Реферат Теория электросвязи
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем 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
п. 1. Структурная схема системы электросвязи
Структурная схема системы электросвязи представлена на рис. 1.
Источник сообщения ИС – это некоторый объект или система, от которого передается информация в виде ее физического представления, например в виде изменяющегося во времени тока или напряжения
ФНЧ предназначен для фильтрации сигнала с целью ограничения спектра сигнала сообщения
Дискретизатор позволяет представить отклик ФНЧ
Квантователь осуществляет нелинейное преобразование отсчетов
Кодер осуществляет кодирование квантованных уровней
Модулятор формирует канальный сигнал
Выходное устройство ПДУ осуществляет фильтрацию и усиление модулированного колебания
Линия связи – среда, по которой распространяется сигнал
Входное устройство ПРУ осуществляет фильтрацию принятого сигнала, смеси переданного сигнала и помехи
Детектор позволяет выделить из принятого сигнала
Для опознания переданных двоичных символов
Декодер служит для восстановления
Интерполятор производит восстановление непрерывного сигнала
Получатель сообщения – это некоторый объект или система, которому передается информация в виде ее физического представления, т.е. в виде изменяющегося во времени сигнала
п.2. Расчет функции корреляции и спектра плотности мощности.
Расчет АКФ:
Результаты вычислений АКФ приведены в таблице 1.
По результатам расчета построен график, представленный на рис. 2.
Таблица 1.
Расчет спектра плотности мощности сообщения:
Вычисление интеграла по таблице из книги Е. С. Вентцеля, Л. А. Овчарова «Теория случайных процессов и ее инженерные приложения» стр. 376:
Результаты вычислений энергетического спектра приведены в таблице 2.
По результатам расчета построен график, представленный на рис. 3.
Таблица 2.
Рассчитаем начальную энергетическую ширину спектра
1)
2)
Интервал корреляции сообщения
п.3. Расчет СКП фильтрации сообщения.
Исходное сообщение воздействует на идеальный ФНЧ с единичным коэффициентом передачи и полосой пропускания, равной начальной энергетической ширине спектра сообщения.
Для расчета СКП фильтрации используем формулу:
где
Далее вычисляем СКП фильтрации сообщения:
Определим интервал временной дискретизации, исходя из теоремы Котельникова.
Тогда частота дискретизации:
Сигналы и спектры сигналов на входе и выходе дискретизатора АЦП приведены на рис. 7.
п.4. Расчет характеристики квантования.
Для расчета шага квантования используем формулу:
Определим пороги квантования
Результаты расчета остальных значений сведены в таблицу 3.
Определим уровни квантования по формуле:
Результаты расчета остальных значений сведены в таблицу 3.
По результатам расчета порогов и уровней квантования построим характеристику квантования, приведенную на рис. 4.
Для расчета СКП квантования используем формулу:
Для нахождения
В результате для
п.5. Расчет параметров квантования.
Отклик квантователя – дискретный случайный сигнал с независимым значением на входе L-ичного дискретного канала связи ДКС.
Определим закон распределения вероятностей дискретной случайной величины
Результаты расчетов приведены в таблице 3. По результатам расчета построим график закона распределения вероятностей, приведенный на рис. 5.
Теперь определим мощность
По ранее приведенной формуле определяем СКП квантования:
Рассчитаем интегральную функцию распределения вероятностей:
Результаты расчетов приведены в таблице 3. По результатам расчетов построим график функции распределения вероятностей, приведенный на рис. 6.
Расчет энтропии L-ичного источника производим по формуле:
Расчет производительности
Расчет максимальной энтропии
Расчет избыточности
Таблица 3.
Таблица 4.
п.6. Расчет характеристик кодера.
Закодируем значения L-ичного дискретного сигнала
Двоичным безизбыточным примитивным кодом
Выпишем все кодовые комбинации (таблица 5.):
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Таблица 5.
Пользуясь формулой
Рассчитаем кодовые расстояния и сведем их в таблицу 6, где n-номер строки, а m-номер столбца.
| 0 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 3 |
| 1 | 0 | 2 | 1 | 2 | 1 | 3 | 2 |
| 1 | 2 | 0 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 |
| 2 | 1 | 1 | 0 | 3 | 2 | 2 | 1 |
| 1 | 2 | 2 | 3 | 0 | 1 | 1 | 2 |
| 2 | 1 | 3 | 2 | 1 | 0 | 2 | 1 |
| 2 | 3 | 1 | 2 | 1 | 2 | 0 | 1 |
| 3 | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 0 |
Таблица 6.
Априорные вероятности передачи 0 и 1:
Рассчитаем начальную ширину спектра сигнала ИКМ по формуле:
На рис. 7. Изображены сигналы АЦП в точках: вход АЦП, выход дискретизатора, выход квантователя, выход АЦП.
п.7. Расчет спектра сигнала дискретной модуляции.
Для передачи ИКМ сигнала по непрерывному каналу связи НКС используется гармонический переносчик.
Для ДАМ спектр рассчитывается по следующей формуле:
Таблица 7.
Ширина спектра ДАМ
п.8. Расчет параметров модулированного сигнала, передаваемого по НКС.
НКС-аддитивный гауссовский канал с ограниченной полосой частот, равной ширине спектра сигнала дискретной модуляции, и заданными спектральной плотностью мощности помехи и отношением сигнал/шум.
