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

Расчет надежности радиоэлектронных устройств
Оценка показателей надежности радиоэлектронных устройств (РЭУ) является обязательной процедурой, выполняемой на этапе проектирования аппаратуры. Актуальность задач по расчету надежности объясняется тем, что они дают ответ на вопрос о ц ...

Расчет линейной электрической цепи при гармоническом воздействии
1. Каждому студенту в соответствии со своим порядковым номером по журналу выбрать вариант схему (Рис.1). Различные конфигурации схемы образуются с зависимости от положения ключей "K1"-"K5", которые устанавливаются п ...