Разработка квазиоптимальной по критерию минимума вероятности ошибки системы связи

Автор: Пользователь скрыл имя, 07 Января 2013 в 20:59, курсовая работа

Краткое описание

Как известно из курса «Введение в специальность», передача сообщения от источника к получателю с помощью радиотехнических методов осуществляется по радиоканалу. Основные элементы радиоканала — передатчик, приемник и физическая среда, в которой происходит распространение электромагнитных волн. Средой распространения может быть как свободное пространство, так и специальные технические устройства — волноводы, кабели и другие линии передачи.

Файлы: 1 файл

Курсовая вариант№12.doc

— 1,000.00 Кб (Скачать)

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ  КАЗАХСТАН

СЕВЕРО-КАЗАХСТАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 

им. Академика М. Козыбаева

 

КАФЕДРА «Радиоэлектронные  и телекоммуникационные системы»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

 

По дисциплине:  «Теория  электрической связи»

 

На тему: «Разработка  квазиоптимальной по критерию минимума вероятности ошибки системы связи»

 

 

 

 

       Выполнил: студент

       гр. РТ-03-2 Мукушев Е. Е.

 

 

                                                                                 Проверил:  ст. преподаватель

                                                                                         Абильмажинов Б.М.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Петропавловск 2006

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

 

Разработать квазиоптимальную по критерию минимума вероятности ошибки систему связи, рассчитать ее основные параметры и указать пути совершенствования разработанной системы связи.

Необходимо:

  1. Разработать структурную схему системы связи для частотной модуляции и некогерентного способа приема.
  2. Предполагая, что передаваемый информационный сигнал является аналоговым с шириной спектра ΔF=5 кГц, описать преобразования, которым он подвергается в АЦП при переходе к первичному цифровому сигналу ИКМ.

Число уровней квантования  N=256

  1. Описать процесс помехоустойчивого кодирования, если используется код с проверкой на четность и составить структурную схему кодера.
  2. Рассчитать длительность единичного элемента кодовой комбинации цифрового ИКМ сигнала с проверкой на четность.
  3. Определить характеристики источника независимых двоичных сообщений, если вероятность появления символа «1» p(1)=0,001+0,12=0,121
  4. Разработать структурную схему дискретного модулятора и алгоритм его работы.
  5. Разработать структурную схему дискретного демодулятора и алгоритм его работы.
  6. Определить величину параметра h2 на входе детектора, при которой достигается заданная вероятность ошибки Рош=8.10-6,  если помеху, воздействующую на сигнал, считать «белым шумом» со спектральной плотностью мощности G0=10-5.
  7. Вычислить вероятность неверного декодирования кодовой комбинации в декодере с учетом кодирования с проверкой на четность.
  8. Определить пропускную способность канала связи.

Сформулировать теорему  Шеннона о пропускной способности  канала и параметры разработанной  системы связи, сравнить с потенциальными возможностями, указанными в теореме Шеннона

Сделать заключение по результатам  работы.

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

3

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Как известно из курса  «Введение в специальность», передача сообщения от источника к получателю с помощью радиотехнических методов осуществляется по радиоканалу. Основные элементы радиоканала — передатчик, приемник и физическая среда, в которой происходит распространение электромагнитных волн. Средой  распространения  может  быть  как  свободное пространство,  так  и   специальные технические устройства — волноводы, кабели и другие линии передачи.

Сигнал, поступающий от первичного источника сообщений, на передающей стороне радиоканала  с помощью микрофона, передающей телевизионной камеры или других подобных устройств преобразуется в электрические колебания. Эти колебания не могут быть непосредственно использованы для возбуждения электромагнитных волн ввиду их относительной низкочастотности. Поэтому в радиотехнике применяют способы передачи сигналов, основанные на том, что низкочастотные колебания, содержащие исходное сообщение, с помощью специальных устройств управляют параметрами достаточно мощного несущего колебания, частота которого лежит в радиодиапазоие. Процесс подобного преобразования сигналов называют модуляцией несущего колебания.

