Добавлен: 28.11.2018
Просмотров: 1454
Скачиваний: 8
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)»
(РУТ (МИИТ)
Одобрено кафедрой
«
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ АВТОМАТИКА ТЕЛЕМЕХАНИКА И СВЯЗЬ»
Протокол №
от
201
г.
Автор:
ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ С МЕТОДИЧЕСКИМИ
УКАЗАНИЯМИ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Информационные сети и телекоммуникации
Уровень ВО:
Бакалавриат
Форма обучения:
Заочная
Курс: 4
Специальность/Направление: 27.03.04 Управление в технических систе-
мах (УТб)
Специализация/Профиль/Магистерская программа: (УТ) Системы и
технические средства автоматизации и управления
Москва
2
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Задание на контрольную работу составлено в соответствии с действу-
ющей рабочей программой.
Контрольная работа состоит из двух задач, посвященных принципам
построения современных цифровых систем передачи. Варианты исходных
данных к задачам студент выбирает по двум последним цифрам своего учеб-
ного шифра.
К выполнению контрольной работы рекомендуется приступать после
изучения теоретической части курса в целом или разделов, рекомендованных
в задачах. При выполнении контрольной работы следует привести исходные
данные для каждой задачи в соответствии с вариантом, краткие пояснения,
расчеты и схемы, предусмотренные методическими указаниями. Схемы
должны быть выполнены в графических редакторах.
Оформление контрольной работы выполняется на одной стороне стан-
дартных листов А4, с использованием текстовых редакторов, в соответстви-
ями с требованиями по оформлению (14 шрифт, полуторный межстрочный
интервал, поля справа – 3,5, слева 3, сверху и снизу – 2 см). Листы должны
быть сброшюрованы и пронумерованы. В конце контрольной работы необ-
ходимо привести список использованной литературы.
3
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ЗАДАЧА №1
Образовать кодовую группу для заданного отсчета сигнала при коди-
ровании способом потактового сравнения.
Исходные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные
Предпоследняя
цифра шифра
Последняя цифра шифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
16,5
0,03
27,0
0,15
16,0
0,01
20,7
0,07
-9,2
0,15
22,0
0,14
25,0
0,02
32,0
0,60
14,1
0,25
17,4
0,25
1
27,1
0,02
21,5
0,02
-11,9
0,12
16,8
0,05
8,5
0,20
-19,0
0,22
-28,1
0,05
21,4
0,75
6,2
0,32
11,2
0,35
2
-8,7
0,09
-19,6
0,10
-9,1
0,02
-19,7
0,03
10,9
0,01
-18,9
0,12
31,2
0,04
19,5
0,13
8,2
0,75
14,6
0,27
3
-11,0
0,02
-14,2
0,20
5,7
0,01
18,1
0,02
16,7
0,05
-11,5
0,25
16,5
0,03
20,3
0,18
13,1
0,50
29,2
0,18
4
32,5
0,06
23,0
0,50
-12,0
0,05
15,7
0,01
-19,9
0,05
-13,5
0,10
19,1
0,05
15,1
0,32
19,2
0,02
-17,1
0,15
5
-24,0
0,05
16,5
0,30
21,4
0,07
-27,2
0,07
18,1
0,03
16,1
0,07
14,2
0,06
-25,2
0,41
18,4
0,14
18,0
0,27
6
-12,5
0,12
-30,7
0,50
-18,6
0,03
9,1
0,50
14,9
0,02
-21,6
0,04
-22,1
0,04
23,4
0,52
-21,0
0,03
-19,6
0,41
7
31,5
0,10
21,5
0,02
20,6
0,04
19,1
0,30
-5,7
0,01
24,0
0,03
-24,0
0,02
-21,6
0,60
-25,1
0,18
14,1
0,01
8
-22
0,02
-11,0
0,10
26,5
0,02
-13,7
0,10
-29,0
0,03
-27,2
0,05
29,0
0,03
-18,6
0,41
-23,2
0,45
-12,4
0,04
9
15
0,07
8,5
0,05
13,1
0,05
-17,2
0,01
35,0
0,02
32,4
0,02
-30,9
0,02
14,1
0,35
19,5
0,60
6,2
0,02
Примечание. В таблице 1 верхнее число в каждой строке показывает значение от-
счета сигнала U, B, нижнее – минимальный шаг квантования Δ, B.
