авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический универ-

ситет»

Факультет

«Магистратура»

В.Л. Удовикин

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ

Утверждено Методическим советом ТГТУ

в качестве методических указаний

по проведению лабораторных работ

для студентов магистратуры, обучающихся по направлениям 210200 «Проектирование и технология электронных средств»,211000 «Конструирование и технология электронных средств»,210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Тамбов 2013 2    УДК 621.396(075.8) ББК з884.1я У Рецензент:

к.т.н., доц. И.Т. Степаненко Удовикин В.Л.

У 313 Основы построения телекоммуникационных систем и сетей:

руководство к лабораторным работам / В.Л. Удовикин. – Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2013. – 49 с.

В пособии рассмотрены краткие теоретические сведения по вопро сам спектрального представления, формирования, преобразования сигна лов и кодирования информации в телекоммуникационных системах и се тях, даны рекомендации по методике проведения исследований в лабора торном практикуме.

Предназначено для магистрантов, обучающихся по направлению 210200 «Проектирование и технология электронных средств», «Конструирование и технология электронных средств» и 210700 «Инфо коммуникационные технологии и системы связи», а также для студентов высших учебных заведений инфокоммуникационных специальностей.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «ТГТУ»), 3    ОГЛАВЛЕНИЕ Общие положения.................................. Лабораторная работа Исследование представления сигналов в системах переда чи информации....................................... Лабораторная работа Исследование методов модуляции при передаче непре рывных сообщений (амплитудная модуляция)............... Лабораторная работа Исследование методов модуляции при передаче непре рывных сообщений (частотная модуляция)................. Лабораторная работа Исследование временной дискретизации аналоговых сиг налов.................................................

Лабораторная работа Исследование эффективности циклического кодирования и способов обнаружения и исправления ошибок............. 4    Общие положения Дисциплина «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» базируется на совокупности научных, технических и технологиче ских достижений современных телекоммуникационных технологий. При изучении основ теории и общих принципов построения телекоммуника ционных систем, функциональных схем устройств, станций и систем важ но обеспечить усвоение студентами:

способов формирования аналоговых и цифровых сигналов (речи и данных);

современных методов модуляции и демодуляции сигналов;

основ передачи и преобразования информации в системах и сетях связи с использованием современных методов кодирования сигналов.

Лабораторный практикум включает лабораторные занятия, посвя щенные:

изучению основных принципов спектрального анализа сигналов и взаимосвязи между составляющими спектра и временными параметрами сигнала;

использованию программ для моделирования электрических и электронных схем модуляции радиосигналов и дискретизации информа ционных сигналов;

получению навыков использования программных пакетов компь ютерного моделирования для исследования помехоустойчивости кодиро ванных сигналов в телекоммуникационной системе.

5    Лабораторная работа Исследование представления сигналов в системах передачи информации 1 Цель работы 1.1 Практическое применение основных принципов спектрального анализа сигналов.

1.2 Формирование умения использовать программу для моделиро вания электрических и электронных схем Multisim.

1.3 Получение навыков использования программных пакетов ком пьютерного моделирования для спектрального анализа сигналов.

2 Задание 2.1 Определения составляющих спектра периодического сигнала с применением преобразования Фурье.

2.2 Определение спектра периодического сигнала посредством воз можностей, предоставляемых программой для моделирования Multisim.

2.3 Понимание связи между особенностями спектра и временными параметрами периодического сигнала.

2.4 Оценка эффективной ширины спектра простых сигналов.

3 Краткие сведения о гармоническом анализе сигналов и программе моделирования Multisim Рассмотрим вещественный периодический сигнал s(t) с периодом Т.

Энергия сигнала вычисляется, на отрезке времени [t1, t2], следующим образом:

t E s (t1, t 2 ) s 2 (t ) dt.

t В частности, энергия периодического сигнала за период Т есть инте грал T s Es,T (t )dt.

T 6    В спектральном анализе показано, что периодический сигнал с огра ниченной энергией за период Т может быть представлен в виде ряда Фу рье a (an cos n1t bn sin n1t ) s (t ) (1.1) 2 n с коэффициентами T 22 s(t )dt a0 TT 2 T 22 s (t ) cos(n1t ) dt an (1.2) TT T s (t ) sin( n1t )dt bn TT где 1 2 - частота первой (основной) гармоники.

T Колебания с номерами n = 2, 3, 4, 5… называют высшими гармони a ками, а постоянной составляющей сигнала.



Проведя тригонометрические преобразования, можно из выражения (1.1) получить другую форму ряда Фурье:

a s (t ) 0 An cos(n1t n ), (1.3) 2 n где An, n - амплитуда и фаза n-й гармоники:

2 An a n bn ;

b n arctg n.

an В соответствии с (1.3) исходный сигнал s, представленный во вре менной области функцией s(t), может быть эквивалентным образом пред ставлен в частотной области в виде его спектральной диаграммы (ампли тудной и фазовой) (рисунок 1.1).

7    Рисунок 1.1 Амплитудная и фазовая спектральные диаграммы сигнала Особый интерес представляет амплитудная диаграмма, которая по зволяет судить о процентном содержании тех или иных гармоник в спек тре периодического сигнала.

Основные сведения о программе моделирования Multisim Запуск программы Multisim.

Если программа Multisim правильно установлена, ее можно запустить из меню Start (Пуск) среды Windows. В зависимости от конфигурации ра бочего стола и используемой версии Windows меню Start может разли чаться.

Вид окна программы Multisim и название основных его элементов приведены на рисунке 1.2.

Размещение компонентов.

Выбор компонентов может выполняться с помощью панели Component (Компонент) с помощью меню Multisim, вкладки Place и диа логового окна Component. Во втором случае выполняется несколько больше действий, но имеется возможность разместить любой необходи мый компонент.

Для быстрого добавления источников переменного тока можно поль зоваться панелью инструментов Virtual (Виртуальные).

Виртуальный компонент представляет собой идеальный компонент, такой, например, как диод, резистор, имеющий нестандартное значение, операционный усилитель (ОУ) и так далее. Если нажать одну из кнопок на панели инструментов, появится вложенная панель инструментов (бу дем называть ее «панель компонентов»). На ней можно быстро выбрать нужный компонент.

Вывод различных панелей в область их расположения обеспечивает ся установкой флажков перед их названиями в выпадающем меню, появ 8    ляющемся при установке стрелки курсора в область расположения пане лей и щелчке правой кнопкой мышки.

