Житомирський державний технологічний університет

Затверджено на засіданні

кафедри “Радіотехніка”

Методичні вказівки

до виконання лабораторних робіт

з дисципліни “Радіозв’язок”

для студентів спеціальності “Радіотехніка”

м.Житомир

Лабораторна робота №1 :

Визначення типу прольоту РРЛ прямої видимості

1.Навчальна мета

1.1 Отримати практичні навички побудови профілю прольоту каналу радіозв’язку прямої видимості.

1.2. Опанувати методику визначення коефіцієнту послаблення на трасі розповсюдження радіохвиль.

2. ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

2.1. Згідно вихідних даних визначити тип прольоту РРЛ.

Робота починається з побудови профілів прольотів, з використанням топографічної карти між відповідними населеними пунктами.

Лінія, що зображує на профілі рівень моря (дуга земної кривизни) або умовний нульовий рівень (умовний обрій) і має вигляд параболи, розраховується за формулою

,

де у − поточна координата дуги нульового рівня (м); R0 − довжина інтервалу (км); R1 − відстань від лівого кінця інтервалу (км), до точки, у якій визначається величина у; R3=6370 км=6,37·106 м − радіус Землі.

Для побудови дуги земної кривизни досить визначити ординати декількох точок (див. рис. 1). Від дуги земної поверхні у визначеному масштабі відкладають висотні оцінки точок профілю, що отримані на підставі даних топографічних карт і з’єднують ці точки прямими лініями.

Для зменшення розмірів креслення висоти відраховують від лінії умовного горизонту, що вибирається залежно від рельєфу місцевості. Отримана ламана крива характеризує профіль інтервалу даної ділянки зв'язку. Потім на профіль наносять ліс, будівлі, що існують й інші місцеві перешкоди (для наочності зазначені перешкоди заштриховують).

2.2.Визначити значення нормованого просвіту та тип прольоту радіолінії.

2.3.Розрахувати значення коефіцієнту послаблення на трасі розповсюдження радіохвиль для двох значень інтервалу часу 20% та 50%. Провести порівняльний аналіз отриманих результатів.

Рис. 1. Побудова профілю траси РРЛ: а – топографічна карта місцевості; б – профіль траси; в – побудова дуги земної кривизни (рівень моря або умовний нульовий рівень)

Лабораторна робота 2.

Дослідження методів контролю якості ліній зв’язку та їх пропускної спроможності.

Мета роботи: дослідження методів контролю якості функціонування каналів зв’язку і дослідження їх пропускної спроможності.

1. Підготовка до роботи.

При підготовці до виконання роботи необхідно:

1. Вивчити за підручником [1] § 2.4.

2. Вивчити опис даної роботи.

3. Заготовити таблиці і бланки часових діаграм для результатів вимірювань та розрахунків.

4. Виконати необхідні попередні розрахунки.

5. Дати відповідь на питання для самоперевірки.

2. Короткі теоретичні відомості.

В систамах радіозв’язку з часовим розділенням каналів при проходженні сигналів імпульсно-кодової модуляції (ІКМ) через канал передачі виникають міжсимвольні завади (МСЗ). Ці завади обумовлюються перехідними процесами при проходженні імпульсів каналом з обмеженою смугою пропускання і нерівномірною амплітудно-частотною характеристикою. Форма імпульсів на виході такого каналу спотворюється, збільшується їх тривалість, в результаті чого деякі частини сусідніх імпульсів перекриваються. Це призводить до збільшення ймовірності помилкової реєстрації імпульсів у вирішуючому пристрої реєстратора-регенератора.

Наглядно оцінити значення міжсимвольних завад, вибрати порогову напругу виршуючого пристрою та момент стробування імпульсів в реєстраторі можна за так названою “око-діаграмою”.

Око-діаграму можна спостерігати на екрані осцилографа, якщо на його вхід подати псевдовипадкову послідовність імпульсного сигналу, а синхронизацію розгортки здійснювати з тактовою частотою цього сигналу. На рис. 2.1 наведено варіант око-діаграми для дворівневого імпульсного сигналу за відсутності МСЗ.

Рис. 2.1.

На рис. 2.1 приняті наступні позначення:

- значення порогу;

 - розкрив око-діаграми;

- середина розглянутого тактового інтервалу;

t – ширина око-діаграми;

Т – тривалість тактового інтервалу.

За наявності МСЗ будуть спотворені фронти і амплітуди імпульсів, при цьому зменшуються ширина та розкрив око-діаграми. На рис. 2.2 наведено варіант око-діаграми для дворівненого імпульсного сигналу при наявності МСЗ.

Рис. 2.2.

Порівнюючи рис. 2.1 та 2.2, видно, що , а .

Якщо значення порогу і момент стробування у вирішуючому пристої вибрано так, що перетин ліній, що їм відповідають, виявляється всередині око-діаграми, то на виході вирішуючого пристрою буде зареєстровано правильне рішення.

