Проектирование цифровых каналов передачи
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
ходное затухание на дальнем конце строительной длины кабеля, 15…20 дБ;
- длина участка регенерации;
- строительная длина кабеля, равная 825 м.
(12)
где - постоянная Больцмана;
К;
- тактовая частота;
дБ - уровень передачи;
дБ - номинальное затухание участка;
.
Подставив числовые данные в формулы (10)-(12), получим:
для местного участка:
дБ,
,
дБ.
для магистрального участка:
дБ,
,
дБ.
4. Расчет требуемого числа уровней квантования
4.1 Равномерное квантование
Максимальный и минимальный уровни сигнала равны:
дБ(13)
где - среднее значение сигнала;
- среднеквадратическое отклонение волюма сигнала;
- пикфактор сигнала.
дБ(14)
Динамический диапазон сигнала:
дБ(15)
Минимальная защищенность от шумов квантования равна:
(16)
Отсюда, зная и , находим число разрядов двоичного кода при равномерном квантовании:
(17)
Число уровней квантования
(18)
Величина шага квантования при равномерном квантовании будет равна:
(19)
где - напряжение ограничения;
- максимальная мощность (по рекомендации МККТТ для
ЦСП дБм0)
.
.2 Построение характеристики квантования
Характеристика компрессирования - зависимость у от х
где ,
где определяется по формуле (А=87,6):
(20)
Рисунок 5 - Характеристика квантования
Для сигнала, относительная величина не превышает 1/А квантование носит равномерный характер. Поэтому уровень шума есть постоянная величина. Если все уровни сигнала лежат выше 1/А, то квантование является логарифмическим и мощность шумов пропорциональна мощности сигнала.
5 Расчет шумов оконечного оборудования
5.1 Расчет допустимых величин отклонений периода дискретизации от номинального значения.
Защищенность сигналов от шумов дискретизации равна:
(21)
где - относительное отклонение периода, вызванные нестабильностью задающих генераторов;
- относительное отклонение периода,
вызванные низкочастотными фазовыми флуктуациями импульсов.
Относительные отклонения находятся из условия :
(22)
Величины отклонения, вызванные нестабильностью задающих генераторов и фазовыми флуктуациями импульсов , равны:
с(23)
где мкс - период дискретизации.
5.2 Расчет соотношения между шумами квантования и инструментальными шумами
Мощность инструментальных шумов на единичном сопротивлении определяется выражением:
(24)
(25)
где - шаг квантования (для неравномерного квантования берется минимальное значение шага, равное ).
Определим мощность инструментальных шумов:
при равномерном квантовании ():
Вт;
при неравномерном квантовании ():
Вт.
Соотношение между шумами квантования и инструментальными шумами оказывается равным:
.
5.3 Расчет защищенности от шумов незанятого канала
При отсутствии входных телефонных сигналов на входе кодера действуют слабые помехи, к которым относятся, например, собственные шумы и переходные помехи, остатки плохо подавленных импульсов, управляющих приемопередатчиками. Если к тому же характеристика кодера в силу нестабильности параметров его узлов и питающих напряжений окажется смещенной так, что уровень левого входного сигнала будет совпадать с уровнем решения кодера (рис. 11.),то помеха с любой, сколь угодно малой амплитудой будет приводить к появлению кодовой комбинации, отличной от нулевой. В этом случае входной сигнал декодера будет представлять импульсы прямоугольной формы с размахом DUp(Uнор) (величины минимального шага квантования) и со случайными моментами перехода через нуль. Возникающие при этом шумы получили название шумов незанятого (?молчащего?) канала.
Рисунок 6 - Характеристика кодера при малых уровнях сигнала
Псофометрическая мощность этих шумов в точке с нулевым относительным уровнем ТНОУ на нагрузке 600 Ом определяется по формуле:
(26)
где - минимальный шаг при неравномерном квантовании, а при равномерном квантовании эту величину следует заменить на величину шага при равномерном квантовании.
Рассчитаем псофометрическую мощность шумов незанятого канала, если псофометрический коэффициент К, полоса канала ТЧ кГц, частота дискретизации кГц:
Вт0п.
Определим шумы незанятого канала при неравномерном квантовании.
Шаг квантования при нелинейном кодировании определяется следующей зависимостью:
В.
Вт0п.
Можно сделать вывод, что шумы незанятого канала при неравномерном квантовании меньше, чем при равномерном.
Несмотря на небольшую величину, шумы незанятого канала заметны для абонентов, поскольку не происходит их маскировки передаваемыми сигналами.
По рекомендации МСЭ мощность шумов незанятого канала должна быть менее 320 пВт0п или их уровень не должен превышать значения - 65 дБм0п. Из расчета видно, что мощность шумов незанятого канала не превышает допустимого значения.
6. Расчет надежности ЦСП
Системы передачи с позиции теории надежности представляют собой слож