Файл: Разработка многоканальной системы связи.docx

n = len(data)

k = 0

while 2**k < n + k + 1:

k += 1

check_bits = np.zeros(k, dtype=int)

j = 0

for i in range(1, n + k + 1):

if i == 2**j:

check_bits[j] = -1

j += 1

else:

check_bits[j - 1] ^= data[i - 1]

return check_bits

# функция, которая кодирует данные с помощью кода Хэмминга

def hamming_encode(data):

n = len(data)

k = 0

while 2**k < n + k + 1:

k += 1

code = np.zeros(n + k, dtype=int)

j = 0

for i in range(1, n + k + 1):

if i == 2**j:

code[i - 1] = -1

j += 1

else:

code[i - 1] = data[i - j - 1]

check_bits = get_check_bits(code)

for i in range(len(check_bits)):

if check_bits[i] == 1:

code[2**i - 1] = 1

else:

code[2**i - 1] = 0

return code

# функция, которая декодирует данные с помощью кода Хэмминга

def hamming_decode(code):

n = len(code)

k = 0

while 2**k < n:

k += 1

check_bits = get_check_bits(code)

error = 0

for i in range(len(check_bits)):

if check_bits[i] == 1:

error += 2**i

if error > 0:

code[error - 1] = 1 - code[error - 1]

data = np.zeros(n - k, dtype=int)

j = 0

for i in range(1, n + 1):

if i == 2**j:

j += 1

else:

data[i - j - 1] = code[i - 1]

return data

# пример использования

data = np.array([1, 0, 1, 1])

print("Исходные данные: ", data)

code = hamming_encode(data)

print("Закодированные данные: ", code)

decoded_data = hamming_decode(code)

print("Раскодированные данные: ", decoded_data)

2.4 Вычисление вероятности ошибки при приеме кодового слова и битовой вероятности ошибки на выходе декодера и оценка частоты появления ошибок

Отношение сигнал/шум по мощности на входе приемника системы с временным разделением каналов



где .

Тогда, W

Вероятность ошибки при демодуляции принимаемого радиоимпульса



Битовая вероятность ошибки на выходе демодулятора:

---

где

Битовая вероятность ошибки на выходе декодера

= 4



Среднее время безошибочной работы в одном канале равно:



Следует, что все время работы системы безошибочно.

Поскольку отношение сигнал/шум или вероятность ошибки 0, то возможно сокращение избыточности засчет отказа от помехоустойчивого кодирования. Таким образом избыточность кода сократится на 16%.

2.5 Выбор способов введения и численных значений параметров синхросигналов

Длительность импульсов, передаваемых в групповом сигнале в системе в ВРК, определяется из соотношения:



Длительность синхроимпульса выбирается из соотношения:



где k_τ – коэффициент превышения длительности синхроимпульса

В данной работе примем k_τ=5, так что, согласно (5.1), длительность синхроимпульса равна:



Период повтора импульсов, для обеспечения не перекрывания сигналов по времени, равен:



Пусть логическая единица передаётся прямоугольным видеоимпульсов амплитудой 1В, алогический нуль – отсутствием напряжения. Импульсы i-го канала должны быть сдвинуты по времени на i*τ секунд. Тогда сообщения передаются сигналами x₁(t), x₂(t). В общем виде, сигнал, передающийся по s-му каналу записывается в виде:



Сообщения, передаваемые по первому и второму каналам соответственно:





Временные диаграммы сигналов в каналах и группового сигнала представлены на рис.2.1-2.4.

---

Рис.2.1. Синхроимпульсы



Рис.2.2. Сигнал на первом канале



Рис.2.3. Сигнал на втором канале



Рис.2.4. Групповой сигнал

Как видно из рис.2.4, сигналы не перекрываются по времени, и зная параметры τ и T на приёмной стороне, не составит труда разделить сигналы.

Ниже представленны структурные схемы СПИ с ВРК



Рис.2.5 Передающая часть обобщенной структурной схемы СПИ с ВРК



Рис.2.6 Приёмная часть обобщенной структурной схемы СПИ с ВРК

3. Разработка функциональной схемы системы в целом для передачи в одном направлении

Рис. 3.1 Функциональная схема передающего тракта СПИ



Рис. 3.2 Функциональная схема передающего тракта СПИ

Заключение

Учитывая исходные данные и результаты проведённых расчётов, была обоснована сфера применения разрабатываемой СПДИ (система подходит для передачи значений направления и скорости ветра при метеорологических наблюдениях, скорости движения конвейера);

Рассмотрен вариант применения помехоустойчивого кодирования кодами Хэмминга, исходя из чего было доказано, что помехоустойчивое кодирование повышает, наряду с помехоустойчивостью информационную производительность системы;

В результате проделанной работы на основании исходных данных и проведённых расчётов была сформирована функциональная схема двуканальной некогерентной системы передачи дискретной информации.

---

­­

Список используемой литературы

1. 
   Г.В. Заболотников, М.Г. Весёлкин. Использование международных авиационных метеорологических кодов МЕТАЯ (8РЕС1) и ТАБ [Текст] / Г. В. Заболотников, М.Г. Весёлкин // С.-Пб.: РГГМУ, 2006 - 33 с.
   
2. 
   Нечаев С.А. Теоретические основы электротехники. – Лысьва, ПНИПУ, 2014 – 26 с.
   
3. 
   Акулиничев Ю.П. Теория электрической связи. ч. 1 Учеб. пособие. – Томск, ТМЦДО, 2005.
   
4. 
   ГОСТ Р 58912-2020
   
5. 
   Филиппов Б.И. Теория электрической связи. – Новосибирск: издательсво СГУТиИ, 2011
   
6. 
   Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Высшая школа, 1983
   
7. 
   В.А. Григорьев, О.И. Лагутенко, О.А. Павлов, Ю.А. Распаев, В.Г. Стародубцев, И.А. Хворов. Теория электрической связи. – Санкт-Петербург, 2012
   

---