Модулированный сигнал излучается антенной передатчика Возбужденные при этом электромагнитные волны  вызывают появление в антенне приемника радиосигнала, уровень которого обычно весьма мал. После частотной фильтрации и усиления принятый сигнал должен быть подвергнут демодуляции (детектированию) — операции, обратной по отношению к модуляции. В результате на выходе приемника возникает колебание, являющееся копией переданного исходного сообщения.

Приведенное описание принципа функционирования простейшего радиоканала подчеркивает, что передача сообщений по радиоканалу сопровождается разнообразными преобразованиями сигналов. Эти преобразования осуществляются посредством соответствующих физических систем — радиотехнических цепей. Каждая радиотехническая цепь выполняет определенную операцию над сигналами, характер которой целиком зависит от внутренней структуры цепи. Так, принято различать усилители, фильтрующие частотно-избирательные системы, преобразователи формы электрических колебаний, модуляторы, детекторы и многие другие виды радиотехнических цепей, рассматриваемые в данном курсе.

В любом реальном радиоканале  помимо полезного сигнала неизбежно  присутствуют помехи, возникающие по многим причинам,—из-за хаотического теплового движения электронов в элементах цепей, несовершенства контактов в аппаратуре, влияния соседних радиоканалов с близкими несущими частотами, наличия в пространстве шумового космического радиоизлучения и т. д.

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

4

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

Способность радиотехнических средств передачи информации противодействовать вредному влиянию помех и обеспечивать высокую верность передачи называют помехоустойчивостью. В современной радиотехнике задача создания помехоустойчивых систем является одной из нейтральных. Отдельная отрасль, получившая название статистической радиотехники и базируюшаяся на вероятностных методах, занимается теорией и практикой построения таких систем. Одним из наиболее действенных путей достижения высокой помехоустойчивости является использование совершенных видов модуляции сигналов и, в частности, помехоустойчивого кодирования сообщений.

Итак, в современных условиях развития электрической встали такие основные вопросы :

1)  свойства  разнообразных   полезных  сигналов  и помех,  а также   принципы их математического описания;

2)  свойства физических  систем, выполняющих роль радиотехнических  цепей;

3)  методы анализа  преобразований сигналов в радиотехнических  цепях, способы построения основных  видов цепей;

4)  приемы синтеза радиотехнических цепей с заданными свойствами.

В наши дни радиосвязь является бурно развивающейся научно-прикладной областью. Говоря о ближайших перспективах ее развития, следует подчеркнуть тенденцию перехода ко все более высокочастотным диапазонам электромагнитных колебаний и волн. Так, колебания сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, ранее применявшиеся в основном в радиолокации, стали широко использоваться в телевизионных, связных и телеметрических радиоканалах. Достигнуты большие успехи в создании лазерных линий связи с несущими частотами, лежащими в, световом и инфракрасном диапазонах.

Быстрыми темпами развивается элементная база радиотехники и радиоэлектроники. Если традиционные радиотехнические цепи представляли собой почти исключительно комбинации линейных и нелинейных электрических цепей, то сейчас интенсивно исследуются и внедряются в практику функциональные устройства и системы, производящие обработку сигналов за счет специфических волновых и колебательных явлений в твердых телах — полупроводниках, диэлектриках и магнитных материалах. Огромную роль в современной радиосвязи играют изделия микроэлектронной технологии. Доступные, недорогие, надежные и быстродействующие интегральные микросхемы- решающим образом изменили облик многих областей радиосвязи. Микроэлектроника обусловила широкий переход к принципиально новым цифровым способам обработки и преобразования радиотехнических сигналов.

Есть все основания  ожидать, что отрасли радиотехники будут и впредь расширяться и  развиваться на базе прогресса во многих смежных областях науки и техники.

