canal discret. Interferență în canalele de comunicare

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) pornite la intrare și la ieșire.

Principalele caracteristici care determină calitatea și eficiența transmiterii datelor sunt viteza și fidelitatea transmisiei.

Viteza de transmisie V informația este egală cu cantitatea de informații transmise pe canal pe unitatea de timp, unde mc-numarul de pozitii ale semnalului, t0- durata unui singur element de semnal. Pentru două semnale de poziţie.

Valoarea determină numărul de elemente transmise pe canal pe secundă și se numește rata de modulație (Baud). Astfel, pentru sistemele binare, rata de transmisie și rata de modulație sunt numeric aceleași.

Fidelitatea transmiterii datelor este estimată prin probabilitățile de recepție eronată a elementelor individuale p0și combinații de coduri p kk.

Astfel, sarcina principală a unui canal discret este transmiterea de semnale de date digitale pe un canal de comunicație cu viteza necesară V și probabilitatea de eroare p 0 .

Pentru a clarifica procesul de implementare a acestei sarcini, să ne imaginăm structura unui canal discret (Fig. 2.2), indicând pe acesta doar acele blocuri ale UPS-ului care determină caracteristicile sistemului unui canal discret.

Intrarea canalului primește semnale de date digitale cu durată t0 cu viteza B bps În UPS TX, aceste semnale sunt convertite în frecvență (modulate de M și G) și trec prin filtrul trece-bandă PF TX și amplificatorul de ieșire din SUA, de la ieșirea căruia sunt transmise către canalul de comunicație cu un anumit nivel. P cu inși lățimea spectrului D.F. c.

Canalul de comunicație (inclusiv liniile de conectare) este caracterizat de lățimea de bandă D.F. la, atenuare reziduală un ost, nereguli reziduale de atenuare Da stopși timpul de tranzit al grupului (GWP) Dt gvpîn banda de canal .

În plus, există interferențe în canal. Interferența este orice efect aleatoriu asupra semnalului care degradează fidelitatea reproducerii mesajului transmis. Interferența este foarte diversă ca origine și proprietăți fizice.

În general, influența interferenței n(t) pe 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, zgomotul se numește aditiv. Interferența aditivă în funcție de structurile sale electrice și statistice sunt împărțite în:

1) fluctuant sau distribuit în frecvență și timp,

2) armonică sau concentrată în frecvență,

3) impuls sau concentrat în timp.

Interferența 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 medie zero. Se presupune că spectrul de energie al unei astfel de interferențe în banda de frecvență analizată este uniform. Zgomotul fluctuant este de obicei dat de densitatea spectrală sau de tensiunea RMS U p effîn banda de canal.

Interferența armonică este interferența aditivă al cărei spectru este concentrat într-o bandă de frecvență relativ îngustă, comparabilă sau chiar semnificativ mai îngustă decât lățimea de bandă a semnalului. Se presupune că aceste interferențe sunt distribuite uniform în banda de frecvență, adică probabilitatea de apariție a acestei interferențe într-o anumită bandă de frecvență este proporțională cu lățimea acestei benzi și depinde de numărul mediu n gp interferență care depășește nivelul de prag al puterii medii a semnalului pe unitatea de lățime de bandă.

Interferența pulsului este o interferență aditivă, care este o secvență de impulsuri excitate de EMF aperiodice sau oscilatorii pe termen scurt. Se presupune că momentele de apariție a zgomotului de impuls sunt distribuite uniform în timp. Aceasta înseamnă că probabilitatea apariției zgomotului de impuls în intervalul de timp T proporţional cu durata acestui interval şi cu numărul mediu n un interferență pe unitatea de timp, în funcție de nivelul admisibil de interferență. Zgomotul de impuls este de obicei specificat de legile de distribuție cu parametrii lor numerici sau de valoarea maximă a produsului A 0 durata zgomotului de impuls pe amplitudinea acestuia. Acestea includ pauzele de scurtă durată (strivirea) 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 zgomotul se numește multiplicativ.

