Основы передачи дискретных сообщений
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Министерство образования и науки Российской Федерации
РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет радиотехники и телекоммуникаций
Кафедра радиоуправления и связи
Курсовая работа
По курсу: «Основы передачи дискретных сообщений».
Факультет Радиотехники и телекоммуникаций
Группа 618
Студент Колупаев А.
Преподаватель Езерский В. В.
Рязань 2010
Содержание:
1. Варианты заданий ……………………………………………стр 3.
2. Задача 1 ………………………………………………………стр 4-6.
3. Задача 2 ………………………………………………………стр 7-9.
4. Задача 3 ………………………………………………… стр 10- 13.
5. Задача 4 ………………………………………………… стр 14- 18.
6. Список литературы ………………………………………………19.
Вариант 11
Задание
Разработать систему передачи дискретных сообщений на основе решения четырёх задач:
Задача 1.
Выбрать метод модуляции и разработать схему модулятора и демодулятора для передачи данных по каналу ТЧ. Рассчитать вероятность ошибки на символ.
- Отношение сигнал–шум Q=20 (дБ)
- Скорость модуляции Bмод=900 (Бод)
- Требуемая скорость передачи информации Bинф=2400(бит/с)
Задача 2.
Выбрать метод синхронизации и разработать схему синхронизатора. Рассчитать параметры устройства синхронизации с представленными временем синхронизации , временем поддержания синфазности , среднеквадратическим значением краевых искажений исправляющей способностью приемника и коэффициентом нестабильности генератора
|
tC,с |
tПС,с |
,% |
kИП,% |
kГ |
|
2,5 |
15 |
5 |
40 |
10-6 |
Задача 3.
Выбрать метод коррекции фазо-частотной характеристики канала ТЧ, форма которой для одного переприёмного участка задана выражением:
,
найти требования к ФЧХ корректора и разработать схему корректора. Параметры ФЧХ канала
|
tз,мс |
b1 |
b2 |
d1,мс |
d2,мс |
|
1 |
5 |
0,1 |
2 |
4 |
при Гц. Количество переприёмных участков вычисляется по формуле Nп.уч.=1+[2+11]mod8=6
Задача 4.
Разработать систему кодирования/декодирования циклического кода для -элементного первичного кода, который исправляет ошибок. Оценить вероятность получения необнаруживаемой ошибки на выходе системы, если в канале связи меняется от до .
к=9 tи=3
Задача 1.
Выбрать метод модуляции и разработать схему модулятора и демодулятора для передачи данных по каналу ТЧ. Рассчитать вероятность ошибки на символ.
Отношение сигнал–шум Q=20 (дБ).
Скорость модуляции Bмод=900.
Требуемая скорость передачи информации Bинф=2400.
Выберем стандартный протокол модуляции. Согласно рекомендациям МККТТ (ITU-T), наиболее схожий протокол V.32 (скорость модуляции 900 Бод, скорость передачи 2400 бит/с модуляция КАМ 16).
рис 1. Схема модулятора КАМ 16
Блоки x, y, z, v выделяют из сигнала по два бита, далее в блоках ДОФМ осуществляется двойная относительная фазовая модуляция несущих колебаний поступающих с генератора, блок Г. Модулируемые колебания сдвинуты друг относительно друга на 90°. Выходные сигнал складываются, причем один уменьшается в два раза.
Рис 2. Схема демодулятора
ФОК (формирователь опорного колебания) выделяет несущее колебание из входного сигнала и подает его на фазовый детектор. ФД (фазовый детектор) определяет фазу входного сигнала относительно опорного в интервале [-90°; 90°], по этому для определения фазы на интервале [0°; 360°] используют два ФД и подаю на них опорные колебания сдвинутые на 90° друг относительно друга. Дешифратор (ДШ) анализирует двоичный 4-х разрядный код.
Расчёт вероятности ошибки на символ.
Вычисления проводятся в Mathcad 14.
Вероятность ошибки на символ:
Вероятность появления битовой ошибки при модуляции КАМ ([3], формула 9.54):
– количество уровней амплитуды в одном измерении = 4
– позиции модуляции (при четных k);
– отношение сигнал шум;-
Переведем 20 дб в разы , получим
Гауссов интеграл ошибок ([3], формула 3.43):
Его значение можно определить несколькими способами. Для x>3 справедлива аппроксимация ([3], формула 3.44):
Или воспользоваться табулированными значениями.
