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
Задание №1.
Изобразить структурную схему системы электросвязи и пояснить назначение ее отдельных элементов.
Непрерывное сообщение А(t) , наблюдаемое на выходе источ ника сообщений (ИС), представляет собой реализацию стационарно го гауссовского случайного процесса с нулевым средним и извест ной функцией корреляции BA(t) . Данное сообщение передается в цифровом виде в системе электросвязи, изображенной на рис. 1.
рис.1.
В передающем устройстве (ПДУ) системы на основе аналого-цифро вого преобразования (АЦП) сообщение преобразуется в первичный цифровой сигнал импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), который моду лирует один из информационных параметров высокочастотного гар монического переносчика. В результате формируется канальный сиг нал S(t) дискретной амплитудной (ДАМ), дискретной частотной (ДЧМ) или дискретной относительной фазовой модуляции (ДОФМ).
Сигнал дискретной модуляции передается по узкополосному гауссовскому непрерывному каналу связи (НКС), в котором действует аддитивная помеха N(t).
В приемном устройстве (ПРУ) системы принятая смесь сигнала и помехи Z(t)=S(t)+N(t) подвергается при детектировании ли бо когерентной (КП) обработке с после дующим поэлементным принятием решения методом однократного от счета. Прием сигналов ДОФМ осуществляется либо методом сравне ния фаз (СФ), либо методом сравнения полярностей (СП).
Восстановление (оценка) переданного сообщения по принятому с искажениями сигналу ИКМ осуществляется на основе цифро-анало гового преобразования (ПАП) с последующей низкочастотной фильтрацией (ФНЧ).
Дано:
Задание №2.
По заданной функции корреляции исходного сообщения:
а) рассчитать интервал корреляции, спектр плотности мощности и начальную энергетическую ширину спектра сообщения;
б) построить в масштабе графики функции корреляции и спектра плотности мощности; отметить на них найденные в п. а) параметры.
Задание №3.
Считая, что исходное сообщение воздействует на идеальный фильтр низких частот (ИФНЧ) с единичным коэффициентом передачи и полосой пропускания, равной начальной энергетической ширине спектра сообщения:
а) рассчитать среднюю квадратическую погрешность фильтрации (СКПФ) сообщения, среднюю мощность отклика ИФНЧ, частоту и интервал временной дискретизации отклика ИФНЧ;
б) качественно, с учетом найденных в п. а) параметров, изобразить сигналы и спектры на входе и выходе дискретизатора АЦП.
Задание №4.
Пологая, что последовательность дискретных отсчетов на выходе дискретизатора далее квантуется по уровню с равномерной шкалой квантования:
а) рассчитать интервал квантования, пороги и уровни квантования, среднюю квадратическую погрешность квантования (СКПК);
б) построить в масштабе характеристику квантования.
Рассчитываем интервал квантования:
Рассчитываем пороги квантования:
Рассчитываем уровни квантования:
Рассчитываем среднюю квадратическую погрешность квантования:
Вычислим , где и соответственно мощности(дисперсии) входного и выходного сигналов квантователя; коэффициент взаимной корреляции.
Величину для гауссового процесса находят так:
, где - ФПВ гауссовой величины
Мощность квантованного процесса находят так:
В итоге получаем следующую формулу для среднеквадратической погрешности квантования:
Задание №5.
Рассматривая отклик квантователя как случайный дискретный сигнал с независимыми значениями на входе L- ичного дискретного канала связи (ДКС):
а) рассчитать закон и функцию распределения вероятностей квантованного сигнала, а также энтропию, производительность и избыточность L-ичного дискретного источника;
б) построить в масштабе графики рассчитанных закона и функции распределения вероятностей.
Задание №6.
Закодировать значение L- ичного дискретного сигнала двоичным блочным примитивным кодом, выписать все кодовые комбинации кода и построить таблицу кодовых расстояний кода; кроме того:
а) рассчитать априорные вероятности передачи по двоичному ДКС символов нуля и единицы, начальную ширину спектра сигнала ИКМ;
б) изобразить качественно на одном графике сигналы в четырех сечениях АЦП: вход АЦП, выход дискретизатора, выход квантователя, выход АЦП.
. . .
…
Априорные вероятности передачи нуля и единицы:
Рассчитываем начальную ширину спектра сигнала ИКМ:
Гц
Задание №7.
Пологая, что для передачи ИКМ сигнала по непрерывному каналу связи (НКС) используется гармонический переносчик:
а) рассчитать нормированный к амплитуде переносчика спектр модулированного сигнала и его начальную ширину спектра;
б) построить в масштабе график нормированного спектра сигнала дискретной модуляции и отметить на нем найденную ширину спектра.
Рассчитываем начальную ширину спектра:
МГц
Рассчитываем нормированный к амплитуде преностчика спектр модулированного сигнала
где индекс фазовой модуляции(максимальное отклонение фазы сигнала ДОФМ от фазы несущей).
Задание №8.
Рассматривая НКС как аддитивный гауссовский канал с ограниченной полосой частот, равной ширине спектра сигнала дискретной модуляции, и заданными спектральной плотностью мощности помехи и отношением сигнал-шум:
а) рассчитать приходящиеся в среднем на один двоичный символ мощность и амплитуду модулированного сигнала, дисперсию (мощность) аддитивной помехи в полосе частот сигнала, пропускную способность НКС;
б) построить в масштабе четыре графика функций плотности вероятностей (ФПВ) мгновенных значений и огибающих узкополосной гауссовской помехи (УГП) и суммы гармонического сигнала с УГП.