Рисунок 1.2 Вид окна программы Multisim Панель компонентов содержит стандартные компоненты, а именно:

PowerSources (Источники питания) - одно и трехфазные источни ки питания, а также источники питания постоянного тока и заземление;

SignalSources (Источники сигнала) - источники напряжения и то ка: источники прямоугольного сигнала, кусочного линейного сигнала и таймеры;

BasicParts (Базовые компоненты) - базовые компоненты, которые включают резисторы, конденсаторы, катушки и так далее;

DiodesandZeners (Диоды и стабилитроны);

TransistorComponents (Транзисторные компоненты) - биполярные транзисторы BJT, мощные полевые транзисторы MOSFET, арсенид гал лиевые транзисторы GaAsFET и полевые транзисторы JFET;

9    AnalogComponents (Аналоговые компоненты) - операционные усилители (ОУ) и компараторы;

MiscellaneousComponents (Прочие компоненты) - аналоговые пе реключатели, предохранители, 7-сегментные дисплеи, двигатели, таймер 555-й серии и так далее;

RatedComponents (Компоненты с ограничениями) - компоненты, которые имеют физические ограничения и могут выйти из строя при их превышении. Например, резисторы с ограничением по мощности или транзисторы с ограничением по коллекторному току. Если во время моде лирования будет превышено предельное значение, компонент в схеме будет показан как вышедший из строя;

3D Components (Трехмерные компоненты) - отображаются с ис пользованием элементов трехмерной графики;

MeasurementsComponents (Измерительные компоненты) - устрой ства для измерения напряжения и тока, а также пробники логического уровня.

Подключение компонентов.

Для соединения компонентов необходимо подвести курсор мыши к контакту компонента. При приближении к контакту курсор мыши будет заменен символом в виде перекрестья. Далее производится щелчок ЛЕ ВОЙ кнопкой мыши и перемещение курсора. Вы заметите, что при его перемещении за перекрестьем тянется линия. Если нет необходимости подводить провод к выбранному полюсу, нажмите клавишу ESC, линия исчезнет.

4 Содержание работы и порядок выполнения работы 4.1 Блок-схема экспериментальной установки для исследования спектра периодических сигналов Для проведения спектрального анализа в пакете Multisim реализуется схема, представленная на рисунке 1.3.

Для настройки генератора сигналов необходимо произвести двойной щелчок ЛЕВОЙ кнопкой мыши по соответствующему функциональному блоку. Появляется диалоговое окно параметров функционального блока генераторов (рисунок 1.4).

10    XSC XSA XFG1 Ext T rig + _ B IN T A _ _ + + Рисунок 1.3 Схема проведения спектрального анализа XFG1 - генератор сигналов, XSA1– анализатор спектра, XSC1 – осциллограф Рисунок 1.4 Вид функционального блока генераторов Waveforms – форма сигнала, Frequency - частота, DutyCycle – длительность импульсов (в % от периода сигнала), Amplitude – амплитуда сигнала, Offset – постоянная составляющая сигнала (а0) 4.2 Исследование спектра периодических сигналов 4.2.1 Гармонический сигнал Настройте генератор сигналов для формирования гармонического сигнала с параметрами:

амплитуда U = _10_ В;

частота f = _1_ кГц;

смещение а0 = _0_ В.

11    Установите элементы регулировки анализатора спектра в положе ния:

Полоса : _10 кГц.

Начало : 0 кГц.

Граница : _10_ кГц.

Чувствительность : _2 В/дел.

Число точек разложения : 8192.

Разрешение : _20_ Гц.

Зафиксируйте форму и спектр сигнала. Проанализируйте получен ные результаты и сделайте выводы о параметрах сигнала и его спектра.

4.2.2 Треугольный сигнал Настройте генератор сигналов для формирования треугольного сиг нала с параметрами:

амплитуда U = _10_ В;

частота f = _1_ кГц;

длительность : _50_ %;

смещение а0= _0_.

Оставьте элементы регулировки анализатора спектра в том же поло жении, что и в п. 4.2.1.

Зафиксируйте форму и спектр сигнала.

Теоретический расчет по формулам (1.1) даёт для треугольного сиг нала с нулевой постоянной составляющей следующие значения коэффи циентов:

а0= 0;

аn=8U/n22 для нечётных n и нулю для чётных;

bn=0.

Сопоставьте расчётные значения амплитуд гармоник an c результа тами компьютерного моделирования.

№ гармоники n 0 1 2 3 Расчёт Эксперимент Проанализируйте полученные результаты и сделайте выводы о пара метрах сигнала и его спектра.

4.2.3 Меандр Настройте генератор сигналов для формирования меандра:

амплитуда U = _10_ В;

частота f = _1_ кГц;

длительность =_50_%;

смещение а0= _0_.

12    Оставьте элементы регулировки анализатора спектра в том же поло жении, что и в п. 4.2.1.

Зафиксируйте форму и спектр сигнала.

Теоретический расчет по формулам (1.1) даёт для меандра с нулевой постоянной составляющей следующие значения коэффициентов:

а0=0;

аn=4U/n для нечётных n и нулю для чётных;

bn = 0.

Сопоставьте расчётные значения амплитуд гармоник an c результа тами компьютерного моделирования.

№ гармоники n 0 1 2 3 Расчёт Эксперимент Проанализируйте полученные результаты и сделайте выводы о пара метрах сигнала и его спектра.





4.2.4 Последовательность прямоугольных видеоимпульсов Для сигнала, представляющего из себя последовательность прямо угольных импульсов c длительностью и периодом T (рисунок 1.5).

преобразование Фурье даёт следующие коэффициенты:

T a0 1 A Adt A T, 2T q T где q = T/ - скважность импульсов;

bn = 0;

T sin(n ) 22 n1 2A T..

A cos(n1t )dt n sin 2 2 A T an TT n 2 T Рисунок 1.5 Последовательность прямоугольных импульсов 13    Окончательно Фурье-представление такого сигнала имеет вид:

sin(n ) T cos(n t ).

s(t ) A 1 2 T n n T Амплитудный спектр этого сигнала имеет характер функции (sinx/x) (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 Амплитудный спектр последовательности прямоугольных импульсов Максимумы лепестков этого спектра находятся в пропорции 1, 2/3, 2/5, 2/5, 2/7 и т.д. Таким образом, максимум 2-го лепестка составляет 21% от первого, максимум 3-го лепестка – 13%, 4-го - 9% и т.д.