În canalele reale, de obicei apar atât interferențe aditive, cât și multiplicative, de exemplu. z=ku+n.

La intrarea UPS-ului prm, constând dintr-un amplificator liniar US in, un filtru trece-bandă PF pr, un demodulator DM, dispozitive pentru înregistrarea SD și sincronizarea SUA cu o viteză ÎN apare un amestec semnal-zgomot, caracterizat prin raportul semnal-zgomot q in. După trecerea filtrului de recepție PF prm, raportul semnal-zgomot se îmbunătățește oarecum.

În DM, din cauza interferenței, semnalele de ieșire sunt distorsionate în formă, modificarea căreia este exprimată numeric prin valoarea distorsiunii marginii d cr.

Pentru a reduce probabilitatea de eroare din cauza influenței distorsiunii sau divizării marginilor, semnalele de la ieșirea DM sunt supuse unei porți sau integrării, care se realizează în SD sub acțiunea impulsurilor de ceas generate în dispozitivul de sincronizare din SUA. UR se caracterizează prin capacitatea de corectare m ef, iar US este eroarea de sincronizare e c, timpul de sincronizare t sincronizareși timpul de întreținere a sincronismului t ps.

Problemele luate în considerare sunt investigate în lucrarea de laborator nr. 3 „Caracteristicile unui canal discret”.

Întrebări de test pentru prelegerea 5

5-1. Ce canal se numește discret?

5-2. Care sunt principalele caracteristici care determină calitatea și eficiența transmiterii datelor

5-3. Cum se determină viteza cu care informațiile sunt transmise pe un canal?

5-4. Cum se determină rata de modulație?

5-5. Cum se evaluează fidelitatea transmiterii informațiilor pe canal?

5-6. Ce caracterizează semnalele care sosesc la intrarea unui canal discret?

5-7. Ce caracterizează semnalele care sosesc la intrarea unui canal continuu?

5-8. Care sunt principalele caracteristici ale unui canal continuu?

5-9. Ce se numește putere relativă a semnalului?

5-10. Cum se numește nivelul absolut al semnalului?

5-11. Ce se numește nivelul semnalului de măsurare?

5-12. Ce este atenuarea reziduală a canalului?

5-13. Care este atenuarea reziduală a unui canal care conține amplificatoare?

5-15. Ce poate duce la un exces de putere a semnalului la intrarea canalului?

5-16. Care este răspunsul în frecvență al unui canal?

5-17. Care este lățimea de bandă efectivă a unui canal?

5-18. Ce cauzează răspunsul neuniform în frecvență al canalului?

5-19. Ce este timpul de tranzit în grup?

5-20. Ce este un canal FCH?

5-21. Cum se estimează distorsiunea neliniară introdusă de canal?

5-22. Ce este un nivel de suprasarcină?

5-23. La ce duce limitarea spectrului de semnal atunci când se transmite pe canale reale?

5-24. Cum este limita de rată legată de lățimea de bandă a canalului în transmisia semnalelor modulate cu două părți?

5-25. Cum afectează natura răspunsului în frecvență al canalului lățimea de bandă a canalului?

5-26. Cum afectează natura canalului PFC lățimea de bandă a canalului?

5-27. Cum se determină rata de transmisie optimă pentru aceasta din răspunsul în frecvență și răspunsul de fază al canalului?

5-28. Ce se numește interferență?

5-29. Ce fel de interferență se numește aditiv?

5-30. Care sunt tipurile de zgomot aditiv?

5-31. Care este modelul matematic al interferenței de fluctuație?

5.32. Care este diferența dintre zgomotul armonic și zgomotul de fluctuație?

5.33. Care sunt caracteristicile interferenței armonice?

5.34. Care este diferența dintre zgomotul de impuls și zgomotul armonic?

5.35. Care sunt caracteristicile zgomotului de impuls?

5-36. Ce fel de interferență se numește multiplicativă?

