2015-09-07
346Варианты по номеру Журнала
Завдання
на курсову роботу з навчальної дисципліни
„ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРИЧНОГО ЗВ'ЯЗКУ"
„Розрахунок та оптимізація характеристик системи
електрозв 'язку"
/. Структурна схема цифрової системи передачі (ЦСП
Зобразити структурну схему ЦСП неперервних повідомлень, яка містить джерело та одержувач повідомлень, АЦП і ЦАП, кодер і декодер завадостійкого коду, модулятор і демодулятор, лінію зв'язку та джерело завад. Зобразити часові діаграми в усіх точках схеми, задавши вільну форму неперервного вихідного сигналу та числом рівнів квантування. Пояснити, з яких міркувань вибираються інтервал дискретизації за часом і крок квантування за рівнем. До часових діаграм дати необхідні пояснення, виходячи з призначення кожного блоку.
2. Розрахунок характеристик аналого-цифрового перетворення та інформаційних характеристик повідомлень на виході АЦП
2.1. По заданій верхній граничній частоті спектру повідомлення, пікфактору сигналу П та допустимому відношенні сигнал/завада квантування Рк визначити:
|
|
|
1)мінімально допустиме число рівнів квантування L (L вибирають рівним цілого степеня числа 2);
2)значність кодових комбінацій та тривалість символу на виході АЦП, вважаючи, щj тривалість кодової комбінації дорівнює інтервалу дискретизації.
2.2. Знайти ентропію незалежних дискретних повідомлень на виході АЦП та продуктивність джерела повідомлень, якщо імовірність передачі символу
Р(1)=0, КП
де К і П - передостання та остання цифри номеру студентського квитка.
Розрахунок характеристик завадостійкості прийому сигналів у
дискретному каналі
3.1. Вважаючи канал зв'язку каналом із постійними параметрами, побудувати залежність імовірності помилки двійкового символу на виході оптимального демодулятора від відношення енергії сигналу Е до спектральної щільності потужності завади N 0 на вході демодулятора,
h2 =E/N0, для чого розрахувати 5..7 значень Рзав, задавши такі значення, при яких Рош зміниться від 0.5 до 10-6: зав =f(h)
Формула для розрахунку імовірності помилки обрана з урахуванням методу модуляції та способу прийому.
Розрахувати імовірність помилки символу на виході демодулятора для заданих виду та способу прийому, вважаючи, що в каналі зв'язку немає завадостійкого кодування.
Амплітуда модульованого сигналу а (потужність сигналу Рс =a2/2) та спектральна щільність потужності завади N0 на вході демодулятора задані. Зробіть висновок про необхідність застосування завадостійкого коду.
4. Вибір корегуючого коду та розрахунок характеристик завадостійкого декодування
4.1. Сигнал з виходу АЦП надходить на вхід кодера завадостійкого коду. В дискретному канапі зв'язку використовується завадостійке кодування систематичним кодом (10.6) або (11.7) з мінімальною кодовою відстанню d0 = 3. Для трьох рівнів квантування, заданих у таблиці, записати кодові комбінації на виході завадостійкого кодера. Виробляючі матриці кодів:
|
|
|
Визначити відстані між комбінаціями на вході кодера та між комбінаціями на його виході. Визначте тривалість символу на виході кодера завадостійкого коду.
Зробіть висновок про корегуючи можливості коду.
4.2. Розрахуйте імовірності однократних та двократних помилок на вході декодера. Зробіть висновок про те, чи поліпшиться завадостійкість прийому при виправленні декодером однократних помилок.
Описати принцип виправлення однократної помилки для випадку передачі комбінації.
5. Розрахунок пропускної спроможності каналу зв 'язку
5.1. Визначити пропускну спроможність дискретного каналу: вхід модулятора - вихід демодулятора Ск. Значення імовірності помилки символу
розраховано раніше в пункті 3. Порівняти пропускну спроможність дискретного каналу з продуктивністю джерела цифрового повідомлення, зробити висновки на підставі теореми Шеннона.
5.2. Визначити пропускну спроможність неперервного каналу, необхідну для передачі цифрових сигналів, при цьому потужність сигналу розраховувалась в п. 3., спектральна потужність завади N0 береться з вхідних даних, а смуга попускання Fk розраховується, виходячи з спектру сигналу.
τ0 - тривалість символу на вході модулятора
6.Розробка структурної схеми демодулятора
Представити структурну схему демодулятора для заданого виду модуляції та способу прийому, записати алгоритм прийому, описати призначення та принцип роботи його вузлів.
7. Розрахунок ефективності системи передачі
Розрахувати коефіцієнти η, β, γ, які визначають ефективність системи
зв'язку, вважаючи, що втрати інформації в каналі зневажливо малі і швидкість передачі дорівнює продуктивності джерела повідомлень.