Настройте генератор сигналов для формирования последовательно сти прямоугольных импульсов:

амплитуда U = _10_ В;

частота f = _1_ кГц;

длительность :_10_%;

смещение а0= _10_В.

Это соответствует импульсам с А = 20 В и скважностью q = 10.

Установите элементы регулировки анализатора спектра в положе ние:

Полоса :_40_ кГц.

Начало : _0_кГц.

Граница : _40_кГц.

Чувствительность : _1_ В/дел.

14    Число точек разложения : 8192.

Разрешение : _20_ Гц.

Зафиксируйте форму и спектр сигнала.

Рассчитайте значения максимумов первых трёх лепестков и сопос тавьте их с результатами компьютерного моделирования.

№ лепестка 1 2 Расчёт Эксперимент Измените длительность импульсов: длительность _20_%. Зафикси руйте форму и спектр сигнала.

Проанализируйте полученные результаты и сделайте выводы о пара метрах сигнала и его спектра. Поясните, как изменяется спектр сигнала при изменении длительности импульсов.

Сделайте общие выводы о методах описания и характеристиках сиг налов.

5 Отчет о работе Отчет должен содержать:

1) результаты расчетов и моделирования по пунктам 4.2.1 и 4.2.4 за дания, их анализ и выводы;

2) краткое описание используемых для моделирования программных и технических средств;

При оформлении отчёта по лабораторной работе использовать воз можности графического интерфейса пакета Multisim.

Литература 1. Баскаков, С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа,2000. -462 с.

2. Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1986. - 512 с.

15    Лабораторная работа Исследование методов модуляции при передаче непрерывных сообщений (амплитудная модуляция) 1 Цель работы Изучение методов моделирования электронных устройств с помо щью программы Multisim, исследование метода амплитудной модуляции (АМ) при передаче непрерывных сообщений, получение осциллограмм и спектрограмм АМ сигнала с различными коэффициентами и частотами модуляции.

2 Задание 2.1 Изучить в процессе самостоятельной подготовкиосновные тео ретические положения по амплитудной модуляции (стр. 109-112 [1], стр. 33-39 [2], стр. 92-100 [3] и стр. 72-81, 255-257 [4]).

2.2 Выполнить предварительные расчеты:

- построить временные зависимости АМ сигнала с несущей часто той f0 = fc = 100 кГц при частоте модуляции Fm = 20 кГц и различных коэффициентах модуляции m = 0,3;

0,6;

1;

1,2 на интервале наблюдения tн = [0, 150] мкс;

- построить спектры несущего колебания и АМ сигнала при раз личных коэффициентах модуляции.

2.3 Провести моделирования процесса АМ и анализ полученных ре зультатов.

3 Краткие сведения об амплитудной модуляции На рисунке 2.1 показана упрощенная схема радиопередающего уст ройства с АМ сигналом. Звуковое сообщение преобразуется микрофоном в электрический низкочастотный сигнал (модулирующее сообщение), которое поступает в амплитудный модулятор. С другой стороны в моду лятор поступает высокочастотный сигнал (несущее колебание). На выхо де модулятора образуется АМ сигнал с симметричной огибающей и вы сокочастотным заполнением. Огибающая АМ сигнала изменяется по закону, совпадающему с изменениями низкочастотного модулирующего сообщения. Частота и начальная фаза АМ сигнала остаются неизменны ми.

16    Рисунок 2.1 Радиопередающее устройство с АМ сигналом На рисунке 2.2 показана структурная схема экспериментальной ус тановки для получения АМ сигнала, которая реализуется в системе моде лирования Multisim.

Рисунок 2.2 Структурная схема экспериментальной установки Для описания АМ сигнала используется следующая аналитическая запись:

uАМ(t) = U0 [1 + m cost] sin0t, (2.1) где U0 = 5 В - постоянный коэффициент, определяющий амплитуду несу щего колебания в отсутствие модуляции;

m = 0,2 (0,5;

1;

1,2) - коэффици 17    ент амплитудной модуляции;

=2Fm - модулирующая частота (Fm = кГц);

0 = 2f0 - частота несущего колебания (f0 = fc =1 МГц).

В программе Multisim принята следующая форма записи АМ сигна ла:

VOUT = vC*sin(2*fc*TIME)*(1 + m*sin(2*Fm*TIME)), где vС - амплитуда несущего колебания без модуляции, В;

fc - частота не сущего колебания, Гц;

m - коэффициент модуляции;

Fm - частота моду лирующего колебания, Гц.

4 Порядок выполнения работы 4.1 Состав экспериментальной установки для исследования спектров амплитудно-модулированных сигналов Для проведения временного и спектрального анализа АМ сигналов в пакете Multisim реализуется схема, представленная на рисунке 1.3 в лабо раторной работе 1 «Исследование представления сигналов в системах пе редачи информации», с заменой в ней генератора сигналов XFG1 на ам плитудный модулятор. Выбор и ввод в схему амплитудного модулятора можно произвести следующими способами выбора компонентов (рисунок 2.3):

1 С помощью пункта меню Place (Панели) (или щелчком правой кнопки мышки в рабочем поле) выбором: в выпадающем меню пункта Component (Компоненты) во вкладке SelectComponent (Выбор компо нента) в подменю Group (Группы) - группыSource (Источники), в подме ню Family(Семейство) - Signal_Voltage_Source (Источники напряжения сигнала) и в подменю Component - AM_Voltage (АМ напряжение).

2 С использованием позиции Place_Source панели компонен тов (Component).

3 С использованием панели Virtual (Виртуальные), позиции источ ников сигналов Show_Signal_Source_Family выбрать Place_AM_Source панели (SignalSourceComponents).

Вывод различных панелей в область их расположения обеспечивает ся установкой флажков перед их названиями в выпадающем меню, появ ляющемся при установке стрелки курсора в область расположения пане лей и щелчке правой кнопкой мышки.

18    Рисунок 2.3 Выбор и ввод в схему амплитудного модулятора 4.2 Сборка и экспериментальные исследования схемы амплитуд ного модулятора 4.2.1 Составление экспериментальной установки Собрать экспериментальную установку для исследования АМ сигна лов, изображенную на рисунке 2.4.

При выборе щелчком ЛЕВОЙ кнопкой мыши соответствующего компонента схемы из панели курсор примет формy графического изобра жения выбранного компонента. Поместите его в рабочее окно, зафикси руйте это положение, щелкнув левой клавишей мыши.