Определим мощность аддитивной помехи
Рассчитаем подходящую в среднем на один двоичный символ мощность модулированного сигнала
Амплитуда сигнала дискретной модуляции
Определим пропускную способность с НКС:
Расчет характеристик непрерывного канала связи:
Рассчитаем ФПВ огибающей гауссовской помехи [ГП] по формуле:
Результаты расчета ФПВ огибающей ГП сведены в таблицу 8., по результатам расчета построен график, рис. 9.
Вычислим ФПВ мгновенных значений ГП:
Результаты расчета ФПВ мгновенных значений ГП сведены в таблицу 9., по результатам расчета построен график, рис. 10.
Вычислим ФПВ огибающей суммы ГП и сигнала по формуле:
Результаты расчета ФПВ огибающей суммы сведены в таблицу 10., по результатам расчета построен график, рис. 11.
ФПВ мгновенных значений суммы сигнала и ГП определяется формулой:
График ФПВ мгновенных значений суммы сигнала и ГП построен для ОСШ
Таблица 8. Таблица 10.
Таблица 9.
Структурная схема приемника сигналов ДАМ.
Структурная схема приемника ДАМ – НП приведена на рис. 13.
Принятый сигнал поступает на ПФ, где производиться начальная селекция. При некогерентном приеме в ПРУ используется некогерентный детектор, представляющий собой нелинейный преобразователь и ФНЧ. Отклик некогерентного детектора не зависит от фазы входного сигнала. В результате перемножения на выходе некогерентного детектора присутствует модулирующий сигнал.
Далее НЧ-сигнал поступает на дискретизатор, к которому подводятся стробирующие импульсы, что позволяет выделить дискретные отсчеты в определенные моменты времени. Для опознавания переданных двоичных символов на выход дискретизатора подключается решающее устройство, на выходе которого присутствует принятая кодовая комбинация.
Под действием помех в канале связи РУ может принимать ошибочные решения.
п.9. Расчет характеристик ДКС.
Определим вероятность ошибки
Скорость передачи информации
Вычислим показатель эффективности Э передачи сигнала дискретной модуляции по НКС:
п.10. Расчет распределения вероятностей на выходе декодера L-ичного ДКС.
Для расчета необходимо вычислить условное распределение вероятностей в L-ичном ДКС
Результаты расчета
| 0.985075 | 0.004901 | 0.004901 | 0.000024 | 0.004901 | 0.000024 | 0.000024 | 0.000000 |
| 0.004901 | 0.985075 | 0.000024 | 0.004901 | 0.000024 | 0.004901 | 0.000000 | 0.000024 |
| 0.004901 | 0.000024 | 0.985075 | 0.004901 | 0.000024 | 0.000000 | 0.004901 | 0.000024 |
| 0.000024 | 0.004901 | 0.004901 | 0.985075 | 0.000000 | 0.000024 | 0.000024 | 0.004901 |
| 0.004901 | 0.000024 | 0.000024 | 0.000000 | 0.985075 | 0.004901 | 0.004901 | 0.000024 |
| 0.000024 | 0.004901 | 0.000000 | 0.000024 | 0.004901 | 0.985075 | 0.000024 | 0.004901 |
| 0.000024 | 0.000000 | 0.004901 | 0.000024 | 0.004901 | 0.000024 | 0.985075 | 0.004901 |
| 0.000000 | 0.000024 | 0.000024 | 0.004901 | 0.000024 | 0.004901 | 0.004901 | 0.985075 |
Таблица 11.
Вычислим распределение вероятностей
Результаты расчета
Таблица 12.
По данным таблицы 12 построим график закона распределения вероятностей на выходе декодера, рис. 14.
Сравнивая графики законов распределения вероятностей отклика декодера и отклика квантователя, рис. 14 и рис. 5, соответственно, можно заметить, что закон распределения вероятностей на выходе декодера более размазан, т.к. в канале связи присутствуют помехи, влияющие на переданный сигнал. Если бы в канале помех не было, то и оба закона распределения вероятностей были бы одинаковыми.
п.11. Расчет скорости передачи информации
Расчет скорости передачи информации
где
Подставляя вычисленное значение
Величина относительных потерь в скорости передачи информации по L-ичному ДКС:
Расчет характеристик ЦАП.
Дисперсия случайных амплитуд импульсов шума передачи вычисляется:
Подставляя данные из таблицы 3 и таблицы 12, получаем:
Вычислим постоянную
где
Найдем СКП шума передачи:
Суммарная начальная СКП восстановления непрерывного сообщения a[t] определяется следующим образом:
Относительная суммарная СКП восстановления сообщения равна:
На рис. 7 изображены сигналы на выходе декодера и интерполятора ЦАП, восстановленное сообщение на выходе системы связи.
Рис. 1. Структурная схема системы связи.
Рис. 2. АКФ.
Рис. 3.
Рис. 4. Характеристика квантования.
Рис. 5. Закон распределения вероятности на выходе квантователя.
Рис. 6. Интегральная функция распределения вероятностей на выходе квантователя.
Рис. 7. Сигналы в системе связи.
Рис. 8. Спектр сигнала ДАМ.
Рис. 9.
Рис. 10.
Рис. 11. ФПВ огибающей суммы ГП и сигнала.
Рис. 12. ФПВ мгновенных значений суммы сигнала и ГП.
Рис. 13. Приемник сигналов ДАМ.
Рис. 14. Закон распределения вероятностей на выходе декодера.
