Файл: Курсовая работа по дисциплине Теория связи.docx

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Бурятский институт инфокоммуникаций

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ»

Курсовая работа

по дисциплине: «Теория связи»

9 вариант

Выполнил: студент 2 курса

Группы: Т-111

очной формы обучения

Серебрякова Е.С

Проверил: Базарова Т.В

г.Улан-Удэ

2023г

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

ГЛАВА 1 СТРУТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ СВЯЗИ

ГЛАВА 2 ВЫБОР СХЕМЫ ПРИЕМНИКА (ДЕМОДУЛЯТОРА)

ГЛАВА 3 РАСЧЕТ ВЕРОЯТНОСТИ ОШИБКИ НА ВЫХОДЕ ПРИЕМНИКА.

ГЛАВА 4 СРАВНЕНИЕ ВЫБРАННОЙ СХЕМЫ ПРИЕМНИКА С ОПТИМАЛЬНЫМ ПРИЕМНИКОМ

4.1 Оптимальный приемник и алгоритм его работы

4.2 Сравнительный анализ помехоустойчивости для разных видов модуляции

4.3 Алгоритм приемника Котельникова применительно к ОФМ………..

4.4 Описание сущность оптимальной фильтрации. Оптимальный фильтр

4.5 Схема оптимального фильтра, согласованного с прямоугольными импульсами

ГЛАВА 5 ПЕРЕДАЧА АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ МЕТОДОМ ИКМ

ГЛАВА 6 ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЕ КОДИРОВАНИЕ

ГЛАВА 7 СТАТИСТИЧЕСКОЕ КОДИРОВАНИЕ

ГЛАВА 8 ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ДВОИЧНОГО КАНАЛА СВЯЗИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Теория связи- это наука, которая на данный момент наиболее быстро развивается. Она изучает способы передачи и обработки информации между различными устройствами и системами. Эта дисциплина включает в себя широкий спектр тем, что от простых методов передачи данных до более сложных систем связи, которые позволяют людям общаться по всему миру. Важно отметить, что теория связи имеет широкое применение в современном технологической инфраструктуре для обеспечения надежного обмена информацией. Она используется в средствах связи, таких как телефоны, компьютеры, интернет и телевизоры.

Правильная эксплуатация систем связи также требует знания основ теории передачи сигналов, выбора оптимального режима работы и критериев оценки достоверности передачи сообщений и т.д.

---

Цели данной курсовой работы заключаются:

• 
  в изучение фундаментальных закономерностей, связанных с получением сигналов и обработкой преобразованием в радиотехнических устройствах;
  
• 
  необходимо закрепить и развить навыки математического описания сигналов и определения их вероятностных и числовых характеристик;
  
• 
  уметь выбирать математические аппараты для решения научно-технических задач в области теории связи;
  

Курсовая работа представляет интерес не только для специалистов в области теории связи, но и для тех, кто интересуется современными технологиями обработки информации. Теория связи важна и актуальна в наше время, когда информационные технологии играют важную роль.

Важно также отметить, нужно знать глубокое познание в методах передачи непрерывных и дискретных сигналов, способы их повышения вероятности передачи сигналов, а еще уметь разрабатывать обобщенные структурные схемы передачи сообщений и осуществлять многочисленные преобразования.

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Необходимо разработать структурную схему системы связи, предназначенная для передачи данных и передачи аналоговых сигналов методом ИКМ для заданных вида модуляции и способа приема сигналов. Рассчитать основные параметры системы связи. Указать и обосновать пути совершенствования разработанных системы связи.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

• 
  Вариант №9
  
• 
  Способ модуляции- ОФМ (относительно- фазовая модуляция).
  
• 
  Способ приема – способ сравнения фаз (НГК).
  
• 
  Мощность сигнала на входе демодулятора приемника Pc=1,1 мВт.
  
• 
  Длительность элементарной посылки Т= 12,0 мкс.
  
• 
  Помеха- белый шум с гауссовским законом распределения.
  
• 
  Спектральная плотность мощности помехи No= 0,001 ВтГц.
  
• 
  Вероятность передачи сигнала “1” p(1)= 0,30.
  
• 
  Число уровней квантования N= 256.
  
• 
  Пик-факторов аналоговых сигнала П= 2,6.
  

ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

ГЛАВА 1 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ СВЯЗИ

Общие сведения о системе связи:

- информация- это совокупность сведений каких-либо предметах, событиях, процессах деятельность. Информация передается посредством сообщений;

---

- сообщение- это способ представления информации и передается с помощью сигналов;

- сигнал- это физический процесс, отображающий передаваемое сообщение;

Система связи- это совокупность устройств, выполняющих преобразование сообщений и сигналов с целью передачи информации от источника к получателю.

Рассмотрим структурную схему системы связи и подробно опишем назначение элементов (см.рис.1):



Рисунок 1 Структурная схема системы связи
Описание элементов схемы:

- источником сообщений (непрерывных)- это различного рода устройства (автомат, вычислительная машина и т.д.), на выходе которого имеется непрерывный электрический сигнал. Следовательно, соответствующими этим сообщениям сигналы подразделяются на непрерывные и дискретные. К непрерывным относятся также сигналы, которые могут принимать в некоторых пределах любые значения и являются непрерывными функциями времени. К дискретным относятся сигналы, которые состоят из отдельных (дискретных) элементов, имеющих конечное число различных значений;

- кроме того преобразование сообщения в сигнал должно быть обратимым. В этом случае из выходного сигнала можно восстановить входной первичный сигнал, т.е. можно получить всю информацию, содержащуюся в переданном сообщении. Поэтому, поскольку спектр сигнала бесконечен, т.е. сигнал ограничен по времени, то схему необходимо включить ФНЧ (фильтр низких частот) для восстановления исходного непрерывного сигнала S(t) после дискретизации. В результате, частота среза фильтра выбирается таким образом, чтобы сохранялась эффективная ширина спектра;

- АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) осуществляет преобразование из аналогового в цифровой сигнал. АЦП состоит из следующих этапов:

1) в основе преобразования различных непрерывных сигналов для их обработки в цифровой форме лежит процедура дискретизации. Непрерывные сообщение подвергаются дискретизации через заданный интервал времени Δt;

2) полученные отсчеты мгновенных значений квантуются. Следовательно, значение непрерывных сигналов, можно ограничить конечным множеством, содержащим определенное, заранее установленное для того или иного вида сигналов, число разрешенных амплитудных значений.