8. Висновок
Дати оцінку розрахованої системи зв'язку в цілому:
- з якою метою було застосовано ЦСП;
- які блоки виконані оптимальними та за якими критеріями;
- які міри прийняті для поліпшення якості передачі;
- чиє запас в розрахованій ЦСП за швидкістю передачі, смузі частот та енергетиці.
| Номер | 1. | 2. | 3. | 4. | 5. | 6. | 7. | 8. | 9. | 10. |
| Fв, кГц | 3,4 | |||||||||
| а,В | 0,1 | 0,25 | 0,05 | 0,2 | 0,1 | 0,15 | 0,15 | 0,25 | 0,2 | 0,05 |
| No,B2/Гц | 1,3*10-9 | 2,5*10-8 | 1*10-9 | 1,2*10-8 | 2,2*10-9 | 1,2*10-8 | 4,5*10-9 | 9*10-9 | 7*10-9 | 6,5*10-10 |
| Рівні квантування | ||||||||||
| П | 3,5 | 3,6 | 2,7 | 2,5 | 2,3 | 3,8 | 3,2 | |||
| Ρкв, дБ | ||||||||||
| модуляція | АМ | ЧМ | АМ | ЧМ | АМ | ЧМ | ВФМ | ВФМ | ВФМ | АМ |
Интеграл вероятности
| х | Ф(х) | х | Ф(х) | х | Ф(х) | х | Ф(х) |
| 0,00 | 0,0000 | 0,60 | 0,4515 | 1,20 | 0,7699 | 1,80 | 0,9281 |
| 0,01 | 0,0080 | 0,4581 | 0,7737 | 0,9297 | |||
| 0,02 | 0,0160 | 0,4647 | 0,7775 | 0,9312 | |||
| 0,03 | 0,0239 | 0,4713 | 0,7813 | 0,9329 | |||
| 0,04 | 0,0319 | 0,4778 | 0,7850 | 0,9342 | |||
| 0,05 | 0,0399 | 0,65 | 0,4843 | 1,25 | 0,7887 | 1,85 | 0,9357 |
| 0,06 | 0,0478 | 0,4907 | 0,7923 | 0,9371 | |||
| 0,07 | 0,0558 | 0,4971 | 0,7959 | 0,9385 | |||
| 0,08 | 0,0638 | 0,5035 | 0,7995 | 0,9399 | |||
| 0,09 | 0,0717 | 0,5098 | 0,8029 | 0,9412 | |||
| 0,10 | 0,0797 | 0,70 | 0,5161 | 1,30 | 0,8061 | 1,90 | 0,9426 |
| 0,0876 | 0,5225 | 0,8098 | 0,9439 | ||||
| 0,0955 | 0,5283 | 0,8131 | 0,9451 | ||||
| 0,1034 | 0,5346 | 0,8165 | 0,9464 | ||||
| 0,113 | 0,5407 | 0,8198 | 0,9476 | ||||
| 0,15 | 0,01192 | 0,75 | 0,5467 | 1,35 | 0,8230 | 1,95 | 0,9488 |
| 0,1271 | 0,5527 | 0,8262 | 0,9500 | ||||
| 0,1350 | 0,5587 | 0,8293 | 0,9512 | ||||
| 0,1428 | 0,5646 | 0,8324 | 0,9523 | ||||
| 0,1507 | 0,5705 | 0,8355 | 0,9534 | ||||
| 0,20 | 0,1585 | 0,80 | 0,5763 | 1,40 | 0,8385 | 2,00 | 0,9545 |
| 0,1663 | 0,5721 | 0,8415 | 0,9596 | ||||
| 0,1741 | 0,5878 | 0,8444 | 0,9643 | ||||
| 0,1819 | 0,5935 | 0,8473 | 0,9684 | ||||
| 0,1897 | 0,5981 | 0,8501 | 0,9722 | ||||
| 0,25 | 0,1974 | 0,85 | 0,6047 | 1,45 | 0,8529 | 2,25 | 0,9756 |
| 0,2051 | 0,6102 | 0,8557 | 0,9786 | ||||
| 0,2128 | 0,6157 | 0,8584 | 0,9812 | ||||
| 0,2205 | 0,6211 | 0,8611 | 0,9836 | ||||
| 0,2282 | 0,6265 | 0,8638 | 0,9857 | ||||
| 0,30 | 0,2358 | 0,90 | 0,6319 | 1,50 | 0,8664 | 2,50 | 0,9876 |
| 0,2434 | 0,6372 | 0,8690 | 0,9892 | ||||
| 0,2510 | 0,6424 | 0,8715 | 0,9907 | ||||
| 0,2586 | 0,6476 | 0,8740 | 0,9920 | ||||
| 0,2661 | 0,6528 | 0,8764 | 0,9931 | ||||
| 0,35 | 0,2787 | 0,95 | 0,6578 | 1,55 | 0,8789 | 2,75 | 0,9940 |
| 0,2812 | 0,6630 | 0,8812 | 0,9949 | ||||
| 0,2886 | 0,6680 | 0,8836 | 0,9956 | ||||
