Проектирование цифровых каналов и трактов

Проектирование цифровых каналов и трактов

Московский Технический Университет Связи и Информатики

Кафедра Многоканальной Электросвязи

Курсовая работа по теме:

"Проектирование цифровых каналов и трактов"

Выполнила: Пысина О.А.

Группа: МС0403

Студ. Билет 1МС04065

Проверил: Климов Д.А.

Москва 2008

Исходные данные

Задание 1

а)fн = 21 кГц , fв=767кГц

б)fн = 59 кГц , fв=75кГц

Задание 2

Uогр=1.15В Uвх=0.35 В Азкв =41.5 дБ

Задание 3

Uогр=1.15В Uвх1= -0.02 В Uвх2= 0.91 В Nкодового слова с ошибкой=5 Nпозиции с ошибкой=2;7

Задание 4

pош=0.19.10-4 , r1=3 , r2=1 , b=7, bk=1;7

Задание 5

Задание 6

Число для перевода в двоичную систему - 119

Задание 7

10101110000111101111010000000010

Задание 8

С = 34368 кбит/с

Тип кода - 2B1Q

Кабель - КСПП 1х4х0.9

Коэффициент шума F=3.9

U пер = 5.9 В

Задание №1. Выбор параметров устройств дискретизации аналоговых сигналов

1.1 Выберите частоту дискретизации широкополосного аналогового цифрового сигнала, рассчитайте период дискретизации.

1.2 Выберите частоту дискретизации узкополосного аналогового сигнала, рассмотрев два варианта: с переносом спектра аналогового сигнала вниз по частоте и без переноса. Для варианта с переносом укажите значения несущей.

Все частоты дискретизации и несущая частота должны выражаться целыми числами, а промежутки на расфильтровку составлять примерно 5-10% от верхней частоты среза соответствующего фильтра.

1.3 Рассчитайте и постройте спектральные диаграммы сигналов АИМ, отвечающие каждой из рассмотренных ситуаций, отметив на них расчётные значения частот. Укажите способы демодуляции сигналов АИМ.

Исходные данные

Спектры аналоговых сигналов 21-767 кГц, 59-75кГц

1.1 Частоту дискретизации широкополосного сигнала выбирают по теореме Котельникова в её классическом варианте: (с учётом запаса на расфильтровку).

Fдmin=2*767=1534 кГц

С учётом полосы расфильтровки (10% от Fв):

Fд=1534+76.7=1610.7=1611 кГц

Период дискретизации:

Тд=1/1611*103=0.62 мкс

1.2 Частота дискретизации узкополосного аналогового сигнала (59-75кГц)

Fв/Fн=75/59=1.271<2,

т.е. спектр преобразуемого сигнала меньше октавы, следовательно возможно использовать менее высокую, чем по Котельникову, частоту дискретизации можно определить двумя способами:

Метод переноса исходного спектра в область нижних частот:

Исходя из того, что мы должны приблизить исходный спектр сигнала максимально к нулю,

Fдmin=2*24=48 кГц

С учётом полосы расфильтровки (10% от Fв):

Fд=48+2.4 = 50.4=> 51кГц

Метод "последовательного приближения"

Рассмотрим выбор Fд методом "последовательного приближения" для сигналов

Fв/Fн=75/59=1.271<2,

исходя из этого условия, можно найти Fд без переноса спектра вниз, применяя условие демодуляции:

2 Fн/ n > Fд > 2 Fв / n+1, где n=1,2,3.. (формула 1)

По формуле 1, путем подбора находим:

Таблица 1

Выберем частоту дискретизации: Fд=39 кГц. Однако, при выбранном значении n нет 10% полосы расфильтровки, поэтому уменьшим n на единицу. Тогда Fд=55 кГц, но при этой n тоже нет 10% полосы расфильтровки, поэтому уменьшим n еще на единицу:

Fд = 97 кГц

Период дискретизации:

Тд=1/97*103=10.3 мкс

Fд =97 кГц нам подходит, т.к. выполняется условие расфильтровки. Найдем минимальные условия для полосы расфильтровки, по расчетам возьмем:

Fд =83 кГц

Период дискретизации:

Тд=1/83*103=12 мкс

Исходя из расчетов, Fд =83 кГц является оптимальной частотой дискретизации при fрmin = 8кГц

Схемы детектирования:

1) широкополосного сигнала

2) узкополосного с переносом спектра

3) узкополосного без переноса спектра

Вывод: При дискретизации узкополосного сигнала частота дискретизации, найденная по теореме Котельникова, получается слишком высокой. Чтобы её уменьшить целесообразно перенести спектр аналогового сигнала до дискретизации вниз по частоте.

Задание №2. Исследование защищенности сигнала от помех квантования и ограничения

2.1 Определите минимальное количество разрядов m в кодовом слове, при котором обеспечивается заданная защищённость гармонического колебания с амплитудой Um от шумов квантования Азкв при равномерном квантовании. Постройте зависимость защищённости от уровня гармонического колебания при изменении его амплитуды от Um до напряжения ограничения Uогр.

2.2 Приведем для наглядности характеристику помехозащищенности и характеристику компандирования для А87.6/13

Исходные данные: Uогр=Uo=1.15В, Uвх= Uв=0.35В, Азкв=Аз=41,5 дБ.

2.1 Защищённость равна:

, где Рс и Рш - мощность сигнала и помехи

8.868.

Округлим: m = 9

Уровень сигнала квантования:

Уровень помехи квантования:

Для построения характеристики защищенности определим:

Теперь рассчитаем реальную величину защищенности от помех квантования:

Рис.1 Характеристика защищенности от сигнала.

2.2 Приведем для наглядности характеристику помехозащищенности и характеристику компандирования.

Рис.2 Характеристика защищенности от шумов квантования для характеристики А87.6/13 [2]

Рис.8 Амплитудная характеристика неравномерного квантующего устройства

Вывод: Для обеспечения требуемой защищенности необходимо использовать 9 разрядов. При этом характеристика будет линейно возрастать и лежать выше Азкв.тр.

Задание №3. Изучение операции кодирования и декодирования

3.1 Для двух отсчётов аналогового сигнала с амплитудами U1 и U2 выполните операции неравномерного квантования и кодирования, осуществляемые в нелинейном кодере с сегментированной характеристикой компрессии А-типа. Определите абсолютные и относительные величины ошибок квантования этих отсчётов и изобразите полученные в результате кодовые слова в виде последовательности токовых и бестоковых посылок в коде БВН.

3.2 Осуществите нелинейное декодирование кодовых слов, полученных в предыдущем пункте, если в указанных заданием разрядах произошли ошибки, то есть вместо символа "1" принят символ "0" и наоборот.

Исходные данные: Uогр=1.15В, U1=-0.02В, U2=0.91В, N=5, n=2, 7

Рис.4 Структурная схема кодера с нелинейным квантованием

Рис.5 Структурная схема декодера кодека с нелинейным квантованием