.

Передача аналогового сообщения по цифровой линии связи (курсовая)

Язык: русский
Тип документа: Word Doc
0 463
Скачать документ

Министерство общего и профессионального образования

Российской федерации

Уральский Государственный Технический Университет

Кафедра РТС

 

Курсовая работа по теме:

“Передача аналогового сообщения по цифровой линии связи”

по курсу “Основы радиотехнических систем”

г. Екатеринбург, 2000г.

Работа 1

 

Цель работы

 

В данной работе изучается:

принцип кодирования аналогового сообщения, основанный на счётно-импульсном методе;

принцип весового декодирования и демодуляции;

использование избыточного кодирования для повышения помехоустойчивости системы связи;

влияние помехи в линии связи на качество передачи сообщения.

 

Расчётное задание

 

  1. Необходимо рассчитать зависимость dкв(n) при передаче гармонического сообщения, а также результирующую ошибку при вероятности ошибки в канале связи pош=10-2¸5*10-1 для 5-разрядного кода.

 

;

 

kпx – пик-фактор сообщения;

Nкв – число уровней квантования;

 

 

Так как сообщение представляет собой синусоиду, то пик-фактор сообщения равен , поэтому получим:

 

 

n54321
dкв(n)0.02550.05100.10210.20410.4082

 

 

 

pош10-24*10-27*10-210-14*10-15*10-1
dобщ0.10320.20160.26580.31730.63300.7076

 

  1. Предложить алгоритм выделения из экспериментальных зависимостей величин отдельных составляющих искажений и оценки вероятности ошибки в эксперименте.

Относительная среднеквадратическая ошибка (ОСКО) передачи сообщения определяется как:

для случая без действия помех d2S = d2кв + d2м-д

для случая с помехами в линии связи d2S = d2кв + d2ш + d2м-д

Величину относительной среднеквадратической ошибки модуляционно-демодуляционных искажений dм-д найдём из соотношения:

 

dм-д = (d2S – d2кв)1/2,

 

где d2кв – рассчитанное значение;

d2S – ОСКО, полученная для случая без коррекции ошибок.

Ошибку, обусловленную помехами в линии связи, dш найдём из выражения:

 

dш = (d2S – d2кв – d2м-д)1/2,

 

здесь d2S – ОСКО, полученная для случая с коррекции ошибок.

Вероятность ошибки при приёме отдельного элемента цифровой последовательности при действии помех в линии связи на сигнал найдём из следующих соотношений. Средняя мощность ошибки сообщения Pош на входе декодера равна:

 

Pош » pош×X2m/3;

Px = X2m/2;

d2S = Pош/ Px = d2кв + d2ш + d2м-д.

 

Итого, имеем:

 

pош = 1,5×d2S,

 

где d2S – ОСКО, полученная для случая без коррекции ошибок.

 

Описание лабораторной установки

 

Лабораторная установка состоит из преобразователя аналог-код типа Ф706; линии связи, обеспечивающей параллельную передачу 5-разрядного кода, сигналов синхронизации и контрольного разряда, а также формирование помех; преобразователя код-аналог типа Ф706; осциллографа С1-20, измерителя нелинейных искажений типа ИНИ-12.

В лабораторной установке имеются следующие возможности изменения параметров и режимов, позволяющие оценить их влияние на качество передачи сообщения – измерить величину искажений:

ручной набор выходного напряжения датчика сообщения;

передача гармонического сигнала с частотой 50 Гц;

изменение частоты дискретизации сообщения 200, 500, 1000Гц («Частота запуска»);

изменение шага квантования – последовательное отключение разрядов в принятой кодовой комбинации (на входе детектора);

сравнение качества передачи сообщения избыточным кодом и безызбыточным кодом при изменении вероятности ошибки в линии связи.

