Структурная схема системы связи.

Оглавление

Введение                                                                                                     3

Задание                                                                                                       4

Исходные данные                                                                                                 4

Структурная схема системы связи                                                                        5

Структурная схема приемника                                                                   9

Принятие решения приемником по одному отсчету                                          10

Вероятность ошибки на выходе приемника                                                      13

Выигрыш в отношении сигнал/шум при применении

оптимального приемника                                                                                    14

Максимально возможная помехоустойчивость

при заданном виде сигнала                                                                                 15

Принятие решения приемником по трем независимым отсчетам                  16

Вероятность ошибки при использовании

метода синхронного накопления                                                                        17

Применение импульсно-кодовой модуляции для передачи

аналоговых сигналов                                                                                           17

Использование сложных сигналов и согласованного фильтра                         20

Импульсная характеристика согласованного фильтра                                    21

Схема согласованного фильтра для приема сложных сигналов                     23

Форма сигналов на выходе согласованного фильтра      

при передаче символов "1" и "0"                                                                        23

Оптимальные пороги решающего устройства при синхронном

и асинхронном способах принятия решения при приеме

сложных сигналов согласованным фильтром                                                   26

Энергетический выигрыш при применении согласованного фильтра           27

Вероятность ошибки на выходе приемника при применении

сложных сигналов и согласованного фильтра                                                  28

Пропускная способность разработанной системы связи                                 29

Заключение                                                                                                           29

Приложение. Расчет исходных данных для заданного варианта работы         30

Список литературы                                                                                              31

Введение

      Теория электрической связи (ТЭС) является неотъемлемой частью общей теории связи и представляет собой единую научную дисциплину, основу которой составляют: теория сигналов, теория помехоустойчивости и теория информации. Принципы и методы курса ТЭС являются теоретической основой для развития инженерных методов расчёта и проектирования аналоговых и цифровых систем связи.

Современный инженер проектирования и эксплуатации систем связи различного назначения, удовлетворяющим конкретным техническим требованиям, должен уметь оценивать, насколько полно реализуются в них потенциальные возможности выбранных способов передачи, модуляции, кодирования и определять пути улучшения характеристик систем связи для приближения их к потенциальным.

Правильная эксплуатация систем связи также требует знания основ теории передачи сигналов, выбора оптимального режима работы, критериев оценки достоверности передачи сообщений, причин искажения сигналов и т.д.

Главными задачами, которые ставятся в данной курсовой работе, являются:

- изучение фундаментальных закономерностей, связанных с получением сигналов, их передачей по каналам связи, обработкой и преобразованием их в радиотехнических устройствах;

- закрепление навыков и формирование умений по математическому описанию сигналов, определению их вероятностных и числовых характеристик;

- выбор математического аппарата для решения конкретных научных и технических задач в области связи; видение тесной связи математического описания с физической стороной рассматриваемого явления.

Кроме этого, для выполнения данной курсовой работы необходимо иметь глубокое знание обобщенной структурной схемы системы передачи сообщений и осуществляемых в ней многочисленных преобразований.

Задание

Разработать обобщенную структурную схему системы связи для передачи непрерывных сообщений дискретными сигналами, разработать структурную схему приемника и структурную схему оптимального фильтра, рассчитать основные характеристики разработанной системы связи, дать оценку пропускной способности и эффективности системы связи и сделать обобщающие выводы по результатам расчетов.

Исходные данные.

Курсовая работа выполняется для следующих исходных данных:

1. Номер варианта N =16  .

2. Вид сигнала в канале связи: ОФМ.

3. Скорость передачи сигналов V =6*10³ , Бод.

4. Амплитуда канальных сигналов А =0,013 В.

5. Дисперсия шума s² = 0,000038  Вт.

6. Априорная вероятность передачи символов "1" p(1) = 0,56 .

7. Способ приема сигнала: КГ.