Найкраще і вибрати так, щоб перетин ліній, що їм відповідають, виявся б в центрі око-діаграми.

Для економічного використання спектру радіочастот (радіоресурсу) необхідно обмежити ширину смуги пропускання ствола радіорелейної лінії (РРЛ). Обмеження спектру модульованих високочастотних сигналів до входу детектора приймача призводить до виникнення перехідних процесів, затягуючих виростання і закінчення кожного символу. Ці перехідні процеси є джерелом МСЗ і призводять до збільшення ймовірності помилок. Це збільшення залежить також від співвідношення сигнал/завада, форми імпульсів, нелінійності ФЧХ каналу в межах смуги пропускання.

З теоретичних розрахунків випливає, що оптимальна ширина смуги чатот ствола цифрової РРЛ рівна:

(2.1)

де - ширина смуги, чисельно рівна швидкості передачі цифрового сигналу В, [біт/с];

- коефіцієнт, що враховує використання М – позиційної модуляції, М=2, 4, 8,…, .

Смуга частот, яку займає груповий сигнал при часовому розділі каналів, рівна:

(2.2)

де - тривалість елементарної посилки.

3. Порядок виконання роботи.

1. Зібрати коло вимірювань за схемою, наведеною на рис. 2.3.

2. Для досліджуваного каналу зв’язку сформувати око-діаграму на екрані осцилографа і визначити її параметри: форму, величину розкриву, довжину.

БЖ – блок живлення;

ГПВП – генератор псевдовипадкової послідовності.

Рис. 2.3.

3. Змінюючи тактову частоту ПВП і тривалість імпульсів, зняти залежність параметрів око-діаграми від їх значень.

4. Виміряти АЧХ та ФЧХ досліджуваного каналу зв’язку.

5. Повторити виміри пунктів 3.1…3.4 для декількох різних каналів зв’язку.

3. Обробка результатів вимірювань.

   1. За данними око-діаграми визначити:

• необхідні рівень і час стробування для регенерації в приймачі;

• припустиму швидкість передачі данних.

2. Визначити смугу частот пропускання досліджуваного каналу зв’язку і нелінійність його ФЧХ.

3. Визначити залежність припустимої швидкості передачі данних від смуги пропускання каналу зв’язку.

4. Визначити можливу кількість стандартних телефонних каналів, які можливо передати через досліджувані канали зв’язку при частотному та часовому з ІКМ стисканні каналів.

5. Виконати аналіз впливу АЧХ і ФЧХ каналу зв’язку на якість передачі по ним данних.

6. Порівняти отримані експериментальні результати з теоретичними (обчисленими).

7. Визначити рівні міжсимвольних завад в досліджуваних каналах зв’язку та їх залежність від співвідношення параметрів ПВП і каналу зв’язку.

Лабораторна робота ¹ 3.

Дослідження лінії зв’язку з двійковою АМ та її пропускної спроможності.

Мета роботи 1. Визначити граничні значення швидкості передачі інформації через систему радіозв’язку .

2. Дослідити залежність ймовірність помилки у символі цифрових даних від технічної швидкості передачі інформації.

1.Короткі теоретичні відомості.

Достовірність - величина, яка характеризує ступінь відповідності прийнятого повідомлення переданому. Кількісно достовірність характеризується коефіцієнтом помилок або середньою ймовірністю помилки в повідомлені

,

де Nпом  кількість помилково прийнятих елементів повідомлення; Nзаг  загальна кількість прийнятих елементів повідомлення.

При передачі двійкової інформації з амплітудною маніпуляцією ймовірність помилки у символі визначається за виразом

.

Кількісно для телеграфних каналів ймовірність помилки у символі повинна бути в межах 10-3...10-4.

Технічна швидкість (швидкість маніпуляції) визначається кількістю елементів дискретного повідомлення, які передаються за одну секунду

,

де Т- тривалість посилки, яка відповідає передачі одного елемента дискретного повідомлення.

У випадку дії перешкод найкраща пропускна здатність каналу зв’язку визначається за формулою Шеннона

,

де Fк – ширина смуги пропускання каналу зв’язку; Рс, Рп – середні потужності сигналу та флуктуаційної перешкоди відповідно.

Формула Шеннона справедлива для довільної системи зв’язку при наявності перешкоди у вигляді нормального “білого шуму”.

Рис. 3.1.

Як зразок для досліджень використовується радіостанція короткохвильового діапазону, що наведена на рис. 1. Радіостанція складається з ВЧ частини, що виконана на транзисторі VT1 та двохкаскадного підсилювача звукової частоти, що виконаний на транзисторах VT2 та VT3. Несуча частота передавача визначається кварцовим резонатором ZQ. Положення перемикача SB1 показано для режиму “Прийом”.