На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Радиосистемы передачи информации

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 04.07.2012. Сдан: 2011. Страниц: 7. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


    КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
    УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н.ТУПОЛЕВА
    
    Институт  Радиоэлектроники и Телекоммуникаций
Кафедра Радиоэлектронных и телекоммуникационных систем 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Расчетно-графическая  работа 
 

    По  курсу «Радиосистемы передачи информации» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                     Выполнила студентка гр. 5507
                  Бандерова К.С. 

                                                                               Руководитель доц. Марчук В.Я. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Казань 2011 г.
 
СОДЕРЖАНИЕ 

    Основы теории многоканальной передачи сообщений
      Частотное разделение каналов
      Принципы построения аппаратуры ЧРК
    Причины появления искажений в ТМ системах с ЧРК
      Перекрестные искажения (нелинейные)
    2.1.1 Перекрестные  искажения в низкочастотной части  группового тракта
     2.1.2 Перекрестные искажения в  высокочастотной части группового тракта
Определение основных параметров многоканальной системы  передачи информации
Список  литературы 
 
 
 

1. Основы теории многоканальной передачи сообщений
Используемые методы разделения каналов можно классифицировать на линейные и нелинейные (комбинационные).  
 
В большинстве случаев разделения каналов каждому источнику сообщения выделяется специальный сигнал, называемый канальным. Промодулированные сообщениями канальные сигналы объединяются, в результате чего образуется групповой сигнал (ГС). Если операция объединения линейна, то получившийся сигнал называют линейным групповым сигналом.  
 
Для унификации многоканальных систем связи за основной или стандартный канал принимают канал тональной частоты (канал ТЧ), обеспечивающий передачу сообщений с эффективно передаваемой полосой частот 300…3400 Гц, соответствующей основному спектру телефонного сигнала.  
 
Многоканальные системы образуются путем объединения каналов ТЧ в группы, обычно кратные 12 каналам. В свою очередь, часто используют "вторичное уплотнение" каналов ТЧ телеграфными каналами и каналами передачи данных.  
 
На рис.1.1 приведена обобщённая структурная схема системы многоканальной связи.  
 
Реализация сообщений каждого источника a1(t), a2(t),…, aN(t) с помощью индивидуальных передатчиков (модуляторов) М1 , М2 , …, МN преобразуются в соответствующие канальные сигналы sN(t), sN(t),…, sN(t). Совокупность канальных сигналов на выходе аппаратуры объединения каналов (АОК) образует групповой сигнал s(t). Наконец, в групповом передатчике М сигнал s(t) преобразуется в линейный сигнал sл(t) , который и поступает в линию связи (ЛС). Допустим, что линия пропускает сигнал практически без искажений и не вносит шумов. Тогда на приемном конце линии связи линейный сигнал sл(t) с помощью аппаратуры разделения каналов (АРК) может быть вновь преобразован в групповой сигнал s(t). Канальными или индивидуальными приемниками П1 , П2 , …, ПN из группового сигнала s(t) выделяются соответствующие канальные сигналы s1(t), s2(t),…, sN(t) и затем преобразуются в предназначенные получателям сообщения a1(t), a2(t),…, aN(t).  
 
Канальные передатчики вместе с суммирующим устройством образуют аппаратуру объединения. Групповой передатчик М, линия связи ЛС и групповой приемник П составляют групповой канал связи (тракт передачи), который вместе с аппаратурой объединения и индивидуальными приемниками составляет систему многоканальной связи.

 
 
Рис. 1.1. Обобщённая структурная схема системы многоканальной связи

Индивидуальные приемники  системы многоканальной связи  ПK наряду с выполнением обычной операции преобразования сигналов sk(t) в соответствующие сообщения ak(t) должны обеспечить выделение сигналов sk(t) из группового сигнала s(t). Иначе говоря, в составе технических устройств на передающей стороне многоканальной системы должна быть предусмотрена аппаратура объединения, а на приемной стороне - аппаратура разделения.  
 
