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

Министерство информационных технологий

и связи РФ.

Сибирский Государственный Университет

Телекоммуникаций и Информатики.

Кафедра РТС.

Курсовая работа.

Цифровое формирование сигналов.

Выполнила:

                                      гр. Рт-24

Проверил:

Новосибирск, 2005

Содержание

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

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

2.1 Описание основных информационных характеристик передачи дискретных     сообщений…………………………………………………………………………………..4

2.2 Выбор длительности и количества элементарных сигналов……………………5

2.3 Расчет и построение вида элементарного сигнала………………………………..7

2.4 Разработка алгоритма вычисления выходного сигнала…………………………9

2.5 Расчет сигнала между характеристическими моментами восстановления….10

2.6 Расчет спектра сигнала на выходе цифрового формирователя………………..12

2.7 Расчет мощности шума квантования………………………………………………13

2.8 Схема цифрового формирователя выходного сигнала…………………………..14

2.9 Структурная схема приемника………………………………………………..........16

Заключение………………………………………………………………………………..17

Список литературы………………………………………………………………………18

Введение

ЦОС – научное направление, связанное с разработкой и оптимизацией алгоритмов преобразования с учетом особенности среды их реализации.

Впервые в мире заговорили о перспективе перехода с аналоговых на полностью цифровые методы обработки и передачи информации не более трех десятилетий назад.

Достижения теории сигналов, микроэлектроники и вычислительной техники позволяют реализовать на практике цифровую обработку широкого класса сигналов в реальном масштабе времени, в том числе и достаточно широкополосных, например, телевизионных.

За прошедшие годы было создано принципиально новое научно-техническое направление, опирающееся на уникальные возможности вычислительной техники и цифровой БИС-технологии, фундаментальные теоретические работы по методам цифровой обработки сигналов (ЦОС), связанные с представлением, преобразованием и обработкой цифровых сигналов. Происходит поэтапное внедрение цифровой связи, принципов и методов цифрового телерадиовещания.

Цифровая обработка сигналов как направление развития науки и техники зародилась в 50 – х годах 20 века и поначалу представляла собой отрасль радиоэлектроники, практическая ценность которой была далеко не очевидной. Однако за прошедшие пятьдесят лет благодаря успехам микроэлектроники системы ЦОС не только воплотились в реальность, но и вошли в нашу повседневную жизнь. Более того, в некоторых прикладных отраслях цифровая обработка сигналов стала вытеснять «традиционную аналоговую».

Бурное развитие цифровых технологий во многом изменило как смысл самого понятия радиоэлектроника, так и требования, предъявляемые к подготовке специалистов в этой области, сделав необходимыми новые знания и умения.

Цель данной работы ознакомиться с принципом действия аппаратуры ЦОС при передаче сообщений, разработать передающее устройство и рассчитать его параметры при условии, что в сигнале используется фазовая модуляция, а также рассмотреть основные структурные схемы: устройств приемопередатчиков данных сигналов.

1. Исходные данные.

Вариант 16.

Удельная скорость – 2.3 (бит в секунду на один герц полосы).

Вид модуляции – Фазовая модуляция.

Разрядность ЦАП – 6.

2.1 Описание основных информационных

характеристик систем передачи дискретных сообщений.

Скорость передачи сигналов (модуляции) определяется как

V= 1 / Тс и измеряется в Бодах. Один Бод – это передача одного элементарного двоичного сигнала в секунду.

Пропускная способность канала (формула Шеннона) равна

C= f₁ × log₂ (h² + 1)    (бит/с), где f₁ – полоса пропускания канала связи (Гц),

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

Скорость передачи информации R определяется количеством информации I, переносимым элементарным сигналом, и интервалом Т_с между характеристическими моментами восстановления сигнала.

R = I / Тс    (бит/с).

Количество информации, переносимое элементарным сигналом, определяется следующим выражением

I = log₂ (N)    (бит/элемент), где N – количество элементарных сигналов, используемых при передаче (объём алфавита); бит – это одна двоичная единица информации.

Удельная скорость передачи информации в канале связи равна

                    g = R / f₁ (бит в секунду на один герц полосы).

Известно, что в двоичном канале связи g определяется пределом Найквиста:

На уровне g_дв = 2 (бит/с)/Гц;

Скорость передачи информации R определяется выражением

R = V×log₂ (m) (бит/с);

где m – основание кода (значность использования файла дискретных сообщений),  V– скорость модуляции;

m = 2^L; L = 1, 2, 3, 4….

если m = 2, то R = V; если m = 4, то R = 2V;

если m = 16, то R = 4V;

Видно, что единственный путь повышения g, это увеличивать R путем увеличения m;

Примером можно привести обычный факс (V = 1200 Бод => R = 9600 бит/с).

2.2 Выбор длительности и количества

элементарных сигналов.

При выборе длительности и количества элементарных сигналов, используемых для формирования выходного сигнала необходимо учитывать следующие особенности:

–  сигнал с ограниченным спектром является бесконечным по времени