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

5

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ СВЯЗИ ДЛЯ АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ И КВАЗИОПТИМАЛЬНОГО МЕТОДА ПРИЕМА

 

Пусть требуется предать некоторое сообщение, которое на выходе передающего устройства приняло вид канального сигнала u(t). При передаче сигнал искажается и на него могут накладываться помехи r(t). Приемное устройство обрабатывает принятое колебание z(t)=u(t)+r(t) и восстанавливает по нему сообщение s, которое с некоторой погрешностью отображает преданное сообщение.

 

 

Рис. 1 Структурная схема  системы передачи непрерывных сообщений.

 

Преобразование аналог-цифра  состоит из трех операций: сначала  непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени через интервалы ; полученные отсчеты мгновенных значений квантуются, последовательность квантованных значений предаваемого сообщения представляется посредством кодирования в виде последовательности кодовых комбинаций.

Полученный с выхода АЦП сигнал ИКМ поступает на вход модулятора. Модулятор содержит каскады  умножения частоты (УЧ), усиления мощности (УМ), усилитель низкой  частоты (УНЧ) и амплитудный модулятор (АМ). На приемной стороне линии связи последовательность импульсов после демодуляции и регенерации в приемнике поступает на цифро-аналоговый преобразователь ЦАП, в состав которого входят декодирующее устройство, предназначенное для преобразования кодовых комбинаций в квантованную последовательность отсчетов и сглаживающий фильтр, восстанавливающий непрерывной сообщение  по квантованным значениям.

         

Р1РТ.000.000.012

 
         

6

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

Проведем сравнительный  анализ потенциальной помехоустойчивости амплитудной модуляции  в сравнении с другими видами модуляции

  1. Амплитудный детектор в режиме сильного сигнала.

Пусть на вход детектора  поступает смесь полезного АМ – сигнала Sвх(t) и узкополосного белого шума   nвх(t):

 

  (1)

Средняя мощность полезного  сигнала на входе:

 

(2)

и отношение сигнал/шум  на входе:

 

(3)

Средняя мощность полезного  низкочастотного сигнала на выходе:

  (4)

Тогда

(5)

Откуда 

Q=2Qbx (6)

 

Т.о. при сильном входном  сигнале выигрыш в отношении  сигнал/шум, обеспечиваемый АМ - детектором составляет 3 дБ.

2) Пороговый  эффект при детектировании.

Рассмотрим случай, когда  уровень полезного сигнала ниже уровня шума.

Сигнал на выходе детектора:

Полезного колебания  в выходном сигнале не содержится. Причиной этого является случайный  сомножитель  , определяемый свойствами помехи. В таких случаях принято говорить о пороговом эффекте при демодуляции.

3)Причина высокой  помехоустойчивости широкополосных  ЧМ-систем.

Системы, использующие ЧМ сигналы, в ряде случаев обеспечивают более высокую помехоустойчивость  по сравнению с АМ-сигналами.

Полезное сообщение  заключено здесь в мгновенной скорости углового перемещения сигнального  вектора Uc имеющий в общем случае другую частоту, то результирующий вектор изменит свое положение.

         

Р1РТ.000.000.012

 
         

7

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1

Уровень шумовой составляющей сигнала на выходе демодулятора падает как с уменьшением относительной  амплитуды помехи, так и с ростом индекса модуляции.

Таким образом каждый вид модуляции имеет свои особенности с точки зрения помех, преобразуемых демодулятором и воздействующих на решающее устройство.

 

 

Рис.2 Функциональная схема  системы амплитудной модуляции.

 

Амплитудная модуляция  создает ассиметрию ошибок. Она в  сравнении с другими видами модуляции наиболее чувствительна ко всем видам шумов и помех. Из-за этого АМ не реализуется в «чистом» виде; осуществляется передача части второй боковой с высокими требованиями   к АЧХ формирующего фильтра.

Неоптимальный приемник.

Рассмотрим схему неоптимального приема при неопределенной фазе сигнала, широко используемых в современной аппаратуре связи

 

 

 

Рис.3 Схема неоптимального приема сигналов АМ методом сравнения  огибающей с пороговым уровнем.

