Устройство передачи тревожных сообщений при числе абонентов от 1 до 100 и расстоянии до охраняемых объектов не более 10 км
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
В·аписать в виде
(8.1)
где w1,j1- частота и фаза посылки, соответствующей передаче информационного символа 1;
w2,j2. - частота и фаза посылки, соответствующей передаче информационного символа 0.
Спектр сигнала, описываемый выражением (8.1), приведен на рис. 8.1, где Dfр- интервал разноса посылок S1 и S2 no частоте (девиация частоты). Согласно /10/ можно показать, что имеется оптимальная величина разноса частот optDfр, при которой достигается максимальная помехоустойчивость оптимального приёма ЧМн сигналов.
(8.2)
где t0- длительность импульса, равная 13,3мс. С учетом формулы (8.2) получим optDfр56Гц. Когда Dfр optDfр, то условия различения сигналов S1 и S2 по сравнению с оптимальным разносом улучшаются, а использование отведенного диапазона частот ухудшается, т.к. на передачу того же количества информации затрачивается более широкая полоса. Минимальная полоса частот, занимаемая спектром простых ЧМн сигналов, равна
(8.3)
Рассмотрим некогерентный прием простых ЧМн сигналов, т.к. именно он был применен в данном дипломном проекте. Для этого будем iитать, что энергия посылок S1 и S2, полоса пропускания фильтров ПФ2 и ПФЗ и усиление первого и второго канала демодулятора одинаковы. Тогда для приема S1 и S2; схема симметрична и, следовательно
(8.4)
где P(S1/S2) и P(S2/S1) - вероятности ошибки при приёме сигналов S1 и S2 соответственно.
Т.о. для определения вероятности ошибки надо найти одну из этих вероятностей. Рассмотрим случай, когда передан сигнал S1. Обозначим огибающую при передаче сигнала S1 через Uсш, а при передаче S2 через Uш. Ошибка произойдет, если значение огибающей Uш во втором канале, где сигнал отсутствует, достигнет или превысит значение огибающей Uсш в первом канале, где сигнал есть, в момент времени, соответствующий окончанию S1 Вероятность события Uш Uсш равна
(85)
Величина Uсш случайна и может принять с некоторой вероятностью любое значение в интервале от 0 до , поэтому для раiета вероятности ошибки необходимо вероятность, определяемую выражением (8.5), усреднить по всем значениям случайной величины Uсш Следовательно
Проделав определенные преобразования, как описано в /10/, получим
(8.6)
где Рош- вероятность ошибки при некогерентном приёме;
h2 - отношение сигнал/шум по мощности в полосе, занимаемой спектром одной посылки.
Зависимость Рощ = f(h) приведена на рис. 8.2. Согласно требованиям МККТТ вероятность появления ошибок должна быть не более 10-5. Расiитаем необходимое отношение сигнал/шум по мощности, которое должен обеспечивать на своём входе приёмник для получения вероятности ошибок Рош= 10-5 .
(8.7)
Из формулы (8.7) видно, что для обеспечения вероятности ошибок Рош=10-5 приёмник на своём входе должен иметь отношение сигнал/шум по мощности не менее 13,2 дБ. Согласно /10/
(8.8)
где Df - полоса пропускания фильтров ПФ2 и ПФЗ;
Е - энергия одной посылки сигнала;
N0 - спектральная плотность шума.
При условии, что Dft0= 1, получим из выражения (8.8)
Вероятность ошибки при оптимальном приеме из /10/ определяется следующим выражением
(8.9)
Сравним помехоустойчивость некогерентного приёма ЧМн сигналов с помехоустойчивостью оптимального приёма. Сравнение проведем для двух условий
. ho = hop. Это условие означает равенство энергетических затрат при передаче одного символа, при этом различие в вероятностных ошибках определяется
(8.10)
. Рош нк = Рош. опт.. Это условие означает равенство вероятностных ошибок при передаче одного символа, при этом различие в энергетических затратах характеризуется
(8.11)
Полученные результаты в выражениях (8.10) и (8.11) характеризуют величину проигрыша, который появляется при переходе от оптимального приёма к некогерентному. Они показывают, что для обеспечения Рош=10-5 при некогерентном приёме ЧМн сигналов требуется увеличение энергии сигнала на 20% по сравнению с оптимальным приёмом.
9. МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА ПЕРЕДАЧИ ТРЕВОЖНЫХ СООБЩЕНИЙ
Для проведения моделирования устройства передачи охранных сигналов использовался пакет прикладных программ Micro - Сар V. Этот пакет предназначен для автоматизированного анализа аналоговых и цифровых электронных цепей во временной и частотных областях, а также по постоянному току. В отличие от большинства широко известных программ автоматизированного анализа цепей, исходная информация о схеме анализируемой цепи в пакете Micro - Сар V вводится в наиболее удобной для пользователя графической форме. Работа в Micro - Сар V возможна при использовании манипулятора типа "мышь".
В данном случае ставится задача моделирования работы демодулятора устройства , причем наиболее важным является работа полосовых фильтров первого и второго каналов, которые должны выделять одну из частот частотно-манипулированного сигнала для её дальнейшего анализа. Ранее были выдвинуты требования к этим фильтрам, а именно к их избирательности, прямоугольности и полосе. На основании разработанной принципиальной схемы устройства произведем ввод элементов схемы в Micro - Сар V, причем значения параметров элементов схемы соответствуют расiитанным в седьмом разделе.
Принципиальная схема моделируемого у