Canale discrete-continue. Interferență în canalele de comunicare Viteza de transmitere a informațiilor
În conformitate cu definiția dată mai devreme, un canal discret este un set (Fig. 2.1) al unui canal continuu (NC) cu dispozitive de conversie a semnalului (SCD) conectate la intrare și la ieșire.
Principalele caracteristici care determină calitatea și eficiența transmisiei datelor sunt viteza și fidelitatea transmisiei.
Rata baud V informația este egală cu cantitatea de informații transmise pe canal pe unitatea de timp, unde m c- numărul de poziții ale semnalului, t 0-durata unui singur element de semnal. Pentru semnale cu două poziții.
Valoarea determină numărul de elemente transmise pe canal pe secundă și se numește rata de modulație (Baud). Astfel, pentru sisteme binare rata de transmisie și rata de modulație sunt numeric aceleași.
Fidelitatea transmiterii datelor este evaluată prin probabilitățile de recepție eronată a elementelor individuale p 0și combinații de coduri p kk.
Astfel, sarcina principală a unui canal discret este de a transmite semnale de date digitale pe un canal de comunicație cu viteza necesară V și probabilitatea de eroare p 0 .
Pentru a înțelege procesul de implementare a acestei sarcini, să prezentăm structura unui canal discret (Fig. 2.2), indicând pe acesta doar acele blocuri UPS care determină caracteristicile sistemului canal discret.
Intrarea canalului primește semnale de date digitale cu o durată de t 0în viteză B bps În UPS prd, aceste semnale sunt convertite în frecvență (modulate de M și G) și trec printr-un filtru trece-bandă PF prd și un amplificator CC out, de la ieșirea căruia sunt transmise către un canal de comunicație cu un anumit nivel. P cu intrareși lățimea spectrului DF c.
Canalul de comunicație (inclusiv trunchiuri) se caracterizează prin lățimea de bandă DF la, atenuare reziduală si ost, atenuare reziduală neuniformă Da ostși timpul de tranzit în grup (GTT) Dt gvpîn banda canalului de comunicare .
În plus, există interferențe în canal. Interferența este orice efect accidental asupra semnalului care afectează fidelitatea mesajului transmis. Interferența este foarte diversă ca origine și proprietăți fizice.
În general, influența interferenței n(t) la semnal u(t) poate fi exprimat de către operator z=y(u,n).
În cazul special când operatorul y degenerează în suma z=u+n, interferența se numește aditivă. Zgomotul aditiv în funcție de structurile sale electrice și statistice este împărțit în:
1) fluctuație sau distribuită în frecvență și timp,
2) armonică sau concentrată în frecvență,
3) pulsat sau concentrat în timp.
Zgomotul de fluctuație este un proces aleatoriu continuu în timp. Cel mai adesea se presupune că este staționar și ergodic, cu o distribuție normală a valorilor instantanee și o medie zero. Se presupune că spectrul de energie al unei astfel de interferențe în banda de frecvență analizată este uniform. Zgomotul de fluctuație este de obicei specificat de densitatea spectrală sau tensiunea rms U p effîn banda canalului de comunicare.
Interferența armonică este interferența aditivă, al cărei spectru este concentrat într-o bandă de frecvență relativ îngustă, comparabilă sau chiar semnificativ mai îngustă decât banda de frecvență a semnalului. Se presupune că aceste interferențe sunt distribuite uniform în banda de frecvență, adică probabilitatea ca această interferență să apară într-o anumită bandă de frecvență este proporțională cu lățimea acestei benzi și depinde de numărul mediu n gp interferențe care depășesc nivelul de prag putere medie semnal pe unitate de bandă de frecvență.
Zgomotul pulsului este un zgomot aditiv, care este o secvență de impulsuri excitate de EMF pe termen scurt de natură aperiodică sau oscilativă. Se presupune că momentele de apariție a zgomotului pulsat sunt distribuite uniform în timp. Aceasta înseamnă că probabilitatea de apariție a unui zgomot pulsat într-un interval de timp T este proporţională cu durata acestui interval şi cu numărul mediu n un interferență pe unitatea de timp, în funcție de nivel admisibil interferență Zgomotul pulsului este de obicei specificat de legile de distribuție cu parametrii lor numerici sau de valoarea maximă a produsului A 0 durata zgomotului pulsului pe amplitudinea acestuia. Acestea includ pauze de scurtă durată (fragmentare), specificate de legile de distribuție cu parametri numerici specifici sau durata medie a pauzelor banda t si intensitatea lor n banda.
Dacă operatorul y poate fi exprimat ca produs z=ku, Unde k(t) este un proces aleatoriu, atunci interferența se numește multiplicativă.
În canalele reale, de obicei apar atât interferențe aditive, cât și multiplicative, adică. z=ku+n.
La intrarea UPS-ului prm, format din amplificator liniar Intrare US, filtru trece bandă PF prm, demodulator DM, dispozitive pentru înregistrarea UR și sincronizarea SUA cu viteza ÎN se recepţionează un amestec de semnal şi zgomot, caracterizat prin raportul semnal/zgomot q in. După trecerea prin filtrul de recepție PF prm, raportul semnal-zgomot se îmbunătățește oarecum.
În DM, datorită influenței interferenței, semnalele de ieșire sunt distorsionate în formă, modificarea cărora este exprimată numeric prin valoarea distorsiunilor marginilor d cr.
Pentru a reduce probabilitatea de eroare din cauza influenței distorsiunilor marginilor sau a strivirii, semnalele de la ieșirea DM sunt supuse gatelor sau integrării, care se realizează în UR sub influența impulsurilor de ceas generate în dispozitivul de sincronizare al DM. NE. UR se caracterizează prin capacitatea de corectare m effși US – eroare de sincronizare e cu, timpul de sincronizare t sincronizareși timp pentru a menține sincronizarea t ps.
Problemele luate în considerare sunt explorate în munca de laborator Nr. 3 „Caracteristicile unui canal discret”.
Întrebări de securitate pentru prelegerea 5
5-1. Care canal se numește discret?
5-2. Numiți principalele caracteristici care determină calitatea și eficiența transmiterii datelor
5-3. Cum se determină viteza de transmitere a informațiilor pe un canal?
5-4. Cum se determină rata de modulație?
5-5. Cum se evaluează acuratețea transmiterii informațiilor pe un canal?
5-6. Care sunt caracteristicile semnalelor care sosesc la intrarea unui canal discret?
5-7. Care sunt caracteristicile semnalelor care sosesc la intrarea unui canal continuu?
5-8. Care sunt principalele caracteristici ale unui canal continuu?
5-9. Care este nivelul relativ al semnalului?
5-10. Care este nivelul absolut al semnalului?
5-11. Care este nivelul semnalului de măsurare?
5-12. Care este atenuarea canalului rezidual?
5-13. Care este atenuarea reziduală a unui canal care conține amplificatoare?
5-15. Ce poate rezulta din depășirea puterii semnalului la intrarea canalului?
5-16. Care este răspunsul în frecvență al unui canal?
5-17. Care este lățimea de bandă transmisă efectiv a unui canal?
5-18. La ce duce răspunsul neuniform în frecvență al canalului?
5-19. Care este timpul de călătorie în grup?
5-20. Care este răspunsul de fază al unui canal?
