Разработка устройств цифрового формирования и обработки сигналов системы передачи дискретных сообщений по частотно ограниченным каналам связи (удельная скорость передачи – 2,0 бит∙с/Гц, разрядность ЦАП – 6, форма импульса – 3)

Федеральное агентство связи

ГОУ ВПО Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Кафедра РТС

Курсовая работа

по дисциплине

«Математические основы цифровой обработки сигналов»

«Разработка устройств цифрового формирования и обработки сигналов системы передачи дискретных сообщений по частотно ограниченным каналам связи»

Выполнил: ст – нт гр. Р – 62

Проверил:

Новосибирск

2009

Содержание

Стр.

Введение ……………………………………………………………………3

Исходные данные ………………………………………………………….4

1.  Описание основных информационных характеристик систем передачи дискретных сообщений ……………………………………..5

2.  Выбор длительности и количества элементарных сигналов, используемых для формирования выходного сигнала ……………  6

3.  Расчет вида элементарного сигнала …………………………………..9

4.  Расчет спектра сигнала на выходе цифрового формирователя ………………………………………………10

5.  Структурная схема приемника ………………………………………11

6.  Измерение сигнала на выходе канала связи…………………………12

Заключение ……………………………………………………………….15

Список литературы……………………………………………………….16

Приложение – Модулирование схемы формирования и передачи сигналов по частотно ограниченному каналу связи в MATLAB…………….17

Введение

Цифровая обработка сигналов (ЦОС) интенсивно развивается уже свыше двадцати лет. За этот период разработаны новые алгоритмы, создана прогрессивная технология производства микросхем и расширена область применения ЦОРС. Передача информации в цифровой форме приобретает все большее значение для систем связи. Такая передача обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами передачи:

1) простота и эффективность объединения многих независимых сигналов и преобразования цифровых сообщений в пакеты для удобства коммутации;

2) относительная нечувствительность цифровых каналов к эффекту накопления искажений при ретрансляциях, представляющему серьезную проблему в аналоговых системах связи;

3) потенциальная возможность получения очень малых коэффициентов ошибок передачи и достижения высокой верности воспроизведения переданных сообщений путем обнаружения и исправления ошибок;

4) негласность связи;

5) гибкость реализации цифровой аппаратуры, допускающая использование микропроцессоров, цифровую коммутацию и применение микросхем с большой степенью интеграции компонентов.

Целью курсовой работы является разработка цифрового формирующего фильтра для передачи дискретных сигналов по частотно ограниченному каналу связи. Цифровые формирующие фильтры применяются во многих современных системах связи для формирования сигналов с заданными требованиями во временной и частотной областях.

Основные требования во временной области формирующего фильтра – отсутствие или минимальное значение межсимвольной интерференции в отсчетные моменты времени.

Для частотной области – формирование компактного спектра для передачи по частотно – ограниченному каналу связи и обеспечение высокого подавления в неполосных частотных составляющих, т.е. снижение межканальной интерференции.

Исходные данные

Номер варианта N=3;

Удельная скорость передачи 2.0;

Разрядность ЦАП 6;

Форма импульса 3.

1.  Описание основных информационных характеристик систем передачи дискретных сообщений

Скорость модуляции определяется как

                                           (1.1)                                    

измеряется в Бодах (1 Бод – это передача одного элементарного двоичного элемента сигнала в секунду).

Пропускной способностью канала связи(канала передачи информации) C называется максимально возможная скорость передачи информации по каналу.

, бит/с                                        (1.2)

Пропускная способность непрерывного канала связи с заданной полосой пропускания определяется формулой Шеннона

, бит/с,                             (1.3)

где ∆f – полоса пропускания канала связи (Гц);

h² – отношение сигнал/шум по мощности в канале связи.

Количество информации, переносимое элементарным сигналом, определяется следующим выражением

, бит/элемент,                                     (1.4)

где N – количество элементарных сигналов, используемых при передачи сообщений (объем алфавита).

Скорость передачи информации в канале связи R определяется количеством информации I, переносимым элементарном сигналом, и интервалом T_с между характеристическими моментами восстановления сигнала, т.е.

, бит/с.                                    (1.5)

С учетом формул (1.1) и (1.4) выражение (1.5) можно представить как

                                            (1.6)

Удельная скорость передачи информации в канале связи равна

 (бит в секунду на 1 Гц полосы пропускания).       (1.7)

Скорость передачи информации определяется длительностью последовательности импульсов сигнала. Увеличение скорости передачи сигнала можно добиться с помощью многопозиционной модуляции. В системе связи, использующей двухпозиционные сигналы на каждый одиночный импульс, может содержаться не больше 1 импульса информации в полосе частот. Следовательно, максимальная скорость передачи информации в полосе частот ∆f равна 2∆f бит/с.

При передачи двухполярных видеоимпульсов, с также сигналов с однополосной модуляцией, удельная скорость передачи равна γ=2 бит/с∙Гц.

Повысить удельную скорость передачи информации можно за счет передачи