Рассчитываем приходящуюся в среднем на один двоичный символ мощность:
Вт
Рассчитываем приходящуюся в среднем на один двоичный символ амплитуду:
В
Рассчитываем дисперсию (мощность) аддитивной помехи в полосе частот сигнала:
Вт
Рассчитываем пропускную способность НКС:
бит/с
Задание №9.
С учетом заданного вида приема (детектирования) сигнала дискретной модуляции:
а) рассчитать среднюю вероятность ошибки в двоичном ДКС, скорость передачи информации по двоичному симметричному ДКС, показатель эффективности передачи сигнала дискретной модуляции по НКС;
б) изобразить схему приемника сигналов дискретной модуляции и коротко описать принцип его работы, пояснить случаи, когда он выносит ошибочные решения.
Рассчитываем среднюю вероятность ошибки в двоичном ДКС:
Рассчитываем скорость передачи информации по двоичному симметричному ДКС:
бит/с, где -энтропия ошибочных решений;время передачи одного двоичного символа.
Рассчитываем показатель эффективности передачи сигнала дискретной модуляции по НКС:
Схема приемника сигналов ДОФМ (метод СП).
ПФ – полосовой фильтр
ФД – фазовый детектор
РУ – решающее устройство
ФОН – формирователь опорного напряжения
ЛЗ – линия задержки
Задачи приемника - обнаружение, различение и восстановление сигналов. Одним из основных методов обработки дискретных сигналов является фильтрация. На вход ПФ поступает сигнал дискретной относительной фазовой модуляции в сумме с помехой N(t) (шум) . Основная задача фильтра - выделить сигнал из его смеси с помехами. В отличие от фильтрации непрерывных сигналов допускается искажение формы сигнала. Качество обнаружения сигналов будет тем лучше, чем больше отношение пиковой мощности сигнала к дисперсии помехи. Извлечение из принимаемого сигнала, модулирующего первичного сигнала происходит в демодуляторе приемника. Простейшая обратная операция выделения информационного параметра переносчика осуществляется детектором. Схема детектора состоит из перемножителя (принятый сигнал и опорное (синхронизирующее) колебание) и ФНЧ. В результате искажений и воздействия помех пришедший к детектору сигнал может существенно отличаться от переданного. Для лучшего воспроизведения принятый сигнал подвергается анализу с учетом всех априорных сведений о переданном сигнале в цепям последетекторной обработки. Широкое применение в практике нашла относительная фазовая модуляция. Детектирования сигнала ДОФМ может производиться двумя способами: метод сравнения фаз (СФ) и метод сравнения полярностей (СП). В методе сравнения полярностей производится сравнение продетектированных текущих и задержанной на посылок, принимающих два значения 1. В РУ отсчеты сравниваются с пороговым напряжением и принимается решение – передан 1, если , или передан 0, если . Кроме того, в схеме присутствует блок линии задержки и блок сравнения полярностей. Под действием помех в канале связи РУ может ошибаться (принимать неправильные решения). Ошибочные решения могут быть двух видов: переход 0 в 1 (передавался 0, но РУ выдало 1), характеризующийся условной вероятностью ошибки р(1/0); переход 1 в 0 (передавалась 1, но РУ выдало решение 0), характеризующийся условной вероятностью ошибки р(0/1).
Задание №10.
Рассматривая отклик декодера ПРУ как случайный дискретный сигнал на выходе L- ичного ДКС:
а) рассчитать распределение вероятностей дискретного сигнала на выходе декодера, скорость передачи информации по L- ичному ДКС, относительные потери в скорости передачи информации по L- ичному ДКС;
б) построить в масштабе график закона распределения вероятностей отклика декодера и сравнить его с законом распределения вероятностей отклика квантователя.
Задание №11.
Полагая ФНЧ на выходе ЦАП приемника идеальным с полосой пропускания, равной начальной энергетической ширине спектра исходного сообщения:
а) рассчитать дисперсию случайных импульсов шума передачи на выходе интерполятора ЦАП, среднюю квадратическую погрешность шума передачи (СКПШ), суммарную начальную СКП восстановления непрерывного сообщения (ССКП), относительную СКП (ОСКП);
б) качественно изобразить сигналы на выходе декодера и интерполятора ЦАП, а также восстановленного сообщения на выходе системы электросвязи.
Рассчитываем дисперсию случайных импульсов шума передачи на выходе интерполятора ЦАП:
Вт
Рассчитываем среднюю квадратичную погрешность шума передачи(СКПШ):
Вт, где - интегральный синус.
Рассчитываем суммарную начальную СКП восстановления непрерывного сообщения(ССКП):
Вт
Рассчитываем относительную СКП(ОСКП):
Задание №12.
В виду того, что выбор начальной энергетической ширины спектра исходного сообщения не приводит к минимуму ОСКП, решить оптимизационную задачу: с помощью ЭВМ определить оптимальную энергетическую ширину спектра сообщения, доставляющую минимум относительной суммарной СКП его восстановления.