         

Р1РТ.000.000.012

 
         

8

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

Здесь амплитудный детектор (Д) и фильтр нижних частот (ФНЧ) выделяют огибающую r(t) принимаемого колебания, прошедшего входной избирательный блок – полосовой фильтр (ПФ) с эффективной полосой пропускания Fэ, достаточной для получения всех наиболее существенных компонентов сигнала. Огибающая r(t) с выхода ФНЧ в определенные моменты времени (например в середине посылки) сравнивается в РУ с некоторым пороговым уровнем Y. При выполнении неравенства r>Y (3.1) регистрируется символ 1, в противном случае 0. Видно, что схема рис.3 отличается от оптимальной некогерентной схемы использованием полосового фильтра нижних частот вместо одного согласованного фильтра до детектора.

Схему приемников с неоптимальной  фильтрацией до и после детектора широко применяют на практике в тех случаях, когда частотная стабильность недостаточна. Это имеет место, например, при использовании движущегося спутника для ретрансляции при больших нестабильностях частот автогенераторов и т.п. Для двоичной системы сигналов алгоритм неоптимального приема запишется в виде:

 

(3.2)

         

Р1РТ.000.000.012

 
         

9

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

2. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ  СИГНАЛА В АЦП

 

Предполагая‚ что  передаваемый информационный сигнал является аналоговым с шириной спектра  ΔF=5кГц‚ описываю преобразования, которым он повергается в АЦП при переходе к первичному цифровому сигналу ИКМ. Число уровней квантования N=128.

В ИКМ аналоговый первичный сигнал подвергается преобразованию в цифровую форму с помощью трёх операций: дискретизации во времени‚ квантования по амплитуде (уровню) и кодирования. Таким образом‚ АЦП ИКМ должен содержать дискретизатор‚ квантователь и кодирующее устройство (рис. 4).

Рис.4 Аналогово-цифровой преобразователь ИКМ.

 

Под дискретизацией понимают процесс представления (замену) во времени непрерывного сигнала дискретной последовательностью отсчетов. t=12 (для данного варианта).

Для представления дискретных отсчетов цифровыми сигналами их предварительно квантуют по уровню напряжения.

В общем виде процесс  квантования описывается уравнением:

 

(4.1)

 

где  - квантованный сигнал, - число квантов, - единичная функция.

Т.о. для нашего случая имеем:

 

 

 

 

         

Р1РТ.000.000.012

 
         

10

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5 Аналогово-цифровое преобразование сигнала.

 

а) – аналоговый; б) –  дискретизированный;

в) – квантованный г) –  цифровой.

 

В нашем случае для  приведенного непрерывного низкочастотного  колебания 

кодовая последовательность после оцифровки и кодирования  кодом с проверкой на четность будет иметь следующий вид:

U1=11100.10100.01100.11101.11110.10100.00101.01001

         

Р1РТ.000.000.012

 
         

11

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

3. ПРОЦЕСС ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО  КОДИРОВАНИЯ

 

Код с четным числом единиц.

Это систематический код (k + 1, k) – код в котором операция  кодирования и декодирования проводится как проверка на четность.

 

 

 

 

Рис.6 Схема контроля четности.

 

Кодовое расстояние для  этого слова d0=2. При этом код всегда обнаруживает однократные ошибки. Разрешенная комбинация этого кода при любом числе информационных символов имеет всего один проверочный. Обычно его ставят в конце после информационных.

Значение проверочного символа в разряде выбирается из условия, что общее число единиц в образованной таким образом разрешенной кодовой комбинацией было бы четным, т.е. сумма по модулю для всех символов кодовой комбинации равнялась нулю.

Если разряды кодовых  комбинаций пронумеровать справа на лево и символы в этих разрядах обозначить для безызбыточного кода a1, а2, аk, а для корректирующего b1, b2, … bk+1, то описанная выше процедура формирования кодовой последовательности запишется в виде:

bi=ai при i=1,2,…,k

bk+1=a1+a2+…+a(4.2)

причем

c1=b1+b2+…+bk+bk+1 = 0

 

Первое равенство означает, что информационные символы при  кодировании не изменяются, второе описывает правило формирования проверочного символа и определяет контрольную сумму этого кода как результат проверки кодовой  комбинации на четность.