5-21. Cum sunt evaluate distorsiunile neliniare introduse de canal?
5-22. Care este nivelul de suprasarcină?
5-23. La ce duce limitarea spectrului de semnal atunci când se transmite prin canale reale?
5-24. Cum este rata maximă de transmisie legată de lățimea de bandă a canalului atunci când se transmit semnale modulate cu două bare laterale?
5-25. Cum afectează răspunsul în frecvență al unui canal lățimea de bandă a canalului?
5-26. Cum afectează natura răspunsului de fază al canalului lățimea de bandă a canalului?
5-27. Cum poate fi găsită viteza optimă de transmisie pe baza răspunsului în frecvență și a răspunsului de fază al unui canal?
5-28. Ce este o piedică?
5-29. Ce fel de interferență se numește aditiv?
5-30. În ce tipuri de zgomot aditiv sunt împărțite?
5-31. Care este modelul matematic al interferenței de fluctuație?
5.32. Cum diferă interferența armonică de interferența de fluctuație?
5.33. Ce parametri caracterizează interferența armonică?
5.34. Cum diferă zgomotul de impuls de zgomotul armonic?
5.35. Care sunt parametrii zgomotului de impuls?
5-36. Ce fel de interferență se numește multiplicativă?
5-37. Ce tip de interferență este deriva de câștig al unui amplificator de canal?
5-38. Care sunt caracteristicile semnalelor care provin de la intrarea unui canal continuu?
5-39. Ce servește ca o estimare numerică a distorsiunilor formei de undă ale semnalului la ieșirea demodulatorului?
5-40. Ce parametri caracterizează dispozitivul de sincronizare?
Curs 6. Mediu de propagare a semnalului
Este ușor să trimiți munca ta bună la baza de cunoștințe. Utilizați formularul de mai jos
Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.
Postat pe http://www.allbest.ru/
Introducere
1. Partea teoretică
1.1 Canal discret și parametrii acestuia
1.2 Model de descriere parțială a unui canal discret
1.3 Clasificarea canalelor discrete
Modele cu 1.4 canale
1.5 Modulație
1.6 Diagrama bloc cu ROS
2. Partea de calcul
2.1 Determinarea lungimii optime a combinației de cod care asigură cea mai mare relativă debitului
2.2 Determinarea numărului de biți de verificare într-o combinație de cod care oferă o probabilitate dată de eroare nedetectată
2.3 Determinarea volumului de informații transmise la o rată dată T per și criteriile de eșec t refuz
2.4 Determinarea capacitatii de stocare
2.5 Calculul caracteristicilor canalelor PD principale și bypass
2.6 Selectarea unei rute de autostradă
Concluzie
Lista surselor utilizate
Introducere
mesaj informativ de comunicare discret
Dezvoltarea rețelelor de telecomunicații a condus la necesitatea unui studiu mai detaliat sisteme digitale transfer de date. Și disciplina „Tehnologie” comunicatii digitale„este dedicat acestui lucru. Această disciplină stabilește principiile și metodele de transmitere a semnalului digital, fundamentele științifice și stadiul actual al tehnologiilor de comunicare digitală; dă o idee despre posibilitățile și limitele naturale ale implementării sistemelor digitale de transmisie și procesare; înțelege tiparele care determină proprietățile dispozitivelor de transmisie a datelor și sarcinile funcționării acestora.
Scopul acestei lucrări de curs este de a stăpâni cursul „Tehnologii de comunicare digitală”, de a dobândi abilități în rezolvarea problemelor în metodologia de calcul ingineresc a principalelor caracteristici și de a învăța metode de operare tehnică a sistemelor și rețelelor digitale;
ÎN munca de curs este necesară proiectarea unei căi de transmisie a datelor între sursa și destinatarul informației folosind un sistem cu un decisiv feedback, transmiterea și blocarea continuă a receptorului, precum și construcția unui circuit de dispozitiv de codificare și decodare cod ciclic folosind modularea și demodularea folosind pachetul System View; determinarea volumului de informații transmise la o rată dată și criterii de eșec; calculul caracteristicilor canalelor principale și de bypass discrete; construirea unei diagrame temporale a funcționării sistemului.
Rezolvarea acestor probleme relevă îndeplinirea scopului principal al sarcinii - modelarea sistemelor de telecomunicații.
1 . Partea teoretică
1.1 Canal discret și parametrii acestuia
Canal discret - un canal de comunicare folosit pentru a transmite mesaje discrete.
Compoziție și parametri circuite electrice la intrarea și ieșirea DC sunt determinate de standardele relevante. Caracteristicile pot fi economice, tehnologice și tehnice. Principalele sunt specificatii tehnice. Ele pot fi externe și interne.
Extern - informațional, tehnic și economic, tehnic și operațional.
Există mai multe definiții pentru viteza de transmisie.
Viteza tehnică caracterizează performanța echipamentului inclus în partea de transmisie.
unde m i este baza de cod în al-lea canal.
Rata de transmitere a informațiilor este legată de capacitatea canalului. Apare odată cu apariția și dezvoltarea rapidă a noilor tehnologii. Viteza informației depinde de viteza tehnică, de proprietățile statistice ale sursei, de tipul CS, de semnalele primite și de interferența care acționează în canal. Valoarea limită este capacitatea CS:
unde?F - banda KS;
Pe baza vitezei de transmisie a canalelor discrete și a UPS-ului corespunzător, acestea sunt de obicei împărțite în:
Viteză mică (până la 300 bps);
Viteză medie (600 - 19600 bps);
Viteză mare (mai mult de 24.000 bps).
Rata de transmisie efectivă - numărul de caractere pe unitatea de timp furnizat destinatarului, ținând cont de supraîncărcarea (timpul de fazare SS, timpul alocat simbolurilor redundante).
Rata relativă de transfer:
Fiabilitatea transmiterii informațiilor - este utilizată datorită faptului că în fiecare canal există emițători străini care distorsionează semnalul și complică procesul de determinare a tipului de element unic transmis. Conform metodei de conversie a mesajelor într-un semnal, interferența poate fi aditivă sau multiplicativă. În formă: armonică, puls și fluctuație.
Interferența duce la erori în recepția elementelor individuale, acestea sunt aleatorii. În aceste condiții, probabilitatea este caracterizată de transmisie fără erori. Fidelitatea transmisiei poate fi evaluată prin raportul dintre numărul de simboluri eronate și total
Adesea, probabilitatea transmițătorului se dovedește a fi mai mică decât este necesar, prin urmare, se iau măsuri pentru a crește probabilitatea erorilor, eliminând erorile primite, inclusiv unele dispozitive suplimentare, care reduc proprietățile canalelor, reducând astfel erorile. Îmbunătățirea fidelității este asociată cu costuri suplimentare cu materiale.
Fiabilitate - un canal discret, ca orice DS, nu poate funcționa fără eșec.
Un eșec este un eveniment care se termină în uterul total sau parțial al sistemului de performanță. În legătură cu un sistem de transmisie de date, o defecțiune este un eveniment care provoacă o întârziere a mesajului primit pentru un timp t set >t add. În acest caz, tadd este diferit în diferite sisteme. Proprietatea unui sistem de comunicații care asigură performanța normală a tuturor funcțiilor specificate se numește fiabilitate. Fiabilitatea este caracterizată prin timpul mediu dintre defecțiuni T o, timpul mediu de recuperare T b și factorul de disponibilitate:
Probabilitatea de funcționare fără defecțiuni arată cât de probabil sistemul poate funcționa fără o singură defecțiune.