Так как x>3 воспользуемся аппроксимацией Q(x):
Расчет по приведенным формулам показал, что вероятность ошибки для M=16 позиционного КАМ кода равна,
Задача 2
Выберем замкнутую систему синхронизации по элементам без непосредственного воздействия на задающий генератор. Схема синхронизатора представлена на рис. 3.
В устройство входной дискретизации (ВД) поступают посылки КАМ сигнала. На выходе ВД формируется последовательность импульсов, совпадающая по времени с фронтами посылок. Эти импульсы поступают на один вход цифрового детектора (ЦФД) на другой вход поступают импульсы основного делителя (ОД). В зависимости от знака рассогласования по фазе колебаний, действующих на входах ЦФД подаются сигналы, открывающие либо на одну, либо другую схему И. В зависимости от того с какой схемы И приходят импульсы к числу, хранящемуся в реверсивном счетчике (РС) либо прибавляется либо отнимается единица. При достижении определенного порога РС вырабатывает сигнал добавления или исключения, поступающий на схему добавления и исключения (ДИ). В результате в последовательности задающего генератора(ЗГ) изменяется число импульсов, а следовательно и изменяется и фаза импульсов с выхода ОД.
Рассчитаем основные параметры схемы синхронизации:
Погрешность синхронизации характеризует наибольшее отклонение фазы синхроимпульсов от их оптимального положения; это величина, выраженная в долях единичного интервала и равная наибольшему отклонению синхроимпульсов от их оптимального положения, которое с заданной вероятностью может произойти при работе устройства синхронизации.
Погрешность синхронизации содержит две составляющие: статистическую погрешность синхронизации, определяемую нестабильностью задающего генератора и шагом коррекции, и динамическую погрешность, вызываемую краевыми искажениями единичных элементов.
Время поддержания синхронизма () определяется значением допустимого фазового рассогласования () из-за нестабильности частот генераторов передачи и приема при условии отсутствия значащих моментов (ЗМ) во входном сигнале:
При заданном времени поддержания синхронизма tпс=15с найдем допустимую погрешность
- нестабильность генератора
-скорость передачи
-среднеквадратичное искажение краевых искажений
Для обеспечения исправляющей способности приемника
kип = 40 %= 0,4*100% ,
тогда общая погрешность синхронизации = 0,1.
kип = 0,5 – → = 0,5 – kип= 0,5-0,4=0,1.
В итоге получилось, что ε>εдоп. Это недопустимо, поэтому скорректируем kип.
Пусть kип=0,49. Тогда ε = 0,01
Пусть = 0,002 (20 % от ) и = 0,008 (80 % от ).
Из , выразим
Выберем m=1100, M =4, где M-емкость рекурсивного счетчика, m-коэффициент деления делителя.
Для коэффициента деления основного делителя m=1100 получаем:
Статическая погрешность коррекции
При вероятности ошибки определения значащего момента =0.4 получаем статическую погрешность равной
Динамическая погрешность
Общая погрешность системы синхронизации
Тогда исправляющая способность приемника
Задача 3. Выбрать метод коррекции фазо-частотной характеристики канала ТЧ, форма которой для одного переприёмного участка задана выражением:
,
разработать схему корректора. Параметры ФЧХ канала
=1 мс, =5, =0.1, =2 мс,=4 мс при Гц.
ФЧХ канала вычисляется как Nп.уч.=1+[2+11]mod8=6
Для коррекции фазовых искажений установим 6 стандартных и 1 переменный корректор, на каждом переприемном участке устанавливают по одному стандартному корректору, а в последнем, помимо стандартного, установим переменный корректор.
Рис 4. ФЧХ канала связи
ГВЗ канала определяется как корректор
Тракт
ГВЗ
Рис 5. Гвз канала связи
Схемы корректоров.
Стандартные корректоры предназначены для выравнивания усредненных частотных характеристик ФЧХ и ГВЗ, т.е. усредненных по большому числу каналов, переприемных участков. В качестве элементов, корректирующих ГВЗ используются фазовые звенья 2-го порядка. Частотная характеристика ГВЗ этих звеньев должна быть обратная частотной характеристике канала связи.