5-37. Ce tip de interferență este derivarea câștigului amplificatorului de canal?

5-38. Ce caracterizează semnalele care provin de la intrarea unui canal continuu?

5-39. Ce servește ca o estimare numerică a distorsiunii formei de undă la ieșirea demodulatorului?

5-40. Care sunt parametrii dispozitivului de sincronizare?

Cursul 6

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Foloseste 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 structurală cu ROS

2. Partea de decontare

2.1 Determinarea lungimii optime a cuvântului de cod care oferă cel mai mare debit relativ

2.2 Determinarea numărului de cifre de verificare din combinația de coduri, oferind o probabilitate dată de eroare nedetectată

2.3 Determinarea cantității de informații transmise la o rată dată T tr și criterii de eșec t otk

2.4 Determinați capacitatea de stocare

2.5 Calculul caracteristicilor canalelor principale și de bypass ale PD

2.6 Selectarea traseului autostrăzii

Concluzie

Lista surselor utilizate

Introducere

mesaj informativ de comunicare discret

Dezvoltarea rețelelor de telecomunicații a condus la necesitatea unui studiu mai detaliat al sistemelor digitale de transmisie a datelor. Iar disciplina „Tehnologii de comunicare digitală” este dedicată acestui lucru. Această disciplină stabilește principiile și metodele de transmitere a semnalului digital, fundamentele științifice și stadiul actual al tehnologiilor de comunicare digitală; oferă 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”, dobândirea abilităților de rezolvare a problemelor din metodologia calculelor inginerești a principalelor caracteristici și metode de predare a funcționării tehnice a sistemelor și rețelelor digitale;

În cadrul lucrărilor de curs, este necesară proiectarea unei căi de transmisie a datelor între sursa și destinatarul informațiilor folosind un sistem cu feedback decisiv, transmisie continuă și blocare a receptorului, precum și construirea unui circuit pentru codificarea și decodarea unui dispozitiv de cod ciclic. folosind modularea și demodularea folosind pachetul System View; determinarea cantității 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.

Compoziția și parametrii circuitelor electrice la intrarea și ieșirea DC sunt determinați de standardele relevante. Caracteristicile pot fi economice, tehnologice și tehnice. Principalele sunt specificațiile tehnice. Ele pot fi externe și interne.

Extern - informațional, tehnic și economic, tehnic și operațional.

Există mai multe definiții pentru rata de transfer.

Viteza tehnică caracterizează viteza echipamentului inclus în partea de transmisie.

unde m i este baza de cod în al-lea canal.

Rata de transfer de informații - legată de lățimea de bandă a canalului. Apare odată cu apariția și dezvoltarea rapidă a noilor tehnologii. Rata de informare depinde de rata tehnică, de proprietățile statistice ale sursei, de tipul de CS, de semnalele primite și de interferența care acționează în canal. Valoarea limită este capacitatea COP:

unde?F - banda COP;

În funcție de rata de transmisie a canalelor discrete și a UPS-ului corespunzător, se obișnuiește să se subdivizeze în:

Viteză mică (până la 300 bps);

Viteză medie (600 - 19600 bps);

Viteză mare (mai mult de 24000 bps).

Rata de transmisie efectivă - numărul de caractere pe unitatea de timp furnizat destinatarului, ținând cont de timpul general (timp 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 îngreunează determinarea tipului de element unic transmis. Conform metodei de conversie a mesajelor într-un semnal, interferența poate fi aditivă și multiplicativă. După formă: armonică, impuls și fluctuație.

