Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
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 719
Студент Семин А.В.
Преподаватель Езерский В.В.
Рязань 2011
Вариант 17
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.
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 |
5 |
10 |
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 |
|
7 |
0,2 |
4 |
4 |
2 |
при Гц. Количество переприёмных участков Nп.уч.=1+[2+37]mod8=8
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=2
Расчетная часть
Задача 1
1) Выбор вида модуляции
По заданным скоростям выбираем вид модуляции КАМ-16
Протокол V.32bis использует протокол КАМ-16 со скоростью модуляции 2400 Бод и скоростью передачи 14400 бит/с.
2) Разработка схемы модулятора и демодулятора:
Применение многопозиционной КАМ в чистом виде сопряжено с проблемой недостаточной помехоустойчивости. Поэтому во всех современных высокоскоростных протоколах КАМ используется совместно с решетчатым кодированием - специальным видом сверточного кодирования. Выбирается определенным образом комбинация конкретной КАМ и помехоустойчивого кода – сигнально кодовая конструкция (СКК). СКК позволяют повысить помехоустойчивость передачи информации наряду со снижением требований к отношению сигнал – шум в канале на 3-6 Дб. При этом число сигнальных точек увеличивается вдвое за счет добавления к информационным битам одного избыточного, образованного путем сверточного кодирования. Расширенный блок битов подвергается все той же КАМ.
Схема модулятора КАМ 16 представлена на рисунке 1.
X
ДОФМ
Г
ДОФМ
6дБ
Y
Z
V
UМОД
X
Y
Z
V
Рис.1
Схема демодулятора приведена на рисунке 2.
Рис.2
3) Расчет вероятности ошибки на символ:
- аппроксимация функции Q(x).
- вероятность битовой ошибки при модуляции КАМ. ([3] на стр. 586) , где :
- вероятность ошибки на один символ.
- количество уровней амплитуды в одном измерении.
Расчет по приведенным формулам показал что вероятность ошибки для M=16 позиционного КАМ кода равна при отношении сигнал-шум Qсш=18 дБ.
Задача 2
1) Выбор метода синхронизации и схемы синхронизатора:
Выберем замкнутую систему синхронизации по элементам без непосредственного воздействия на задающий генератор. Схема синхронизатора представлена на рис. 3.
ВД
ЦФД
РС
ДИ
ОД
И1
И2
КГ
+
-
Вх.
Вых.
Рис. 3 Схема синхронизации
Сигнал поступает в устройство входной дискретизации ВД. На выходе устройства формируется последовательность коротких импульсов, совпадающих по времени с фронтами посылок. Эти импульсы поступают на один вход цифрового фазового детектора ЦФД. На другой вход ЦФД поступает колебание с основного делителя ОД. В зависимости от знака рассогласования по фазе колебаний, действующих на входах ЦФД, на одном из двух выходов формируется сигнал, открывающий схемы И1 или И2. Для уменьшения влияния помех и искажений на работу УСЭ часто между ЦФД и УУ включается интегрирующее устройство, выполняемое в виде реверсивного счетчика PC. В зависимости от того, какая из этих схем открыта, импульс от кварцевого генератора КГ поступает либо на суммирующий, либо на вычитающий вход реверсивного счетчика РС. Емкость РС равна 16, поэтому только после поступления 16 импульсов с выходного устройства ВД, опережающих сигнал ОД, на выходе РС появляется сигнал “исключение” ( - ), по которому схема добавления и исключения ДИ исключает соответствующий импульс КГ на входе ОД. Фаза колебания на выходе ОД при этом изменится в сторону опережения на величину , т.е. величину периода колебаний КГ. Если при этом рассогласование на входах ЦФД не устранено, то через 16 импульсов с устройства ВД процедура повторяется. Фаза выходного сигнала ОД снова изменится на величину шага корректирования. После каждого срабатывания схемы ДИ реверсивный счетчик сбрасывается в нулевое (исходное) состояние.
При отставании колебаний на выходе устройства ВД от сигнала с ОД на втором выходе ЦФД появится сигнал, открывающий схему И2. Если отставание устойчиво (имеет место в течение 16 периодов частоты ВД), то на выходе РС появится сигнал “добавление” (+). По нему схема ДИ добавит один импульс в поток на входе ОД. Фаза колебания на выходе ОД изменится на величину в сторону отставания. Процесс изменения фазы сигнала, формируемого ОД, будет продолжаться до тех пор, пока разность фаз колебаний на входах ЦФД не окажется меньше шага корректирования .
