Файл: Курсовая работа посвящена расчету и анализу основных характеристик простой дискретной системы связи. Системы связи предназначены для передачи информации в форме сообщения..docx

_{Содержание}


Введение

Курсовая работа посвящена расчету и анализу основных характеристик простой дискретной системы связи. Системы связи предназначены для передачи информации в форме сообщения. В курсовой работе сообщением является текст, составленный из символов, букв алфавита. Таким образом, сообщение дискретно. В качестве источника дискретных сообщений в курсовой работе используется источник без памяти, т.е. каждый символ может появиться в сообщении с вероятностью, не зависящей от других символов.

Для передачи сообщения необходим материальный носитель – сигнал, который описывается функцией времени. Поскольку сообщение дискретно, для его передачи должен использоваться некоторый набор сигналов, при этом каждому передаваемому символу должен соответствовать определенный сигнал. Во многих случаях целесообразно преобразовать сообщение в последовательность других (кодовых) символов. Целью такого преобразования - кодирования – может быть, например, сокращение объёма алфавита символов. При этом обычно учитываются статистические свойства источника, и достигается повышение скорости передачи информации (статистическое кодирование или сжатие). Наконец, могут использоваться помехоустойчивые коды,

---

обеспечивающие контроль и исправление ошибок, вызванных воздействием помех. В курсовой работе предполагается использование двоичных кодов, как для статистического, так и для помехоустойчивого кодирования. Для передачи двоичных кодовых символов применяется амплитудная телеграфия с пассивной паузой – символу 1 соответствует прямоугольный радиоимпульс, а символу 0 – отсутствие сигнала.

Импульсы формируются в модуляторе, с выхода которого сигнал поступает в линию связи, где происходит его взаимодействие с помехой. В курсовой работе в качестве помехи рассматривается стационарный квазибелый гауссовский шум с нулевым средним и известной дисперсией, который суммируется с сигналом. На входе демодулятора могут присутствовать случайные колебания двух видов – реализация шума или сумма детерминированного сигнала и шумовой реализации. Этим двум ситуациям соответствуют гипотезы, обозначаемые H₀ и H₁. Задача демодулятора принять на основе наблюдения решение о том, какая именно из гипотез выполняется в данном случае на интервале наблюдения процесса.

На выходе демодулятора формируется последовательность двоичных символов, которая подвергается декодированию. Вследствие действия помех в канале текст, полученный в результате процедуры декодирования, может сильно отличаться от исходного; при правильном построении демодулятора и выборе помехоустойчивого кода вероятность ошибки должна быть мала.

1. Задание

2.1. Составить обобщенную структурную схему системы связи для передачи дискретных сообщений, содержащую кодер источника, модулятор, канал связи, демодулятор и декодер.

2.2. Определить энтропию и избыточность источника, выполнить кодирование источника (построить экономный код), рассчитать энтропию и избыточность кода, вероятности двоичных символов, передаваемых по каналу, скорость передачи информации по каналу без помех. Изобразить временные диаграммы в промежуточных точках схемы

---

, в тои числе: а) фрагмента сигнала (отвечающего первым двум буквам сообщения) на входе модулятора – качественно, б) соответствующего колебания на входе демодулятора – с учетом амплитуды сигнала и дисперсии шума.

2.3. Рассмотреть случаи когерентного и некогерентного приёма посредством взятия однократного отсчёта смеси высокочастотного сигнала с шумом на выходе линии связи и процесса на выходе детектора огибающей. Определить оптимальный по критерию идеального наблюдателя порог для принятия решения о принимаемом символе при когерентном и некогерентном приёме, условные вероятности ошибок первого и второго рода, среднюю вероятность ошибки, скорость передачи информации при наличии помех. Сделать выводы по результатам расчётов.

2.4. Определить импульсную и комплексную частотную характеристику согласованного фильтра для приема посылки. Построить их графики. Построить график отклика согласованного фильтра на посылку. Определить условные вероятности ошибок и среднюю вероятность ошибки при когерентном приеме с использованием согласованного фильтра. Оценить выигрыш в отношении сигнал/шум за счет согласованной фильтрации.

2.5. Составить обобщенную структурную схему системы связи для передачи дискретных сообщений, использующую помехоустойчивое (канальное) кодирование. Опираясь на результаты пунктов 2.3 и 2.4, рассчитать вероятности однократной и двукратной ошибок в пределах одного кодового слова и охарактеризовать свойства кода по обнаружению и исправлению ошибок.

2.6. Внести в кодовую последовательность на выходе демодулятора двукратную ошибку в пределах одной кодовой комбинации. Выполнить процедуру декодирования полученной последовательности в соответствии с кодом Хэмминга, а затем произвести декодирование статистического кода. Оценить результат, сделать выводы.

2. Исходные данные

1. Алфавит источника сообщений с вероятностями

Таблица 1

а	б	в	д	е	ж	и	к	м	н	о	п	р	с
0,064	0,102	0,064	0,085	0,092	0,074	0,102	0,028	0,026	0,067	0,014	0,014	0,167	0,131

---

2. Код для сокращения избыточности источника – Хаффмена.

3. Канальное кодирование – (7,4) – Кодом Хемминга.

4. Способ передачи – амплитудная телеграфия (АТ) с пассивной паузой.

5. Форма посылки (радиоимпульс) – прямоугольная.

6. Параметры

Таблица 2

Амплитуда сигнала , В	Длительность посылки , мкс	Дисперсия шума ,	Код
11	1,5	4,8	ШФ

---

3. Структурная схема системы связи для передачи дискретных

Сообщений

Системой связи (рис. 1) информации называют совокупность технических устройств, которые обеспечивают передачу электрических сигналов с определёнными свойствами от одного пункта к другому. Входом системы является источник информации, а выходом – её получатель. В общем случае система связи имеет произвольное число входов и выходов и может обеспечивать двустороннюю передачу сигналов. Однако в дальнейшем будет рассматриваться система связи с одним входом и одним выходом, передающие сигналы лишь в одном направлении.



Рис.1. Обобщенная структурная схема системы связи для передачи дискретных сообщений.

Источником сообщения (ИС) является отправитель сообщения, а потребителем – её получатель. Сигнал b(t) поступает с выхода источника информации на вход кодера, где подвергается операции кодирования (при этом последовательность символов, порождаемых источником, преобразуется кодером в последовательность кодовых символов), необходимой для сокращения избыточности источника сообщения. Для передачи по каналу связи кодированный сигнал b_ц(t) посылается на модулятор, где он используется для модуляции другого сигнала, более подходящего для передачи. Каналом связи принято зазывать совокупность технических средств, служащих для передачи сообщения от источника к потребителю. Канал связи вместе с источником и потребителем образует систему связи. Различают систему передачи дискретных сообщений (например, система телеграфной связи) и системы передачи непрерывных сообщений (системы радиовещания, телевидения, телефонии и т.д.). Существуют также системы связи смешанного типа, в которых непрерывные сообщения передаются дискретными сигналами. К таким системам относятся, например, системы импульсно – кодовой модуляции.

В канале модулированный сигнал U(t) подвергается воздействию на него помехи. В данном задании помеха аддитивная. Z(t) является суммой принятого сигнала и помехи, причем помеха может быть не только канальная, но также может возникать из-за внутренних флюктуационных шумов в аппаратуре на приемной стороне.

---