| 0,2961 | 0,6730 | 0,8859 | 0,9963 | ||||
| 0,3035 | 0,6778 | 0,8882 | 0,9963 | ||||
| 0,40 | 0,3108 | 1,00 | 0,6827 | 1,60 | 0,8904 | 3,00 | 0,99730 |
| 0,3182 | 0,6875 | 0,8926 | 0,99806 | ||||
| 0,3255 | 0,6323 | 0,8948 | 0,99863 | ||||
| 0,3328 | 0,6970 | 0,8969 | 0,99903 | ||||
| 0,3401 | 0,7017 | 0,8990 | 0,99933 | ||||
| 0,45 | 0,3473 | 1,05 | 0,7063 | 1,65 | 0,9011 | 3,50 | 0,99953 |
| 0,3545 | 0,7109 | 0,9031 | 0,99968 | ||||
| 0,3616 | 0,7154 | 0,9051 | 0,99978 | ||||
| 0,3688 | 0,7199 | 0,9070 | 0,99986 | ||||
| 0,3759 | 0,7243 | 0,9090 | 0,99990 | ||||
| 0,50 | 0,3829 | 1,10 | 0,7284 | 1.70 | 0,9109 | 4,00 | 0,99994 |
| 0,3899 | 0,7330 | 0,9127 | 0,999958 | ||||
| 0,3969 | 0,7373 | 0,9146 | 0,999973 | ||||
| 0,4039 | 0,7415 | 0,9164 | 0,999983 | ||||
| 0,4108 | 0,7457 | 0,9181 | 0,999989 | ||||
| 0,55 | 0,4177 | 1,15 | 0,7499 | 1,75 | 0,9199 | 4,50 | 0,999993 |
| 0,4245 | 0,7540 | 0,9216 | 0,999996 | ||||
| 0,4313 | 0,7580 | 0,9233 | 0,999997 | ||||
| 0,4381 | 0,7620 | 0,9249 | 0,999998 | ||||
| 0,4448 | 0,7660 | 0,9265 | 4,892 | 1-10-6 | |||
| 5,327 | 1-10-7 |
Породжуючий поліном G(x) циклічних кодів
|
|
|
| Максимальна степінь | Породжуючи поліноми G(x) |
| Х2+х+1 | |
| Х3+х2+1 | |
| Х4+х+1 Х4+х3+х2+х+1 | |
| Х5+х2+1 Х5+х4+х3+х2+1 Х5+х4+х2+х+1 | |
| Х6+х+1 Х6+х5+х2+х+1 Х6+х5+х3+х2+1 | |
| Х7+х3+1 Х7+х3+х2+х+1 Х7+х4+х3+х2+1 | |
| Х8+х7+х6+х5+х2+х+1 Х8+х4+х3+х+1 Х8+х6+х5+х+1 |
Значення величин – p log2 p
| p | – p log2 p | p | – p log2 p | p | – p log2 p |
| 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,30 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 | 0,0664 0,1129 0,1517 0,1857 0,2131 0,2435 0,2386 0,2915 0,3127 0,3322 0,3503 0,3371 0,3826 0,3971 0,4105 0,4230 0,4346 0,4453 0,4552 0,4644 0,4728 0,4806 0,4877 0,4941 0,5 0,5053 0,5100 0,5142 0,5179 0,5211 0,5238 0,5260 0,5278 0,5292 0,5301 | 0,36 0,37 0,38 0,39 0,4 0 0,4 1 0,4 2 0,4 3 0,4 4 0,45 0,4 6 0,4 7 0,4 8 0,4 9 0,5 0 0,5 1 0,5 2 0,5 3 0,5 4 0,5 5 0,5 6 0,5 7 0,5 8 0,5 9 0,6 0 0,6 1 0,6 2 0,6 3 0,6 4 0,6 5 0,6 6 0,6 7 0,6 8 0,6 9 0,7 0 | 0,5306 0,5307 0,5304 0,5298 0,5288 0,5274 0,5256 0,5236 0,5211 0,5184 0,5153 0,5120 0,5083 0,5043 0,5 0,44954 0,4906 0,4854 0,4800 0,4744 0,4684 0,4623 0,4558 0,4491 0,4422 0,4350 0,4272 0,4199 0,4121 0,4040 0,3957 0,3871 0,3784 0,3694 0,3602 | 0,7 1 0,7 2 0,7 3 0,74 0,7 5 0,7 6 0,7 7 0,7 8 0,7 9 0,8 0 0,8 1 0,8 2 0,8 3 0,8 4 0,8 5 0,8 6 0,8 7 0,8 8 0,8 9 0,9 0 0,9 1 0,9 2 0,9 3 0,9 4 0,9 5 0,9 6 0,9 7 0,9 8 0,9 9 | 0,3500 0,3412 0,3314 0,3215 0,3113 0,3009 0,2903 0,2793 0,2678 0,2575 0,2462 0,2346 0,2231 0,2113 0,1903 0,1871 0,1748 0,1623 0,1493 0,1338 0,1238 0,1107 0,0974 0,0839 0,0803 0,0535 0,0423 0,0286 0,0140 |
|
|
|
