Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
РОЗРАХУНОК ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ХАРАКТЕРИСТИК
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра Телекомунікації
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Теорія електричного зв'язку
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти України
Національний університет “Львівська політехніка”
Кафедра “Телекомунікації”
Курсова робота
з дисципліни “Теорія електричного зв'язку”
на тему:
РОЗРАХУНОК ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ХАРАКТЕРИСТИК
СИСТЕМ ЕЛЕКТРОЗВ'ЯЗКУ
Зміст
Вступ
Структурна схема системи передачі дискретних повідомлень.
Розрахунок параметрів кодера і декодера простого коду.
Розрахунок інформаційних характеристик джерела повідомлень.
Розрахунок завадостійкості демодулятора.
Вибір коректуючого коду і розрахунок завадостійкості системи зв’язку з кодуванням.
Розрахунок ефективності системи передачі дискретних повідомлень.
Заключення.
1. Вступ
Життєдіяльність людини проявляється у керуванні виробничими процесами, технічними засобами, в управлінні окремими галузями господарства і державою загалом. При цьому відбувається інтенсивний обмін інформацією між окремими людьми, між природою та людиною, між людиною та технічними засобами, між окремими підсистемами складних систем різного призначення тощо.
Значна частина інформації в сучасному суспільстві передається за допомогою радіотехнічних засобів електричними сигналами в системах зв’язку різного призначення. Це міський, міжміський і міжнародний телефонний зв’язок, телебачення і радіомовлення, космічні системи зв’язку і радіолокації, телеграф і радіоуправління та ін.
Передача даних у системах передавання інформації повязана із різноманітними перетвореннями електричних сигналів. Саме це забезпечує обмін інформацією між джерелом та одержувачем.
Сучасна теорія електрозв’язку вивчає закономірності передачі інформації по каналам зв’язку, потенціальні можливості методів передачі та прийому сигналів; обговорює основні напрямки створення систем і перспективи їх розвитку. Дається єдиний підхід до аналізу і синтезу систем зв’язку різного призначення і показується шляхи їх оптимізації.
Під системою електрозв’язку розуміють сукупність технічних засобів і середовища поширення сигналів, які забезпечують передачу повідомлення від джерела до одержувача. Для задоволення потреб сучасного суспільства уже створені сотні систем електрозв’язку різного призначання і їх число продовжує зростати.
Одна із них розглядається в даній курсовій роботі, а саме система передачі дискретних повідомлень. При дослідженні цієї системи я ставлю ціль зрозуміти принципи її побудови, освоїти прицьому її термінонологію.
Одним із пунктів курсової роботи являється підбір коректуючого коду. Використання коректуючих кодів, дозволяє знаходити та виправляти помилки, що виникають в каналі зв’язку, являється одним із засобів підвищення якості передачі.
В останньому пункті курсової роботи буде оцінено ефективність систем зв’язку. Під ефективністю систем зв’язку розуміють степінь використання якихось матеріалів, засобів, ресурсів, часу і т.д. В системах зв’язку основними ресурсами можна вважати пропускну можливість каналу С, ширину смуги частот , потужність сигналу . Для оцінки степені їх використання проф. Зюко було запропоновано порівняння їх зі швидкістю передачі інформації R. Наведені ним коефіцієнти, що використовувалися при розрахункові курсової роботи, являються найважливішими технічними показниками систем передачі інформації.
ТЕМА: РОЗРАХУНОК ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ХАРАКТЕРИСТИК
СИСТЕМ ЕЛЕКТРОЗВ'ЯЗКУ.
Варіант – Д27
Повідомлення дискретного джерела кодується двійковим кодом і передається дискретним каналом зв'язку з завадостійким кодуванням. Для передачі неперервним каналом зв'язку з постійними параметрами і адитивним білим гауссовим шумом використовується модуляція гармонійного переносника.
Вхідні дані:
1. Об'єм алфавіту Ма=32, з розподілом букв російського тексту.
2. Допустима ймовірність помилки знаку на вході одержувача Рзн=2Е-6.
3. Швидкість модуляції на виході кодера простого коду В=600 Бод.
Метод модуляції – АМ-2.
Спосіб прийому – некогерентний.
