ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ЧитГУ)
Институт переподготовки и повышения квалификации
Кафедра физики и техники связи
Курсовой проект по дисциплине
теория электрической связи
Расчет основных параметров цифровой системы передачи сообщений с амплитудной модуляцией
Вариант
Выполнил: студент группы
Проверил:
Чита 2010
Содержание
Задание. 4
1 Структурная схема системы электросвязи. 6
2.1 Случайный процесс ..... 10
2.2 Числовые характеристики случайного процесса ..... 12
3.2 Число уровней квантования. 15
3.4 Энтропия и производительность. 17
4.1 Число разрядов двоичной комбинации. 20
4.2 Избыточность кода с одной проверкой на четность. 20
4.3 Двоичная кодовая комбинация. 21
4.4 Число двоичных символов, выдаваемых кодером в секунду, и длительность двоичного символа. 22
5.2 Корреляционная функция модулирующего сигнала. 26
5.3 Спектральная плотность мощности модулирующего сигнала. 27
5.4 Условная ширина энергетического спектра модулирующего сигнала. 28
5.5 Энергетический спектр модулированного сигнала. 30
6.2 Пропускная способность канала. 35
6.3 Эффективность использования пропускной способности канала. 35
8.1 Обнаруживающая и исправляющая способность кода. 40
8.2 Алгоритм обнаружения ошибок. 41
8.3 Вероятность необнаружения ошибки. 42
8.4 Метод определения наименее надежного символа. 42
9.2 Идеальные амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики фильтра-восстановителя. 44
9.3 Импульсная реакция идеального фильтра-восстановителя. 46
10 Схема амплитудного модулятора. 48
11 Принципиальная схема амплитудного демодулятора. 50
12 Спутниковая система связи ИНМАРСАТ. 52
12.1 Техническая организация и принцип действия ИНМАРСАТ. 54
ЗАДАНИЕ №7
на курсовой проект по дисциплине
«Теория электрической связи»
студенту гр. ТКВ-08
Тема курсового проекта
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
1.Исходные данные:
Параметр | Обозначение | Значение |
Нижняя граница интервала значений сигнала a(t) | , В | 0,5 |
Верхняя граница интервала значений сигнала a(t) | , В | 9 |
Частота ограничения спектра сигнала a(t) | , Гц | 25·103 |
Шаг квантования дискретизатора | , В | 0,15 |
Номер квантования | 45 | |
Спектральная плотность средней мощности шума | , В2/Гц | 5,6·10-7 |
Вид модуляции | ДАМ, ОФМ, и т.д. | АМ |
Тип модулятора | Определить | |
Тип демодулятора | Когерентн. |
Дата выдачи задания «___»____________20 г.
Студент ________________________
подпись
Дата представления работы руководителю «___»__________20 г.
Преподаватель __________________
подпись
Данная курсовая работа посвящена расчету основных характеристик системы передачи сообщений и является важным практическим шагом на пути освоения курса теории электрической связи, а значит и на пути формирования технического образования студентов.
1 Структурная схема системы электросвязи
Требуется:
Составить структурную схему системы электросвязи и объяснить назначение ее отдельных элементов.
Структурная схема системы элекросвязи представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Структурная схема системы электросвязи
На рисунке 1:
1. Источник сообщений - объект, передающий некое сообщение в виде сигнала
;2. Дискретизатор – устройство, обеспечивающее дискретизацию сигнала
по теореме Котельникова во времени;3. Кодер – устройство, в котором последовательность элементов сообщения заменяется последовательностью кодовых символов;
4. Модулятор (передатчик) – устройство, в котором первичный сигнал преобразуется во вторичный сигнал пригодный для передачи по используемому каналу;
5. Линия связи - обеспечивает физический перенос сигнала на расстоянии по линии связи, внося в него при этом шумы и искажения;
6. Демодулятор (приемник) – обрабатывает принятое колебание и восстанавливает переданное сообщение;
7. Декодер – устройство, предназначенное для преобразования кодовых комбинаций в квантованую последовательность отсчетов;
8. Фильтр-восстановитель – устройство, в котором восстанавливается непрерывное сообщение по квантованным значениям.
Каналом передачи называют совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающих передачу электрических сигналов с ограниченной мощностью и в ограниченной полосе частот (т.е. с ограниченной скоростью), электрическим сигналом (далее - сигнал) в общем смысле называется изменяющееся во времени и пространстве параметры электромагнитного поля. Поясним, что под модуляцией понимается процесс изменения тех или иных параметров одного сигнала под воздействием каких-либо параметров другого. В случае если в качестве передаваемого сигнала используется синусоидально изменяющееся напряжение или ток, его параметрами можно считать амплитуду и полную фазу, содержащую в себе частоту и начальную фазу.
Аналитически сигналы есть функции от времени и бывают дискретными и непрерывными или аналоговыми. Если сигнал как функция u(t) принимает только определенные дискретные значения u (например, 0 и 1), то он называется дискретным или, точнее, дискретным по состояниям. Если же сигнал может принимать любые значения в некотором интервале, то он называется аналоговым или непрерывным по состояниям. Под дискретным по времени сигналом необходимо понимать сигнал, заданный не на всей области значений времени, а только в определенные моменты tи.
Поскольку заранее известный (детерминированный) сигнал не может нести информации, то все сигналы, рассматриваемые в данной работе являются случайными процессами.
Длительностью сигнала Tc будем считать интервал времени, в пределах которого он существует, его динамическим диапазоном Dc – отношение наибольшей мгновенной мощности сигнала к той наименьшей мощности, которую необходимо отличать от нуля при заданном качестве передачи. За ширину спектра сигнала Fc примем диапазон частот, в пределах которого сосредоточена основная его энергия. Отметим, также, что в технике связи спектр сигнала часто сознательно сокращают, т.к. аппаратура и линии связи имеют ограниченную полосу пропускаемых частот. Сокращение спектра осуществляется исходя из допустимых норм искажений сигнала. Так, например, в качестве частотного диапазона речевого сигнала в связи полагаем полосу от 300 Гц до 3,4 кГц.
Под термином сообщение мы будем понимать совокупность знаков (символов), содержащих ту или иную информацию, подлежащую передачи на расстояние.
Для непрерывных каналов связи характерно: во-первых, линейность – тогда выходной сигнал является суперпозицией передаваемого сигнала и помехи, во-вторых, наличие помех на выходе канала, даже если на его вход не поступает сигнал, в-третьих, сигнал при передаче по каналу связи претерпевает задержку по времени и затухание по уровню. В реальных каналах всегда имеют место искажения сигнала, обусловленные несовершенством характеристик канала и, нередко, изменением параметров канала во времени.
Помехой называется любое случайное воздействие на сигнал, которое ухудшает верность воспроизведения передаваемых сообщений. В проводных каналах связи основным видом помех являются импульсные шумы и прерывания связи. Появление импульсных помех часто связано с автоматической коммутацией и перекрестными наводками. Прерывание связи есть явление в канале, когда передаваемый сигнал резко затухает или исчезает.