2) Расчет основных параметров 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 с найдем
Шаг коррекции
Найдем коэффициент основного делителя из [1] из примера на странице 138:
Для обеспечения исправляющей способности приемника
Kип = 35 %= 0.35,
тогда общая погрешность синхронизации из Кип = 0,5 – равна
= 0,5 – Кип= 0.5-0.35=0.15
Пусть = 0.03 ( 20 % от ) и = 0.12 (80 % от ).
Из , выразим
Удобно выбрать m=20, M = 2.
M-емкость реверсивного счетчика.
Для коэффициента деления основного делителя m=20 получаем:
Статическая погрешность коррекции
При вероятности ошибки определения значащего момента =0.4 получаем статическую погрешность равной
Динамическая погрешность
Общая погрешность системы синхронизации
Кип = 0.5 – =0.5-0.09=0.41
Задача 3
1) выбор метода коррекции, определение ГВЗ канала и ГВЗ корректора
ФЧХ канала вычисляется как , график представлен на рис. 4. На первом этапе искажения устраняются с помощью стандартного корректора, а затем с помощью гармонических звеньев. Стандартный корректор вместе с гармоническим позволяет уменьшить неравномерность ГВЗ в 50-100 раз.
Тогда:
где =11304 рад/с
Рис. 4 ФЧХ канала связи
(Рис. 4) ФЧХ канала связи.
ГВЗ канал определяется как представлен на рис. 5.
- скомпенсированное ГВЗ тракта
- корректор
- тракт ГВЗ
Рис. 5 ГВЗ канала связи.
При таких условиях ГВЗ тракта и соответственно скомпенсированное ГВЗ тракта
Принимают отрицательные значения, что не допустимо. Увеличим время до 7.5 мс
Рис. 6 ФЧХ канала связи при значении tз=7,5мс
Рис. 7 ГВЗ канала связи при значении tз=7,5мс
2) выбор схемы корректора
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.
ГВЗ
Корректор
КС
КС + корректор
Рис. 8 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 стандартного корректора:
R2
R1
R3
R4
C1
C2
Вх.
Вых.
Рис. 9 Схема стандартного корректора.
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.в последнее время в качестве таких корректоров используются трансверсальные и рекурсивные фильтры
Рис. 10 Перестраиваемый корректор.
Корректор на основе трансверсального фильтра (рис.9):
(схема на следующей странице)
Вых.
Вх.
H(j)
H(j)
H(j)
n
Рис. 11 Корректор на основе трансверсального фильтра.
Для коррекции фазовых искажений на каждом переприемной участке установим по одному стандартному корректору, а в приемнике установим помимо стандартного переменный корректор
Можно записать, что ЧХ этого корректора это сумма отдельных сигналов
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 .
Наиболее простая реализация на линии задержки с отводами при этом каждый μ осуществляет коррекцию в своем интервале времени.
Коррекция выполняется передачей по тракту периодической последовательности импульсов.
Процесс настройки такого корректора весьма прост и он легко поддается автоматизации.
Задача 4
1) Определение g(x) и расчет h(x):
Решая графически систему уравнений
- число бит что бы передать информацию
- избыточность кода
Рис. 12
n=31
k=21
t=2
В соответствии с нашими данными , переведем в двоичный код:
g(x): 11101101001
g(x)=x10+x9+x8+x6+x5+x3+ 1
Найдем h(x):
h(x)= (x31+1)/g(x)
x31+1 x10+x9+x8+x6+x5+ x3+ 1