Interferența duce la erori în recepția elementelor individuale, acestea sunt aleatorii. În aceste condiții, probabilitatea este caracterizată de transmisia fără erori. Fidelitatea transmisiei poate fi estimată prin raportul dintre numărul de simboluri eronate și total

Adesea, probabilitatea transmițătorului este mai mică decât este necesar, prin urmare, se iau măsuri pentru a crește probabilitatea erorilor, a elimina erorile primite, a include unele dispozitive suplimentare în canal care reduc proprietățile canalelor, prin urmare, pentru a reduce erorile. Îmbunătățirea fidelității este asociată cu costuri suplimentare cu materiale.

Fiabilitate - un canal discret, ca orice DC, nu poate funcționa impecabil.

Un eșec este un eveniment care se termină în uterul total sau parțial al unui sistem de sănătate. În ceea ce privește sistemul de transmisie a datelor, o defecțiune este un eveniment care provoacă o întârziere a mesajului primit pentru un timp t set>t add. În același timp, t suplimentar în diferite sisteme este diferit. Proprietatea unui sistem de comunicații care asigură performanța normală a tuturor funcțiilor specificate se numește fiabilitate. Fiabilitatea se caracterizează prin timpul mediu dintre defecțiuni T®, timpul mediu de recuperare Tv și factorul de disponibilitate:

Probabilitatea de funcționare indică probabilitatea cu care 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 OSH, când, P=1.

În modelul Purtov, probabilitatea este calculată:

unde b este indicele de grupare a erorilor.

Dacă b = 0, atunci nu există o grupare a erorilor 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 cu erori t predeterminate.

Compararea rezultatelor probabilităților calculate conform formulelor (2) și (3) arată că gruparea erorilor conduce la creșterea numărului de combinații de coduri afectate de erori de multiplicitate mai mare. De asemenea, se poate concluziona că la gruparea erorilor, numărul de combinații de coduri distorsionate de o lungime n dată scade. Acest lucru este de înțeles și din considerente pur fizice. Cu același număr de erori, pachetele conduce la concentrarea acestora pe combinații individuale (multiplicitatea erorilor crește), iar numărul de combinații de coduri distorsionate scade.

1.3 Clasificarea canalelor discrete

Clasificarea canalelor discrete poate fi efectuată în funcție de diferite caracteristici sau caracteristici.

În funcție de purtătoarea transmisă și semnalul către canal, există (semnal continuu - purtătoare continuă):

Continuu-discret;

Discret-continuu;

Discret-discret.

Distingeți între conceptul de informație discretă și de transmisie discretă.

Din punct de vedere matematic, un canal poate fi definit printr-un alfabet de elemente individuale la intrarea și ieșirea canalului. Dependența acestei probabilități depinde de natura erorilor din canalul discret. Dacă nu au existat erori în timpul transmiterii celui de-al i-lea element unic i=j - dacă elementul a primit un nou element diferit de j în timpul recepției, 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.

Canale în care probabilitatea de tranziție nu depinde de valoarea elementului primit anterior, atunci acesta este 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

Când se analizează sistemele CS, sunt utilizate 3 modele principale pentru sistemele analogice și discrete și 4 modele numai pentru sistemele discrete.

Principalele modele matematice ale CS:

Canal cu zgomot aditiv;

Canal filtrat liniar;

Canal filtrat liniar și parametri variabili.

Modele matematice pentru CS discret:

DCS fără memorie;

DCS cu memorie;

CS simetric binar;

COP din surse binare.

CS cu zgomot aditiv este cel mai simplu model matematic implementat conform următoarei scheme.

Figura 1.1 - Diagrama structurală a COP cu zgomot aditiv

În acest model, semnalul transmis S(t) este afectat de zgomotul suplimentar n(t), care poate apărea din zgomot electric străin, componente electronice, amplificatoare sau fenomene de interferență. Acest model a fost aplicat oricărui COP, dar dacă există un proces de amortizare, factorul de amortizare trebuie adăugat la reacția globală.

r(t)=6S(t)+n(t) (1,9)

Canalul filtrat liniar este aplicabil canalelor fizice care conțin filtre liniare pentru a limita banda de frecvență și a elimina fenomenul de interferență. c(t) este răspunsul la impuls al filtrului 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 cu un semnal transmis care variază în timp și sunt descrise prin 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 DSS cu memorie, există interferență în pachetul de date transmis sau canalul este supus decolorării, atunci probabilitatea condiționată este exprimată ca probabilitatea comună totală a tuturor elementelor secvenței.

