Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 150
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ
БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет прикладной математики и телекоммуникаций
Кафедра радиоэлектронных средств
Курсовая работа
«Теория электрической связи»
Техническое задание
Непрерывное сообщение
, наблюдаемое на выходе источника сообщений (ИС), представляет собой реализацию стационарного гауссовского случайного процесса с нулевым средним и известной функцией корреляции 
. Данное сообщение передается в цифровом виде в системе электросвязи, изображенной на рис. 1.
Рис. 1
В передающем устройстве (ПДУ) системы на основе аналого-цифрового преобразователя (АЦП) сообщение преобразуется в первичный цифровой сигнал импульсно-кодовой модуляции, который модулирует один из информационных параметров высокочастотного гармонического переносчика. В результате формируется канальный сигнал
дискретной амплитудной (ДАМ), дискретной частотной (ДЧМ) или дискретной относительной фазовой модуляции (ДОФМ).Сигнал дискретной модуляции передается по узкополосному гауссовскому непрерывному каналу связи (НКС), в котором действует аддитивная помеха
.В приемном устройстве (ПРУ) системы принятая смесь сигнала и помехи
подвергается при детектировании либо когерентной (КП), либо некогерентной (НП) обработке с последующим поэлементным принятием решения методом однократного отсчета. Прием сигналов ДОФМ осуществляется либо методом сравнения фаз (СФ), либо методом сравнения полярностей (СП).Восстановление (оценка) переданного сообщения по принятому с искажениями сигналу ИКМ осуществляется на основе цифро-аналогового преобразования (ЦАП) с последующей низкочастотной фильтрацией (ФНЧ).
В курсовой работе требуется выполнить следующие задания:
-
Изобразить структурную схему системы электросвязи и пояснить назначение её отдельных элементов. -
По заданной функции корреляции исходного сообщения:
а) рассчитать интервал корреляции, спектр плотности мощности и начальную энергетическую ширину спектра сообщения;
б) построить в масштабе графики функции корреляции и спектра плотности мощности; отметить на них найденные в предыдущем пункте параметры.
-
Считая, что исходное сообщение воздействует на идеальный фильтр нижних частот (ИФНЧ) с единичным коэффициентом передачи и полосой пропускания, равной начальной энергетической ширине спектра сообщения:
а) рассчитать среднюю квадратическую погрешность фильтрации (СКПФ) сообщения, среднюю мощность отклика ИФНЧ, частоту и интервал временной дискретизации отклика ИФНЧ ;
б) качественно, с учетом найденных в предыдущем пункте параметров изобразить сигналы и спектры на входе и выходе дискретизатора АЦП.
-
Полагая, что последовательность дискретных отсчетов на выходе дискретизатора далее квантуется по уровню с равномерной шкалой квантования:
а) рассчитать интервал квантования, пороги и уровни квантования, среднюю квадратическую погрешность квантования (СКПК);
б) построить в масштабе характеристику квантования.
-
Рассматривая отклик квантователя как случайный дискретный сигнал с независимыми значениями на входе L – ичного дискретного канала связи (ДКС):
а) рассчитать закон и функцию распределения вероятностей квантованного сигнала, а также энтропию, производительность и избыточность L – ичного дискретного источника;
б) построить в масштабе графики рассчитанных закона и функции распределения вероятностей.
-
Закодировать значения L – ичного дискретного сигнала двоичным блочным примитивным кодом, выписать все кодовые комбинации кода и построить таблицу кодовых расстояний кода; кроме того:
а) рассчитать априорные вероятности передачи по двоичному ДКС символов нуля и единицы, начальную ширину спектра сигнала ИКМ;
б) изобразить качественно на одном графике сигналы в четырех сечениях АЦП: вход АЦП, выход дискретизатора, выход квантования, выход АЦП.
-
Полагая, что для передачи ИКМ сигнала по непрерывному каналу связи (НКС) используется гармонический переносчик:
а) рассчитать нормированный к амплитуде переносчика спектр модулированного сигнала и его начальную ширину спектра;
б) построить в масштабе график нормированного спектра сигнала дискретной модуляции и отметить на нем найденную ширину спектра.