 

Рис.7 Структурная схема  кодера.

Структурная схема кодера изображена на рис.7, где БУ – блок уплотнения сообщений, КДШ, КДВ –  кодеры внешний, внутренний. БУ формирует  маркер, обозначающий место первого  источника в общем цифровом потоке.

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

12

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

4. Расчет длительности единичного  элемента кодовой комбинации

 

Количество информационных символов кодовой комбинации k=8 (Рис.7).

Общая длительность кодовой  комбинации равна интервалу дискретизации Tq, определяемому по теореме Котельникова с учетом необходимого сигнала и кратности частоты дискретизации 8 КГц. Здесь Fq – частота дискретизации ;

Минимальный интервал дискретизации 

Длительность единичного элемента кодовой комбинации ИКМ  равна сумме длительности информационных элементов кодовой комбинации, следовательно,

 

 

5. Характеристики источника независимых  двоичных сообщений

 

Вероятность появления символа «1»    p(1)=0.001+0.12=0.121.

Тогда вероятность появления  символа «0»  p(0)=1-p(1)=0.879

Для двоичного источника  информации максимальная энтропия:

Энтропия элемента (среднее  количество информации) вычисляется  по формуле:

 

При условии, что  , получим:

 

Производительность источника  сообщений (среднее количество информации, производимое источником за единицу  времени):

 

(5.2)

где tcp=tH/n=Tтакт – средняя длительность сообщения, следовательно,

 

(5.3)

 

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

13

         

 

Избыточность источника  сообщения оценивается коэффициентом  избыточности:

   (5.4)

Избыточность составляет 46,7%

Количество информации содержащееся в кодовой комбинации u1:

  (5.5)

где -  кол-во информации в одном символе кодовой комбинации.

Тогда:

 

6. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ДЕМОДУЛЯТОРА и АЛГОрИТМА ЕГО РАБОТЫ

 

При амплитудной модуляции  огибающая амплитуд несущего колебания  изменятся по закону, совпадающему с законом изменения передаваемого  сообщения 

a(t)=A(t)cos(w0t+Ө0)    (6.1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.8 а – модулирующая функция; б – амплитудно-модулированное колебание.

 

Ширина спектра модулированного  сигнала:

 

Тогда

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

14

         

 

Спектральная плотность  модулированного колебания Sa(w) образует два всплеска: вблизи w=w0 и вблизи w=-w0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.9 Спектральные плотности: а – модулирующего импульса; б  – АМ колебания

 

Спектральная плотность  огибающей А(t) изображена на рис.9 (а). Дискретная часть этого спектра равная 2ПА0δ(Ω), соответствует постоянной величине А0, а сплошная часть kamA0S(Ω)    передаваемому сообщению s(t).

Математическое выражение  первичного несущего колебания:

   (6.2)

Математическое выражение  передаваемого сигнала:

     (6.3)

Структурная схема модулятора изображена на рис.1

 

7. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ  МОДУЛЯТОРА и АЛГОрИТМА ЕГО  РАБОТЫ

 

Блок амплитудного демодулятора представлен в структурной схеме  на рис.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.10 Временные диаграммы модулированного сигнала на входе модулятора и демодулированного, первичного сигнала на выходе демодулятора.

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

15

         

 

Математическое выражение  принимаемого сигнала соответствует  выражению (6.3) для передаваемого сигнала (6.2) будет являться математическим описанием сигнала на выходе демодулятора.

 

8. Определение величины параметра h2

 

Определение величины параметра h2 на входе детектора, при которой достигается вероятность ошибки Рош=8*10-6, если помеху, воздействующую на сигнал считать «белым шумом» со спектральной плотностью мощностью мощности G0=10-5 B2/Гц. Определение   амплитуды сигнала, при которой достигается полученное значение h2.