8. Полоса пропускания реального приемника, определяемая шириной спектра сигналов двоичных ДАМ, ДЧМ, ДФМ, ДОФМ, вычисляется по формулам

Df _прДАМ = Df _прДФМ = Df_прДОФМ = 2/T=2*V=2*6*10³=32*10³ Гц, где T = 1/V - длительность элемента сигнала, определяемая скоростью передачи (модуляции) сигналов V.

9. Значение отсчета принятой смеси сигнала и помехи на входе решающей схемы приёмника при однократном отсчете Z(t₀) =0,0033 В .

10. Значения отсчетов принятой смеси сигнала и помехи при приеме по совокупности трех независимых (некоррелированных) отсчетов

Z(t₁)= 0,0033 В, Z(t₂) =0,0019 В, Z(t₃) =0,0036 В.

11. Максимальная амплитуда аналогового сигнала на входе АЦП
b_max =6,8 В .

12. Пик-фактор входного сигнала П =2,1.

13. Число разрядов двоичного кода (при передаче сигналов методом ИКМ) n = 8.

14. Вид дискретной последовательности сложного сигнала.    

2564₈={1,0,1,0,1,1,1,0,1,0,0}={1,-1,1,-1,1,1,1,-1,1,-1,-1 }.    

S₁(t)=1 -1 1 -1 1 1 1 -1 1 -1 -1    

S₂(t)=-1 1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1    

Расчет численных значений этих параметров приводится в приложении
в конце работы.

Структурная схема системы связи.

Рисунок 1. Обобщенная структурная схема системы связи.

Под системой связи понимают совокупность технических средств и среды распространения сигналов, обеспечивающих передачу сообщения от источника к потребителю.

Описание работы схемы:

1.Источник непрерывных сообщений - устройство, на выходе которого имеется непрерывный электрический сигнал.

Так как спектр сигнала бесконечен (если сигнал ограничен по времени) необходимо включить в схему фильтр для восстановления сигнала после дискретизации. Частота среза фильтра выбираются так, чтобы сохранялась эффективная ширина спектра сигнала.

2. АЦП (аналого- цифровой преобразователь). Операция преобразования аналог – цифра непрерывного сигнала, состоит из трех операций:

Непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени через интервалы Dt;

Полученные отсчеты мгновенных значений квантуются. Операция квантования сводится к тому, что вместо данного мгновенного значения первичного сигнала передаются ближайшие значения по установленной шкале дискретных уровней;

Наконец, полученная последовательность кодируется. Кодирование представляет собой преобразование сообщения в последовательность кодовых импульсов.

При кодировании происходит увеличение помехоустойчивости; при этом возрастает скорость передачи информации, а длительность передачи соответственно уменьшается. Кроме того, кодирование позволяет обнаружить и даже устранить возможную ошибку.

Достоинством систем связи с дискретизацией является также удобство обработки сигналов и сопряжения устройств связи с цифровыми ЭВМ.

3. .Полученный код поступает на модулятор, который преобразует дискретный сигнал в аналоговый и передатчик передает модулированный сигнал в линию связи. В линии связи на передаваемый сигнал действует помеха.

 В приемнике, чтобы выделить полезный сигнал, искаженный наличием помехи , можно прибегнуть к частотной фильтрации - на выходе линии связи поставить полосовой фильтр. Подав на вход такого фильтра сумму сигнала и помехи, на выходе можно получить заметное увеличение относительной доли полезного сигнала. Далее сигнал подается на демодулятор, который после демодуляции передается в виде кода на ЦАП.

4. ЦАП (цифроаналоговый преобразователь) предназначен для обратного преобразования (восстановления) непрерывного сообщения по принятой последовательности кодовых комбинаций.

В состав ЦАП входят декодирующее устройство, предназначенное для преобразования кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчетов, и сглаживающий фильтр, восстанавливающий непрерывное сообщение по квантованным значениям.

Далее сообщение подается на преобразователь (например, громкоговоритель) и потребитель может получить исходное сообщение.