CS 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. Prin urmare, probabilitățile sunt simetrice.

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 se formează prin modificarea anumitor parametri ai purtătorului fizic în conformitate cu mesajul transmis. Acest proces (modificarea parametrilor purtătorului) se numește modulare.

Principiul general al modulației este modificarea unuia sau mai multor parametri ai undei purtătoare (purtătoare) f(t, b, c, ...) în conformitate cu mesajul transmis. Deci, dacă se alege ca purtătoare o oscilație armonică f(t)=Ucos(w 0 t+c), atunci se pot forma trei tipuri de modulație: amplitudine (AM), frecvență (FM) și fază (PM).

Figura 1.4 - Forme de undă pentru cod binar pentru diferite tipuri de modulație discretă

Modulația de amplitudine este proporțională cu modificarea semnalului primar x(t) în amplitudinea purtătorului U AM =U 0 +ax(t). În cel mai simplu caz al unui semnal armonic x(t)=XcosЩt, amplitudinea este egală cu:

Ca rezultat, avem oscilația AM:

Figura 1.5 - Grafice ale fluctuațiilor x(t), u și u AM

Figura 1.6 - Spectrul de oscilație AM

Figura 1.5 prezintă fluctuațiile x(t), u și u AM . Abaterea maximă a amplitudinii U AM de la U 0 reprezintă amplitudinea anvelopei U W =aX. Raportul dintre amplitudinea anvelopei și amplitudinea oscilației purtătoarei (nemodulate):

m - se numește factor 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 oscilațiilor AM (1.14) este prezentat în Figura 1.6. Lățimea spectrului este egală cu frecvența de modulație dublată: ?f AM =2F. Amplitudinea undei purtătoare 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 de oscilație ale frecvențelor laterale 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 transmiterea numai a benzilor laterale, care se realizează în sistemele de comunicații pe două benzi laterale (DBS) fără purtător. Mai mult, deoarece fiecare bandă laterală conține informații complete despre semnalul primar, transmisia unei singure benzi laterale (SSB) poate fi renunțată. Modulația care are ca rezultat oscilații cu o singură bandă laterală se numește bandă laterală unică (SW).

Avantajele evidente ale sistemelor de comunicație DBP și OBP sunt capacitatea de a utiliza puterea transmițătorului pentru a transmite numai benzile laterale (două sau una) ale semnalului, ceea ce face posibilă creșterea razei și a fiabilității comunicației. În cazul modulației cu o singură bandă laterală, în plus, lățimea spectrului oscilației modulate este înjumătățită, ceea ce face posibilă creșterea în mod corespunzător a numărului de semnale transmise pe linia de comunicație într-o bandă de frecvență dată.

Modulația de fază este proporțională cu modificarea semnalului primar x(t) în faza q a purtătorului u=U 0 cos(w 0 t+c).

Amplitudinea oscilației în timpul modulării fazei nu modifică, prin urmare, expresia analitică pentru oscilația FM

Dacă modulația este efectuată de un semnal armonic x(t)=XsinШt, atunci faza instantanee

Primii doi termeni (1.17) determină faza oscilației nemodulate, al treilea - modificarea fazei oscilației ca urmare a modulației.

Oscilația modulată în fază este clar caracterizată de diagrama vectorială din 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 schimbare periodică cu o frecvență W în rotația vectorului U față de U 0 cu un unghi? c (t) \u003d aXsin Wt. Pozițiile extreme ale vectorului U sunt indicate prin 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 unei oscilații modulate în fază

Folosind (1.18), rescriem oscilația FM (1.16) ca

u \u003d U 0 cos (u 0 t + c 0 + Msin t) (1,19)

Frecvența instantanee a oscilației PM

u \u003d U (u 0 + MU cos t) (1,20)

Astfel, oscilația FM la diferite momente de timp are frecvențe instantanee diferite care diferă de frecvența oscilației purtătoarei w 0 prin valoarea?