Чтобы разделяющие устройства были в состоянии различать сигналы отдельных каналов, должны существовать определенные признаки, присущие только данному сигналу. Такими признаками в общем случае могут быть параметры переносчика, например амплитуда, частота или фаза в случае непрерывной модуляции гармонического переносчика. При дискретных видах модуляции различающим признаком может служить и форма сигналов. Соответственно различаются и способы разделения сигналов: частотный, временной, фазовый и другие.

1.1. Частотное разделение каналов
Функциональная схема  простейшей системы многоканальной связи с разделением каналов  по частоте представлена на рис.4.2.  
 
В зарубежных источниках для обозначения принципа частотного разделения каналов (ЧРК) используется термин Frequency Division Multiply Access (FDMA).  
 
Сначала в соответствии с передаваемыми сообщениями первичные (индивидуальные) сигналы, имеющие энергетические спектры G1(?), G2(?), …, GN(?) модулируют поднесущие частоты ?k каждого канала соответственно. Эту операцию выполняют модуляторы M1, M2,…, MN канальных передатчиков.  
 
Модуляторы - это четырёхполюсники с нелинейной амплитудной характеристикой, которая в общем случае аппроксимируется полиномом n-ой степени.

Uвых = a1Uвх + a2U2вх + ... + anUnвх,
где a1, …,an - коэффициенты аппроксимации. 
 
Для простоты возьмём полином второй степени, то есть:

Uвых = a1Uвх + a2U2вх
 
 
 
Рис. 1.2. Функциональная схема многоканальной системы с частотным разделением каналов

Подадим на такой четырёхполюсник  сигналы двух частот, то есть
,

где ? > ?. Тогда 

После соответствующих  преобразований получим:
, (4.1)

Спектр сигнала  на выходе четырехполюсника будет иметь  вид (рис. 1.3):
 
 
Рис. 1.3. Спектр сигнала на выходе четырехполюсника

Таким образом, на выходе четырёхполюсника наряду с частотами входных сигналов (?, ?) появились:
    постоянная составляющая ; 
    вторые гармоники входных сигналов (2?, 2?); 
    составляющие суммарной (? + ?) и разностной (? - ?) частот.
Если предположить, что в сигнале с частотой ?  содержится информация, то она будет  иметь место и в сигналах с  частотами (?н + ?) и (?н - ?), которые расположены зеркально по отношению к ? и называются верхней (? + ?) и нижней (? - ?) боковыми частотами. 
 
Если на четырёхполюсник подать сигнал несущей частоты U1 = Um • Cos ?нt и сигнал тональной частоты в полосе ?н ... ?в (где ?н = 0,3 кГц, ?в = 3,4 кГц), то спектр сигнала на выходе четырёхполюсника будет иметь вид (рис. 1.4):

 
 
Рис. 1.4. Спектр сигнала на выходе четырехполюсника

Полезными продуктами преобразования (модуляции) являются верхняя и нижняя боковые полосы . Для восстановления сигнала на приёме на вход демодулятора достаточно подать несущую частоту (? н) и одну из боковых частот. 
 
В многоканальных системах передачи с частотным разделением каналов (МСП-ЧРК) по каналу передаётся только сигнал одной боковой полосы, а несущая частота берётся от местного генератора. Таким образом, на выходе каждого канального модулятора включается полосовой фильтр с полосой пропускания ?? = ?в - ?н = 3,1кГц. Спектры G1(?), G2(?), …, GN(?) после транспонирования (переноса) на различные частотные интервалы и инверсирования складываются и образуют групповой спектр Gгр(?).  
 
С целью уменьшения влияния соседних каналов (уменьшения переходных помех), обусловленного неидеальностью АЧХ фильтров, между спектрами сигнальных сообщений вводятся защитные интервалы. Для каналов ТЧ они равны 0,9 кГц. Таким образом, ширина полосы канала ТЧ с учётом защитного интервала равна 4 кГц (рис.1.5).

