Разработка системы связи для передачи дискретных сообщений

Скачать

Принципы кодирования источника при передаче дискретных сообщений. Процесс принятия приёмником решения при приёме сигнала. Расчёт согласованного фильтра. Построение помехоустойчивого кода. Декодирование последовательности, содержащей двукратную ошибку.

Размер: 903,9 K
Тип: курсовая работа
Категория: Коммуникации и связь
Скачать

Другие файлы:

Проектирование системы передачи дискретных сообщений
Исследование сущности и функций системы передачи дискретных сообщений. Расчет необходимой скорости и оценка достоверности их передачи. Выбор помехоуст...

Разработка устройств цифрового формирования и обработки сигналов системы передачи дискретных сообщений по частотно ограниченным каналам связи
Методы цифровой обработки сигналов в радиотехнике. Информационные характеристики системы передачи дискретных сообщений. Выбор длительности и количеств...

Передача дискретных сообщений
Излагаются принципы построения сетей и систем передачи дискретных сообщений (ПДС), рассматриваются методы и устройства преобразования сигналов, повыше...

Расчет системы передачи дискретных сообщений
Информационные характеристики источника сообщений и первичных сигналов. Структурная схема системы передачи сообщений, пропускная способность канала св...

Система передачи дискретных сообщений
Функции основных блоков структурной схемы системы передачи дискретных сообщений. Определение скорости передачи информации по разным каналам. Принципы...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

АТЫРАУСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ГУМАНИТАРНЫЙ ИНСТИТУТ

ФАКУЛЬТЕТ ДНЕВНОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра «Инженерно- технических дисциплин»

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: "Теория электрической связи»"

На тему: «Разработка системы связи для передачи дискретных сообщений»

Выполнил: ст. гр. «РЭТ» 3 курса

Саханов Абылайхан

г. Атырау 2014

Введение

В современном мире в области электросвязи всё более широко используются цифровые виды информации. Это объясняется тем, что цифровые системы передачи имеют такие преимущества как высокая помехоустойчивость, слабая зависимость качества передачи от длины линии связи, стабильность электрических параметров каналов связи, эффективность использования пропускной способности при передаче дискретных сообщений и др.

Целью данной курсовой работы является разработка системы связи для передачи дискретных сообщений. Дискретные сигналы возникают в тех случаях, когда источник сообщений выдает информацию в фиксированные моменты времени. Такие сигналы приобрели особое значение в последние десятилетия под влиянием совершенствования техники связи и развития способов обработки информации быстродействующими вычислительными устройствами. Из-за наличия в канале связи помех, прием сообщений становится ненадежным, и мы можем получить неверную (ложную) информацию. Поэтому, например, вопрос помехоустойчивости является одним из важнейших вопросов электрической связи.

В данной курсовой работе изучаются методы кодирования сообщения с целью сокращения объема алфавита символов и достижения повышения скорости передачи информации. Предполагается использование двоичных кодов, как для статистического, так и для помехоустойчивого кодирования. Затем производится декодирование - восстановление символов исходного алфавита, в результате чего должен быть воспроизведен переданный текст.

1. Рабочее задание

Составить обобщённую структурную схему системы связи для передачи дискретных сообщений, содержащую кодер источника, модулятор, канал связи, демодулятор и декодер. Изобразить качественные временные диаграммы сигналов во всех промежуточных точках структурной схемы. Все диаграммы должны сопровождаться словесными описаниями.

Определить энтропию и избыточность источника, выполнить кодирование источника (построить экономный код), рассчитать энтропию и избыточность кода, вероятности двоичных символов, передаваемых по каналу, скорость передачи информации по каналу без помех.

Рассмотреть случаи когерентного и некогерентного приёма путём взятия однократного отсчёта смеси высокочастотного сигнала с шумом на выходе линии связи и процесса на выходе детектора огибающей. Определить оптимальный по критерию идеального наблюдателя порог для принятия решения о принимаемом символе при когерентном и некогерентном приёме, условные вероятности ошибок первого и второго рода, среднюю вероятность ошибки, скорость передачи информации при наличии помех. Сделать выводы по результатам расчетов.

Рассчитать согласованный фильтр для приёма элементарной посылки. Определить условные вероятности ошибок и среднюю вероятность ошибки при когерентном приёме с использованием согласованного фильтра. Оценить выигрыш в отношении сигнал/шум за счёт согласованной фильтрации.