6. Енергетичний виграш кодування ЕВК=2,4 дБ.
1. СТРУКТУРНА СХЕМА СИСТЕМИ ПЕРЕДАЧІ ПОВІДОМЛЕНЬ
1 2 3 4 5 6 7 8
Буква російського алфавіту.
Кодер простого коду присвоює букві послідовність двійкових імпульсів:
Кодер коректуючого коду збільшує довжину простого коду та робить його завадостійким:
АМ-модулятор модулює послідовність двійкових імпульсів гармонічним переносником:
Канал зв’язку передає АМ-радіосигнал до приймального пункту і може створити заваду:
Демодулятор переносить спектр частот АМ-радіосигналу з високих до низьких частот:
Декодер коректуючого коду виявляє і виправляє помилки:
Декодер простого коду перетворює двійкові імпульси у відповіду літеру.
2. РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ КОДЕРА І ДЕКОДЕРА ПРОСТОГО КОДУ
Вихідні дані:
- об'єм алфавіту джерела дискретних повідомлень Ма=32;
- швидкість модуляції на виході кодера простого коду В=600 Бод;
- допустима ймовірність помилки знаку на виході декодера Рзн=2е-6.
Визначаємо:
- тривалість двійкового символу (біта*) ) на виході кодера Тб:
мс;
- довжину простого коду n:
;
- час передачі одного знаку Тзн:
мс;
- допустиму ймовірність помилки біта на вході декодера рб:
.
3 РОЗРАХУНОК ІНФОРМАЦІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЖЕРЕЛ ПОВІДОМЛЕНЬ ТА ПЕРВИННИХ СИГНАЛІВ
Вихідні дані:
- обсяг алфавіту джерела Мa=32;
- тривалість передачі одного знаку Тзн=8,333 мс;
- імовірності знаків Р(аk), що утворюють алфавіт джерела:
Літера
Імовір-ність
Літера
Імовір-ність
Літера
Імовір-ність
Літера
Імовір-ність
Пропуск
0.175
Р
0.040
Я
0.018
Х
0.009
О
0.089
В
0.038
Ы
0.016
Ж
0.007
Е, Ё
0.072
Л
0.035
З
0.016
Ю
0.006
А
0.062
К
0.028
Ь, Ъ
0.014
Ш
0.006
И
0.062
М
0.026
Б
0.014
Ц
0.004
Т
0.053
Д
0.025
Г
0.013
Щ
0.003
Н
0.053
П
0.023
Ч
0.012
Э
0.003
З
0.045
У
0.021
Й
0.010
Ф
0.002
Розраховуємо:
- ентропію джерела Н (А):
біт;
- максимальну ентропію джерела Нмах:
біт;
- коефіцієнт надлишковості джерела (:
біт;
- продуктивність джерела Rд:
біт/с.
4 РОЗРАХУНОК ЗАВАДОСТІЙКОСТІ ДЕМОДУЛЯТОРА
Вихідні дані:
- метод модуляції – АМ-2 .
- спосіб прийому – некогерентний.
- канал зв'язку – з постійними параметрами і адитивним білим гауссовим шумом;
- допустима ймовірність помилки двійкового символу в каналі Рб=4е-7.
- тривалість двійкового символу Тб=1,67 мс.
Визначаємо:
- залежність імовірності помилки біта від відношення сигнал/шум на вході демодулятора:
; ;
,
де - функція Крампа.
Скористуємося формулою апроксимації функції Крампа:
Ф(x) = 1 - 1,3exp(-0,44 (x + 0,75) 2).
і отримаємо залежність р1 = f():
- будуємо залежність р1 = f()
- з графіка визначаємозначення необхідного відношення сигнал/шум на вході демодулятора , що забезпечує допустиму ймовірність помилки біта рб:
=5,5 дБ.
5. ВИБІР КОРЕКТУЮЧОГО КОДУ І РОЗРАХУНОК
ЗАВАДОСТІЙКОСТІ СИСТЕМИ ЗВ'ЯЗКУ З КОДУВАННЯМ
Вихідні дані:
- необхідний ЕВК=2,4 дБ.
- метод модуляції – АМ-2 .
