Способ приема  - НКГ

Мощность сигнала на входе приемника    Рс = 2,4 Вт

Длительность элементарной посылки    Т = 3,4 мкс

Помеха - белый шум с Гауссовским законом распределения.

Спектральная плотность помехи  N₀ = 1Е-6  Вт/Гц

Вероятность передачи сигнала «1» Р(1) = 0,80

Число уровней квантования N = 512

Пикфактор аналогового сигнала П = 2,7

Содержание  работы

1.  Структурная схема системы связи                                                     3

2.  Выбор схемы приемника                                                                     5

3.  Расчет вероятности ошибки на выходе приемника                          7

4.  Сравнение выбранной схемы приемника с оптимальным               9

5.  Передача аналоговых сигналов методом ИКМ                               20

6.  Статистическое (эффективное) кодирование                                   23

7.  Пропускная способность                                                                    27

8.  Помехоустойчивое кодирование                                                       28

9.  Заключение                                                                                          31

10.Литература                                                                                         32   

11. Приложения                                                                                       33

1.Структурная схема системы связи

Совокупность технических средств для передачи сообщений от источника к потребителю называется системой связи. По виду передаваемых сообщений различают следующие системы связи: передача речи (телефония); передача текста (телеграфия); передача неподвижных изображений (фототелеграфия); передача изображений (телевидение), телеизмерение, телеуправление и передача данных. На рисунке 1 изображена структурная схема системы связи для поочерёдной передачи аналоговых сигналов или данных.

Приведем описание структурной схемы системы связи, предназначенной для поочередной передачи непрерывных сообщений либо передачи данных.

В случае непрерывного сообщения сигнал от источника сообщения преобразуется в цифровую форму при помощи аналого-цифрового преобразователя, в состав которого входят дискретизатор, квантователь и кодер. В дискретизаторе непрерывное сообщение преобразуется в последовательность импульсов, в амплитуде которых заложены сведения о мгновенных значениях сигналов в каждый заданный момент времени (дискретизация). Дискретизированный сигнал попадает в квантователь, где бесконечное множество значений амплитуд сигналов заменяется конечным числом разрешенных значений (квантование по уровню). Далее сигнал кодируется в соответствии с заданным алгоритмом кодирования. После АЦП получаем ИКМ -сигнал, который через электронный ключ, служащий для разделения поочередной передачи данных и аналоговых сигналов, поступает на модулятор ДЧМ. В этом блоке сигнал преобразуется в сигналы дискретно-частотной модуляции, при которой частота сигнала скачком изменяется на ±Dw около w₀ соответственно при наличии и отсутствии импульса ИКМ -сигнала. Затем сообщение поступает в линию, которая включает в себя регенерирующие устройства, предназначенные для восстановления формы сигнала после прохождения им регенерационного участка.

На приеме, сигнал ДЧМ при помощи демодулятора, преобразуется в исходный ИКМ-сигнал, который поступает на цифро-аналоговый преобразователь, назначение которого состоит в обратном преобразовании непрерывного сообщения принятой последовательности кодовых комбинаций. В состав ЦАП входит декодирующее устройство, предназначенное для преобразования кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчетов, которая с помощью сглаживающего фильтра восстанавливается в исходное непрерывное сообщение.

В случае передачи данных сигнал от источника передачи данных поступает на кодер, задачей которого является оптимальное статистическое кодирование. Причиной введения этого устройства является необходимость согласования источника и канала, то есть, передача информации без потерь со скоростью равной пропускной способности канала. То есть в кодере передаваемое сообщение преобразуется таким образом, чтобы избыточность кодовой последовательности, была бы как можно меньшей, с помощью специальных кодов.

Далее закодированный сигнал поступает через электронный ключ (ЭК) на модулятор ДЧМ, назначение которого описано ранее, затем в линию, содержащую регенераторы. На приемном конце сигнал поступает в демодулятор, где ДЧМ-сигнал преобразуется в закодированное на передаче сообщение. Декодер производит обратное преобразование из линейного кода в первоначальное сообщение, которое поступает к получателю.

Рис.1 Структурная схема системы связи.

2. Выбор схемы приемника

Сигнал на входе приемника представляет собой сложное колебание, в котором для передачи информации используется изменение значения амплитуды сигнала. При некогерентной обработке высокочастотных сигналов (обработке по огибающей) снижаются требования к точности установления границ посылок элементарных канальных сигналов длительностью Т. То есть, начальная фаза пришедшей на приемное устройство элементарной посылки неизвестна и может быть любой.

Приемник состоит из полосового фильтра (ПФ), амплитудного детектора (Д), фильтра нижних частот (ФНЧ), решающего устройства (РУ).

                 ПФ                               Д                             ФНЧ                         РУ              

             Рис.2.1. Структурная схема приемника ДАМ некогерентный.

Амплитудный детектор и фильтр нижних частот выделяют огибающую r(t) принимаемого колебания, прошедшего входной избирательный блок (полосовой фильтр) с эффективной полосой пропускания F_э, достаточной для получения всех наиболее существенных компонент сигнала.  Огибающая r(t) с выхода ФНЧ в определенные моменты времени (например, в середине посылки) сравнивается в РУ с некоторым пороговым уровнем L. При выполнении неравенства  r>L  регистрируется символ «1» , в противном случае «0».

Если сообщение a(t) может принимать ряд дискретных значений , то параметры  переносчика при модуляции будут изменяться скачком, такое скачкообразное изменение параметров называется дискретной модуляцией. На Рис. 2.3 показано двоичное сообщение и сигналы при ДАМ. При ДАМ одному из символов  сообщения  соответствует 0.5А₀(1-m) , а другому 0.5А₀(1+m), но наиболее часто используется сигнал с m=1.

Рис.2.2 Спектр сигнала при дискретной амплитудной модуляции