 
 
Рис. 1.5. Спектр группового сигнала с защитными интервалами 
 
1.2. Принципы построения аппаратуры ЧРК

В системах ЧРК с  числом каналов 12 и более реализуется  принцип многократного преобразования частоты. В основу построения многоканальной системы положен стандартный канал тональной частоты. В соответствии с рекомендациями МСЭ оконечное оборудование (включающее аппаратуру объединения каналов и аппаратуру разделения каналов) строится с таким расчётом, чтобы на каждом этапе преобразования частоты с помощью унифицированных блоков формировались всё более и более укрупнённые группы каналов ТЧ. Причём в любой группе число каналов кратно 12. 
 
Вначале каждый из каналов ТЧ «привязывается» к той или иной 12-канальной группе, называемой первичной группой (ПГ). Разнесение сигналов 12 различных телефонных сообщений по спектру (формирование ПГ) осуществляется с помощью индивидуального преобразования частоты в стандартном 12-канальном блоке. Эти блоки обеспечивают как прямую, так и обратную связь в каждом из 12 дуплексных каналов. 
 
Каждый канал содержит следующие индивидуальные устройства: на передаче ограничитель амплитуд ОА, модулятор М и полосовой фильтр ПФ; на приёме полосовой фильтр ПФ, демодулятор ДМ, фильтр нижних частот ФНЧ и усилитель низкой частоты УНЧ. 
 
Для преобразования исходного сигнала на модуляторы и демодуляторы каждого канала подаются несущие частоты, кратные 4 кГц. 
 
Спектр группового сигнала ПГ представлен на рисунке 1.6, б. 
 
В приведённом варианте формирования ПГ использован принцип однократного преобразования спектра канала ТЧ (рис. 1.6, а). 
 
Как отмечалось ранее, при организации телефонной связи можно использовать либо двухполосную двухпроводную, либо однополосную четырёхпроводную систему передачи. Схема, изображённая на рис.1.6, относится ко второму варианту. Здесь каждый канал имеет отдельные тракт передачи и тракт приёма (действующие в одной и той же полосе частот), то есть каждый канал является четырёхпроводным. Если канал используется для телефонной связи, то двухпроводный участок цепи от абонента соединяется с четырёхпроводным каналом через дифференциальную систему (ДС). В случае передачи других сигналов (телеграфных, данных, звукового вещания и тому подобное), для которых необходим один или несколько односторонних канала, ДС отключается. 
 
В режиме передачи сообщение от абонента через ДС и амплитудный ограничитель (ОА) поступает на один из входов индивидуального преобразователя частоты (модулятор М11). На другой вход М12 подаётся сигнал поднесущей с частотой F12. В результате перемножения этих сигналов образуется сигнал, спектр которого состоит из двух боковых (относительно F12) полос. Сигнал нижней из этих полос выделяется фильтром ПФ12 и подаётся на один из входов сумматора. На другие входы сумматора поступают сигналы с выхода аналогичных трактов передачи 11 других каналов.

 
 
Рис. 1.6. Структурная схема блока индивидуального преобразования (а) и схема формирования первичной группы (б)

Амплитудные ограничители предотвращают перегрузку групповых  усилителей (а, следовательно, уменьшают  вероятность возникновения нелинейных помех) в моменты появления пиковых  значений сигналов. 
 
В режиме приёма канальный сигнал выделяется с помощью полосового фильтра ПФ12 из спектра первичной группы (с полосой 60 … 108 кГц) и подаётся на индивидуальный преобразователь ДМ12. На другой вход ДМ12 поступает тот же сигнал поднесущей частоты F12, который питает и М11. Спектр выходного сигнала ДМ12 состоит из двух боковых (относительно F12) полос. Сигнал нижней из этих полос выделяется ФНЧ, усиливается и через ДС поступает к абоненту . Приёмные тракты 11 других каналов построены аналогично. В аппаратуре с числом каналов 60 и более индивидуальное оборудование размещается в специальных стойках индивидуальных преобразователей СИП-60 или СИП-300.  
 