Рис.6 ГВЗ
Число стандартных корректоров, включенных в канал, друг за другом соответствует числу переприемных участков. Т.к. частотные характеристики реальных каналов отличается от усредненной характеристики, то возможности коррекции ограничены. Остаточная неравномерность ГВЗ имеет обычно колебательный характер.
Схемы стандартных корректоров могут быть следующие:
Рис.7 Схема неперестраиваемого корректора
Применение на интегральных микросхемах ,т.е. активное фазовое звено 2-го порядка. На первом этапе искажения устраняют при помощи стандартного корректора, а затем с помощью гармонических звеньев. Стандартный корректор позволяет уменьшить неравномерность ГВЗ в 5-10 раз, а стандартный вместе с переменным в 50-100 раз . Оба типа этих корректоров относятся к классу предварительно настроенных ,т.е. для их настройки передается специальный сигнал – это кодовая комбинация. При этом возможны неточности коррекции из-за того, что настроечный и рабочий сигналы отличаются.
Перестраиваемые корректоры (рис.8) изготавливаются на основе перестраиваемых звеньев, характеристики которых можно изменять.
Рис.8 Перестраиваемый корректор
Рис.9 Корректор на основе трансверсального фильтра
Они могут быть любыми, но для удобства настройки они должны обладать определенными свойствами: в корректируемой полосе частот они должны быть ортогональными.
Ортогональность базисных функции обеспечивает существенное упрощение настройки и малую чувствительность к стабильности коэффициентов μ.
Весьма простую реализацию корректора обеспечивает базисные функции вида:
- эта передаточная функция соответствует задержке по времени на величину . ГВЗ=
Наиболее простая реализация на линии задали с отводами при этом каждый μ осуществляет коррекцию в своем интервале времени. Причем чем больше звеньев, тем больше отсчетных значений ЕЭС может быть скорректировано. Коррекция выполняется передачей по тракту периодической последовательности импульсов.
Процесс настройки такого корректора весьма прост и он легко поддается автоматизации.
Задача 4 Разработать систему кодирования/декодирования циклического кода для k-элементного первичного кода, который исправляет tи ошибок. Оценить вероятность получения необнаруживаемой ошибки на выходе системы, если Pош в канале связи меняется от 10-6 до 10-2.
Исходные данные: k=9, tи=3.
Определим число n элементов кода из системы уравнений.
f(n) = -число бит для передачи информации
t(n) = - избыточность кода
Рис. 10 График определения элементов кода
Получим n=22.6 . По таблице определим n, k, t наиболее близкие к исходным данным:
n=31 k=11 t=5
Порождающий многочлен: g(p) = 54233258 = 101.100.010.011.011.010.1012
g(x) = x20+x18+x17+x13+x10+x9+x7+x6+x4+x2+1
Построение функциональной схемы устройств кодирования-декодирования полученного кода.
Кодирующие устройства, применяемые на практике, реализуется в виде регистра сдвига с k ячейками памяти (по числу информационных символов) и логической обратной связью. Информационные символы заносятся в регистр так, чтобы старший коэффициент an-1 оказался в последней ячейке, а an-k в первой.
Для построения кодирующего устройства найдем генераторный многочлен h(x):
Рис. 11 Схема кодирующего устройства
Логическая обратная связь построена таким образом, что на ее выходе формируется первый проверочный символ:
После поступления первого импульса продвижения этот символ запишется в первую ячейку, а информационные символы сместятся на одну ячейку вправо. Теперь на выходе ЛОС действует второй проверочный символ:
На последующих тактах работы последовательно формируются оставшиеся проверочные символы и затем снова информационные символы.
При построении декодирующего устройства воспользуемся мажоритарным методом декодирования циклических кодов. Он основывается на реализации проверок и подсчете их результатов. Решение о значении проверяемого символа принимается по большинству результатов контрольных проверок (отсюда и название метода - по аналогии с мажоритарной системой голосования).
Система контрольных проверок, построенная для одного символа ai циклического кода, может быть использована для декодирования всех символов этой комбинации. Действительно, контрольным проверкам удовлетворяет любая кодограмма циклического кода, а следовательно и кодограммы, полученные циклическими перестановками исходной. Таким образом, для декодирования символа: ai+j достаточно произвести j сдвигов принятой кодограммы, не изменяя ни схемы вычисления проверочных соотношений, ни мажоритарного элемента.