Modulația de frecvență constă într-o modificare proporțională cu semnalul primar x(t) a frecvenței instantanee a purtătorului:

w=w 0 +ax(t) (1,21)

unde a este factorul de proporționalitate.

Faza instantanee a oscilației FM

Expresia analitică a oscilațiilor FM, ținând cont de constanța amplitudinii, poate fi scrisă astfel:

Abaterea de frecvență - abaterea sa maximă de la frecvența purtătoare w 0, cauzată de modulație:

W A = aX (1,24)

Expresia analitică pentru această oscilație FM este:

Termenul (?sh D /sh)sinsht caracterizează schimbarea de fază rezultată din FM. Acest lucru ne permite să considerăm oscilația FM ca o oscilație PM cu un indice de modulație

si scrie asa:

Din cele spuse, rezultă că oscilațiile FM și FM au multe în comun. Deci o oscilație de forma (1.27) poate fi rezultatul atât a unui semnal primar armonic FM, cât și a unui semnal primar armonic FM. În plus, FM și FM sunt caracterizate de aceiași parametri (indicele de modulație M și abaterea de frecvență? f D), interconectați prin aceleași relații: (1.21) și (1.24).

Alături de asemănarea marcată a modulației de frecvență și fază, există și o diferență semnificativă între ele, asociată cu natura diferită a dependenței valorilor 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;

Cu FM, abaterea de frecvență nu depinde de frecvența F, iar indicele de modulație este invers proporțional cu F.

1.6 Diagrama structurală cu ROS

Transmiterea cu ROS este asemănătoare unei convorbiri telefonice în condiții de auz slab, când unul dintre interlocutori, auzind prost un cuvânt sau o frază, îi cere celuilalt să le repete, iar cu audibilitate bună, fie confirmă faptul de a primi informații, 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 aceea, 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 cu OS. Cele mai comune sisteme sunt: cu ROS cu așteptarea unui semnal OS; cu repetare neadresată şi blocarea receptorului cu repetare adrese.

Sistemele de latență post-pattern fie așteaptă un semnal de feedback, fie transmit același cuvânt de cod, dar încep să transmită următorul cuvânt de cod numai după ce au primit o confirmare pentru modelul transmis 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 pentru timpul primirii S combinații, S combinații primite anterior sunt șterse în dispozitivul de memorie al receptorului sistemului PDS și este trimis un semnal de apel invers. Emițătorul repetă transmisia celor mai recente modele S transmise.

Sistemele cu repetiție de adrese se disting prin faptul că combinațiile de coduri cu erori sunt marcate cu numere condiționate, conform cărora 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 tip se numesc sisteme cu memorie.

Figura 1.8 prezintă o diagramă bloc a unui sistem cu ROS-exp. Sistemul cu ROS-ozh funcționează după cum urmează. Venind din sursa de informații (II), m - combinația elementară a codului primar printr-un OR logic este înregistrată în unitatea transmițătorului (NK 1). În același timp, simbolurile de control sunt formate în encoder (CU), care reprezintă secvența de control al blocului (BPS).

Figura 1.8? Diagrama structurală a unui sistem cu ROS

Combinația n-element rezultată este alimentată la intrarea canalului direct (PC). De la ieșirea PC-ului, combinația intră în intrările dispozitivului de decizie (RU) și dispozitivului de decodare (DCU). DCU, pe baza m simboluri de informații primite de la canalul direct, își formează secvența de control al blocului. Dispozitivul de decizie compară două CPB-uri (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 DCU și combinația m-element primită este înregistrată în unitatea receptorului (NC 2).