1.2 Model de descriere parțială a unui canal discret
Dependența probabilității de apariție a unei combinații distorsionate de lungimea sa n și a probabilității de apariție a unei combinații de lungime n cu erori t.
Dependența probabilității de apariție a unei combinații distorsionate de lungimea sa n este caracterizată ca raportul dintre numărul de combinații distorsionate și numărul total de combinații de coduri transmise.
Această probabilitate este o valoare nedescrescătoare a funcției n. Când n=1, atunci P=P SAU, când P=1.
În modelul Purtov, probabilitatea este calculată:
unde b este indicatorul de grupare a erorilor.
Dacă b = 0, atunci nu există pachete de erori și apariția erorilor ar trebui considerată independentă.
Dacă 0,5< б < 0.7, то это пакетирование ошибок наблюдается на кабельных линиях связи, т.к. кратковременные прерывания приводят к появлению групп с большой плотностью ошибок.
Dacă 0,3< б < 0.5, то это пакетирование ошибок наблюдается в радиорелейных линиях связи, где наряду с интервалами большой плотности ошибок наблюдаются интервалы с редкими ошибками.
Dacă 0,3< б < 0.4, то наблюдается в радиотелеграфных каналах.
Distribuția erorilor în combinații de lungimi diferite estimează și probabilitatea combinațiilor de lungime n c t cu erori predeterminate.
Compararea rezultatelor valorilor de probabilitate calculate folosind formulele (2) și (3) arată că erorile de grupare duce la o creștere a numărului de combinații de coduri afectate de erori de multiplicitate mai mare. De asemenea, putem concluziona că atunci când erorile sunt grupate, numărul de combinații de coduri distorsionate de o anumită lungime n scade. Acest lucru este de înțeles și din considerente pur fizice. Cu același număr de erori, pachetele duce la concentrarea acestora pe combinații individuale (multiplitatea erorilor crește), iar numărul de combinații de coduri corupte scade.
1.3 Clasificarea canalelor discrete
Clasificarea canalelor discrete poate fi efectuată în funcție de diferite criterii sau caracteristici.
În funcție de purtătoarea transmisă și canalul de semnal există (semnal continuu - purtătoare continuă):
Continuu-discret;
Discret-continuu;
Discret-discret.
Se face o distincție între informațiile discrete și transmisia discretă.
Din punct de vedere matematic, un canal poate fi definit printr-un alfabet de elemente unitare la intrarea și la ieșirea canalului. Dependența acestei probabilități depinde de natura erorilor din canalul discret. Dacă, la transmiterea elementului i-a unitate i=j, nu au apărut erori, dacă la primirea elementului primit element nou, diferit de j, atunci a apărut o eroare.
Canalele în care P(a j /a i) nu depinde de timp pentru orice i și j sunt numite staționare, în caz contrar - nestaționare.
Canalele în care probabilitatea de tranziție nu depinde de valoarea unui element primit anterior sunt un canal fără memorie.
Dacă i nu este egal cu j, P(a j /a i)=const, atunci canalul este simetric, în caz contrar este asimetric.
Majoritatea canalelor sunt simetrice și au memorie. Canalele de comunicare spațială sunt simetrice, dar nu au memorie.
1.4 Modele de canale
La analiza sistemelor CS, sunt utilizate 3 modele principale pentru sistemele analogice și discrete și 4 modele numai pentru sistemele discrete.
Modele matematice de bază ale CS:
Canal cu zgomot aditiv;
Canal filtrat liniar;
Canal filtrat liniar și parametri variabili.
Modele matematice pentru CS discret:
DKS fără memorie;
DCS cu memorie;
KS simetric binar;
KS din surse binare.
CS cu zgomot aditiv este cel mai simplu model matematic implementat conform următoarei scheme.
Figura 1.1 - Schema bloc a unui CS cu zgomot aditiv
În acest model, semnalul transmis S(t) este supus influenței zgomotului suplimentar n(t), care poate apărea din zgomot electric străin, componente electronice, amplificatoare sau din cauza unor fenomene de interferență. Acest model aplicat oricărui CS, dar dacă există un proces de amortizare, este necesar să se adauge un coeficient de amortizare la reacția totală.
r(t)=bS(t)+n(t) (1,9)
Canalul filtrat prin linie este aplicabil pentru canalele fizice care conțin filtre liniare pentru a limita banda de frecvență și a elimina fenomenul de interferență. c(t) este răspuns la impuls filtru liniar.
Figura 1.2 - Canal filtrat liniar
Un canal liniar filtrat cu parametri variabili este caracteristic unor canale fizice specifice, cum ar fi CS acustic, canale radio ionosferice, care apar atunci când semnalul transmis variază în timp și este descris de parametri variabili.
Figura 1.3 - Canal filtrat liniar cu parametri variabili
Modelele CS discrete fără memorie sunt caracterizate printr-un alfabet de intrare sau o secvență binară de simboluri, precum și un set de probabilitate de intrare a semnalului transmis.
Într-un DCS cu memorie, există interferență în pachetul de date transmis sau canalul este afectat de estompare, apoi probabilitatea condiționată este exprimată ca probabilitatea comună totală a tuturor elementelor secvenței.
Un KS simetric binar este un caz special al unui canal discret fără memorie, când alfabetele de intrare și de ieșire pot fi doar 0 și 1. În consecință, probabilitatea are o formă simetrică.
DCS-ul surselor binare generează o succesiune arbitrară de simboluri, în timp ce sursa finală discretă este determinată nu numai de această secvență și de probabilitatea apariției lor, ci și de introducerea unor funcții precum autoinformarea și așteptarea matematică.
1.5 Modulare
Semnalele sunt generate prin modificarea anumitor parametri ai mediului fizic în conformitate cu mesajul transmis. Acest proces (modificarea parametrilor purtătorului) se numește de obicei modulare.
Principiul general al modulației este modificarea unuia sau mai multor parametri ai oscilației purtătoarei (purtătoarea) f(t,b,c, ...) în conformitate cu mesajul transmis. Deci, dacă se alege ca purtătoare o oscilație armonică f(t)=Ucos(φ 0 t+t), atunci se pot forma trei tipuri de modulație: amplitudine (AM), frecvență (FM) și fază (PM).
Figura 1.4 - Forme de semnal când cod binar Pentru diverse tipuri modulație discretă
Modulația de amplitudine constă într-o modificare a amplitudinii purtătorului U AM =U 0 +ax(t) care este proporțională cu semnalul primar x(t). În cel mai simplu caz al unui semnal armonic x(t)=XcosШt, amplitudinea este egală cu:
Ca rezultat, avem o oscilație AM:
Figura 1.5 - Grafice ale oscilațiilor x(t), u și u AM
Figura 1.6 - Spectrul de vibrații AM
Figura 1.5 prezintă grafice ale oscilațiilor x(t), u și u AM. Abaterea maximă a amplitudinii U AM de la U 0 reprezintă amplitudinea anvelopei U Ш =aX. Raportul dintre amplitudinea anvelopei și amplitudinea oscilației purtătoarei (nemodulate):
m se numește coeficient de modulație. De obicei m<1. Коэффициент модуляции, выраженный в процентах, т.е. (m=100%) называют глубиной модуляции. Коэффициент модуляции пропорционален амплитуде модулирующего сигнала.