На практике используется и другой вариант: формирование первичной группы из четырёх предварительных групп (рис.1.8), каждая из которых объединяет по три канала ТЧ. Здесь реализуется двухкратный принцип преобразования (рис.1.7, б). 
 
Дальнейший процесс укрупнения групп каналов происходит в групповом оборудовании (рис.1.9). Одинаковые полосы частот пяти ПГ с помощью первичного группового преобразования разносятся по частоте в полосе 312 … 552 кГц и образуют 60-канальную (вторичную) группу (ВГ). На рисунке 1.9 изображена упрощённая структурная схема группового оборудования ВГ. Сообщения пяти первичных групп ПГ1ПГ5 подаются на пять групповых преобразователей ГП1 ГП5, на вторые входы которых из генераторного оборудования поступают сигналы поднесущих частот.

 
 
 
Рис. 1.7. Структурные схемы и диаграммы однократного (а) и двукратного (б) преобразования спектра канала ТЧ 
 
 
Рис. 1.8. Структурная схема формирования ПГ с использованием двукратного преобразования

С помощью полосовых  фильтров ПФ1ПФ5, подключенных к выходам групповых преобразователей, образуются сигналы с однополосной модуляцией с полосой частот 48 кГц каждый. В результате сложения этих неперекрывающихся по спектру пяти сигналов образуется спектр ВГ с полосой частот 240 кГц (312 … 552 кГц).
 
 
Рис. 1.9. Структурная схема группового оборудования ВГ

Для снижения переходных влияний между сигналами ВГ, передаваемыми  по смежным трактам, в спектре ВГ могут использоваться как прямые, так и инверсные спектры. В первом случае на ГП2ГП5 подаются несущие частоты 468, 516, 564, 612 кГц, а соответствующие полосовые фильтры выделяют нижние боковые полосы. Во втором случае на ГП2 ГП5 подаются несущие частоты 300, 348, 396, 444 кГц, а полосовыми фильтрами ПФ2ПФ5 выделяются верхние боковые полосы. Несущая частота для ПГ1 в обоих случаях одинаковая (420 кГц), и спектр ПП1 не инверсируется. Следующие ступени группового преобразования выполняются аналогично. 
 
После того как путём последовательного объединения достигается номинальное число каналов, обычно осуществляется ещё одно преобразование частоты: суммарный (групповой) спектр преобразуется в линейный спектр, то есть в ту полосу частот, в которой многоканальный сигнал этой системы передаётся по линии. При этом учитываются особенности каждой линии передачи. 
 
Если индивидуальное и групповое преобразования обычно осуществляются в типовых блоках и стойках, то сопряжение этой аппаратуры (в частности, формирование линейного спектра) с линейным трактом выполняется в оборудовании, специфичном для каждой проводной или радиосистемы. 
 
 

     2. Причины появления искажений в ТМ системах с ЧРК
     В РТМ системах с ЧРК возможны следующие  виды искажений передаваемых сообщений:
    искажения, появляющиеся из-за внутренних флюктуационных шумов;
    переходные (линейные) искажения;
    перекрестные (нелинейные) искажения.
     Линейные  искажения при попадании в  полосу пропускания одного канала сигналов соседних каналов. Они обусловлены недостаточной селективностью реальных полосовых канальных фильтров.
     Нелинейные  искажения возникают из-за наличия  нелинейных элементов в групповом  тракте и образования при этом множества комбинационных частот.
     Рассмотрим  подробнее перекрестные искажения. 
 