Для соединения компонентов необходимо подвести курсор мыши к контакту компонента. При приближении к контакту курсор мыши будет заменен символом в виде перекрестья. Далее производится щелчок ЛЕ ВОЙ кнопкой мыши и перемещение курсора. Вы заметите, что при его перемещении за перекрестьем тянется линия. Если нет необходимости подводить провод к выбранному полюсу, нажмите клавишу ESC, линия исчезнет.

19    4.2.2 Ввод параметров АМ напряжения Для настройки амплитудного модулятора необходимо произвести двойной щелчок ЛЕВОЙ кнопкой мыши по функциональному блоку V1.

Появляется диалоговое окно АМ_VOLTAGE параметров амплитудного модулятора (рисунок 2.5).

В появившемся окне панели АМ_VOLTAGE во вкладке Value (Ве личина) ввести параметры АМ напряжения:

амплитуда несущего колебания (CarrierAmplitude) vС = 5 V (U0 = 5 В);

частота несущего колебания (CarrierFrequency) fc = 1 MHz (f0 = МГц);

коэффициент модуляции (ModulationIndex) m = 0,3;

частота модуляции (Intelligence Frequency) FM= 20 kHz (FM = кГц) колебания, имитирующего низкочастотный модулирующий сигнал.

Рисунок 2.4 Схема экспериментальной установки V1 - амплитудный модулятор, XSA1 – анализатор спектра, XSC1 – осциллограф 20    4.3 Исследование осциллограмм и спектров АМ сигнала при различных параметрах Установите элементы регулировки анализатора спектра в положения (рисунок 2.6):

Диапазон частот (Span): _80 kHz.

Начало (Start): 960 kHz.

Граница (End): _1,04_ MHz.

Чувствительность (Range): _1 V/Div (В/дел).

Разрешение (Resolution freq): _200_ Hz.

Вкладка Set:

число точек разложения БПФ (FFTpoints): 8192.

Рисунок 2.5 Ввод параметров АМ напряжения 21    Зафиксируйте форму и спектр сигнала в соответствующем разделе отчета. Сделайте вывод о форме полученного AM сигнала и его спектре.

Повторите машинный эксперимент при других коэффициентах и частотах модуляции (m = 0,6;

1;

1,2 и m = 0,3;

FM= 40 кГц). Полученные графики занесите в соответствующий раздел отчета.

Сделайте вывод о форме AM сигнала и его спектре. Сравнить полу ченные AM сигналы с аналогичными кривыми, полученными в предва рительном расчете.

Рисунок 2.6 Ввод параметров анализатора спектра 5 Отчет о работе Отчет должен содержать:

1) название работы, задание и исходные данные для выполнения ра боты;

22    2) результаты предварительных расчетов (формулы, таблицы, графи ки, спектры);

3) результаты машинного эксперимента;

осциллограммы и спектры исследуемых процессов;

4) анализ полученных результатов и выводы по работе.

Для защиты лабораторной работы должен быть представлен отчет, оформленный с соблюдением требований ЕСКД в рукописном или печат ном виде.

6 Вопросы для самопроверки 1. Каков спектральный состав АМ сигнала?

2. Как расположены спектральные компоненты АМ сигнала относи тельно несущей частоты.

3. Покажите, что процесс модуляции связан с переносом спектра сигнала из области низких в область высоких частот?

4. Поясните связь при амплитудной модуляции огибающей сигнала с мгновенным значением низкочастотного модулирующего колебания?

5. Каков принцип работы радиопередатчика с AM?

Литература 3. Каганов, В.И. Основы радиоэлектроники и связи: Уч. пособие для вузов/ В.И. Каганов, В.К. Битюков. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. 542 с.

4. Гаранин, М.В. Системы и сети передачи информации. / М.В. Гара нин, В.И. Журавлев, С.В. Кунегин. – М.: Радио и связь, 2001.-336 с.

5. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 2000. - 462 с.

6. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1986. - 512 с.

23    Лабораторная работа Исследование методов модуляции при передаче непрерывных сообщений (частотная модуляция) 1 Цель работы Изучение методов моделирования электронных устройств с помо щью программы Multisim, исследование метода частотной модуляции (ЧМ) при передаче непрерывных сообщений, получение осциллограмм ЧМ сигнала с различными индексами модуляции.

2 Задание 2.1 Изучить в процессе самостоятельной подготовки основные теоретические положения по частотной модуляции (ЧМ) (стр. 114 - [1], стр. 103-114 [2] и стр. 81 - 89 [3]).

2.2 Выполнить предварительные расчеты:

- построить временные зависимости ЧМ сигнала при различных индексах частотной модуляции mЧМ = 0,5;

5,0;

10 на интервале наблю дения tн = [0, 40] мкс;

- описать влияние индекса частотной модуляции на спектральный состав однотонального ЧМ сигнала и определить ширину спектра ЧМ сигнала при разных индексах модуляции (для значений mЧМ, использо ванных при расчете временных зависимостей).

2.3 Провести моделирования процесса ЧМ и анализ полученных ре зультатов.

3 Краткие сведения о частотной модуляции На рисунке 3.1 показана упрощенная схема радиопередающего уст ройства с ЧМ. Звуковое сообщение, несущее некоторую информацию, преобразуется микрофоном в электрический низкочастотный сигнал (мо дулирующее сообщение), которое поступает в частотный модулятор. С другой стороны в модулятор поступает высокочастотный сигнал (несущее колебание). На выходе частотного модулятора образуется ЧМ сигнал с постоянной амплитудой и с изменяющейся мгновенной частотой.

Упрощенно можно считать, что частотный модулятор это генератор, частота колебаний которого управляется напряжением (ГУН), поступаю щим на его вход (рисунок 3.2).

24    Рисунок 3.1 Радиопередающее устройство с ЧМ Рисунок 3.2 Принцип формирования и демодуляции ЧМ сигнала В случае однотонального ЧМ сигнала мгновенную частоту можно записать в виде (t) = 0 + mcos(Mt + 0), (3.1) где (t) - мгновенная частота ЧМ сигнала;

0 - несущая частота ЧМ сиг нала;

m - девиация (максимальное отклонение от 0) частоты ЧМ сиг 25    нала;

0 - начальная фаза;

М = 2FM- частота модулирующего низкочас тотного сигнала.

Аналитическая форма записи ЧМ сигнала:

u(t) = U0cos[0t + mЧМ sinМt + 0], (3.2) где mЧМ = kЧМUM= m/М- индекс однотональной частотной модуляции;

U0 - амплитуда ЧМ сигнала.

