Разработка и применение алгоритма цифровой обработки сигналов при передаче дискретных сообщений по частотно-ограниченному каналу связи

Федеральное агентство связи РФ

Сибирский Государственный Университет

Телекоммуникаций и Информатики

Кафедра РТС

Курсовая работа по курсу МО ЦОС:

Разработка и применение алгоритма цифровой

обработки сигналов при передаче дискретных сообщений

по частотно-ограниченному каналу связи

Выполнил:

гр. Р-73

Проверил:

Новосибирск 2010

Содержание

Введение……………………………………………………………………………..3

1 Частотно ограниченные каналы связи. Причины возникновения межсимвольной интерференции, формирование спектра сигнала на передающей стороне при помощи формирующего фильтра…………………….4

1.1 Частотно ограниченные каналы связи. Причины возникновения межсимвольной интерференции…………………………………………….4

1.2 Первое условие Найквиста………………………………………………7

1.3 Второе условие Найквиста………………………………………………8

1.4 Расчет формирующего фильтра………………………………………..11

2 Адаптивная коррекция…………………………………………………………..14

2.2 Алгоритмы коррекции………………………………………………….14

2.3 Экспериментальное исследование адаптивной коррекции…..………16

Заключение…………………………………………………………………………36

Список литературы………………………………………………………………...37

Введение

Системы цифровой связи становятся все более привлекательными вследствие постоянно растущего спроса, и из-за того, что цифровая передача предлагает возможности обработки информации не доступные при использовании аналоговой передачи. Отличительной особенностью систем цифровой связи является то, что за конечный промежуток времени они посылают сигнал, состоящий из конечного набора элементарных сигналов (в отличие от систем аналоговой связи, где сигнал состоит из бесконечного множества элементарных сигналов). В цифровой системах задачей приемника является не точное воспроизведение переданного сигнала, а определение на основе искаженного шумами сигнала, какой именно сигнал из конечного набора был послан передатчиком.

Обработка дискретных сигналов осуществляется, как правило, в цифровой форме. Каждому отсчету ставится в соответствие двоичное кодовое слово и, в результате, действия над отсчетами заменяются действиями над кодовыми словами. Таким образом, дискретная цепь становится цифровой цепью, то есть цифровым фильтром.

Преимущества дискретных систем очевидны. Основное преимущество – легкость восстановления цифровых сигналов по сравнению с аналоговыми. Помимо этого цифровые системы гораздо легче унифицировать, они хорошо совместимы с вычислительной техникой, не требуют такой тщательной настройки как аналоговые.

Именно поэтому в последнее время методы цифровой обработки сигналов (ЦОС) в радиотехнике, системах связи, управления и контроля приобрели большую важность и в значительной мере заменяют классические аналоговые методы.

Целью данной курсовой работы является исследование передачи сигналов по частотно ограниченным каналам связи, возникновение и методы борьбы с межсимвольной интерференцией, исследование адаптивной коррекции. Все эти вопросы в связи с широким распространением цифровых систем становятся как никогда актуальными.

1 Частотно ограниченные каналы связи. Причины возникновения межсимвольной интерференции, формирование спектра сигнала на передающей стороне при помощи формирующего фильтра

1.1 Каналы связи. Причины возникновения межсимвольной интерференции

Канал связи (англ. channel, data line) — система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений (не только данных) от источника к получателю (и наоборот). Канал связи, понимаемый в узком смысле, представляет только физическую среду распространения сигналов, например, физическую линию связи.

Канал, как и любую линейную систему можно описать во временной и частотной областях. Во временной области канал описывается импульсной характеристикой h(t), представляющей собой реакцию систему при подаче на ее вход единичного δ-импульса:

В частотной области канал описывается частотной характеристикой (ЧХ) H(jω), представляющей собой отношение спектра выходного сигнала к спектру входного сигнала:

где H(ω) – АЧХ канала, φ(ω) – ФЧХ канала

При проектировании любой системы связи одно из основных требований – минимизация искажений передаваемого сигнала. Сигнал на выходе идеального канала связи может запаздывать по отношению к сигналу на входе; кроме того эти сигналы могут иметь разные амплитуды (изменение масштаба), но сигнал на выходе должен иметь ту же форму, что и сигнал на входе. Следовательно, условиями неискаженной передачи сигналов по каналу связи являются – постоянство АЧХ на всех частотах, линейность ФЧХ по частоте и постоянное групповое время запаздывания (ГВЗ):

В этом случае амплитуды и время задержки спектральных составляющих сигнала остаются постоянными, в результате чего форма сигнала на выходе канала не искажается, а весь сигнал оказывается задержанным на время τ₀.