Информационно-измерительная система (стр. 1 из 5)
Министерство образования Российской Федерации
УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА РТС
"ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА"
КУРСОВАЯ РАБОТА
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Екатеринбург 2007
Техническое задание
Перечень используемых сокращений
Введение
Основная часть
Расчет параметров радиотехнической системы
1. Расчет параметров преобразования сообщения в цифровую форму
1.1 Случай №1
1.2 Случай №2
1.3 Случай №3
2. Расчет и выбор параметров для радиолинии передачи информации с объекта
2.1 Определение параметров системы с ВРК и АМН
2.2 Расчет энергетических характеристик
3. Организация синхронизации
4. Расчет параметров радиолинии «ЦП – объект»
5. Выбор характеристик системы определения координат объекта
6. Описание структурной схемы центральной станции
7. Описание структурной схемы объекта
Заключение
Библиографический список
Приложение №1. Структурная схема центральной станции
Приложение №2. Структурная схема объекта
Исходные данные:
1. Параметры преобразования сообщения:
a) среднеквадратическое (эффективное) значение сообщения X, В 0,5;
b) плотность распределения:
c) нормированная величина:
d) параметр распределения:
e) спектральная плотность распределения: G(w)=
f) Число k: 3
g) суммарная относительная среднеквадратическая ошибка
входных преобразований: 0.05;
2. Параметры радиолинии передачи информации с объекта:
a) вид модуляции АМн;
b) число сигналов
;c) число каналов
;d) число служебных канальных промежутков в кадре
;e) надежность передачи информации
;f) допустимая вероятность ошибки на один разряд цифрового сообщения:
g) время передачи сообщения
с3. Параметры радиолинии измерения координат объекта:
a) расположение: центральный пункт наземный,
объект наземный;
b) максимальное расстояние до объекта: Rmax=30 км;
c) вероятность ложной тревоги:
;d) рабочая длина волны: λ=0.2 м;
e) измеряемые параметры: R, a
4. Константы:
a) скорость света
м/с;b) постоянная Больцмана
Дж/К.Выбрать и рассчитать:
1. Частоту дискретизации Fд и Fв, а также Fэ;
2. Шаг (интервал) квантования сообщения h;
3. Максимальное отклонение сообщения от среднего значения хm и пик-фактор Пх;
4. Число разрядов двоичного кода n;
5. Число уровней квантования m;
6. Длительность канального сигнала Тк;
7. Длительность разрядного импульса tn;
8. Структуру информационного пакета со служебными сигналами
9. Полосу частот группового сигнала Dfå;
10. Параметры модуляции сигнала во второй ступени;
11. Полосу частот радиолинии Dfрл;
12. Спектральную плотность шумов N0, приведенных ко входу приемника;
13. Пороговое отношение мощности сигнала к мощности шума qпор2, обеспечивающее заданное значение допустимой вероятности ошибки РД (1/бит);
14. Рабочее отношение мощности сигнала к мощности шума q2раб, обеспечивающее заданную надежность передачи информации РН;
15. Основные параметры приемной и передающей антенн: коэффициенты полезного и направленного действия, значения ширины диаграммы направленности каждой из них;
16. Пиковую и среднюю мощность излучаемого сигнала;
17. Вероятность ошибки приема (выделения) кодовой комбинации при допустимой вероятности ошибки выделения разрядного импульса РД;
18. Эффективное значение результирующей относительной ошибки сообщения на выходе системы с учетом действия шумовой помехи;
19. Параметры канала управления, способ его организации, протокол взаимодействия.
Перечень используемых сокращений
АМ – амплитудная модуляция;
ВРК – временное разделение каналов;
ДН – диаграмма направленности;
АМн – амплитудная манипуляция;
КИ – канальный интервал;
КИМ – кодовая импульсная модуляция;
КНД – коэффициент направленного действия;
ОБП – одна боковая полоса;
РЛС – радиолокационная станция;
СПИ – система передачи информации;
ТЗ – техническое задание;
УДС – угломерно-дальномерная система;
ФАР – фазированная антенная решетка;
ЦП – центральный пункт.
Объектом курсовой работы является радиоэлектронная система передачи непрерывных сообщений по цифровым каналам. В качестве источников сообщений предусматривается совокупность процессов, характеризующих состояние некоторой испытуемой системы, не допускающей иного наблюдения, кроме использования радиотелеметрии. Таким образом, задание предусматривает выполнение работы, состоящей из двух основных частей – расчета параметров цифровой радиотелеметрической системы и формирование её детальной структурной схемы.
Комплекс подлежащих передаче сообщений является совокупностью непрерывных, независимых процессов, каждый из которых характеризуется видом спектральной плотности мощности (функции корреляции) и одномерной плотностью вероятности мгновенных значений. Указанные характеристики необходимы для расчета параметров входных преобразований по заданному значению эффективной относительной ошибки преобразований, включающей в себя ошибку временной дискретизации, ошибку, вызванную ограничением динамического диапазона, и ошибку квантования. При фиксировании значения результирующей относительной среднеквадратичной ошибки (с.к.о.) входных преобразований, уровня ограничения входного преобразователя сообщения и параметров сообщения определяется частота временной дискретизации, число разрядов и другие сопутствующие параметры преобразования аналогового процесса в дискретную форму.
В дальнейшем ищутся характеристики канального сигнала с учетом того, что в рассматриваемых системах применяется только временное разделение каналов при использовании как кодово-импульсной или дельта–модуляции с последовательной или параллельной передачей разрядных сигналов, так и квантованной время–импульс модуляции. Определив длительность канального интервала с учетом необходимости надежной кадровой, канальной и разрядной синхронизации, а также ширину спектра группового сигнала по заданной полосе частот, выделенной для радиолинии с учетом вида и параметров второй ступени модуляции, находится возможное число каналов. Последним этапом является определение требуемой мощности сигнала на входе приемника и мощности излучаемого сигнала на передающей стороне по допустимым значениям вероятности ошибки воспроизведения символа дискретного сообщения и надежности связи.
В целом выбор ряда технических решений – защитных промежутков по времени и частоте, способов синхронизации, параметров и конструкции антенн – должен учитывать необходимость экономии полосы частот, мощности передатчика и, по возможности, стоимости отдельных элементов, определяющих стоимость производства и эксплуатации системы в целом.
Основная часть
Расчет параметров радиотехнической системы
1. Расчет параметров преобразования сообщения в цифровую форму
Одним из важнейших вопросов при разработке систем передачи информации с временным разделением каналов является выбор частоты дискретизации сообщений [1], [2]. Основой для её расчёта является равенство (1.1) относительной с.к.о. дискретизации.
При этом частота дискретизации определяет ошибку дискретизации, включающую в себя ошибку ограничения спектра сообщения, и ошибку интерполяции при характеристиках формирующего и интерполирующего фильтров близких к идеальному ФНЧ. Таким образом, необходимо выбрать соотношение между тремя слагаемыми равенства (1.2), задавшись значением каждого из них при необходимом значении суммы их квадратов dвх. При различном соотношениями между слагаемыми равенства (1.2), можно получить набор значений частоты дискретизацииFД, относительного уровня ограничения мгновенных значений Н сообщения (пик-фактора) и числа разрядов n. Поэтому необходимо сравнить несколько вариантов разбиений då, и остановиться на одном из вариантов, обеспечивающем наибольшую длительность импульсов двоичного кода tn–целевая функция.
При определении частоты дискретизации необходимо исходить из эффективного значения относительной ошибки дискретизации:
; Fд/2=Fв (1.1)