В программе Multisim принята следующая форма записи ЧМ сигна ла:

VOUT = vа*sin(2*fc*TIME + m*sin(2*fm*TIME)), где vС - амплитуда несущего колебания без модуляции, В;

fc - частота не сущего колебания, Гц;

m - индекс модуляции;

fm - частота модулирую щего колебания, Гц.

4 Порядок выполнения работы 4.1 Состав экспериментальной установки для исследования спектров ЧМ сигналов Для проведения временного и спектрального анализа ЧМ сигналов в пакете Multisim реализуется схема, представленная на рисунке 1.3 в лабо раторной работе 1 «Исследование представления сигналов в системах пе редачи информации», с заменой в ней генератора сигналов XFG1 на час тотный модулятор. Выбор и ввод в схему частотного модулятора можно произвести следующими способами выбора компонентов (рисунок 3.3):

4 С помощью пункта меню Place (Панели) выбором: в выпа дающем меню пункта Component (Компоненты) во вкладке SelectComponent (Выбор компонента) в подменю Group (Группы) - груп пы SIGNAL_VOLTAGE_SOURCE (Источники напряжения сигнала) и в подменю Component - AM_VOLTAGE.

5 С использованием позиции Place_Source панели компо нентов (Component).

6 С использованием позиции Place_AM_Source панели ис точников сигналов (SignalSourceComponents).

Вывод различных панелей в область их расположения обеспечивает ся установкой флажков перед их названиями в выпадающем меню, появ 26    ляющемся при установке стрелки курсора в область расположения пане лей и щелчке правой кнопкой мышки.

Рисунок 3.3 Выбор и ввод в схему частотного модулятора 4.2 Сборка и экспериментальные исследования схемы частотно го модулятора 4.2.1 Составление экспериментальной установки Собрать экспериментальную установку для исследования ЧМ сигна лов, изображенную на рисунке 3.4. При выборе щелчком ЛЕВОЙ кнопкой мыши соответствующего компонента схемы из панели курсор примет формy графического изображения выбранного компонента. Поместите его в рабочее окно, зафиксируйте это положение, щелкнув левой клавишей мыши.

Для соединения компонентов необходимо подвести курсор мыши к контакту компонента. При приближении к контакту курсор мыши будет заменен символом в виде перекрестья. Далее производится щелчок ЛЕ ВОЙ кнопкой мыши и перемещение курсора. Вы заметите, что при его перемещении за перекрестьем тянется линия. Если нет необходимости 27    подводить провод к выбранному полюсу, нажмите клавишу ESC, линия исчезнет.

Рисунок 3.4 Схема экспериментальной установки V1 - частотный модулятор, XSA1 – анализатор спектра, XSC1 – осциллограф 4.2.2 Ввод параметров ЧМ напряжения Для настройки частотного модулятора необходимо произвести двой ной щелчок ЛЕВОЙ кнопкой мыши по функциональному блоку V1. По является диалоговое окно FМ_VOLTAGE параметров частотного моду лятора (рисунок 3.5).

В появившемся окне панели FМ_VOLTAGE во вкладке Value (Ве личина) ввести параметры ЧМ напряжения:

амплитуда несущего колебания (CarrierAmplitude) vС = 5 V (U0 = В);

частота несущего колебания (CarrierFrequency) fc = 250 kHz (f0 = 250 кГц);

индекс модуляции (ModulationIndex) mЧМ = 5;

28    частота модуляции (Intelligence Frequency) FM= 20 kHz (FM = кГц) колебания, имитирующего низкочастотный модулирующий сигнал.

Рисунок 3.5 Ввод параметров ЧМ напряжения 4.3 Исследование осциллограмм и спектров ЧМ сигнала при раз личных параметрах Для исследования спектров установите элементы регулировки ана лизатора спектра в следующие ориентировочные положения:

Диапазон частот (Span): _400_ kHz.

Начало (Start): 50 kHz.

Граница (End): _250_ kHz.

Чувствительность (Range): _0.3 V/Div (В/дел).

Разрешение (Resolution freq): _200_ Hz.

Вкладка Set: число точек разложения БПФ (FFTpoints): 8192.

Для запуска эксперимента необходимо щелкнуть левой кнопкой мы ши по зеленому треугольнику Run панели Simulation или во вкладке 29    Simulate. Зафиксируйте форму и спектр сигнала в соответствующем раз деле отчета. Сделайте вывод о форме полученного ЧM сигнала и его спектре.

Повторите эксперимент при других коэффициентах и частотах моду ляции (mЧМ = 0,5;

10 и mЧМ = 5;

FM= 40 кГц). При изменении параметров ЧМ сигнала положения элементов регулировки осциллографа и анализа тора спектра необходимо изменять с учетом ожидаемых ширины спектра и уровней спектральных составляющих сигнала.

До сих пор контроль временных частотных характеристик исследуе мых сигналов осуществлялся их наблюдением на экранах используемых виртуальных приборов (показанных на рисунке 3.6) после их открытия двойным щелчком левой кнопки мыши по пиктограмме выбранного при бора.

Возможен и весьма полезен вывод и накопление получаемых резуль татов с помощью самописца, включаемого выбором позиции Grapher выпадающего меню View (рисунок 3.6,а) или пункта Analises и подпунк та TransientAnalises … (Анализ переходных процессов) в меню Simu late (рисунок 3.6,б). При каждом запуске эксперимента кнопкой Run и его останове кнопкой Stop simulation в самописце формируются вкладки с результатами.

а) 30    б) Рисунок 3.6 Выбор видов вывода характеристик ЧМ напряжения Рисунок 3.7 Виды вывода характеристик ЧМ напряжения 31    Для детального рассмотрения полученных результатов при нажатой левой кнопке мыши можно выделить интересующий фрагмент получен ной характеристики, который будет показан более подробно в новом масштабе.

Полученные графики занесите в соответствующий раздел отчета.

Сделайте вывод о форме ЧM сигнала и его спектре. Сравнить полу ченные ЧM сигналы с аналогичными кривыми, полученными в предвари тельном расчете.

5 Отчет о работе Отчет должен содержать:

1) название работы, задание и исходные данные для выполнения ра боты;

2) результаты предварительных расчетов (формулы, таблицы, графи ки, спектры);

3) результаты машинного эксперимента;

графики исследуемых зависимо стей;

4) анализ полученных результатов и выводы по работе.

