Система передачи дискретных сообщений

Система передачи дискретных сообщений

Министерство образования и науки Российской Федерации

РЯЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет радиотехники и телекоммуникаций

Кафедра радиоуправления и связи

Курсовая работа

Основы передачи дискретных сообщений

Факультет Радиотехники и телекоммуникаций

Группа 418

Студент Куганов М.Ю.

Преподаватель Езерский В.В.

Рязань, 2008

Содержание

Задание

Расчетная часть

Задача 1

Задача 2

Задача 3

Задача 4

Заключение

Список литературы

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.

1.       Отношение сигнал-шум Q=20 (дБ)

2.      Скорость модуляции B_мод=1200 (Бод)

.        Требуемая скорость передачи информации B_инф=14400(бит/с)

Задача 2.

Выбрать метод синхронизации и разработать схему синхронизатора. Рассчитать параметры устройства синхронизации с представленными

временем синхронизации t_C=0,5 с,

-временем поддержания синфазности =11 с,

среднеквадратическим значением краевых искажений =10 %

исправляющей способностью приемника =35 %

коэффициентом нестабильности генератора k_Г=10^-5.

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

t_з=7 мс; b₁=0,2; b₂=4; d₁=4 мс; d₂₌2 мс

при Гц.Количество переприёмных участков N_п.уч.=1+[2+7]mod8=2

Задача 4.

Разработать систему кодирования/декодирования циклического кода для -элементного первичного кода, который исправляет  ошибок.

Исходные данные:

Количество элементов в коде к=5

Количество исправляемых ошибок t_и=2

Оценить вероятность получения необнаруживаемой ошибки на выходе системы, если  в канале связи меняется от  до .

Расчетная часть

Задача 1

Согласно рекомендациям МККТТ (ITU-T) выберем стандартный протокол модуляции. Наиболее близкий к исходным данным протокол V.32bis, обеспечивающий скорость модуляции 2400Бод, скорость передачи информации 14400 бит/с, модуляция КАМ 16(B_инф/B_мод=14400/1200=12).

Схема модулятора КАМ 16 представлена на рис. 1.

Принцип работы:

Блоки x, y, z, v выделяют из сигнала по два бита, далее в блоках ДОФМ осуществляется двойная относительная фазовая модуляция несущих колебаний поступающих с генератора, блок Г. Модулируемые колебания сдвинуты друг относительно друга на 90°. Выходные сигнал складываются, причем один уменьшается в два раза.

Схема демодулятора представлена на рис. 2.

ФОК (формирователь опорного колебания) выделяет несущее колебание из входного сигнала и подает его на фазовый детектор. ФД (фазовый детектор) определяет фазу входного сигнала относительно опорного в интервале [-90°; 90°], по этому для определения фазы на интервале [0°; 360°] используют два ФД и подаю на них опорные колебания сдвинутые на 90° друг относительно друга. АД (амплитудный детектор) определяет амплитуду входного сигнала. Демодулятор (Д) сравнивает последующие и предыдущие посылки хранящиеся в элементах памяти (ЭП), и решает какое значение предавалось.

Рассчитаем вероятность ошибки на один символ:

Вероятность ошибки для M=16 позиционного КАМ кода равна P=1,215·10^-5 при отношении сигнал-шум Q_сш=20 дБ.

Задача 2

Выберем замкнутую систему синхронизации по элементам без непосредственного воздействия на задающий генератор. Схема синхронизатора представлена на рис. 2.

В устройство входной дискретизации (ВД) поступают посылки КАМ сигнала. На выходе ВД формируется последовательность импульсов, совпадающая по времени с фронтами посылок. Эти импульсы поступают на один вход цифрового детектора (ЦФД) на другой вход поступают импульсы основного делителя (ОД). В зависимости от знака рассогласования по фазе колебаний, действующих на входах ЦФД подаются сигналы, открывающие либо на одну, либо другую схему И. В зависимости от того с какой схемы И приходят импульсы к числу, хранящемуся в реверсивном счетчике (РС) либо прибавляется либо отнимается единица.

При достижении определенного порога РС вырабатывает сигнал добавления или исключения, поступающий на схему добавления и исключения (ДИ). В результате в последовательности задающего генератора (ЗГ) изменяется число импульсов, а следовательно и изменяется и фаза импульсов с выхода ОД.

Рассчитаем основные параметры 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.

1.       Шаг коррекции

Для коэффициента деления основного делителя m=72 получаем .