     2.1. Перекрестные искажения (нелинейные) 

     Полагаем  флюктуационные шумы отсутствующими. Перекрестные искажения разделяются  на низкочастотной и высокочастотной  части тракта. К низкочастотной части  тракта относят модулятор и демодулятор, к высокочастотной – радиотракты ПРД и ПРМ, а также пространство распространения радиоволн.
     Если  полоса пропускания тракта симметричны  относительно несущей частоты, то как  можно показать, причиной искажений  при АМ во второй ступени является только нелинейность амплитудных характеристик тракта. Если приемник не настроен на частоту несущей сигнала, то нелинейные искажения возникают также за счет АЧХ и ФЧХ.
     При ЧМ во второй ступени, кроме искажений  вызванных нелинейностью амплитудной  характеристики, основное влияние на уровень искажений оказывает фазовая характеристика.
     Паразитные  изменения амплитуды ЧМ сигнала  устраняются ограничителем.
     Нелинейность  ФЧХ при ЧМ сигнале приводит к  различию между мгновенными значениями частот на входе и выходе высокочастотной  части тракта. 

     2.1.1 Перекрестные искажения в низкочастотной части группового тракта
     Полагаем, что высокочастотная часть тракта искажений не вносит.
     Перекрестные  искажения в низкочастотной части  группового тракта определяются нелинейностью  модуляционной и демодуляционной характеристик. Эти искажения проявляются как при АМ, так и при ЧМ во второй ступени. Для анализа перекрестных искажений аппроксимируем АХ степенным полиномом 

      , ( 28) 

     где - постоянные коэффициенты, - передаваемое и принимаемое многоканальное сообщение.
     При анализе обычно ограничиваются тремя  первыми членами выражения ( 28). Представим групповое сообщение в виде 

      , ( 29) 

     где - амплитуда поднесущей, - поднесущая частота i-ого канала. Подставляя ( 29) в ( 28) получим 

      , ( 30) 

     где - перекрестная помеха. Используя формулы тригонометрии можно представить выражение для перекрестной помехи в виде суммы гармонических составляющих. В таблице 1 приведены значения спектральных составляющих помехи.
     Выводы:
    В системах ЧРК с однополосной модуляцией в первой ступени, при том же числе каналов, уровень помех меньше, чем в системах с АМ, т.к. поднесущие отсутствуют.
    Часть составляющих на выход группового тракта не пройдет.
    Составляющие четвертого типа не влияют на РТМС с ЧМ, т.к. увеличение составляющих на частотах устраняется ограничителем при демодуляции.
    В полосу группового тракта не попадают постоянные составляющие.
    При расчетах необходимо учесть вторых и третьих гармоник, а также половину комбинационных составляющих шестого и седьмого типа.
 
     Таблица 1
Номер составляющей Причина появления Частота Число составляющих
Общее число На выходе группового передатчика
Постоянная  составляющая b2
Вторая  гармоника b2
Комбинационная составляющая b2
Паразитическая  составляющая b3 0 при ЧМ
Третья  гармоника b3
Комбинационная составляющая b3 2I(I-1)
Комбинационная  составляющая b3
 
 
     
    Составляющие, возникающие из-за члена  , дают практически равномерный спектр в полосе группового тракта со спектральной плотностью
 
      . ( 31) 

     
    Для получения  малого уровня перекрестных помех необходимо, чтобы
     а) ,
     б) уменьшить уровень  (применяя ОБП),
     в) увеличивать . 

     2.1.2 Перекрестные искажения в высокочастотной части группового тракта
     Полагаем, что низкочастотная часть тракта искажений не вносит. Рассматривается  случай ЧМ во второй ступени. Пусть  на вход ПРМ поступает ЧМ сигнал. 

