Побудова системи передачі даних з розрахунком її структурних елементів
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
во знайти замінивши операцію згортування на операцію додавання зсунутих послідовностей. Це можливо здійснити за виразом
.(2.24)
Графік авто кореляційної функції, яку побудовано за результатами розрахунків наведено на рисунку 2.6
Рисунок 2.6 Автокореляціна функція модулюючого сигналу
З рисунку 2.6 видно, що АКФ сигналу має максимум при та досить низький рівень бічних пелюсток, що повязано із слабкою кореляцією сигналу.
Відповідно до виразу (2.21) в модуляторі необхідно забезпечити формування сигналу фаза якого змінюється залежно від вхідної послідовності. Функціональна схема модулятора наведена на рисунку 2.7.
Рисунок 2.7 Функціональна схема модулятора
Як видно з рисунка 2.7 на вхід модулятора поступає сигнал у вигляді послідовності відео імпульсів, яка відповідає повідомленню, що передається. В диференційному кодері здійснюється попереднє кодування вхідної послідовності за правилом (2.22). Залежно від символу вхідної послідовності на вихід модулятора буде передаватися або сигнал з виходу генератора несучої або сигнал фаза якого за допомогою фазообертача (Ф) змінюється на 180 градусів.
В загальному вигляді, вираз для сигналу з кутовою модуляцією має вигляд:
.(2.25)
де циклічна частота модулюючого сигналу:
рад/с;(2.26)
циклічна частота несучого коливання:
.(2.27)
Здійснимо перетворення вказаного виразу:
З теорії функцій Бесселя відомо, що:
.(2.28)
де функція Бесселя І роду з аргументом .
Якщо врахувати , а , можна отримати вираз для вхідного сигналу:
(2.29)
Для ФМ-сигналу індекс модуляції становить
(2.30)
де K коефіцієнт пропорційності, який для ВФМ становить 3,14
Ефективна ширина спектру сигналу становить:
2*(3+1)*1,32х105=1,1х106 рад/с(2.31)
Оскільки максимальний порядок функції Бесселя, відповідно до виразу (2.31) становить 4 то в ефективній ширині спектру перебуває 9 гармонік сигналу на частотах , ,… .
Розрахунок амплітуд гармонік сигналу проводимо з використаннм ПЕОМ. Розрахунок гармонік сигналу проводимо за виразом:
.(2.32)
Графік спектру вихідного сигналу наведено на рисунку 2.8.
Рисунок 2.8 Спектр вихідного сигналу модулятора.
- Розрахунок каналу звязку
Передача сигналу здійснюється по каналу з постійними параметрами та адитивним гаусовим шумом, який має рівномірний енергетичний спектр, спектральна щільність якого становить 1,3х10-7 В2/Гц.
Визначаємо потужність шуму на виході каналу звязку:
(2.33)
Підставивши відповідні значення отримаємо 0,022 В2
В найпростішому випадку потужність сигналу можна оцінити за виразом
.(2.34)
Відношення сигнал/шум розраховуємо за виразом:
.(2.35)
З урахуванням відомих значень воно становить 16,7 дБ.
В такому випадку перепускна здатність каналу в умовах перешкод може бути визначена за виразом
,(2.36)
що після проведення розрахунків становить 8,3 кбіт/с
Визначаємо ефективність використання пропускної здатності каналу:
,(2.37)
підставивши відповідні значення, отримаємо 1,442
- Розрахунок демодулятора
В демодуляторі здійснюється некогерентна обробка прийнятого ВФМ-сигналу. Це вимагає використовувати для демодуляції пристрій функціональна схема якого наведена на рисунку 2.9
Рисунок 2.9 Функціональна схема оптимального демодулятора для ВФМ
Принцип роботи наведеного на рисунку 2.9 пристрою полягає в наступному. В пристрої реалізовується перемноження вхідного сигналу з сигналом, який являє собою відновлений сигнал генератора несучої передавальної частини. Відновлення несучої досягається шляхом використання схеми Пістолькорса, а саме: помноженням частоти на 2, що дозволяє уникнути стрибків фази на 180 градусів та наступним її діленням.
Ймовірність помилки прийнятого сигналу становить [8]
,(2.38)
що становить 0,2х10-9
Таким чином, у даному пункті розраховано характеристики демодулятора сигналу з фазовою маніпуляцією та запропоновано йог функціональну схему. Визначено, що ймовірність помилки прийнятого символу залежить від відношення сигнал/шум, відповідно для забезпечення збільшення ймовірності правильного прийому інформації необхідно забезпечити збільшення енергії сигналу.
- Розрахунок декодера каналу
Для виправлення помилок в процесі прийому повідомлень, які закодовані перешкодостійким циклічним кодом використовується їх властивість, що кожну дозволену комбінацію коду можливо утворити шляхом циклічного зсуву іншої дозволеної комбінації [7].
Справді, ми отримали кодову комбінацію для числа 0111, яка має вигляд 0111010, здійснивши її зсув вправо на 1 символ, отримаємо кодову комбінацію 0011101, яку можна описати поліномом . Здійснимо її ділення на твірний багаточлен, отримаємо:
0
Як видно з результатів ділення, залишок дорівнює 0, що свідчить про правильний прийом повідомлення. Якщо врахувати, що в перших чотирьох розрядах повідомлення містяться інформаційні розряди, то вказана послідовність відповідає повідомленню 0011. Здійснивши кодування повідомлення 1001 за правилом (2.19), отримаємо
,
що відповідає послідовності для повідомлення 0111 зсунутій вправо на 2 розряди.
При виникненні помилки в першому розряді повідомлення воно матиме вигляд 1111010, здійснимо