Контрольная работа Дискретные сигналы в радиотехнических системах
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Содержание
Введение
1. Линейная дельта–модуляция
2. Адаптивная дельта-модуляция
3. Адаптивно-разностная ИКМ (АРИКМ). Общие сведения
4. АРИКМ с адаптивным квантованием
5. АРИКМ с адаптивным предсказателем
6. Сравнение цифровых систем кодирования
Заключение
Список литературы
Введение
Радиосвязь - одно из самых простых и надежных средств связи. Рации полезны и удобны, их можно использовать там, где недоступен ни один другой вид связи, системы радиосвязи недороги по цене, легко развертываются и нетребовательны к условиям окружающей.
При дельта–модуляции частота дискретизации много выше, чем частота В.А. Котельникова,
и можно более точно предсказать текущий отсчет по предшествующему. Т.к. в системе с дельта–модуляцией используется одноразрядный (двухуровневый) квантователь, то скорость передачи информации при этом равняется частоте дискретизации
1. Линейная дельта–модуляция
радиосвязь дельта модуляция сигнал
В этом случае шаг квантования фиксирован, а порядок фильтра - предсказателя p=1. Квантователь имеет два уровня:
Коэффициент усиления при этом:
При
Структурная схема системы с дельта–модуляцией имеет вид (рисунок 1).
Рисунок 1
Приемная часть схемы изображена на рисунке 2.
Рисунок 2
Рассмотрим сигналы в различных точках этой схемы (рисунок 3).
При дельта–модуляции в тактовых точках передается знак приращения текущего значения сигнала относительно предшествующего. При увеличении исходного сигнала формируется последовательность единиц, а при уменьшении – последовательность нулей. Квантованное значение в этом случае имеет вид:
Рисунок 3
При
Рассмотрим требования к характеристикам дельта – модулятора. Входной сигнал квантователя имеет вид:
где
Если пренебречь ошибкой квантования, то
Если это условие не удовлетворяется, то возникает ошибка перегрузки (пунктирная кривая на рисунке 3). Т.к. при перегрузке увеличение и уменьшение последовательности
Если в течение некоторого интервала времени входной сигнал меняется незначительно, то в линию связи поступает последовательность нулевых и единичных посылок, что приводит к флюктуациям восстановленного сигнала с размахом
Рассмотрим вопрос выбора оптимального шага квантования. При большом динамическом диапазоне входного сигнала необходимо выбирать большой шаг квантования. Для точного описания малых уровней входного сигнала необходим меньший шаг квантования. Выбор шага квантования необходимо производить с условием максимизации отношения сигнал – шум квантования при заданной частоте дискретизации. Эти зависимости были исследованы для сигнала с гауссовской ФПВ и равномерным спектром. Они имеют вид (рисунок 4).
Рисунок 4
При некотором
Достоинства линейной дельта – модуляции:
1. Простая реализация.
2. Низкие требования к синхронизации.
Недостаток линейной дельта – модуляции: грубое квантование погрешности предсказания.
2. Адаптивная дельта-модуляция
Адаптивные схемы дельта-модуляторов (АДМ) позволяют значительно улучшить характеристики ЛДМ, в частности грубое квантование погрешности предсказания. Обычно при АДМ используется адаптация по выходному сигналу. В этом случае не требуется синхронизация по кодовым словам, т.к. шаг квантования в передатчике и приемнике перестраивается в одной и той же кодовой последовательности.
Структурная схема АДМ приведена на рисунке 5.
Шаг квантования в этой схеме подчиняется следующему правилу:
где
Действительно при перегрузке последовательности на выходе состоят только из нулей или единиц, а при шуме дробления - чередующейся последовательности нулей и единиц.
Рисунок 5
Исследована зависимость отношения сигнал/шум квантователя от
Рисунок 6
Сравним системы ЛДМ, АДМ и логарифмической ИКМ (рисунок 7) при
Рисунок 7
Проигрыш ЛДМ по сравнению с АДМ составляет 8 – 14 дБ:
т. е.