Folosind expresiile (1.12), expresia (1.11) se scrie ca:
Pentru a determina spectrul vibrațiilor AM, să deschidem parantezele în expresia (1.13):
Conform (1.14), oscilația AM este suma a trei oscilații armonice de înaltă frecvență de frecvențe apropiate (deoarece<<щ 0 или F< Oscilații ale frecvenței purtătoare f 0 cu amplitudinea U 0 ; Oscilații ale frecvenței părții superioare f 0 +F; Oscilații ale frecvenței laturii inferioare f 0 -F. Spectrul de vibrație AM (1.14) este prezentat în Figura 1.6. Lățimea spectrului este egală cu dublul frecvenței de modulație: ?f AM =2F. Amplitudinea oscilației purtătorului nu se modifică în timpul modulării; amplitudinile oscilațiilor frecvențelor laterale (superioare și inferioare) sunt proporționale cu adâncimea modulației, adică. amplitudinea X a semnalului modulator. Când m=1, amplitudinile oscilațiilor de frecvență laterală ajung la jumătatea purtătoarei (0,5U 0). Unda purtătoare nu conține nicio informație și nu se modifică în timpul procesului de modulare. Prin urmare, ne putem limita la a transmite doar benzi laterale, ceea ce este implementat în sistemele de comunicații pe două benzi laterale (DSB) fără purtător. Mai mult, deoarece fiecare bandă laterală conține informații complete despre semnalul primar, este posibil să se renunțe la transmiterea unei singure benzi laterale (SBP). Modulația, care are ca rezultat oscilații ale unei benzi laterale, se numește bandă laterală unică (SB). Avantajele evidente ale sistemelor de comunicație DBP și OBP sunt posibilitatea de a utiliza puterea emițătorului pentru a transmite doar benzile laterale (două sau una) ale semnalului, ceea ce permite creșterea razei și a fiabilității comunicației. Cu modularea cu o singură bandă laterală, în plus, lățimea spectrului de oscilație modulată este înjumătățită, ceea ce vă permite să creșteți în mod corespunzător numărul de semnale transmise pe linia de comunicație într-o anumită bandă de frecvență. Modulația de fază constă într-o modificare a fazei u a purtătorului u=U 0 cos(u 0 t+t) proporțională cu semnalul primar x(t). Amplitudinea oscilației nu se modifică în timpul modulării fazei, prin urmare expresia analitică pentru oscilația FM Dacă modularea este efectuată de un semnal armonic x(t)=XsinШt, atunci faza instantanee Primii doi termeni (1.17) determină faza oscilației nemodulate, al treilea determină modificarea fazei de oscilație ca urmare a modulației. Oscilația modulată în fază este clar caracterizată de diagrama vectorială Figura 1.7, construită pe un plan care se rotește în sensul acelor de ceasornic cu o frecvență unghiulară u 0. O oscilatie nemodulata corespunde unui vector in miscare U 0 . Modulația de fază constă într-o modificare periodică cu o frecvență de rotație a vectorului U față de U 0 cu un unghi? Pozițiile extreme ale vectorului U sunt desemnate U" și U"". Abaterea maximă a fazei oscilației modulate de la faza oscilației nemodulate: unde M este indicele de modulație. Indicele de modulație M este proporțional cu amplitudinea X a semnalului de modulare. Figura 1.7 - Diagrama vectorială a oscilației modulate în fază Folosind (1.18), rescriem oscilația FM (1.16) ca u=U 0 cos(u 0 t+t 0 +Msinаt) (1.19) Frecvența instantanee a oscilației FM ь=U(ш 0 + МШcosШt) (1,20) Astfel, oscilația FM în momente diferite are frecvențe instantanee diferite, care diferă de frecvența oscilației purtătoarei u 0 cu cantitatea? Modulația de frecvență constă într-o modificare proporțională a semnalului primar x(t) a frecvenței instantanee a purtătorului: u=u 0 +ax(t) (1,21) unde a este coeficientul de proporționalitate. Faza instantanee a oscilației FM Expresia analitică a oscilațiilor FM, ținând cont de constanța amplitudinii, poate fi scrisă astfel: Abaterea de frecvență este abaterea sa maximă de la frecvența purtătoare u 0 cauzată de modulație: Ш A =aX (1,24) Expresia analitică a acestei oscilații FM este: Termenul (?ш Д/Ш)sinШt caracterizează schimbarea de fază rezultată din FM. Acest lucru ne permite să considerăm oscilația FM ca o oscilație FM cu un indice de modulație si scrie la fel: Din cele de mai sus rezultă că oscilațiile FM și FM au multe în comun. Astfel, o oscilație de forma (1.27) poate fi rezultatul ambelor semnale primare armonice PM și FM. În plus, PM și FM sunt caracterizate de aceiași parametri (indicele de modulație M și abaterea de frecvență? f D), legați unul de celălalt prin aceleași relații: (1.21) și (1.24). Alături de asemănarea remarcată a modulării de frecvență și fază, există, de asemenea, o diferență semnificativă între ele asociată cu natura diferită a dependenței valorilor lui M și ?f D de frecvența F a semnalului primar: La PM, indicele de modulație nu depinde de frecvența F, iar abaterea de frecvență este proporțională cu F; În FM, abaterea de frecvență nu depinde de frecvența F, iar indicele de modulație este invers proporțional cu F. 1.6
Diagrama bloc cu ROS O transmisie de la un POS este asemănătoare unei convorbiri telefonice în condiții de audibilitate slabă, când unul dintre interlocutori, auzind prost un cuvânt sau o expresie, îi cere celuilalt să o repete, iar dacă audibilitatea este bună, fie confirmă faptul că primirea informației sau, în orice caz, nu cere repetare. Informațiile primite prin canalul OS sunt analizate de către emițător, iar pe baza rezultatelor analizei, emițătorul ia decizia de a transmite următoarea combinație de coduri sau de a le repeta pe cele transmise anterior. După aceasta, emițătorul transmite semnale de serviciu despre decizia luată și apoi combinațiile de coduri corespunzătoare. În conformitate cu semnalele de serviciu primite de la emițător, receptorul fie emite combinația de cod acumulată destinatarului informațiilor, fie o șterge și o stochează pe cea nou transmisă. Tipuri de sisteme cu ROS: sisteme cu semnale de așteptare a serviciului, sisteme cu transmisie și blocare continuă, sisteme cu transfer de adrese. În prezent, sunt cunoscuți numeroși algoritmi pentru sistemele de operare OS. Cele mai comune sisteme sunt: cu POS cu așteptarea unui semnal OS; cu repetiție fără adresă și blocare receptor cu repetare adrese. Sistemele cu așteptare după transmiterea unei combinații fie așteaptă un semnal de feedback, fie transmit aceeași combinație de coduri, dar încep să transmită următoarea combinație de coduri numai după ce au primit confirmarea pentru combinația transmisă anterior. Sistemele de blocare transmit o secvență continuă de combinații de coduri în absența semnalelor OS pentru combinațiile S anterioare. După ce sunt detectate erori în combinația (S+1), ieșirea sistemului este blocată pe durata recepționării S combinații, S combinații primite anterior sunt șterse în dispozitivul de memorie al receptorului de sistem PDS și este trimis un semnal de retrimitere. Emițătorul repetă transmisia S a ultimelor combinații de coduri transmise. Sistemele cu repetiție de adrese se disting prin faptul că combinațiile de coduri cu erori sunt marcate cu numere condiționate, în conformitate cu care emițătorul retransmite numai aceste combinații. Algoritm de protecție împotriva suprapunerii și pierderii de informații. Sistemele OS pot elimina sau utiliza informațiile conținute în combinațiile de coduri respinse pentru a lua o decizie mai corectă. Sistemele