Figura 1.9 - Diagrama structurală a algoritmului sistemului cu ROS NP

În absența erorilor sau a erorilor nedetectate, se ia decizia de a emite informații către 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. Generatorul de semnal de feedback (UFS) generează un semnal combinat de confirmare a recepției, care este transmis transmițătorului prin canalul invers (OK). Dacă semnalul care vine de la OK este decodat de către dispozitivul de decodare a semnalului de feedback (VDS) ca semnal de confirmare, atunci pulsul corespunzător este aplicat la intrarea dispozitivului de control al emițătorului (CU 1), conform căruia CU 1 realizează o cererea de la AI a următoarei combinații. Circuitul logic AND 1 în acest caz este închis, iar combinația înregistrată în NC 1 este ștearsă când sosește una nouă.

În cazul detectării erorilor, IF decide să șteargă combinația înregistrată în NK 2, în timp ce CU 2 generează impulsuri de control care blochează circuitul logic AND 2 și formează un semnal de apel invers în UFS. Atunci când circuitul UDS decriptează semnalul care ajunge la intrarea sa ca semnal de 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 din PC .

2 . Parte de decontare

2.1 Determinarea lungimii optime a cuvântului de cod care oferă cel mai mare debit relativ

În conformitate cu opțiunea, scriem datele inițiale pentru implementarea acestui lucru de curs:

B = 1200 Baud - rata de modulație;

V = 80.000 km/s - viteza de propagare a informaţiei prin canalul de comunicaţie;

P osh = 0,5·10 -3 - probabilitatea de eroare într-un canal discret;

P dar = 3·10 -6 - probabilitatea erorii inițiale;

L = 3500 km - distanta dintre sursa si receptor;

t otk = 180 sec - criteriu de defectare;

Banda T \u003d 220 de secunde - un ritm dat;

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, conform formulei (2.1):

unde n este lungimea cuvântului 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 cifre de verificare din combinația de coduri, oferind o probabilitate dată de eroare nedetectată

Aflarea parametrilor codului ciclic n, k, r.

Valoarea lui r se găsește prin formula (2.2)

Parametrii codului ciclic n, k, r sunt legați prin dependența k=n-r. Prin urmare, k=4089 caractere.

2.3 Determinarea cantității de informații transmise la o rată dată T bandăși criteriile de respingeret deschis

Cantitatea de informații transmise se află prin formula (2.3):

W = 0,997 1200(220 - 180) = 47856 biți.

Folosim valoarea obținută, modulo, РWР = 95712 biți.

2.4 Determinați capacitatea de stocare

Capacitatea de stocare este determinată de formula (2.4):

unde t p =L/V - timpul de propagare a semnalului pe canalul de comunicație, s;

t k =n/B - durata combinației de cod de n biți, s.

2.5 Calculul caracteristicilor canalelor principale și de bypass ale PD

Distribuția probabilității de apariție a cel puțin unei erori pe lungimea n este determinată de formula (2.5):

Distribuția de probabilitate a erorilor de multiplicitate t și mai mult pe lungimea n este determinată de formula (2.6):

unde t aproximativ =d 0 -1 - timpul canalului de transmisie a datelor bypass sau multiplicitatea unei erori pe lungimea n.

Probabilitatea de apariție a erorii inițiale este determinată de formula (2.7):

Probabilitatea detectării unui cod de eroare este determinată de formula (2.8):

Redundanța codului este determinată de formula (2.9):

Rata simbolului codificat în canalul de transmisie a datelor de intrare este determinată de formula (2.10):

Rata medie relativă de transfer de date într-un sistem cu ROS este determinată de formula (2.11):

unde f 0 - timp reciproc cu viteza maximă a canalului sau timp reciproc cu rata de modulație (2.12);

t exp - timpul de așteptare la transmiterea informațiilor într-un canal cu ROS.