 

Для заданного вида модуляции  и способа приема вероятность  ошибки определяется по формуле:

 

, где  для АМ.

 

Учитывая из условия Pош=8*10-6, получаем:

, учитывая свойство логарифма:  logab=c => b=ac, получим:

 

     (8.1)

 

 

Определим амплитуду  сигнала Um, при которой достигается значение h2=5.456.

  (8.2)

 

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

16

         

 

9. Вычисление вероятности неверного  декодирования

 

Кодовая комбинация, при условии использования кода с проверкой на четность будет декодирована неверно, если будет принято с ошибкой четное количество символов.

Так как Pош<<1, то можно учитывать вероятность ошибочного приема двух приема двух символов кодовой комбинации. Тогда вероятность неверного декодирования кодовой комбинации из n символов равна:

 

где - число сочетаний из n – элементов по 2 элемента.

Рош.к.к.=

 

10. Определение пропускной способности канала связи

 

Формулировка теоремы  Шеннона для дискретного канала:

Теорема. Если производительность источника Нист(А), меньше пропускной способности канала С‚ т.е.

                                                      Нист(А)<С‚                                          (10.1)

то существует способ кодирования (преобразования сообщения  в сигнал на входе) и детектирования (преобразования сигнала в сообщение  на выходе канала)‚ при котором  вероятность ошибочного декодирования  может быть сколь угодно мала. Если же  Нист(А)≥С‚ то таких способов не существует.

Пропускная способность  для непрерывного, без памяти, канала связи с аддитивным белым шумом:

 

‚       (10.2)

где m – количество дискретных сигналов‚

р – вероятность ошибки сигнала в канале‚

tи – длительность единичного импульса сигнала.

 

Подставляя исходные данные в (10.2)‚ получаем:

 

 

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

17

         

 

Так как выполняется  условие Нист(А)<C, то можно утверждать, что существует способ кодирования (преобразования сообщения в сигнал на входе) и декодирования (преобразования сигнала в сообщение на выходе канала), при котором вероятность ошибочного декодирования может быть сколь угодно мала.

При увеличении полосы частот канала ΔFк‚ пропускная способность канала стремится к пределу:

                                    (10.3)

тогда:                                 (10.4)

из 10.4 следует‚ что потенциальная пропускная способность равна

 

   Реальная же пропускная способность равна

.

 

 Вывод: Столь большая разница между производительностью источника Нист(А) в целом предопределяет низкую эффективность системы связи и подтверждает неравенство шеннона: Нист(А)<C, это мы доказали, рассчитав пропускную способность канала связи и сравнив ее с рассчитанной в предыдущих пунктах с производительностью источника информации.

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

18

         

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Классическая теория помехоустойчивости при флуктуационных помехах развита для каналов со случайно изменяющимися параметрами и продолжает развиваться в направлении учета реальных характеристик сигналов и помех, в том числе нестационарных. Вопросы синтеза оптимальных приемников непрерывных и импульсных сигналов успешно решаются на основании теории нелинейной фильтрации. Дальнейшим шагом является разработка и применение методов построения адаптивных систем, позволяющих обеспечить высокую достоверность передачи сообщений в каналах с переменными параметрами при неполной априорной информации о сигналах и помехах.

Современная теория передачи сообщений позволяет достаточно полно оценить различные системы  связи по их помехоустойчивости и  эффективности и тем самым  определить, какие из этих систем являются, наиболее перспективными. Теория достаточно четко указывает не только возможности совершенствования существующих систем связи, но и пути создания новых, более совершенных систем.

В настоящее время  речь идет о создании систем, в которых достигаются показатели эффективности, близкие к предельным. Одновременное требование высоких скоростей и верности передачи приводит к необходимости применения систем, в которых используются многопозиционные сигналы и мощные корректирующие коды. В таких системах наряду с модемами важнейшую роль играют кодеки. При этом модем и кодек должны быть хорошо согласованы, чтобы обеспечить наибольшую эффективность системы связи в целом. Это означает, что кодирование и модуляцию необходимо рассматривать как единый процесс формирования наилучшего сигнала, а процесс демодуляции и декодирования как процесс демодуляции и декодирования как процесс наилучшего приема сигнала.