Для защиты лабораторной работы должен быть представлен отчет, оформленный с соблюдением требований ЕСКД в рукописном или печат ном виде.

6 Вопросы для самопроверки 1. Что такое индекс модуляции?

2. Как зависит спектральный состав однотонального ЧМ сигнала от индекса модуляции?

3. Как расположены спектральные компоненты однотонального ЧМ сигнала относительно несущей частоты?

4. Как связаны ширина спектра ЧМ сигнала и индекс модуляции?

5. Поясните различие амплитудной и частотной модуляций?

6. Каков принцип радиосвязи с использованием ЧМ?

Литература 1. Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высшая школа, 2000. - 462 с.

2. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1986. - 512 с.

  32    Лабораторная работа Исследование временной дискретизации аналоговых сигналов 1 Цель работы Изучение методов дискретизации различных аналоговых сигналов и их моделирование с помощью программы NIMultisim, получение навыков использования данной программы для анализа временной дискретизации аналоговых сигналов.

2 Задание 2.1 Изучить в процессе самостоятельной подготовки основные теоре тические положения о дискретных сигналах (стр. 267-271 [l], стр. 512- [2] и стр. 4-8 [3].) 2.2 Ознакомиться с методами исследования временной дискретиза ции аналоговых сигналов.

2.3 Выполнить предварительный расчет дискретизации:

а) аналогового сигнала с линейно изменяющимся напряжением;

б) аналогового единичного сигнала;

в) аналогового экспоненциального сигнала;

г) аналогового двухполупериодного сигнала;

д) аналогового косинусоидального сигнала;

Полученные данные занести в таблицу и построить графики данных дискретных сигналов.

2.3 Провести моделирования процесса дискретизации рассматри ваемых сигналов и анализ полученных результатов.

3 Краткие сведения о дискретных сигналах Процесс замены аналогового сигнала его дискретными отсчетами обычно через равные промежутки времени называется дискретизацией сигнала по времени.

Отсчеты дискретного сигнала определены для дискретных значений не зависимой переменой времени и представляются последовательностью чи сел. Такую последовательность чисел можно записать в следующем виде u(k) = {u(k)} = { …, u(-2), u(-1), u(0), u(1), u(2), …}, -k. (1) 33    Дискретный сигнал обычно изображают в виде графика, аналогично го приведенному на рисунке 4.1. Дискретный сигнал u(k) определен толь ко для целых значений k.

Например, дискретный единичный импульс (рисунок 4.2) определя ется следующей формулой 1, 0;

(2) 0, 0.

Дискретная единичная ступенчатая функция (рисунок 4.3) определя ется следующим образом 1, 0;

1 (3) 0, 0.

Рисунок 4.1 Рисунок 4.2 Рисунок 4. Интервал времени ТД, через который берутся отсчеты аналогового сиг нала, называется периодом дискретизации. Величина FД = 1/ТД называется частотой дискретизации. Значения дискретного сигнала в тактовые моменты называются отсчетами или выборками.

Для правильного выбора частоты или периода дискретизации следу ет использовать теорему Котельникова: аналоговый сигнал, не содержа щий частот выше Fmax, полностью определяется последовательностью своих значений в моменты времени, отстоящие друг от друга на ТД l/(2Fmax). (4) Если частота дискретизации достаточно большая и превышает частоту аналогового сигнала, то дискретные отсчеты позволят правильно восста новить аналоговый сигнал (рисунок 4.4).Если частота дискретизации не большая по сравнению с частотой аналогового сигнала, то в этом случае дис кретные отсчеты могут не позволить правильно восстановить аналоговый сигнал (рисунок 4.5).

34    Рисунок 4.4 Рисунок 4. Если частота аналогового сигнала значительно больше частоты дис кретизации, то наблюдается эффект ложной частоты (рисунок 4.6).

Рисунок 4. Как видно из этих графиков, неправильный выбор частоты дискрети зации аналоговых сигналов может привести к потере информации, по скольку дискретный сигнал не учитывает поведения аналогового сигнала в промежутках между отсчетами.

Так, в современных цифровых аудиосистемах частоту дискретизации выбирают с запасом по отношению к теоретическому пределу слышимо сти в 20 кГц равной 44,1 или 48 кГц. В студийной аппаратуре обычно используют частоты дискретизации 56, 96 или 192 кГц, Это делается для того, чтобы сохранить высокочастотные гармоники звукового сигнала, не воспринимаемые человеческим ухом, которые вносят заметный вклад в фор мирование общей звуковой картины. Частоту дискретизации для телефон ных сигналов выбирают равной 8 кГц, 35    Получить дискретный сигнал из аналогового сигнала можно, применив принцип амплитудно-импульсной модуляции (АИМ). Импульсный модуля тор можно представить как умножитель с двумя входами и одним выхо дом. На первый вход импульсного модулятора подается аналоговый сигнал, подлежащий дискретизации, на второй вход - последовательность коротких синхронизирующих импульсов, следующих во времени через равные проме жутки времени ТД (интервал дискретизации). На выходе образуется дискрет ный сигнал, величина выборок которого будет пропорциональна величине ана логового сигнала в точках отсчета (рисунок 4.7).

Математическая модель дискретного сигнала может быть записана в сле дующем виде, (5) 1, ;

где Т = ТД;

0,.

Рисунок 4. Заметим, что все члены данной суммы при nk равны нулю.

Для изучения последовательности формирования дискретных сигналов про ведем предварительный расчет процесса дискретизации аналоговых сигналов и моделирование процесса дискретизации с помощью ЭВМ.

4 Предварительный расчет Выполнить дискретизацию аналоговых сигналов (рисунок 4.8 - 4.12) на отрезке t = [0;

1] мс, при k = 0, 1, 2,...,10, где k - номера отсчетов и при одинаковых интервалах между моментами времени.

36    Полученные данные занести в таблицу 1. Построить графики данных дискретных сигналов.

Рисунок 4. Линейно изменяющееся напряжение (ЛИН) u1(t) = 4t [В] Рисунок 4. Единичный сигнал 1В Рисунок 4. Экспоненциальный сигнал exp 4 10 В 37    Рисунок 4. Двухполупериодный сигнал |cos 2 | В;

Рисунок 4. Косинусоидальный сигнал cos 2 В.