Составить обобщённую структурную схему системы связи для передачи дискретных сообщений, использующую помехоустойчивое (канальное) кодирование. Опираясь на результаты предыдущего пункта, рассчитать вероятности однократной и двукратной ошибок в пределах одного кодового слова и охарактеризовать свойства кода по обнаружению и исправлению ошибок.

Исходные данные:

Таблица 1. Алфавит источника сообщений с вероятностями символов.

Канальное кодирование

(7,4) - Кодом Хемминга

Форма посылки

Прямоугольная

Амплитуда сигнала на входе демодулятора - а (В)

2.8

Длительность посылки - (мкс)

0.9

Дисперсия шума на входе демодулятора - 2 (В2)

1.0

Код для сокращения избыточности источника.

Шеннона-Фано

Таблица 2. Исходные данные, определяемые подвариантом.

Символ

а

б

в

д

е

ж

И

к

м

н

о

п

р

с

Вероятность

0.032

0.058

0.089

0.064

0.085

0.122

0.089

0.081

0.026

0.079

0.035

0.086

0.083

0.071

2. Обобщённая структурная схема системы связи

Система связи - это сложная совокупность устройств, выполняющих преобразования сообщений и сигналов с целью наиболее эффективной передачи информации.

Рис. 1. - Обобщённая структурная схема системы связи

Источник сигнала включает в себя источник сообщений и преобразователь сообщения a(t) в первичный сигнал b(t) (Рис.2а), который поступает на вход кодера. Кодер производит операцию кодирования (экономное и/или помехоустойчивое) - преобразует сообщение в последовательность кодовых символов, в цифровой сигнал bц(t) (последовательность импульсов («единиц») и пауз («нулей»)). (Рис.2б). Далее bц(t) поступает на модулятор, где прямоугольные импульсы «заполняются» ВЧ несущим колебанием для эффективной передачи по линии связи; получаем модулированный сигнал u(t). (Рис.2в) Он, в свою очередь, поступает в канал связи, в котором происходит искажение сигнала u(t) под влиянием неизбежного воздействия вредных колебаний, называемых помехами. Помеха о(t) аддитивна, имеет случайный характер, представляет собой белый Гауссовский шум. Таким образом, на демодулятор поступает некая смесь сигнала и шума z(t)=u(t)+ о(t) (Рис 2г). Так как в канале связи действовала помеха, то сигнал на выходе демодулятора отличается в общем случае от сигнала bц(t) и имеет случайный характер (Рис. 2д). Поэтому результат декодирования b'(t) также не совпадает с первичным сигналом b(t).

3. Описание принципов кодирования источника при передаче дискретных сообщений

Построение кода. Кодирование построенным кодом фамилии и имени исполнителя курсовой работы (отсутствующие в алфавите источника буквы пропускаются).

3.1 Описание принципов кодирования источника при передаче дискретных сообщений

Информационная последовательность символов, представляющая собой сообщение, может быть заменена другой, кодовой последовательностью, состоящей из символов кодового алфавита.

Кодирование источника при передаче дискретных сообщений может преследовать разные цели:

1) Более полное использование канала связи (экономное кодирование);

2) Повышение достоверности передачи (помехоустойчивое кодирование);

3) Согласование сообщения с каналом (кодирование в аппарате Бодо).

В данной работе мы применим экономное и помехоустойчивое кодирование.

Повысить эффективность систем передачи информации (систем связи) можно путём применения экономного кодирования источника сообщения.

Принцип такого кодирования состоит в уменьшении избыточности, то есть в том, что более вероятным символам источника ставятся в соответствие менее длинные слова (последовательности канальных символов). В этом и заключается практическое значение теоремы Шеннона: Среднюю длину кодовых слов для передачи символов источника А при помощи кода с основанием m можно как угодно приблизить к величине H(A)/log m.

Для повышения верности передачи применяют помехоустойчивое кодирование путем введения избыточности в передаваемые сообщения. Такие коды обеспечивают автоматическое обнаружение и/или исправление ошибок в кодовых комбинациях.

Правило (алгоритм), сопоставляющее каждому конкретному сообщению строго определенную комбинацию различных символов (или соответствующих им сигналов), называется кодом, а процесс преобразования сообщения в комбинацию различных символов или соответствующих им символов - кодированием. Процесс восстановления содержания сообщения по данном...