      . ( 32) 

     Тогда сигнал на выходе тракта имеет вид 

      , ( 33) 
 

     где - АЧХ тракта, - ФЧХ тракта.
     В соответствии с выражениями ( 32), ( 33) мгновенные значения частот ЧМ сигналов на входе и выходе тракта равны 

      , ( 34)
      , ( 35) 

     где и - фазы ЧМ сигналов на входе и выходе тракта. Если представить ФЧХ в виде полинома 

      , ( 36) 

     то  частотная погрешность 

      . ( 37) 

     Обычно  достаточно .
     При линейной ФЧХ в спектре напряжения на выходе демодулятора не появляются новые составляющие. Таким образом, напряжение перекрестных помех на выходе общего демодулятора ЧМ равно при  

      , ( 38)
     модуляция частотный искажение телеметрический
     где - коэффициент передачи частотного детектора.
     Определим спектральную плотность помехи , полагая, что модуляция поднесущих отсутствует 

      . ( 39) 

     Подставляя ( 39) в ( 38) получим 

      ( 40) 

     где . Выражение в квадратных скобках аналогично выражению для перекрестной помехи в низкочастотной части тракта.
     Из  теории преобразования Фурье известно, что если две функции связаны выражением 

      , ( 41) 

     то  их спектральные плотности связаны  соотношением 

      . ( 42) 

     С учетом соотношений ( 42) и ( 31) спектральная плотность перекрестных помех, возникающих из-за нелинейности ФЧХ, имеет вид 

      . ( 43) 

     Из  формулы ( 43) следует, что спектральная плотность таких помех имеет  квадратичную зависимость от частоты, поэтому влияние перекрестных помех  сказывается сильнее на каналы с  более высокими поднесущими.
     Во  многих случаях искажениями из-за нелинейности ФЧХ можно пренебречь по сравнению с искажениями из-за нелинейности АХ группового тракта.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ МНОГОКАНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ  ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

     Задача
       Вариант 2
     Определить  основные параметры многоканальной системы передачи информации с ВРК  и кодово-импульсной модуляцией, при  некогерентном приёме элементарных сигналов.
   Дано:
    Число каналов N=11;
    Верхняя граничная частота энергетического спектра сигнала ;
    Допустимая ошибка квантования ;
    Синхроимпульсы занимают один канал;
    Приёмник синтезирован по критерию идеального наблюдателя;
    Спектральная плотность мощности помехи G0 постоянна в полосе пропускания приёмника ;
    Энергия элементарного сигнала на входе приёмника .
   Определить:
      Тактовую частоту Fт ;
      Число уровней квантования Мкв;
      Число размеров двоичного кода m (n=2);
      Допустимую длительность элементарного сигнала ;
      Ширину полосы пропускания приёмника ;
      Отношение с/ш в полосе пропускания приёмника, d;
      Вероятность ошибки приёма одного элемента сообщения Рош
      Частоту ошибок mош
     Решение
     1. В зависимости от принципа действия генератора канальных импульсов ГКИ частота генератора ГТЧ может равняться тактовой частоте Fт или превышать её в N+1 раз. Воспользуемся первым случаем. Тогда
     
,

где - коэффициент следования импульсов.
     2. Число уровней квантования найдём  из формулы:
     

     
;

     3. Тогда зная, что число символов  дискретного алфавита  , определим число символов в двоичном коде:
     
.

     4. Далее найдём допустимую длительность элементарного сигнала:
     

     5. Тогда ширина полосы пропускания  приёмника:
     
.

     6. Вычислим значение отношения  с/ш в полосе пропускания приёмника:
     

     7. Вероятность ошибки приёма одного элемента сообщения найдём через функцию Крампа по формуле:
     
 

Где .
    8.Частота  ошибок mош
    Приближенно она равна вероятности ошибки приема, то есть для моего случая это 20/200 
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

     Список  литературы 

    Борисов Ю.П., Пенин П.И. Основы многоканальной передачи информации. – М.: Связь, 1967, с. 435.
    Окунев Ю.Б. Цифровая передача информации фазоманипулированными сигналами, Москва, «Радио и связь», 1991 год
    Пенин П.И. Филиппов Л.И. Радиотехнические системы передачи информации, Москва, Радио и связь 1984 год
    и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.