---

Операция квантования сводится к тому, что вместо данного мгновенного значения первичного сигнала передаются ближайшие значения по установленной шкале дискретных уровней.

3) полученная последовательность кодируется. Кодирование используется при передаче дискретных сообщений, а также при передаче непрерывных сообщений цифровым методом (ИКМ). При кодировании происходит повышение помехоустойчивости; при этом возрастает скорость передачи информации (устраняет избыточности в сообщение), а длительность передачи уменьшается. Кодирование позволяет обнаружить и устранить ошибки.

- дальше полученный код поступает на модулятор, который преобразует дискретный сигнал в аналоговый и передатчик передает модулированный сигнал в линию связи;

- выходное устройство в схеме ограничивает спектр частот передаваемого сигнала для устранения помех в канале связи и увеличивает эффективности использования полосы частот. Таким образом, выходное устройство содержит полосовые фильтры (такой фильтр увеличивает относительные доли полезного сигнала), усилитель мощности и излучатель сигнала. Следовательно, кодирующее устройство, модулятор и выходное устройство образует передатчик;

- линия связи- это совокупность технических средств, где сигнал претерпевает изменения из-за воздействия помех и искажений. В линии связи на передаваемый сигнал действует помеха. Где помеха x(t), вызывающих отклонение принятых сигналов от переданных (включая искажения сигнала);

- в схеме входное устройство- выделяет из линии связи сигнал нужного передатчика и усиливает его до необходимого уровня. Таким образом, преобразует исходную информации в электрический сигнал;


- далее на прием сигнала подается на демодулятор(детектор), который преобразует принятый модулированный сигнал в сообщение, которым осуществлялась модуляция, и содержащее переданную информацию. Следовательно, после демодуляции передается в ЦАП виде кода;

- ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) происходит обратное преобразование цифрового сигнала в дискретный по времени и амплитуде аналоговый сигнал, а устройство восстанавливает непрерывный сигнал, поступающий в приемник информаций:

В состав ЦАП входят декодирующее устройство, которое производит обратное преобразование принятых сигналов (кодовых комбинаций) в исходное сообщение с целью обнаружения ошибок, и интерполятор используется для увеличения частоты дискретизации сигнала. Он приближает форму входного сигнала к оригинальной форме с помощью алгоритмов, которые добавляют промежуточные значения между уже заданными. Это позволяет увеличить точность воспроизведения аналогового сигнала при его преобразовании из цифрового и уменьшить искажения на выходе. Интерполяция также может использоваться для сглаживания шумов, которые могут возникать во время цифровой обработки сигнала.

---

- далее сообщение подается на приемник сообщений, и потребитель может получить исходное сообщение.

ГЛАВА 2 ВЫБОР СХЕМЫ ПРИЕМНИКА(ДЕМОДУЛЯТОРА).

На вход приемного устройства любой системы связи поступает переданный сигнал S(t) и помехи ξ(t).

x(t)= S(t)+ξ(t)

причем сигналы S(t) представляет собой сложные колебания, содержащие, кроме времени t, множество параметров (амплитуду, фазу, частоту и пр.): S(t)=f (a; b; c;…;t). Основной задачей приемника является определение(измерения) параметров сигнала, несущие информацию с помощью всех остальных параметров сигналы, не несущие информацию.

Дискретная фазовая модуляция обеспечивает наиболее высокую помехоустойчивость приема дискретных сигналов. Однако при практической реализации схемы приемника возникают трудности с получением опорного напряжения. Для устранения опасности (обратной работы) применяется относительно фазовая модуляция (ОФМ). Если при обычной ДФМ прием осуществляется путем сравнения фаз приходящего сигнала с фазой опорного генератора, то при ОФМ осуществляется сравнение фазы каждой посылки с фазовой предыдущей посылки. Если фаза очередной посылки совпадает с фазой предыдущей посылки, то приемник выдает “1”, если где фазы противоположны, то приемник выдает“0”.

Прием сигналов ОФМ для демодуляции сигналов осуществляется двумя методами: когерентный (метод сравнения полярностей) и некогерентный (метод сравнения фаз).

При некогерентном приеме ОФМ (относительно-фазовая модуляция) структурная схема приемника имеет следующий вид (см.рис.2).


Рисунок 2- схема некогерентного ОФМ приемника.

При некогерентном приеме ОФМ сигналов в приемнике вместо опорного генератора используется линия задержки, задерживающая входной высокочастотный сигнал на время, равное длительности элементарной посылки.

Так как в этой схеме опорное напряжение содержит, кроме высокочастного напряжения предыдущей посылки, также составляющую помехи, то эта схема обеспечивает меньшую помехоустойчивость, чем схема когерентного приема.

При модуляции импульса скважностью 2 (см.рис.3) имеет вид сигнала ОФМ (см.рис.4) и их спектры.

---