- спосіб прийому – некогерентний.
- тип неперервного каналу зв'язку – з постійними параметрами та адитивним білим гауссовим шумом.
- допустима ймовірність помилки двійкового символу на виході декодера pб=4е-7.
- відношення сигнал/шум на вході демодулятора =5,5 дБ, що забезпечує допустиму ймовірність помилки рб в каналі без завадостійкого кодування.
- тривалість символу на вході кодера коректуючого коду Тб=1,67 мс.
Визначаємо:
- вибраємо параметри коду, що забезпечує необхідний ЕВК:
,
де m – найменше ціле, при якому задовольняється нерівність-рівність:
m ( log2(n + 1).
Для опису даного джерела повідомлень, що має обсяг алфавіту Мa=32 потрібно простий код довжиною не менше 5-ти інформаційних бітів. Отже, вибираємо значення .
Визначаємо кратність виправлюваних помилок qв для
m ( log2(9 + 1) = 3,322 m = 4;
- необхідне відношення сигнал/шум на вході демодулятора в каналі зв'язку з завадостійким кодуванням:
(=/ або ( [дБ]=[дБ] – [дБ]
=– ( = 5,5 – 2,4 = 3,1 дБ.
- розрахувуємо залежність імовірності помилки символу на виході декодера від відношення сигнал/шум на вході демодулятора рд=f1() при використанні вибраного коду:
; ;
,
де - функція Крампа.
Скористуємося формулою апроксимації функції Крампа:
Ф(x) = 1 - 1,3exp(-0,44 (x + 0,75) 2).
і отримаємо залежність р2 = f():
- будуємо залежність р1 = f() і р2 = f():
- з графіка визначаємозначення необхідного відношення сигнал/шум на вході демодулятора , що забезпечує допустиму ймовірність помилки біта рб:
= 3 дБ.
- визначаємо одержаний ЕВК:
( =–= 5,5 – 3 = 2,5 дБ.
Отже, одержаний ЕВК є дуже близький до необхідного і перевищує його, що забезпечує потрібну завадостійкість.
6. РОЗРАХУНОК ЕФЕКТИВНОСТІ СИСТЕМ ЗВ'ЯЗКУ
Вихідні дані:
- тип каналу зв'язку – канал з постійними параметрами й адитивним білим гауссовим шумом.
- метод модуляції – АМ-2 .
- спосіб прийому – некогерентний.
- тривалість біта Тб= 1,667 мс.
- число позицій сигналу М=2.
- швидкість коду k/n=5/9.
- відношення сигнал/шум на виході каналу зв'язку, при яких забезпечується задана якість відтворення повідомлення =5,5 дБ і =3 дБ.
- продуктивність джерела повідомлень Rд= 522 біт/с.
Визначаємо:
- пропускну здатність каналу зв'язку С :
Гц.
біт/с.
С > R Д – канал спроможний передати інформацію з заданою швидкістю.
-інформаційна ефективність:
= 0.48,
де R – продуктивність джерела;
С – пропускна здатність.
-енергетична ефективність:
-частотна ефективність:
,
де - мінімально можлива ширина спектру сигналу;
Із отриманих даних будую межу Шеннона, а також показую усі розглянуті системи зв’язку, відношеннями частотної до енергетичної ефективності.
7. Заключення до курсової роботи.
В ході виконання курсової роботи було проведено багато розрахунків інформаційних і фізичних параметрів дискретної СПІ з використанням АМ модуляції. В цій роботі я розрахував інформаційні характеристики джерела неперервних повідомлень,завадостійкість демодулятора і побудував графік залежності Рвих від Рвх .
Розрахував основні параметри дискретної системи передачі і порівняв ефективності системи передачі дискретних повідомлень
Розраховуючи параметри дискретної системи передачі, демодулятора можна стверджувати, що використання завадостійкого кодування дасть змогу економити потужність передавача при незмінній ймовірності помилки на виході демодулятора, але в інших випадках використання такого методу є невиправданим, тому що виділяється велика ширина спектру канального сигналу. Для ефірного варіанту такий метод не підходить. В реальності ДСПІ найкраще реалізується на завадостійкому кодуванні сигналу.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора