Расчет и оптимизация характеристик системы связи

Сообщение непрерывного источника передается цифровым методом по каналу связи. В канале связи используются модуляция и помехоустойчивое (корректирующее) кодирование. Необходимо дать описание процессов в отдельных блоках заданной системы передачи и рассчитать её основные параметры. Выполнение задания осуществляется в такой последовательности:

1. Структурная схема системы связи

Изобразите полную структурную схему анализируемой системы связи, содержащую источник и получатель сообщений, АЦП и ЦАП, кодер и декодер помехоустойчивого кода, модулятор и демодулятор, линию передачи и источник помех. Поясните назначение каждого блока.

. Расчет параметров АЦП и выходного сигнала АЦП

По заданным максимальной частоте Fmax спектра сообщения, коэффициенту амплитуды KА сообщения и допустимому отношению сигнал/шум квантования rкв доп = Рb /Рe определите параметры АЦП и сигнала на его выходе:

– минимальное допустимое число уровней квантования Lдоп и выберите L ³ Lдоп, равным целой степени числа 2;

– отношение сигнал/шум квантования rкв при выбранном L;

– длину кода АЦП k, интервал дискретизации Тд, длительность двоичного символа Тб и скорость сигнала R на выходе АЦП, считая, что длительность кодовой комбинации равна интервалу дискретизации.

3. Кодирование корректирующим (помехоустойчивым) кодом

Сигнал с выхода АЦП поступает на вход кодера помехоустойчивого кода. В цифровом канале связи (от выхода АЦП до входа ЦАП) используется помехоустойчивое кодирование циклическим кодом (n, k) с кодовым расстоянием dmin = 3. Считая длину простого кода k равной длине кода АЦП, рассчитайте необходимое число дополнительных символов и длину корректирующего кода n. Определите длительность символа TS на выходе кодера помехоустойчивого кода и сравните ее с длительностью символа Tб на входе кодера.

. Расчет характеристик модема

Закодированное помехоустойчивым кодом сообщение передается по непрерывному гауссовскому каналу связи (линии передачи) с постоянными параметрами сигналом заданного вида модуляции.

Рассчитайте ширину спектра сигнала DFS на выходе модулятора в системе передачи с корректирующим кодом DFS К и в системе передачи без корректирующего кода DFS. Сравните значения вычисленной ширины спектра модулированного сигнала DFS в системах передачи с корректирующим кодом DFS К и без него DFS между собой и с заданной шириной спектра первичного сигнала Fmax.

Изобразите структурную схему демодулятора для заданных метода модуляции и способа приема, дайте необходимые пояснения к схеме.

Рассчитайте значения вероятностей ошибки символа на выходе оптимального демодулятора в системе передачи с корректирующим кодом рК и в системе передачи без корректирующего кода р.

. Сравнение помехоустойчивости систем связи

Рассчитайте вероятности однократных РК(1) и двукратных РК(2) ошибок на входе декодера корректирующего кода в системе передачи с корректирующим кодом при вероятности ошибки символа, найденной в п. 4:

РК(1) = n×рК;

.

Сделайте вывод о том, улучшится ли помехоустойчивость системы связи при исправлении декодером однократных ошибок.

Рассчитайте вероятность однократных ошибок Р(1) на выходе демодулятора в системе передачи без корректирующего кода при вероятности ошибки символа, найденной в п. 4:

Р(1) = k×р;

Сравните вероятность однократных ошибок в системе передачи без помехоустойчивого кодирования и вероятность двукратных ошибок в системе с помехоустойчивым кодированием. Сделайте вывод о целесообразности применения помехоустойчивого кодирования.

6. Расчет информационных характеристик системы передачи

Рассчитайте пропускную способность непрерывного канала связи, используемого в системе передачи с корректирующим кодом, приняв полосу пропускания канала связи равной ширине спектра сигнала, определенной в п. 4.

Сопоставьте производительность источника сообщений и пропускную способность канала связи, считая, что производительность источника Rи равна скорости цифрового сигнала на выходе АЦП R. Что утверждает теорема Шеннона для канала с помехами при таком их соотношении?

Рассчитайте коэффициенты h, b и g, определяющие эффективность системы передачи, считая, что потери информации в канале пренебрежимо малы и скорость передачи равна производительности источника сообщений.

• Структурная схема системы связи
• Расчет параметров ацп и выходного сигнала АЦП
• Кодирование корректирующим (помехоустойчивым) кодом
• Расчет характеристик модема
• Сравнение помехоустойчивости систем связи

Еще статьи по технике и технологиям

Реверсивный тиристорный преобразователь для электроприводов постоянного тока
Электропривод на основе двигателей постоянного тока используется в различных отраслях промышленности - металлургии, машиностроении, химической, угольной, деревообрабатывающей и др. Развитие электропривода направлено на создание высокоп ...

Разработка цифрового микропрограммного автомата
Потребность в вычислениях возникла у людей на самых ранних стадиях развития человеческого общества. В любой сфере человеческой деятельности - в науке, технике, производстве, методы и средства Вычислительной техники направлены на повыш ...