de primul tip se numesc sisteme fără memorie, iar sistemele de al doilea - sisteme cu memorie. Figura 1.8 prezintă o diagramă bloc a unui sistem cu lichid de răcire ROC. Sistemele cu ROS-ozh funcționează după cum urmează. Venind de la sursa de informații (AI), combinația m-element a codului primar este scrisă prin OR logic în unitatea de stocare a emițătorului (NC 1). În același timp, în dispozitivul de codificare (CU) sunt formate simboluri de control, care reprezintă secvența de control al blocului (BCS). Figura 1.8? Schema bloc a unui sistem cu ROS Combinația de n elemente rezultată este alimentată la intrarea canalului direct (PC). De la ieșirea PC-ului, combinația este furnizată la intrările dispozitivului de decizie (RU) și dispozitivului de decodare (DCU). Pe baza a m simboluri de informații primite de la canalul înainte, DCU formează propria sa secvență de control al blocului. Dispozitivul de decizie compară două CPB (primite de la PC și generate de DCU) și ia una dintre două decizii: fie partea informațională a combinației (codul primar cu elemente m) este emisă destinatarului informațiilor PI, fie acesta este sters. În același timp, partea de informații este selectată în DKU și combinația de m-element rezultată este înregistrată în dispozitivul de stocare al receptorului (NK 2). Figura 1.9 - Diagrama bloc a algoritmului de sistem cu ROS NP Dacă nu există erori sau erori nedetectate, se ia decizia de a emite informații PI și dispozitivul de control al receptorului (CU 2) emite un semnal care deschide elementul AND 2, care asigură emiterea unei combinații m-element de la NK 2 la PI. Dispozitivul de generare a semnalului de feedback (FSD) generează un semnal combinat de confirmare a recepției, care este transmis prin canalul invers (OC) către transmițător. Dacă semnalul care vine de la OK este descifrat de către dispozitivul de decodare a semnalului de feedback (FSD) ca semnal de confirmare, atunci un impuls corespunzător este trimis la intrarea dispozitivului de control al emițătorului (CU 1) al emițătorului, prin care CU 1 realizează o cerere de la AI pentru următoarea combinație. Circuitul logic AND 1 în acest caz este închis, iar combinația scrisă în NK 1 este ștearsă când sosește una nouă. Dacă sunt detectate erori, unitatea de control ia decizia de a șterge combinația înregistrată în NC 2, în timp ce impulsurile de comandă sunt generate de unitatea de comandă 2, blocând circuitul logic și 2 și generând un semnal de reapariție în UFS. Atunci când circuitul MAC decriptează semnalul care ajunge la intrarea sa ca semnal de re-întrebare, unitatea de control 1 generează impulsuri de control, cu ajutorul cărora combinația stocată în NK 1 este retransmisă prin circuitele AND 1, OR și KU către PC. 2
.
Partea de calcul 2.1 Determinarea lungimii optime a cuvântului de cod care oferă cel mai mare debit relativ În conformitate cu opțiunea, vom nota datele inițiale pentru finalizarea acestei lucrări de curs: B = 1200 Baud - viteza de modulare; V = 80000 km/s - viteza de propagare a informaţiei pe canalul de comunicaţie; P osh = 0,5·10 -3 - probabilitatea de eroare într-un canal discret; P dar = 3·10 -6 - probabilitatea unei erori inițiale; L = 3500 km - distanta dintre sursa si destinatar; t deschis = 180 sec - criteriu de defectare; T per = 220 sec - ritm stabilit; d 0 = 4 - distanta minima de cod; b = 0,6 - coeficient de grupare a erorilor; AM, FM, FM - tip modulație. Să calculăm debitul R corespunzător valorii date n folosind formula (2.1): unde n este lungimea combinației de cod; Tabelul 2.1 Din tabelul 2.1 găsim cea mai mare valoare a debitului R = 0,997, care corespunde lungimii combinației de coduri n = 4095. 2.2 Determinarea numărului de biți de verificare într-o combinație de cod care oferă o probabilitate dată de eroare nedetectată Găsirea parametrilor codului ciclic n, k, r. Valoarea lui r este găsită folosind formula (2.2) Parametrii codului ciclic n, k, r sunt legați prin dependența k=n-r. Prin urmare k=4089 caractere. 2.3
Determinarea volumului de informații transmise la o rată dată T BANDĂși criteriile de refuzt deschide Volumul informațiilor transmise se găsește conform formulei (2.3): W = 0,997 1200(220 - 180) = 47856 biți. Folosim valoarea obținută, modulo, PWP = 95712 biți. 2.4
Determinarea capacitatii de stocare Capacitatea de stocare este determinată de formula (2.4): unde t p =L/V este timpul de propagare a semnalului de-a lungul canalului de comunicație, s; t k =n/B - durata unei combinații de cod de n biți, s. 2.5
Calculul caracteristicilor canalelor PD principale și bypass Distribuția probabilității ca cel puțin o eroare să apară pe o lungime n este determinată de formula (2.5): Distribuția de probabilitate a erorilor de multiplicitate t sau mai mare pe o lungime n este determinată de formula (2.6): unde t aproximativ =d 0 -1 este timpul canalului de transmisie de date bypass sau multiplu al unei erori pe o lungime n. Probabilitatea apariției unei erori inițiale este determinată de formula (2.7): Probabilitatea ca un cod de eroare să fie detectat este determinată de formula (2.8): Redundanța codului este determinată de formula (2.9): Rata simbolului codificat în canalul de date de intrare este determinată de formula (2.10): Rata medie relativă de transfer de date într-un sistem cu POC este determinată de formula (2.11): unde f 0 este timpul reciproc al vitezei maxime a canalului sau timpul reciproc al vitezei de modulație (2.12); t ozh - timp de așteptare la transmiterea informațiilor într-un canal cu POC. unde t ak și t ac sunt diferența de timp în modul de funcționare asincron pentru eroarea de cod în canal și, respectiv, pentru semnalul principal (2.14); Probabilitatea recepției corecte este determinată de formula (2.15): 2.6 Selectarea unei rute de autostradă Pe harta geografică a Republicii Kazahstan selectăm două puncte care sunt la 3500 km unul de celălalt. Datorită faptului că teritoriul Kazahstanului nu permite alegerea unor astfel de puncte, vom construi o autostradă de la sud la est, de la est la nord, de la nord la est, iar apoi de la est la sud (Figura 2.1). Punctul de plecare va fi Pavlodar, iar punctul final va fi Kostanay, prin urmare, autostrada noastră se va numi „Pavlodar - Kostanay”. Vom împărți această autostradă în tronsoane lungi de 500-1000 km și vom instala, de asemenea, puncte de recepție, pe care le vom lega de orașele mari din Kazahstan: Pavlodar (punctul de plecare); Ust-Kamenogorsk; Shymkent; Kostanay. Figura 2.1 - Autostradă cu puncte de transfer Concluzie