 

Экспериментальная часть

 

В ходе выполнения лабораторной работы мы ознакомились с измерительным оборудованием, назначением регулировок и переключателей на приборах установки для установления необходимого режима исследования; качество передачи контролировалось по осциллографу. Нами были сняты следующие зависимости:

зависимость искажений от величины шага квантования (числа разрядов) kf(n) при постоянной частоте дискретизации 500Гц.

 

Таблица 1

n54321
Kf, %7.811142332

 

зависимость искажений от частоты дискретизации при постоянном числе разрядов n=5.

 

Таблица 2

fд, Гц100050010010
Kf, %47.823>90

 

зависимость искажений от вероятности ошибки в линии связи без коррекции и с коррекцией ошибок при n=5 и Fд=500 Гц (kf(pощ)).

 

 

Таблица 3

pош32-116-18-14-12-1
Kf, %1116222940
Kfкор, %8.610151822

 

Обработка результатов эксперимента

 

Найдём dш и вероятность ошибки pош при коэффициенте деления делителя 4, n = 5 и Fд = 500 Гц, используя выведенные ранее соотношения:

 

dм-д = (d2S – d2кв)1/2 = ((0.078)2 – (0.0255)2)1/2 » 0.073

 

dш = (d2S – d2кв – d2м-д)1/2 = ((0.18)2 – (0.0255)2 – (0.073)2)1/2 » 0.1625

 

pош = 1,5×d2S = 1,5×((0.0255)2+(0.1625)2+(0.073)2) = 4.86×10-2

 

Анализ полученных результатов

 

В данной лабораторной работе нами изучались: принцип кодирования аналогового сообщения, основанный на счётно-импульсном методе; принцип весового декодирования и демодуляции; использование избыточного кодирования для повышения помехоустойчивости системы связи; влияние помехи в линии связи на качество передачи сообщения.

Из полученных результатов можно сделать следующие выводы:

В соответствии с теорией при изменении величины шага квантования изменяется и величина искажений, т.е. чем больше шаг квантования (меньше число разрядов), тем выше уровень искажений: 7.8% при n=5 и 32% при n=1. Это происходит потому, что с ростом шага квантования растёт относительная среднеквадратическая ошибка квантования. Можно отметить, что для передачи аналогового сообщения с минимумом искажений нужно вполне определённое число уровней квантования.

Также в соответствие с теорией при изменении величины частоты дискретизации изменяется и величина искажений: их тем больше, чем она меньше (т.к. в этом случае увеличивается ОСКО модуляционно-демодуляционных искажений), причём, существует вполне определённая минимально допустимая (с точки зрения искажений) частота дискретизации. Тем не менее, согласно теореме Котельникова для точной передачи аналогового сообщения вполне достаточно использовать частоту дискретизации, в два раза превышающую верхнюю граничную частоту спектра сообщения; в нашем случае для передачи «сообщения» частотой 50Гц достаточно частоты дискретизации в 100Гц, при этом величина искажений составляет порядка 20%.

Использование коррекции ошибок (контроля чётности) при передаче сообщения уменьшает общую ОСКО.

Таким образом, цель лабораторной работы можно считать достигнутой.

 

 

Работа 2

 

Цель работы: исследовать асинхронную адресную систему связи с импульсно-временным кодированием и проанализировать основные показатели качества данной системы.

 

Функциональная схема лабораторной установки

 

 

Экспериментальная часть

 

Производилось снятие зависимости числа ложных импульсов на выходе схемы совпадений от интенсивности ХИП. Результаты эксперимента сведены в таблице 1.

 

Таблица 1

Положение потенциометра12345
ZS/с7581230218525653404
Zлож (3х-имп. код) за 30с1-163210491488
Zлож (3х-имп. код)/с0.033-0.03321.0734.9749.6
Zлож (2х-имп. код) за 30с-1182107225533725
Zлож (2х-имп. код)/с-0.0336.0735.7385.1124.17
d2 (3х-имп. код)2.7*10-42.7*10-40.1710.2830.402
d2 (2х-имп. код)2.7*10-40.0490.2890.6891.006

 

Расчётная часть

 

 

Ниже приведён расчёт относительной величины искажений в спектре ВИМ.