2.       Емкость реверсивного счетчика

=0.5*1200/72=8.333

t_c - время синхронизации

B - скорость модуляции      

М_рс=8.333 округляя, выбираем 9

3.       Статическая погрешность коррекции

=1/72 + 4*10^-5*9 = 0.014

K_г - коэф. Нестабильности генератора

4.       Динамическая погрешность

=

σ₀ - среднекв. Значение краевых искажений

5.       Общая погрешность системы синхронизации

ε= ε_ст+ ε_дин = 0.014 + 0.03 = 0.044

Задача 3

ФЧХ канала вычисляется как , график представлен на рис. 4. Для коррекции фазовых искажений в каждом приёмнике установим по одному стандартному корректору, а в последнем помимо стандартного установим переменный корректор. Количество переприемных участков-2.

ГВЗ канал определяется как  представлен на рис. 5.

Рис.5 ГВЗ канала связи

Схемы коректоров

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 КС.

Число стандартных корректоров, включенных в канал, друг за другом соответствует числу переприемных участков. Настройка корректора осуществляется в подборе числа подключенных звеньев, в зависимости от числа переприемных участков.

Т.к. частотные характеристики реальных каналов отличается от усредненной характеристики, то возможности коррекции ограничены. Остаточная неравномерность ГВЗ имеет обычно колебательный характер.

Схемы стандартных корректоров могут быть следующие:

Стандартный корректор позволяет уменьшить неравномерность ГВЗ в 5-10 раз, а стандартный вместе с гармоническим в 50-100 раз . Эти корректоры 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 изготавливаются на основе перестраиваемых звеньев, характеристики которых можно изменять.

В последнее время в качестве таких корректоров используются трансверсальные и рекурсивные фильтры.

Корректор на основе трансверсального фильтра:

Коррекция выполняется передачей по тракту периодической последовательности импульсов.

Задача 4

Разработать систему кодирования/декодирования циклического кода для k-элементного первичного кода, который исправляет t_и ошибок. Оценить вероятность получения необнаруживаемой ошибки на выходе системы, если P_ош в канале связи меняется от 10^-6 до 10^-2.

Исходные данные:

k=5

t_и=2

Решая систему уравнений

Получим n=7.2. Выбираем из таблицы ближайшее значение, n=15, k=5, t=3. В соответствии с этим получаем

g(p) = 2467 ( 10100110111)

g(x)=x¹⁰+x⁸+x⁵+x⁴+x²+x+1

Для построения кодера найдем генераторный (проверочный) многочлен

h(x)=(xⁿ+1)/g(x)

 x¹⁵+1

 x¹⁰+x⁸+x⁵+x⁴+x²+x+1

 x¹⁵+x¹³+x¹⁰+x⁹+x⁷+x⁶+x⁵ x⁵+x³+x+1

x¹³+x¹⁰+x⁹+x⁷+x⁶+x⁵ +1

x¹³+x¹¹+x⁸+x⁷+x⁵+x⁴+x³

x¹¹+x¹⁰+x⁹+x⁸+x⁶+x⁴+x³+1

x¹¹+x⁹+x⁶+x⁵+x³+x²+x¹⁰+x⁸+x⁵+x⁴+x²+x+1

x¹⁰+x⁸+x⁵+x⁴+x²+x+1

0

Генераторный многочлен h(x)= x⁵+x³+x+1 = 101011.

Схема кодера представлена на рис. 6.

Табл. Работа устройства кодирования

Рис. 7. Устройство декодирования

Построение графика появления необнаруживаемой ошибки при заданном изменении вероятности ошибки в канале связи.

График построен на основе программного пакета MathCad, по нижеприведенным формулам и известным параметрам:

k=5, =3, n=15;

модулятор синхронизатор кодирование дискретный

График появления необнаруживаемой ошибки при заданном изменении вероятности ошибки в канале связи

Как видно из графика, с ростом вероятности ошибки в канале, возрастает вероятность получить необнаруживаемую ошибку на выходе системы.

Заключение

В результате выполнения курсового проекта была разработана система передачи дискретных сообщений, были проанализированы и выбраны методы модуляции, синхронизации, коррекции, кодирования, разработаны схемы на их основе, рассчитаны параметры.

Мы познакомились с методами и принципами построения систем передачи дискретной информации.

Список литературы

1. Основы передачи дискретных сообщений: Учебник для вузов/ Ю.П. Куликов, В.М. Пушкин, Г.И. Скворцов и др.: Под ред. В.М. Пушкина. - М.: Радио и связь, 1992.- 288 с., ил.

. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки: Пер. с англ./ Под ред. Р.Л. Добрушина, С.И. Самойленко. - М.: Мир, 1976. - 594с

3/ Прокис Дж. Цифровая связь. - М.: Радио и связь, 2000.

4.          Скляр Б. Цифровая связь. - М., Санк-П, Киев: Изд. дом «Вильямс», 2003.

5.      Гаранин М.В., Журавлев, Кунегин С.В. Системы и сети передачи информации. - М.: Радио и связь, 2001.

.        Лагутенко О.И. Современные модемы. - Эко-Тредз, 2002.

.        Шувалов В.П. и др. Передача дискретных сообщений. - М.: Радио и связь, 1990.