Улучшение качества АДМ достигается путем ее незначительного усложнения, все достоинства ЛДМ при этом сохраняются. Использование предсказателя второго порядка в ЛДМ или АДМ дает выигрыш в отношении сигнал-шум квантования на 4 – 5 дБ.
3. Адаптивно-разностная ИКМ (АРИКМ). Общие сведения
Системы с РИКМ обеспечивают выигрыш в 6 – 12 дБ по сравнению с ИКМ с
4. АРИКМ с адаптивным квантованием
Рассмотрим структурную схему АРИКМ с адаптацией по выходному сигналу (рисунок 8).
Рисунок 8
Систему АРИКМ с адаптивным квантованием можно построить с управлением по входу и выходу, при этом шаг квантования пропорционален среднеквадратическому значению сигнала на его входе и выходе. Можно управлять шагом квантования и по разностному сигналу. Общий выигрыш системы АРИКМ может составлять 18 – 24 дБ по сравнению с адаптивным квантователем с тем же числом уровней. Если применить
5. АРИКМ с адаптивным предсказателем
Все предыдущие схемы, кроме оптимальных и
Структурная схема системы АРИКМ с адаптивным предсказанием изображена на рисунке (рисунок 9).
При адаптации по входу для восстановления сигнала в приемнике необходимо передавать
При определении коэффициентов
Рисунок 9
Рассмотрим зависимости отношения сигнал-шум для адаптивных (АП) и фиксированных (ФП) предсказаний (рисунок 10).
Рисунок 10
Верхняя граница отношения сигнал-шум
6. Сравнение цифровых систем кодирования
Сравнение различных систем кодирования производилось при речевых сигналах [4]. Рассмотрим систему:
1. Неадаптивной ИКМ с
2. Адаптивной ИКМ с оптимальным Гауссовским квантованием и управлением по входному сигналу.
3. РИКМ с неадаптивным предсказателем первого порядка и адаптивным квантователем с управлением по выходному сигналу.
4. АРИКМ с адаптивным предсказателем первого порядка и адаптивным квантователем с управлением по входному сигналу.
5. АРИКМ с предсказателем четвертого порядка и адаптивным квантователем с управлением по входному сигналу.
6. АРИКМ с предсказателем двенадцатого порядка и адаптивным квантователем с управлением по входному сигналу.
Рисунок 11
Кривые отстают друг от друга на 6 дБ. На практике субъективное качество речи сигнала в системе с АРИКМ оказывается лучше, чем с ИКМ при том же отношении сигнал – шум. Обычно 4-х разрядная АРИКМ с адаптивным квантованием оказывается лучше 8-ми разрядной ИКМ с
Заключение
Телекоммуникации являются одной из наиболее быстро развивающихся областей современной науки и техники. Жизнь современного общества уже невозможно представить без тех достижений, которые были сделаны в этой отрасли за немногим более ста лет развития. Отличительная особенность нашего времени - непрерывно возрастающая потребность в передаче потоков информации на большие расстояния. Это обусловлено многими причинами, и в первую очередь тем, что связь стала одним из самых мощных рычагов управления экономикой страны. Одновременно, претерпевая значительные изменения, становясь многосторонней и всеобъемлющей, электросвязь каждой страны становится все более интегрированной в мировое телекоммуникационное пространство.
Список литературы
1. Кириллов С.Н., Поспелов А.В. Дискретные сигналы в радиотехнических системах. Учебное пособие. Рязань. РГРТА, 2003. 60с.
2. Кириллов С.Н., Виноградов О.Л., Лоцманов А.А. Алгоритмы адаптации цифровых фильтров в радиотехнических устройствах. Учебное пособие. Рязань. РГРТА, 2004. 80с.
3. Кириллов С.Н., Дмитриев В.Т. Алгоритмы защиты речевой информации в телекоммуникационных системах. Учебное пособие с грифом УМО. Рязань. РГРТА, 2005. 128с.
4. Тепляков И.М., Рощин Б.В., Фомин А.И., Вейцель В.А. Радиосистемы передачи информации: Учебное пособие для вузов / М.: Радио и связь. 1982. 264с.
Размещено на http://www.allbest.ru