В реальных условиях системы  связи должны выполнять большой  объем вычислений и логических операций, связанных с измерением и регулированием параметров сигнала, а также с операциями кодирования и декодирования. Наиболее совершенная система связи должна быть сложной саморегулирующей (адаптивной) системой. Практическая реализация таких систем, очевидно, должна базироваться на использовании микропроцессоров и ЭВМ.

Однако не следует  думать, что во всех случаях необходимо стремиться к созданию сложных систем, отбрасывая простые как менее  совершенные. Разработка наиболее совершенных  систем передачи информации всегда должна базироваться на технико-экономическом расчете. Сложность систем не должна превосходить определенного экономически обоснованного уровня. По этой причине не следует чрезмерно усложнять системы в погоне за их максимальным совершенством. В ряде случаев более простые системы могут иметь необходимую степень совершенства, а экономически быть более целесообразными. Наряду с разработкой принципиально новых систем связи важной задачей является повышение эффективности существующих систем без их реконструкции.

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

19

         

 

В данной работе был рассчитан  канал связи  с заданными параметрами. Для проверки правильности расчета требовалось найти пропускную способность канала, которая определяет предельные возможности скорости передачи информации по каналу. Сравнивая пропускную способность с производительностью источника сообщений, мы получили излишки пропускной способности канала связи, которые можно использовать либо путем ввода дополнительных корреспондентов, что выгодно с экономической точки зрения, либо использовать дополнительные проверочные коды. Однако это приведет к усложнению аппаратуры, а также к денежным затратам.

Данная курсовая работа была выполнена в соответствии с  ГОСТом 1994 года для технической документации. Все расчеты произведены в математической программе MathCAD 2001.

 

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

20

         

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Кловский Д.Д. Теория  передачи сигналов . М.: Связь, 1973г.

2. Зюко А.Г., Коробов  Ю.Ф. Теория передачи сигналов. М.: Связь, 1972г.

3. Зюко А.Г., Кловский  Д.Д., Назаров М.В., Финк Л.М. Теория  передачи сигналов:           учебник для вузов. М.: Связь, 1980г.

4. Назаров М.В. , Кувшинов  Б.И. , Попов О.В. Теория передачи  сигналов. М.: Связь, 1970г.

5. Финк Л.М. Теория  передачи дискретных сообщений. М.: Сов. радио, 1970г.

6. Зюко А.Г. Помехоустойчивость  и эффективность систем связи. М.:

Связь, 1985г.

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

21

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

 

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

22

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

         

Р1РТ.000.000.012

Лист

         

23

Изм

Лист

 

Подпись

Дата

 
             
           

Изм

Лист

№ докум.

Подпись

Дата


 

 

 

 

Содержание

       Техническое задание                                                                                         3

       Введение                                                                                                              4

    1. Структурная схема системы связи для амплитудной модуляции и

         квазиоптимального метода приема                                                                 6 

    2. Преобразование сигнала в АЦП                                                                     10

    3. Процесс помехоустойчивого кодирования                                                    12

    4. Расчет длительности единичного элемента кодовой комбинации              13

    5. Характеристики источника независимых двоичных сообщений                13

    6. Разработка  структурной схемы демодулятора  и алгоритма 

        его работы                                                                                                         14

    7. Разработка структурной схемы модулятора и алгоритма

        его работы                                                                                                         15

    8. Определение величины h2                                                                               16 

    9. Вычисление вероятности неверного декодирования                                    17

    10. Определение пропускной способности канала связи                                 17

       Заключение                                                                                                       19

       Список использованной литературы                                                              21

        Приложение                                                                                                      22


Информация о работе Разработка квазиоптимальной по критерию минимума вероятности ошибки системы связи