Таблица 1. Расчеты по дискретизации аналогового сигнала По предварительному расчету k t 38    5 Порядок выполнения работы Дискретизация различных аналоговых сигналов осуществляется ам плитудным импульсным модулятором (АИМ) (рисунок 4.13), реализо ванным в программе NIMultisim.

Параметры функционального генератора и источника синхроимпуль сов настраиваются после щелчка правой кнопкой мыши по их условному обозначению (рисунок 4.14).

Запустив режим моделирования, с помощью осциллографа наблюда ем последовательность синхроимпульсов и дискретизированный аналого вый синусоидального сигнал (рисунок 4.15). Аналогичным образом мож но исследовать процесс дискретизации кусочно-линейно-изменяющегося напряжения (ЛИН) – треугольного сигнала и кусочно-единичного сигна ла, получаемых от функционального генератора.

Полученные графики в виде скрин-шотов занесите в соответствую щий раздел отчета.

Рисунок 4.13 Функциональная схема АИМ:

1 - XFG1,функциональный генератор (источник аналогового сигнала);

2 – U3, источник синхроимпульсов;

3 – A2, двухвходовый умножитель;

4 – XSC1, осциллограф 39    Рисунок 4.14 Настройка параметров функционального генератора и источника синхроимпульсов Рисунок 4.15 Дискретизация аналогового синусоидального сигнала 40    Проявление эффекта ложной частоты исследуется с помощью той же схемы (рисунок 4.13) при увеличении частоты синусоидального сигнала до30 кГц и 95 кГц (рисунок 4.16).

Рисунок 4.16 Эффект ложной частоты Скрин-шоты занесите в отчет и сделайте вывод о возможности вос становления данного аналогового сигнала.

Для исследования дискретизации аналоговых двухполупериодного и экспоненциального сигналов необходимо собрать вспомогательные схе мы двухполупериодного выпрямителя (рисунок 4.17) и формирователя экспоненциального сигнала (рисунок 4.18).

Двухполупериодный выпрямитель состоит из трансформатора Т1, двух диодов D1, D5 и резистора R3.

41    Рисунок 4.17 Дискретизация двухполупериодного сигнала Рисунок 4.18 Дискретизация экспоненциального сигнала:

1 - U1, источник синхроимпульсов;

2 –источника питания;

3 – резистор на R1 = 10 кОм;

4 – ключ S1;

5 - конденсатор C2 = 6,2 мкФ;

6 - XSC1, осциллограф;

7 – A1, двухвходовый умножитель Полученные графики дискретизации двухполупериодного и экспо ненциального сигналов в виде скрин-шотов занесите в отчет. Сделайте выводы о качестве дискретизации аналоговых сигналов и оцените пра вильность выбора частоты и периода дискретизации.

42    6 Отчет о работе Отчет должен содержать:

1) название работы, задание и исходные данные для выполнения ра боты;

2) результаты предварительных расчетов (формулы, таблицы, графи ки, спектры);

3) результаты машинного эксперимента;

графики исследуемых зависимо стей;

4) анализ полученных результатов и выводы по работе.

Для защиты лабораторной работы должен быть представлен отчет, оформленный с соблюдением требований ЕСКД в рукописном или печат ном виде.

6 Вопросы для самопроверки 1 Какие системы называются дискретными?

2 Как происходит преобразование аналоговых сигналов в дискрет ные?

3 Что называют отсчетами аналоговых сигналов?

4 Как выбирается величина частоты (периода) дискретизации?

5 Почему частоту дискретизации нельзя выбрать произвольно?

Литература 1. Фриск, В. В. Основы теории цепей/ В.В. Фриск. - M.: РадиоСофт, 2002. - 288 с.

2. Баскаков, С. И. Радиотехнические цепи и сигналы/В. П.Баскаков, В. Ф. Дмитриков, Б. И. Крук. - М.: Радио и связь, 2003. - 592 с.

3. Гольденберг, Л. М. Цифровая обработка сигналов/Л. М. Гольден берг, Б. Д. Матюшкии, М. Н.Поляк. – М.: Радио и связь, 1990. - 256 с.

43    Лабораторная работа Исследование эффективности циклического кодирования и способов обнаружения и исправления ошибок    1 Цель работы Изучение методов помехоустойчивого кодирования информации, моделирования кодирующих и декодирующих устройств в программной среде DELPHI,исследование эффективности циклического кодирования при воздействии помех, вызывающих ошибки.

2 Задание 2.1 Изучить в процессе самостоятельной подготовки основные тео ретические положения по теории помехоустойчивого кодирования ин формации.

2.2 Ознакомиться с руководством к лабораторной работе, программ ным обеспечением, объемом и порядком выполнения работы.

2.3 Выполнить кодирование и декодирование заданных преподава телем сообщений, провести моделирование процессов кодирования и декодирования информации и анализ полученных результатов.

3 Краткие сведения об оценке эффективности циклического ко дирования Показатели эффективности кодирования Одной из важнейших характеристик эффективности избыточных ко дов является вероятность необнаруженной (некорректируемой) ошибки Рно - вероятность выдачи декодером ошибочной кодовой комбинации.

Обнаруживающая способность циклических кодов зависит как от мини мального кодового расстояния, так и от степени образующего полинома и его вида.

Ошибка всегда обнаруживается, если ее кратность g, т.е. число ис каженных символов кодовой комбинации (КК), меньше кодового расстоя ния:

gо (d- 1), (3.1) где d - кодовое расстояние между двумя комбинациями одинаковой дли ны - число бит, которыми данные комбинации отличаются. Оно равно 44    весу кодовой комбинации, полученной при суммировании двух КК по модулю два, т.е. числу ненулевых символов в кодовом слове (например, для кодовой комбинации х = 100110 вес равен w(х) = 3).

Исправление ошибки возможно, если ее кратность удовлетворяет не равенству gи (d - 1)/2. (3.2) Оценку вероятности необнаруженной ошибки можно произвести по приближенной формуле 1n P g i, (3.3) Pно 2r i d где n- длина кодовой комбинации- блока (разрядность кода);

g- крат ность ошибки;

r – число проверочных символов;

d- кодовое расстояние (Хемминга);

или путем имитационного моделирования цифрового канала связи на ПК.

И в том, и в другом случае для оценки эффективности кодов необхо димо располагать статистическими данными потока ошибок. Эти данные сводятся, например, в таблицу 1, как результат оценки Pg i N g i N, (3.4) где N – количество переданных кодовых комбинаций (блоков).