Методические указания
Перед выполнением задачи необходимо изучить принципы обработки
сигналов в цифровой связи, принципы квантования и кодирования сигналов в
системах передачи. Установить особенности линейного, нелинейного кван-
тования и кодирования, квантователей с симметричной характеристикой,
ознакомиться с устройством и работой кодера и декодера.
4
Материалы содержатся во втором разделе лекций.
Кодирование – это процесс замены отсчета сигнала определенной ко-
довой группой. Формирование кодовой группы осуществляется одновремен-
но с квантованием отсчета по амплитуде (уровню), т.е. заменой отсчета бли-
жайшим разрешенным значением кодовой группы в соответствии со шкалой
квантования.
В цифровых системах передачи используется нелинейное квантование.
Шкала квантования содержит 256 разрешенных значений – шагов квантова-
ния. Из них 128 для положительной полярности сигналов и 128 для отрица-
тельной.
Характер нелинейности шкалы квантования определяется кривой ком-
прессии типа А-87,6/13, показанная на рисунке 1 и представляющая собой
амплитудную характеристику кодера. Применение нелинейного квантования
позволило обеспечить достаточно высокую защищенность от шума кванто-
вания как сильных, так и слабых телефонных (речевых) сигналов.
2048
Δ
1/2
1/4
1/8
1/16
1/32
1/64
1/128
U
BX
U
BX
max
0
16
32
48
64
80
96
112
128
U
ВЫХ
U
ВЫХ
max
64
Δ
1024
Δ
32
Δ
512
Δ
256
Δ
128
Δ
64
Δ
32
Δ
16
Δ
Ном
ер шага
Рисунок 1 - Характеристика компрессии сигнала типа А-87,6/13 кодера ЦСП
5
В соответствии с кривой компрессии шаг квантования изменяется в за-
висимости от величины поступающего в кодер отсчета и лежит в пределах от
Δ (для слабых сигналов) до 64Δ (для сильных сигналов). Характеристика
компрессии составлена из прямолинейных отрезков-сегментов. Их восемь в
положительной и восемь в отрицательной области значений сигнала (на ри-
сунке показана ее положительная ветвь). Каждый из сегментов содержит 16
одинаковых шагов квантования. Первые два сегмента (С
0
и С
1
) имеют один и
тот же угол наклона к горизонтальной оси и равные шаги квантования Δ. С
увеличением номера сегмента (С
2
…
С
7
) его наклон уменьшается, а шаг кван-
тования возрастает до 64Δ. Такой характер изменения крутизны кривой А-
87,6/13 указывает на то, что при квантовании происходит и сжатие динами-
ческого диапазона сигнала.
Каждая кодовая группа цифрового сигнала представляет собой комби-
нацию из восьми двоичных символов 0 и 1. Отсюда число кодовых групп
2
8
=256, т.е. равно числу разрешенных значений на шкале квантования.
В процессе кодирования производится:
-
определение и кодирование полярности (знака) отсчета; для этого до-
статочно одного такта кодирования, при котором фиксируются или 1 (при
знаке « + ») или 0 (при знаке « – »);
-
поиск и кодирование сегмента, в переделах которого находится зна-
чение отсчета; для выбора одного из восьми сегментов очевидно необходимы
три такта (8=2
3
);
-
поиск и кодирование отсчета в пределах найденного сегмента; для
выбора одного из 16 значений требуется четыре такта (16=2
4
).
В итоге кодовая группа содержит восемь разрядов.
Кодовая группа отсчета
P1
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
Знак от-
счета
Сегмент, в котором находится
отсчет
Значение отсчета в сегменте