În cadrul acestui curs s-au făcut calcule de bază pentru proiectarea liniilor de comunicație prin cablu. În partea teoretică a lucrării, este studiat modelul lui L.P. Purtov, care este folosit ca model pentru o descriere parțială a unui canal discret, este construită o diagramă bloc a sistemului DFB NPBL și este descris principiul de funcționare al acestui sistem și se ia în considerare și modulația relativă de fază. În conformitate cu opțiunea dată, se găsesc parametrii codului ciclic n, k, r. Se determină lungimea optimă a combinației de cod n, care asigură cel mai mare debit relativ R, precum și numărul de biți de verificare din combinația de cod r, oferind o probabilitate dată de a nu detecta o eroare. Pentru canalul principal de transmisie a datelor se calculează principalele caracteristici (distribuția probabilității de apariție a cel puțin unei erori pe o lungime n, distribuția probabilității de apariție a erorilor de multiplicitate t sau mai mare pe o lungime n, viteza codului, redundanța codului, probabilitatea ca o eroare să fie detectată de cod etc.). La finalul lucrării a fost selectată o rută de transmitere a datelor, pe toată lungimea căreia au fost selectate puncte de re-recepție a datelor. Ca urmare, a fost îndeplinit obiectivul principal al lucrării de curs - modelarea sistemelor de telecomunicații. Lista surselor utilizate 1 Biryukov S. A. Dispozitive digitale pe circuite integrate MOS / Biryukov S. A. - M.: Radio și comunicații, 2007 - 129 p.: ill. - (Biblioteca de radio de masă; Numărul 1132). 2 Gelman M. M. Convertoare analog-digitale pentru sisteme de măsurare a informaţiei / Gelman M. M. - M.: Editura Standarde, 2009. - 317 p. 3 Oppenheim A., Shafer R. Procesarea semnalului digital. Ed. al 2-lea, rev. - M.: „Tehnosferă”, 2007. - 856 p. ISBN 978-5-94836-135-2 4 Sergienko A. B. Procesarea digitală a semnalului. Editura Peter. - 2008 5 Sklyar B. Comunicații digitale. Fundamente teoretice și aplicare practică: ed. a II-a. / Per. din engleză M.: Editura Williams, 2008. 1104 p. Postat pe Allbest.ru Model de descriere parțială a unui canal discret (modelul lui L. Purtov). Determinarea parametrilor codului ciclic și ai polinomului generator. Construcția unui dispozitiv de codificare și decodare. Calculul caracteristicilor pentru canalele principale și bypass de transmisie a datelor. lucrare curs, adăugată 03.11.2015 Studierea tiparelor și metodelor de transmitere a mesajelor pe canalele de comunicare și rezolvarea problemei analizei și sintezei sistemelor de comunicații. Proiectarea unei căi de transmisie a datelor între sursa și destinatarul informațiilor. Model de descriere parțială a unui canal discret. lucrare curs, adăugată 05.01.2016 Principiul de funcționare al unui codificator și decodor ciclic. Determinarea volumului de informații transmise. Găsirea capacității și construirea unei diagrame. Calculul indicatorilor de fiabilitate ai canalelor principale și de ocolire. Selectarea unei autostrăzi de pe hartă. lucrare curs, adăugată 05.06.2015 Model de descriere parțială a unui canal discret, model Purtov L.P. Schema bloc a unui sistem cu ROSNp și diagrama bloc și bloc a algoritmului de funcționare a sistemului. Construcția unui circuit codificator pentru polinomul generator selectat și o explicație a funcționării acestuia. lucrare de curs, adăugată 19.10.2010 Întocmirea unei diagrame bloc generalizate a transmisiei de mesaje discrete. Studiul căii codec-decodor a sursei și canalului. Determinarea ratei de modulație, a intervalului de ceas pentru transmiterea unui bit și a lățimii de bandă minime necesare pentru canal. lucrare de curs, adăugată 26.02.2012 Modele pentru descrierea parțială a unui canal discret. Sistem cu ROS și transfer continuu de informații (ROS-np). Selectarea lungimii optime a unei combinații de coduri atunci când se utilizează un cod ciclic într-un sistem cu POC. Lungimea combinației de coduri. lucrare curs, adaugat 26.01.2007 Metode de codificare a unui mesaj pentru a reduce volumul alfabetului de simboluri și a obține o creștere a vitezei de transmitere a informațiilor. Schema bloc a unui sistem de comunicații pentru transmiterea de mesaje discrete. Calculul unui filtru potrivit pentru primirea unui pachet elementar. lucrare curs, adăugată 05.03.2015 Caracteristicile informaționale ale sursei mesajelor și ale semnalelor primare. Schema bloc a sistemului de transmitere a mesajelor, capacitatea canalului de comunicație, calculul parametrilor ADC și DAC. Analiza imunității la zgomot a unui demodulator de semnal de modulație analogică. lucrare curs, adaugat 20.10.2014 Scopul unui canal de comunicație este de a transmite semnale între dispozitive la distanță. Metode de protejare a informațiilor transmise. Răspunsul amplitudine-frecvență normalizat al canalului. Dispozitive tehnice ale amplificatoarelor electrice de semnal și codare. test, adaugat 04.05.2017 Calculul caracteristicilor sistemului de transmitere a mesajelor, componentelor acestuia. Sursa mesajului, sampler. Etapele codificării. Modularea purtătorului armonic. Caracteristicile canalului de comunicare. Procesarea unui semnal modulat într-un demodulator. Modele de canale de comunicare și descrierea lor matematică O descriere matematică precisă a oricărui canal de comunicare real este de obicei destul de complexă. În schimb, sunt folosite modele matematice simplificate care fac posibilă identificarea celor mai importante modele ale unui canal real. Să ne uităm la cele mai simple și mai utilizate conexiuni de model de canal. Canale continue
. Un canal ideal fără interferențe introduce distorsiuni asociate cu modificări ale amplitudinii și poziției temporale a semnalului și este un circuit liniar cu funcție de transfer constantă, de obicei concentrat într-o bandă de frecvență limitată. Sunt acceptate orice semnal de intrare al căror spectru se află într-o anumită bandă de frecvență și au o putere medie limitată. Acest model este folosit pentru a descrie canalele pe distanțe scurte cu propagare a semnalului închis (cablu, fir, ghid de undă, ghid de lumină etc.). Un canal de zgomot alb gaussian este un canal ideal în care zgomotul este suprapus semnalului: Se presupune că coeficientul de transmisie și întârzierea sunt constante și cunoscute la punctul de recepție; – interferență aditivă. Acest model, de exemplu, corespunde canalelor radio cu antene de transmisie și recepție care funcționează și sunt situate în linia vizuală. Canal gaussian cu faza de semnal incertă Acest model diferă de modelul anterior prin aceea că întârzierea este o variabilă aleatorie. Pentru semnalele de bandă îngustă, expresia (1.4) cu semnale constante și aleatorii poate fi reprezentată ca: unde este transformata Hilbert a semnalului; – fază aleatorie. Se presupune că distribuția de probabilitate este dată, cel mai adesea uniformă pe intervalul de la până la . Acest model descrie în mod satisfăcător aceleași canale ca și precedentul, dacă faza semnalului din ele fluctuează. Fluctuațiile de fază sunt cauzate de obicei de mici modificări ale lungimii canalului, de proprietățile mediului în care trece semnalul și, de asemenea, de instabilitatea de fază a oscilatoarelor de referință. Canale discrete-continue. Un canal discret-continuu are o intrare discretă și o ieșire continuă. Un exemplu de astfel de canal este un canal format dintr-un set de mijloace tehnice între ieșirea codificatorului de canal și intrarea demodulatorului. Pentru a-l descrie, este necesar să se cunoască alfabetul simbolurilor de intrare, probabilitatea apariției simbolurilor alfabetului, lățimea de bandă a canalului continuu inclus în canalul luat în considerare și densitatea de distribuție a probabilității (PDD) a apariției semnalul la ieșirea canalului, cu condiția ca simbolul să fie transmis. Cunoscând probabilitățile și PDF-urile folosind formula lui Bayes, se pot găsi probabilitățile posterioare de transmitere a simbolului: Decizia despre simbolul transmis se face de obicei din condiția maximă. Canale discrete.