Выполним проверки:
Схема декодирующего устройства приведена на рис. 12. Мажоритарный декодер представляет собой буферный регистр, дополненный устройствами, реализующими проверки относительно какого-либо одного символа (например, ), и мажоритарным элементом (МЭ). При этом используется и тривиальная проверка (вида ). МЭ выносит решение о значении проверяемого символа по большинству результатов проверок, действующих на его входах. Если результаты проверок делятся поровну, то МЭ выдает сигнал, свидетельствующий о наличии неуправляемой ошибки (например, двукратной). Для проверки остальных символов кода достаточно произвести циклическую перестановку записанной кодограммы. С этой целью переключатель П устанавливается в положение 1 и подается импульс сдвига.
Рис. 12 Схема декодирующего устройства
Построение графика появления необнаруживаемой ошибки при заданном изменении вероятности ошибки в канале связи от 10-6 до10–2.
Число способов выбора из n бит i ошибочных:
Вероятность того, что декодер совершит неправильное декодирование и n-битовый блок содержит ошибку (стр.370 [3]):
2n-k моделей ошибок может исправить линейный код (n,k), способный исправлять все символы, содержащие tи ошибочных бит.
Т.о., вероятность получения необнаруживаемой ошибки на выходе системы:
Рис.13 Зависимость вероятности получения необнаруживаемой ошибки от вероятности ошибки в канале связи.
Список литературы
1. Основы передачи дискретных сообщений: Учебник для вузов/ Ю.П. Куликов, В.М. Пушкин, Г.И. Скворцов и др.: Под ред. В.М. Пушкина. – М.: Радио и связь, 1992.- 288 с., ил.
2. Основы построения систем и сетей передачи информации : учебное пособие для вузов по направлению 654400 "Телекоммуникации" / В. В. Ломовицкий и др. М. : Горячая линия - Телеком , 2005.- 382 с. ил.
3. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: Пер. с англ./ Под ред. Р.Л. Добрушина, С.И. Самойленко. – М.: Мир, 1976. – 594с
- Прокис Дж. Цифровая связь. М.: Радио и связь, 2000.
- Скляр Б. Цифровая связь. М., Санк-П, Киев: Изд. дом «Вильямс», 2003.
- Гаранин М.В., Журавлев, Кунегин С.В. Системы и сети передачи информации. М.: Радио и связь, 2001.
- Лагутенко О.И. Современные модемы. Эко-Тредз, 2002.
8. Лекции по дисциплине ОПДС, 2010.
2. учебник по модулю экономической подготовки технического специалиста
3. Государство и право Древней Греции
4. Функціонування банківських систем зарубіжних країн
5. тематической основе и оформлению передающее размещение и свойства основных природных и социальноэкономиче
6. . Опишите с точки зрения зонной теории явления происходящие при нагревании полупроводника
7. Человек в лабиринте эволюции- Весь мир; Москва; 2004 ISBN 5777702708 Аннотация В этой книге рассказывает
8. добровольцев из разных уездов Владимирщины отправились в Могилевскую и Витебскую губернии посмотреть на та
9. ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ РАБОТ по дисциплине Гражданское право на 2011-2012 учебный год для студентов заочного о
10. Контракт строительного подряда
11. Феномен Эхо заикающийся в ходе продуцирования собственной речи слышит свою спотыкающуюся речь.
12. Всеобщая история права и государства как наука и как предмет преподования
13. Влияние хрома на электрохимическое поведение стали
14. мокусо mokuso и заканчиваются мокусо mokuso размышлять сосредотачиваться настраиваться это и есть начло
15. Атлантида
16. ТЕМА- ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СТРУКТУРА ПРЕДПРИЯТИЯ.html
17. ТЕМА 5-1 СТАНОВЛЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ РУССКОЙ ФИЛОСОФСКОЙ МЫСЛИ Время 2 часа
18. In governess for their three youngest children
19. вариант вопрос 1 ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ЦЕННЫХ БУМАГ в качестве ценных бумаг признаются только такие пр
20. EXCEL Создать по образцу таблицу для расчета затрат на приобретение канцтоваров