- •Курсовая работа по дисциплине «Теория электрической связи» «Расчёт основных характеристик системы передачи мультимедийной информации»
- •1. Цель курсовой работы
- •2. Содержание задания
- •3.Исходные данные
- •4. Модель системы передачи информации
- •5. Расчет основных характеристик сигнала
- •6. Спектр сигналов при фм
- •7. Определение корреляционной функции случайного телеграфного сигнала
- •8. Определение спектральной плотности мощности случайного телеграфного сигнала
- •9. Расчет спектральной плотности мощности сигнала при фм-4
- •10. Расчет помехоустойчивости при фм-4
- •11. Модулятор
- •12. Оптимальный демодулятор
- •13. Сверточный кодер
- •14. Перемежитель (деперемежитель)
Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций
им. проф. М.А.Бонч-Бруевича.
Курсовая работа по дисциплине «Теория электрической связи» «Расчёт основных характеристик системы передачи мультимедийной информации»
Выполнил:
Захаров М.А. Группа: Р-01
Проверил:
Зав. кафедры ТОСиР Чесноков М.Н.
Санкт-Петербург
2012
Содержание
1. Цель курсовой работы
Цель данной курсовой работы заключается в приобретении и закреплении знаний и навыков по применению достижений Теории электрической связи при построении и расчете основных характеристик систем передачи мультимедийной информации, построенных на основе современных стандартов широкополосного доступа IEEE 802.11 IEEE 802.16 и других.
2. Содержание задания
Рассчитать:
скорость модуляции и передачи информации на поднесущих, общую скорость передачи информации;
временные и спектральные характеристики сигнала на поднесущих OFDM-сигнала;
вероятность ошибки на бит при оптимальном приёме;
вероятность ошибки с учётом кодирования;
удельную скорость передачи информации;
пропускную способность канала, эффективность использования пропускной способности.
Привести блок-схемы и пояснить принцип работы:
модулятора;
оптимального демодулятора;
перемежителя (пояснить только принцип работы);
деперемежителя (пояснить только принцип работы);
кодера;
декодера.
Изобразить графики
спектральной плотности мощности сигнала на К-той поднесущей;
спектральной плотности мощности группового сигнала;
зависимости средней вероятности ошибки на бит от отношения сигнал/шум на бит без учёта кодирования.
3.Исходные данные
Полоса частот , МГц- 8;
Количество поднесущих N –10;
Количество пилот - сигналов Nп - 3;
Вид модуляции - ФМ-4;
Относительная скорость кода r – 2/3;
4. Модель системы передачи информации
Рис. 1 Структурная схема системы передачи информации
В самом общем виде структурная схема системы передачи информации показана на рис.1
На передающей стороне преобразование сообщения в сигнал осуществляется с помощью преобразователя. В телефонии для этой цели служит микрофон, который превращает акустические колебания в пропорционально изменяющееся электрическое напряжение. В телеграфии с помощью телеграфного аппарата оператор заменяет последовательность знаков сообщения (букв, цифр) последовательностью двоичных кодовых символов (0 и 1). В телетайпе они преобразуются в электрические посылки постоянного тока. В телевидении при передаче изображения преобразователем является передающая телевизионная трубка.
Далее следует операция кодирования (coding), под которой понимают преобразование дискретного сообщения в последовательность кодовых символов, осуществляемое по определенному правилу. При этом каждому элементу сообщения присваивается определенная совокупность кодовых символов, называемая кодовой комбинацией (кодовым словом), а совокупность всех кодовых комбинаций называется кодом. Правило кодирования принято задавать кодовой таблицей, в которой каждому сообщению соответствует определенная кодовая комбинация. Далее закодированный сигнал поступает в модулятор. Модуляцией (modulation) называется преобразование исходного сигнала посредством изменения параметров сигнала-переносчика в соответствии с преобразуемым (модулируемым) сигналом. В качестве сигнала-переносчика информации применяется гармоническое высокочастотное колебание, импульсная последовательность или шумовой процесс.
Усиление модулированных сигналов по мощности и вывод их в линию реализует передатчик (transmitter). В каналах радиосвязи на выходе передатчика включается антенна, которая осуществляет преобразование электрических сигналов в электромагнитные колебания и излучает их в окружающее пространство. Основными характеристиками современного передатчика являются диапазон применяемых частот, мощность и коэффициент полезного действия (КПД). В зависимости от свойств канала связи и предназначения передатчика его мощность может колебаться от долей до нескольких тысяч ватт.
Антенна приемника улавливает лишь незначительную долю энергии, которая излучается передающей антенной. Далее происходит усиление принятого колебания и выделение сигнала, несущего информацию, предназначенную конкретному получателю. Эти операции осуществляются в приемнике (receiver). Основными характеристиками приемника являются диапазон применяемых частот, чувствительность — способность принимать весьма слабые сигналы на фоне помех, а также избирательность, под которой понимают способность выделять полезные сигналы из совокупности передаваемых колебаний и посторонних мешающих воздействий, отличающихся от принимаемого сигнала частотой. Принятый сигнал поступает в демодулятор. Демодуляция (demodulation) — это преобразование модулированного сигнала, искаженного помехами, в модулирующий сигнал. Иными словами, посредством демодуляции восстанавливается первичный сигнал, отображающий переданное сообщение. Следующий процесс- декодирование- это восстановление дискретного сообщения по выходному сигнала демодулятора, осуществляемое с учетом правил кодирования.
Таким образом, в системах передачи дискретных сообщений решение о передаваемом сообщение применяется в 2 этапа. Первой решающей схемой в этом случае является демодулятор, а второй – декодер.
Рис. 2 Структурная схема многоканальной системы передачи информации
Существуют также многоканальные системы. Упрощенная схема одной из таких систем показана на рис 2, в которой по одной общей линии связи обеспечивается обмен информацией между несколькими абонентами. В такой системе первичные сигналы, подлежащие передаче, преобразуются посредством модуляторов M1, M2, ..., Мn в электрические сигналы U1(t), U2(t), ..., Un(t), а затем объединяются в аппаратуре уплотнения. Полученный таким образом групповой (суммарный) сигнал U(t) передается по линии связи. На приемной стороне колебание Z(t) = U(t) + n(t), искаженное помехами, с помощью устройства разделения, основу которого составляют индивидуальные фильтры Ф1, Ф2..., Ф„, разделяется на сигналы U’1(t), U’2(t),..., U’n(t), которые с помощью демодуляторов D1, D2..., Dn преобразуются в первичные сигналы a1(t), ..., an(t). Для разделения сигналов обычно используется их различие по частоте, времени или форме.
В заключение отметим, что в современных системах передачи дискретных сообщений принято различать две группы относительно самостоятельных устройств: кодеки и модемы.
Кодек (сокращение словосочетания кодер-декодер) — устройство, в котором сообщение в процессе передачи преобразуется в код (кодер), а код в процессе приема преобразуется в сообщение (декодер). Модем (сокращение словосочетания модулятор-демодулятор) — устройство, преобразующее при передаче код в сигнал (модулятор), а при приеме сигнал в код (демодулятор). Обычно эти устройства выполняются в виде целостных узлов, через которые проходят цепи на передачу и на прием точно так же, как в телефонных аппаратах.