Un exemplu de canal discret fără memorie este canalul m. Canalul de transmisie este descris pe deplin dacă alfabetul sursă, probabilitățile de apariție a simbolurilor alfabetului, rata de transmisie a simbolurilor, alfabetul destinatarului și valorile probabilităților de tranziție ale apariției simbolului în condiția de transmitere a simbolului sunt specificate. Primele două caracteristici sunt determinate de proprietățile sursei mesajului, viteza este determinată de lățimea de bandă a canalului continuu inclus în cel discret. Volumul alfabetului simbolurilor de ieșire depinde de algoritmul circuitului de decizie; probabilitățile de tranziție se găsesc pe baza analizei caracteristicilor unui canal continuu. Staţionar
numit canal discret în care probabilitățile de tranziție nu depind de timp. Canal discret
se numește canal fără memorie dacă probabilitățile de tranziție nu depind de ce simboluri au fost transmise și primite anterior. Ca exemplu Un canal binar staționar se numește simetric dacă alfabetele la intrare și la ieșire sunt aceleași. Fiecare simbol de cod transmis poate fi primit incorect cu o probabilitate fixă și corect cu o probabilitate. Trebuie remarcat faptul că, în cazul general, într-un canal discret, volumele alfabetelor simbolurilor de intrare și de ieșire pot să nu coincidă. Un exemplu ar fi un canal cu ștergere (Fig. 1.6). Alfabetul de la ieșire conține un caracter suplimentar în comparație cu alfabetul de la intrare. Acest simbol suplimentar (simbol de ștergere " ") apare la ieșirea canalului atunci când semnalul analizat nu poate fi identificat cu niciunul dintre simbolurile transmise. Ștergerea simbolurilor atunci când utilizați codul adecvat rezistent la zgomot vă permite să creșteți imunitatea la zgomot. Într-un canal simetric permanent fără memorie, probabilitatea condiționată de recepție eronată a simbolului ()-al-lea dacă simbolul --lea este primit eronat este egală cu probabilitatea de eroare necondiționată. Într-un canal cu memorie poate fi mai mare sau mai mică decât această valoare. Cel mai simplu model al unui canal binar cu memorie este modelul Markov, care este specificat de matricea probabilităților de tranziție: unde este probabilitatea condiționată de a accepta () al-lea simbol incorect dacă al-lea simbol este acceptat corect; – probabilitatea condiționată de a accepta corect simbolul ()-al-lea dacă simbolul --lea este acceptat corect; – probabilitatea condiționată de a accepta incorect simbolul ()-al-lea, dacă simbolul --lea este acceptat incorect; – probabilitatea condiționată de a accepta corect simbolul ()-al-lea dacă simbolul --lea este acceptat incorect. Probabilitatea de eroare necondiționată (medie) în canalul luat în considerare trebuie să satisfacă ecuația: Acest model are avantajul de a fi ușor de utilizat nu reproduce întotdeauna în mod adecvat proprietățile canalelor reale. Modelul Hilbert poate obține o precizie mai mare pentru un canal discret cu memorie. Într-un astfel de model, canalul poate fi în două stări și . În starea de eroare, nu apar erori; în stare, erorile apar independent cu probabilitatea . De asemenea, sunt considerate cunoscute probabilitățile de trecere de la stare la și probabilitățile de trecere de la stare la stare. În acest caz, un lanț simplu Markov este format nu dintr-o succesiune de erori, ci dintr-o secvență de tranziții: este înlocuit prin specificarea unei stări inițiale a lanțului. Cunoscând caracteristicile circuitului, starea inițială și semnalul acționând numai în intervalul de la Literatură:
1.Inginerie radio / Ed. Mazor Yu.L., Machussky E.A., Pravda V.I.. - Enciclopedie. - M.: Editura „Dodeka-XXI”, 2002. - P. 488. - 944 p. - 2. Prokis, J. Comunicații digitale = Digital Communications / Klovsky D. D. - M.: Radio and Communications, 2000. - 800 p. 3. Sklyar B. Comunicare digitală. Fundamente teoretice și aplicații practice = Digital Communications: Fundamentals and Applications. - Ed. a II-a. - M.: Williams, 2007. - 1104 s. 4.Feer K. Comunicare digitală fără fir. Metode de modulare și spectru răspândit = Comunicații digitale fără fir: aplicații de modulare și spectru extins. - M.: Radio și Comunicații, 2000. - 552 p. Canalele, atunci când un semnal continuu este primit la intrare, semnalul de la ieșire va fi, de asemenea, continuu sunt apelate continuu. Ele fac întotdeauna parte dintr-un canal discret. Canalele continue sunt, de exemplu, canale standard de comunicații telefonice (canale de frecvență vocală - HF) cu o lățime de bandă de 0,3...3,4 kHz, canale standard de bandă largă cu o lățime de bandă de 60...108 kHz, circuite fizice etc. Canalul modelul poate fi reprezentat sub forma unui cvadripol liniar (Figura 3.4) Figura 3.4 - Model de canal liniar continuu Pentru a coordona codificatorul și decodorul canalului cu un canal de comunicație continuu, se folosesc dispozitive de conversie a semnalului (SCD), care sunt pornite în timpul transmisiei și recepției. Într-un caz particular, este un modulator și un demodulator. Împreună cu canalul de comunicare se formează UPS-ul canal discret (DC), adică un canal conceput să transmită doar semnale discrete. Un canal discret este caracterizat de viteza de transmitere a informațiilor, măsurată în biți pe secundă (bps). O altă caracteristică a unui canal discret este rata de modulație, măsurată în baud. Este determinată de numărul de elemente transmise pe secundă. Canal binar echilibrat
.
Canal binar echilibrat(canal simetric binar - BSC) este un caz special al unui canal discret fără memorie, ale cărui alfabete de intrare și ieșire constau din elemente binare (0 și I). Probabilitățile condiționate au o formă simetrică. Ecuația (3.6) exprimă așa-numitul probabilități de tranziție. Modele Markov ale DC.