Таблица n N N(0) N(1) N(2) N(3) N(4) Р(1) Р(2) Р(3)  Р(4)  Непосредственная оценка обнаруживающих свойств циклических кодов (ЦК) проводится путем имитационного моделирования кодера и декодера циклического кода. При этом выясняются обнаруживающие способности кода для выбранного образующего полинома. Данные потока ошибок сводятся в таблицу 1. В этом случае 45    Pно N ош N, (3.5) где Nош - количество блоков, в которых ошибка есть, но она не обнаруже на;

N – количество переданных блоков.

Поток ошибок получают на основе действующего цифрового канала связи. При выполнении научных исследований на первых этапах исследо вания можно ограничиться математической моделью источника ошибок на ЭВМ.

Модели источника ошибок В случае, когда элементарные ошибки в канале появляются незави симо с вероятностью Ре, вероятность появления в n-элементной комбина ции g ошибок P(t,n) определяется биномиальным распределением Pg, n C n Peg 1 Pe n 1 ;

g n!

g Cn.

g !n 1! (3.6) Вероятность приема неискаженной комбинации (g = 0) P 0, n 1 Pe n, (3.7) а вероятность появления m и более ошибок n P m, n C ng Pe g 1 Pe n g g m. (3.8) Существует достаточно много моделей ошибок в канале связи (Гильберта, Бергера – Мандельброта, Беннета – Фройлиха, Попова – Ту рина). С точки зрения адекватности модели реальным каналам наиболее перспективной следует считать модель дискретного канала с переменны ми параметрами.

Моделирование потока ошибок в дискретном канале. Обозначим че рез 0 правильно принятый элемент, а через 1 – элемент, принятый непра вильно. Это так называемый посимвольный метод описания ошибок в дискретном канале. На практике чаще всего используется другой метод – поинтервальный. Сущность его заключается в записи потока ошибок в виде последовательности чисел, равных длинам интервалов между двумя последовательными ошибками и выраженных в единичных элементах.

46    Пример. Записать представление потока …01001010000011…, ис пользуя поинтервальный метод описания ошибок в дискретном канале.

Ответ. …2150… Реализация математической модели источника ошибок на ЭВМ со стоит в генерировании случайной последовательности неискаженных ин тервалов в соответствии с законом их распределения. Для каналов с неза висимыми ошибками (каналов без памяти) длина интервала между ошиб ками подчиняется геометрическому закону p Pe 1 Pe 1. (3.9) Для канала с памятью, описываемого моделью Бергера – Мандельб рота, интегральная функция распределения длин интервалов между ошибками подчиняется закону Парето с показателем 1 :

1, 1;

F 0.

0, (3.10) В (3.10) коэффициент 0 1 зависит от скорости и вида модуля ции, типа канала связи, степени группирования ошибок в канале связи и др. Если 0,1 - это соответствует биноминальной модели. В этом случае нет пакетирования (группирования) ошибок. Наибольшее значение (от 0,5 до 0,7) наблюдается в кабельных линиях связи (кратковременное пре рывание связи). В радиорелейных линиях (где бывают интервалы с боль шой интенсивностью ошибок и интервалы с редкими ошибками) = 0,3…0,5;

для некоторых линий коротковолновой радиосвязи = 0,3…0,4.

4. Порядок выполнения лабораторного задания Структура исследуемой системы связи представлена на рисунке 1.

Лабораторная работа выполняется на ПК, причем использование программного продукта не представляет затруднений для понимания и не требует дополнительного пояснения.

47    Источник Кодер Кодер дискретного первичного циклического сообщения кода кода Датчик Цифровой потока канал связи ошибок Декодер Получатель Декодер циклического дискретного первичного кода сообщения кода Рисунок 1 Структура цифрового канала связи Работа реализована в программной среде DELPHI:

1.Кодер первичного кода (КОИ – 7 или КОИ – 8).

2.Датчик потока ошибок.

3.Кодер циклического кода.

4.Декодер (обнаружение ошибок) циклического кода.

При выполнении ЛР производится количественная оценка коэффи циента необнаружения ошибок ЦК по выражениям (3.4) и (3.5) в следую щей последовательности:

1. Формируется дискретное сообщение, например:

…ТРУД СДЕЛАЛ ИЗ ОБЕЗЬЯНЫ ЧЕЛОВЕКА ….

2. С использованием программы, моделирующей кодеры первичного и циклического кодов, осуществляется поблочное кодирование текста первичным, а затем циклическим кодом.

3. С помощью подпрограммы датчика потока ошибок формируется последовательность ошибок. Пример последовательности может иметь вид:

…. 2 5 4 7 13 …..

48    4. В соответствии с потоком ошибок студент вносит искажения в за кодированное сообщение. Допустим, неискаженная кодовая последова тельность с n = 7 имеет вид:

1001100 0011110 0100010 1010101 0101001.

После искажения в соответствии с потоком ошибок получим:

10 1 11000 0 1111 0 0100010 1 0101010101001, 2 5 4 7 где жирным шрифтом обозначены внесенные ошибки.

5. Анализ искаженного сообщения и заполнение таблицы 1.

6. Получение количественной оценки коэффициента необнаружения ошибок в соответствии с выражением (3.4).

7. Искаженное сообщение поблочно декодируется, и по синдрому ошибки (остатку) выносится решение об обнаружении ошибки или ее от сутствии. Если синдром ошибки равен 0, а ошибка на самом деле присут ствует, значит, она не обнаружена. Подсчитав количество блоков Nош, в которых ошибка не обнаружена, и подставив эту величину в выражение (3.5), получим количественную оценку коэффициента необнаружения ошибок, но с учетом вида образующего полинома.

Примечание. Вариант канала связи () и характеристики циклическо го кода (n, k)преподаватель задает персонально на каждое рабочее место.

5. Содержание отчета Отчет должен содержать:

1. Название работы, задание и исходные данные для выполнения ра боты.

2. Структура исследуемой системы связи.

3. Дискретное сообщение и его представление в виде первичного и помехоустойчивого кодов.

4. Реализация потока ошибок.

5. Искаженное дискретное сообщение.

6. Заполненная таблица 1.

7. Результаты расчета по формулам (3.4) и (3.5).

49    8. Вывод по результатам исследований.

Литература 1 Авиационные радиосвязные устройства./ Под ред. В.И. Тихонова. – М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1986.

2 Абдуллаев Д.А., Арипов М.Н. Передача дискретных сообщений в задачах и упражнениях. - М.: Радио и связь, 1985.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.