x21+x20+x18+x16+x14+x13+x12+х11+x8+x5+x3+1
x31+x30+x29+x27+x26+x24+x21
х30+ x29+x27+x26+x24+x21 +1
х30+ x29+x28+x26+x25+x23+x20
х28+x27+x25+x24+ x23+x21+x20+1
х28+x27+х26+x24+x23+x21 +x18
x26+x25+x20+x18 +1
х26+x25+x24+x22+x21+x19+x16
х24+x22+x21+x20+x19+x18+x16 +1
х24+x23+x22+x20+x19+x17+x14
x23+x21+x18+x17+x16+x14+1
х23+x22+x21+x19+x18+x16+x13
х22+x19+x17+x14+x13+1
х22+x21+x20+x18+x17+x15+x12
x21+x20+x19+x18+x15+x14+x13+x12+1
х21+x20+x19+x17+x16+x14+x11
x18+x17+x16+x15+x13+x12+x11+1
х18+x17+x16+x14+x13+x11+x8
x15+x14+x12+x8+1
х15+x14+x13+x11+x10+x8+x5
x13+x12+x11+x10+x5+ 1
х13+x12+x11+x9+x8+x6+x3
x10+x9+x8+x6+x5+x3+1
x10+x9+x8+x6+x5+x3+1
0
Получаем h(x):
h(x)= x21+x20+x18+x16+x14+x13+x12+х11+x8+x5+x3+1
Построим схему кодера
а9=а30+а27+а25+а22+а19+а18+а17+а16+а14+а12+а10
а8=а29+а26+а24+а21+а18+а17+а16+а15+а13+а11+а9
а7=а28+а25+а23+а20+а17+а16+а15+а14+а12+а10+а8
а6=а27+а24+а22+а19+а16+а15+а14+а13+а11+а9+а7
а5=а26+а23+а21+а18+а15+а14+а13+а12+а10+а8+а6
а4=а25+а22+а20+а17+а14+а13+а12+а11+а9+а7+а5
а3=а24+а21+а19+а16+а13+а12+а11+а10+а8+а6+а4
а2=а23+а20+а18+а15+а12+а11+а10+а9+а7+а5+а3
а1=а22+а19+а17+а14+а11+а10+а9+а8+а6+а4+а2
а0=а21+а18+а16+а13+а10+а9+а8+а7+а5+а3+а1
а30=а20+а17+а15+а12+а9+а8+а7+а6+а4+а2+а0
а29=а19+а16+а14+а11+а8+а7+а6+а5+а3+а1+а30
а28=а18+а15+а13+а10+а7+а6+а5+а4+а2+а0+а29
а27=а17+а14+а13+а9+а6+а5+а4+а3+а1+а30+а28
а26=а16+а13+а12+а8+а5+а4+а3+а2+а0+а29+а27
а25=а15+а12+а11+а7+а4+а3+а2+а1+а30+а28+а26
а24=а14+а11+а10+а6+а3+а2+а1+а0+а29+а27+а25
а23=а13+а10+а9+а5+а2+а1+а0+а30+а28+а26+а24
а22=а12+а9+а8+а4+а1+а0+а30+а29+а27+а25+а23
а21=а11+а8+а7+а3+а0+а30+а29+а28+а26+а24+а22
а20=а10+а7+а6+а2+а30+а29+а28+а27+а25+а23+а21
а19=а9+а6+а5+а1+а29+а28+а27+а26+а24+а22+а20
а18=а8+а5+а4+а0+а28+а27+а26+а25+а23+а21+а19
а17=а7+а4+а3+а30+а27+а26+а25+а24+а22+а20+а18
а16=а6+а3+а2+а29+а26+а25+а24+а23+а21+а19+а17
а15=а5+а2+а1+а28+а25+а24+а23+а22+а20+а18+а16
а14=а4+а1+а0+а27+а24+а23+а22+а21+а19+а17+а15
а13=а3+а0+а30+а26+а23+а22+а21+а20+а18+а16+а14
а12=а2+а30+а29+а25+а22+а21+а20+а19+а17+а15+а13
а11=а1+а29+а28+а24+а21+а20+а19+а18+а16+а14+а12
а10=а0+а28+а27+а23+а20+а19+а18+а17+а15+а13+а11
Тогда:
а10=а0+а28+а27+а23+а20+а19+а18+а17+а15+а13+а11
а10= а9+а30+а27+а25+а22+а19+а18+а17+а16+а14+а12
а10= а7+а28+а25+а23+а20+а17+а16+а15+а14+а12 +а8
а10= а5+а26+а23+а21+а18+а15+а14+а13+а12 +а8+а6
а10= а3+а24+а21+а19+а16+а13+а12+а11+ а8+а6+а4
а10= а2+а23+а20+а18+а15+а12+а11+а9+а7+а5+а3
а10= а1+а22+а19+а17+а14+а11 +а9+а8+а6+а4+а2
а10= а0+а21+а18+а16+а13 +а9+а8+а7+а5+а3+а1
а10= а28+а18+а15+а13 +а7+а6+а5+а4+а2+а0+а29
а10= а24+а14+а11+ а6+а3+а2+а1+а0+а29+а27+а25
а10= а23+а13+а9+а5+а2+а1+а0+а30+а28+а26+а24
а10=а20+ а7+а6+а2+а30+а29+а28+а27+а25+а23+а21
Теперь построим схему декодера
4) Построение графика появления необнаруживаемой ошибки при заданном изменении вероятности ошибки в канале связи.
График появления необнаруживаемой ошибки при заданном изменении вероятности ошибки в канале связи ()
Сочетания из n и i элементов
вероятность необнаруживаемой ошибки
Рис. 15 График появления необнаруживаемой ошибки при заданном изменении вероятности ошибки в канале связи.