Stările canalului pot fi distinse după probabilitatea de eroare în fiecare stare. Modificările probabilității de eroare pot fi, la rândul lor, asociate cu cauze fizice - apariția întreruperilor, zgomotul de impuls, decolorarea etc. Secvența stărilor este un lanț simplu Markov. Un lanț Markov simplu este o secvență aleatorie de stări când probabilitatea unei anumite stări este eu- acest moment în timp este complet determinat de stat c i-1
V ( eu- 1)
al-lea moment. Un circuit echivalent al unui astfel de canal este prezentat în Figura 3.5. Figura 3.5 - Circuitul echivalent al unui canal simetric discret când este descris de un model bazat pe lanțuri Markov modelul lui Hilbert.
Cel mai simplu model bazat pe utilizarea aparatului matematic al lanțurilor Markov este modelul sursei de erori propus de Hilbert. Conform acestui model, un canal poate fi în două stări: bun (starea 1) și rău (starea 2). Prima stare se caracterizează prin absența erorilor. În a doua stare, apar erori cu probabilitate pоsh (2). Într-un canal real, semnalul este distorsionat în timpul transmisiei, iar mesajul este reprodus cu o anumită eroare. Cauza unor astfel de erori este distorsiunea introdusă de canal în sine și interferența care afectează semnalul. Este necesar să se separe clar distorsiunile de zgomotul care este de natură aleatorie. Interferențele nu sunt cunoscute dinainte și, prin urmare, nu pot fi eliminate complet. Sub o piedică se referă la orice impact care interferează cu semnalul util și îngreunează recepția. Interferența este variată ca origine: furtuni, interferențe de la vehicule electrice, motoare electrice, sisteme de aprindere a motorului etc. În aproape orice domeniu de frecvență, apare zgomotul intern al echipamentului, cauzat de mișcarea haotică a purtătorilor de sarcină din dispozitivele de amplificare, așa-numitul zgomot termic. Clasificarea interferenței.
Interferență armonică- reprezintă un semnal modulat în bandă îngustă. Motivele pentru apariția unei astfel de interferențe sunt o scădere a atenuării tranziției dintre circuitele de cablu și influența posturilor radio. Interferența pulsului- Aceasta este interferența concentrată în timp. Ele reprezintă o secvență aleatorie de impulsuri având intervale de timp aleatorii, iar procesele tranzitorii cauzate de acestea nu se suprapun în timp. Cel mai comun tip de canal este telefonul cu o lățime de bandă kHz și un interval de frecvență de la = 0,3 kHz la = 3,4 kHz. Datele din sursa informațională, după conversia codului paralel în serial, sunt prezentate de obicei sub forma unui semnal fără pauză fără revenire la zero (BVN), ceea ce corespunde unui semnal de la AM bipolar (Fig. 2.1). Pentru a transmite impulsuri dreptunghiulare fără distorsiuni, este necesară o bandă de frecvență de la zero la infinit. Canalele reale au o bandă de frecvență finită la care semnalele transmise trebuie să fie adaptate prin modulație. Schema bloc a unui canal discret cu FM este prezentată în Fig. 2.2. Mesajul transmis de la sursa de informații AI în cod paralel ajunge la codificatorul de canal KK, care convertește codul paralel într-un cod serial binar BVN. În acest caz, codificatorul de canal introduce caractere redundante în mesaj (de exemplu, un bit de paritate) și generează biți de pornire și oprire pentru fiecare cadru de date transmise. Astfel, semnalul de ieșire de la encoder este semnalul de modulare pentru modulator. În funcție de starea semnalului de modulare („0” sau „1”), modulatorul de frecvență generează rafale de frecvență cu frecvență și . Când un semnal de polaritate pozitivă ajunge la modulator, modulatorul generează o frecvență Orez. 14.2 - Schema bloc a unui sistem de transmisie de informații cu modulație de frecvență: AI este o sursă de informații; IP - sursa de interferență; CC - codificator de canal; PF2 - filtru trece banda receptor; M - modulator; UO - amplificator-limitator; PF1 - filtru trece banda; DM - demodulator; DK - decodor de canal; LS - linie de comunicare; P - destinatarul informaţiei II - sursa informaţiei; IP - sursa de interferență; CC - codificator de canal; PF2 - filtru trece banda receptor; M - modulator; UO - amplificator-limitator; PF1 - filtru trece banda; DM - demodulator; DK - decodor de canal; LS - linie de comunicare; P - destinatarul informațiilor Frecvența este frecvența medie, abaterea (abaterea) frecvenței. Când un semnal negativ ajunge la intrarea modulatorului, la ieșirea acestuia apare o frecvență Lățimea spectrală a unui semnal FM este mai mare decât cea a unui semnal AM cu o valoare determinată de distanța dintre purtători și . Sens Orez. 14.3 - Spectrul semnalului FM Filtrul trece-bandă al transmițătorului PF1 limitează spectrul semnalului transmis către canalul de comunicație în conformitate cu limitele inferioare și superioare ale benzii de canal. Lățimea spectrului de semnal
la ieșirea modulatorului depinde de viteza de modulare binară și de deviația de frecvență. Aproximativ Filtrul de trecere de bandă al receptorului PF2 selectează banda de frecvență a canalului telefonic, ceea ce vă permite să scăpați de interferența care se află în afara benzii de trecere PF2. Semnalul este apoi amplificat de un amplificator limitator. Amplificatorul compensează pierderea energiei semnalului din linie din cauza atenuării. În plus, amplificatorul îndeplinește o funcție suplimentară - funcția de limitare a semnalului după nivel. În acest caz, este posibil să se asigure un nivel constant al semnalului la intrarea demodulatorului de frecvență D atunci când nivelul la intrarea receptorului se modifică într-un interval destul de larg. În demodulator, impulsurile de curent alternativ sunt convertite în impulsuri de curent continuu. Decodorul de canal convertește simbolurile în mesaje. În acest caz, în funcție de metoda de codificare utilizată, erorile sunt detectate sau corectate.
Documente similare
.
(1.4)
,
(1.5)
,
Să considerăm un canal binar (Fig. 1.5). În acest caz, i.e. la intrarea canalului, alfabetul sursă și alfabetul destinație constau din două caractere „0” și „1”.
Majoritatea canalelor reale au o „memorie”, care se manifestă prin faptul că probabilitatea unei erori în următorul simbol depinde de ce simboluri au fost transmise înainte de acesta și de modul în care au fost primite. Primul fapt se datorează distorsiunii intersimbol, care este rezultatul împrăștierii semnalului în canal, iar al doilea se datorează unei modificări a raportului semnal-zgomot în canal sau a naturii interferenței. 
,
sau
.Canal continuu
Canal discret
Interferență în canalele de comunicare
, numită frecvența caracteristică superioară.
, numită frecvență caracteristică inferioară. Semnalul de la ieșirea modulatorului poate fi considerat ca o suprapunere a două semnale AM, dintre care unul are o purtătoare, iar celălalt are o purtătoare. În consecință, spectrul unui semnal FM poate fi reprezentat ca o suprapunere a spectrelor a două semnale AM (Fig. 2.3).
caracterizează modificarea frecvenței la transmiterea unuia sau zero față de valoarea sa medie și se numește abatere de frecvență. Raportul dintre abaterea frecvenței și rata de modulație ÎN numit indice de modulație a frecvenței:
.
. Cu cât indicele de modulație este mai mare, cu atât este mai larg, restul fiind egal, spectrul semnalului FM.