-
Рассматривая НКС как аддитивный гауссовский канал с ограниченной полосой частот, равной ширине спектра сигнала дискретной модуляции, и заданными спектральной плотностью мощности помехи и отношением сигнал – шум:
а) рассчитать приходящиеся в среднем на один двоичный символ мощность и амплитуду модулированного сигнала, дисперсию (мощность) аддитивной помехи в полосе частот сигнала, пропускную способность НКС;
б) построить в масштабе четыре графика функций плотности вероятностей (ФПВ) мгновенных значений и огибающих узкополосной гауссовской помехи (УГП) и суммы гармонического сигнала с УГП.
-
С учетом заданного вида приема (детектирования) сигнала дискретной модуляции:
а) рассчитать среднюю вероятность ошибки в двоичном ДКС, скорость передачи информации по двоичному симметричному ДКС, показатель эффективности передачи сигнала дискретной модуляции по НКС;
б) изобразить схему приемника сигналов дискретной модуляции и коротко описать принцип его работы, пояснить случаи, когда он выносит ошибочные решения.
-
Рассматривая отклик декодера ПРУ как случайный дискретный сигнал на выходе L – ичного ДКС:
а) рассчитать распределение вероятностей дискретного сигнала на выходе декодера, скорость передачи информации по L – ичному ДКС, относительные потери в скорости передачи информации по L – ичному ДКС;
б) построить в масштабе графики закона распределения вероятностей отклика декодера и сравнить его с законом распределения вероятностей отклика квантователя.
-
Полагая ФНЧ на выходе ЦАП приёмника идеальным с полосой пропускания, равной начальной энергетической ширине спектра исходного сообщения:
а) рассчитать дисперсию случайных импульсов шума передачи на выходе интерполятора ЦАП, среднюю квадратическую погрешность шума передачи (СКПП), суммарную начальную СКП восстановления непрерывного сообщения (ССКП), относительную СКП (ОСКП);
б) качественно изобразить сигналы на выходе декодера и интерполятора ЦАП, а также восстановленного сообщения на выходе системы электросвязи.
Таблица с исходными данными для варианта №20
| ИС; АЦП; L = 8 | ПДУ | НКС | ПРУ | Функция корреляции сообщения  | |||
 |  | Способ передачи | Частота, мГц |  |  | Способ приема | |
 | |||||||
| 4.2 | 6 | ЧМ | 2.9 2.95 | 0.0016 | 11.5 | НП |    |
– мощность (дисперсия) сообщения, 
- показатель затухания функции корреляции,
– число уровней квантования, 
- постоянная энергетического спектра шума НКС,
– отношение сигнал – шум (ОСШ) по мощности на входе детектора.Задание № 1
Для передачи непрерывного сообщения по дискретному каналу используется метод импульсно-кодовой модуляции ( ИКМ). Структурная схема передачи непрерывного сообщения методом ИКМ изображена на рис.1 (см. страницу 3).
Источник сообщения – некоторый объект или система, от которого передается информация в виде её физического представления, например, в виде изменяющегося во времени тока или напряжения.
ФНЧ – предназначен для фильтрации сигнала с целью ограничения спектра сигнала сообщения верхней частотой
.Дискретизатор – позволяет представить отклик ФНЧ в виде последовательности отсчетов.
Квантователь – осуществляет нелинейное преобразование отсчетов в квантовые уровни.
Кодер–осуществляет кодирование квантовых уровней двоичным безызбыточным кодом, т.е. образует последовательность кодовых комбинаций (сигнал ИКМ).
Модулятор–формирует канальный сигнал, электрическое колебание, параметр которого изменяется по закону модулирующего сигнала ИКМ.
Выходное устройство– осуществляет фильтрацию и усиление модулированного колебания для предотвращения внеполосных излучений и для установления требуемого значения сигнал/шум на входе приемника. Усиленный сигнал передается в линию связи.
Линия связи – среда, по которой распространяется сигнал с выхода ПДУ до входа ПРУ. В линии связи на сигнал накладывается помеха.
Входное устройство–осуществляет фильтрация принятого сигнала, смеси переданного сигнала и помехи.
Детектор – позволяет выделить из принятого сигнала закон изменения информационного параметра, пропорционального сигналу ИКМ. Для опознания переданных двоичных символов на вход детектора подключается решающее устройство (РУ), на выходе которого присутствует принятая кодовая комбинация.
Декодер – служит для восстановления L–ичных уровней из двоичных кодовых комбинаций.
Интерполятор– производит восстановление непрерывного сигнала из последовательности L–ичных уровней.
Получатель сообщения –объект (или система), которому передается информация в виде её физического представления, т.е. в виде изменяющегося во времени сигнала.
Задание № 2
По