 

 

Результаты расчётов также сведены в таблице 1. По полученным в расчётах результатам и экспериментальным данным построены соответствующие зависимости: интенсивности ложных импульсов и относительной величины искажений от интенсивности потока (соответственно рис.1 и рис.2 для 2х и 3х-импульсного кода).

Также были сняты осциллограммы в точках 5, 6 и 7 (см. функциональную схему), они приведены ниже, соответственно на рис.3-рис.5.

 

 

Выводы

 

В данной лабораторной работе была исследована зависимость числа ложных импульсов от интенсивности хаотической импульсной помехи ХИП, то есть, сколько образуется ложных адресов при разном количестве абонентов и разной длине кода (3-х и 2-х импульсная система кодирования). Оказалось, что чем больше абонентов, тем больше ложных адресов, что удовлетворяет теоретическим сведениям, а трёхимпульсный код лучше двух-импульсного. Также было рассчитано число ожидаемых ложных адресов (измерения проводились в течение 30 секунд), результаты сведены в таблице 2.

 

Таблица 2.

Положение потенциометра12345
ZS7581230218525653404
3-х имп. за 30с0.984.18723.47137.9788.746
2-х имп. за 30с172.369453.87143219743476

 

Видно, что теоретическая интенсивность в большинстве своём получилась меньше, чем было получено в эксперименте. Это объясняется тем, что в эксперименте адрес считается ложным, если произошло хотя бы частичное наложение импульсов, тогда как в теории мы приняли считать адрес ложным, если произошло полное совпадение импульсов. Поэтому надо стремиться к тому, чтобы импульсы не перекрывались, этого можно достигнуть, максимально уменьшая длительность импульсов.

 

 

Контрольные вопросы

 

Вопрос № 1: объяснить принцип частотно–временного кодирования и сформулировать условия, при которых адреса ЧВК ортогональны.

Ответ: для работы многоканальных адресных систем передачи информации используется принцип разделения каналов абонентов по структуре сигнала–адреса, причем передаваемая информация заключена в изменении либо амплитуды, либо временного положения адреса. В данном случае адрес используется в виде частотно–временного кода (ЧВК). ЧВК задается частотно–временной матрицей.

 

Общее число адресов, возможное при ЧВК, определяется так:

 

 

Адрес выглядит как пачка импульсов с заполнением поднесущими частотами, код образует комбинация поднесущих. Импульсная последовательность с различным частотным заполнением переносится на несущую частоту передатчика. Несколько передатчиков могут использовать одну несущую. Приемник разделяет поднесущие частоты, детектирует их и формирует импульсы отдельных частотных каналов. Код ЧВК широкополосный, сетка частот выбирается также, как и для ЧРК.

Условия ортогональности: взаимно-корреляционная функция ® 0

Ширина полосы радиолинии выбирается исходя из заданного качества разделения каналов.

Вопрос: Какие дополнительные искажения в передачу сообщения вносятся дискретной линией задержки?

Ответ: В передачу сообщения вносятся дополнительные искажения кодирующей линией задержки, т.к. она не идеальна: в лабораторной установке используется её дискретный вариант, реализованный на регистрах сдвига. Для получения необходимого разноса по времени применены 2 четырёхразрядных регистра, соединённых последовательно; очевидно, что на передачу сообщения оказывает влияние быстродействие применяемых регистров, так недостаточно быстродействующие ИМС вызывают, например, затягивания фронтов импульсов и т.д. Лучшие показатели по быстродействию имеют аналоговые линии задержки с необходимыми отводами, их применение позволило бы существенно снизить искажения, обусловленные влиянием линии задержки.

Похожие документы
Обсуждение
    Заказать реферат
    UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019