РефератыКоммуникации и связьПеПередача аналогового сообщения по цифровой линии связи

Передача аналогового сообщения по цифровой линии связи

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:

















n 5 4 3 2 1
dкв(n) 0.0255 0.0510 0.1021 0.2041 0.4082


















pош 10-2 4*10-2 7*10-2 10-1 4*10-1 5*10-1
dобщ 0.1032 0.2016 0.2658 0.3173 0.6330 0.7076

2. 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
















n 5 4 3 2 1
Kf, % 7.8 11 14 23 32

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


Таблица 2














fд, Гц 1000 500 100 10
Kf, % 4 7.8 23 >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























pош 32-1 16-1 8-1 4-1 2-1
Kf, % 11 16 22 29 40
Kfкор, % 8.6 10 15 18 22

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 ква

нтования (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 потенциометра 1 2 3 4 5
ZS/с 758 1230 2185 2565 3404
Zлож (3х-имп. код) за 30с 1 -1 632 1049 1488
Zлож (3х-имп. код)/с 0.033 -0.033 21.07 34.97 49.6
Zлож (2х-имп. код) за 30с -1 182 1072 2553 3725
Zлож (2х-имп. код)/с -0.033 6.07 35.73 85.1 124.17
d2 (3х-имп. код) 2.7*10-4 2.7*10-4 0.171 0.283 0.402
d2 (2х-имп. код) 2.7*10-4 0.049 0.289 0.689 1.006

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 потенциометра 1 2 3 4 5
ZS 758 1230 2185 2565 3404
3-х имп. за 30с 0.98 4.187 23.471 37.97 88.746
2-х имп. за 30с 172.369 453.87 1432 1974 3476

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.

Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: Передача аналогового сообщения по цифровой линии связи

Слов:1455
Символов:14762
Размер:28.83 Кб.