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 traseului autostrăzii

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 așeza autostrada de la sud la est, de la est la nord, de la nord la est și apoi de la est la sud (Figura 2.1). Punctul de plecare va fi Pavlodar, iar punctul final - Kostanay, prin urmare, autostrada noastră se va numi "Pavlodar - Kostanay".

Vom împărți această autostradă în tronsoane cu o lungime de 500-1000 km și, de asemenea, vom stabili puncte de trecere, pe care le vom lega de marile orașe din Kazahstan:

Pavlodar (punctul de plecare);

Ust-Kamenogorsk;

Shymkent;

Kostanay.

Figura 2.1 - Autostradă cu puncte de control

Concluzie

În cadrul acestui curs s-au efectuat calculele de bază pentru proiectarea liniilor de comunicație prin cablu.

În partea teoretică a lucrării, a fost studiat modelul LP Purtov, care este folosit ca model pentru o descriere parțială a unui canal discret, a fost construită o diagramă bloc a sistemului ROS npbl și a fost descris principiul de funcționare al acestui sistem. , iar modularea relativă a fazei a fost de asemenea luată în considerare.

În conformitate cu varianta dată, se găsesc parametrii codului ciclic n, k, r. Este determinată lungimea optimă a cuvântului de cod n, care asigură cel mai mare debit relativ R, precum și numărul de biți de verificare din cuvântul de cod r, care oferă 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 lungimea n, distribuția probabilității apariției erorilor de multiplicitate t sau mai mare pe lungimea n, rata codului, redundanța codului, probabilitatea detectării erorii de către cod etc.).

La finalul lucrării a fost selectat traseul liniei de transmisie a datelor, pe toată lungimea căreia au fost selectate puncte de transfer de date.

Ca urmare, sarcina principală a cursului a fost finalizată - modelarea sistemelor de telecomunicații.

Lista surselor utilizate

1 Biryukov S. A. Dispozitive digitale pe circuite integrate MOS / Biryukov S. A. - M .: Radio și comunicare, 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 standardelor, 2009. - 317p.

3 Oppenheim A., Schafer R. Procesarea semnalului digital. Ed. a 2-a, rev. - M.: „Technosfera”, 2007. - 856 p. ISBN 978-5-94836-135-2

4 Sergienko A. B. Procesarea digitală a semnalului. Editura Peter. - 2008

5 Sklyar B. Comunicare digitală. Fundamente teoretice și aplicare practică: ed. a II-a. / Per. din engleza. M.: Editura Williams, 2008. 1104 p.

Găzduit pe Allbest.ru

...

Documente similare

Modelul unei descrieri parțiale a unui canal discret (modelul lui L. Purtov). Determinarea parametrilor codului ciclic si ai polinomului generator. Construcția unui dispozitiv de codificare și decodare. Calculul caracteristicilor pentru canalul de transmisie a datelor principal și bypass.

lucrare de termen, adăugată 03.11.2015

Studiul modelelor și metodelor de transmitere a mesajelor pe canalele de comunicare și soluționarea problemei analizei și sintezei sistemelor de comunicații. Proiectarea unei căi de transmisie a datelor între sursa și destinatarul informațiilor. Modelul unei descrieri parțiale a unui canal discret.

lucrare de termen, adăugată 05.01.2016

Principiul de funcționare al codificatorului și decodorului codului ciclic. Determinarea cantității de informații transmise. Găsirea capacității și trasarea unei diagrame. Calculul indicatorilor de fiabilitate ai canalelor principale și de ocolire. Selectarea autostrăzii pe hartă.

lucrare de termen, adăugată 05.06.2015

Modelul unei descrieri parțiale a unui canal discret, modelul lui L.P.Purtov. Diagrama structurală a unui sistem cu ROSNP și blocare și o diagramă bloc a algoritmului de funcționare a sistemului. Construirea schemei de codificator pentru polinomul generator selectat și explicarea funcționării acestuia.

lucrare de termen, adăugată 19.10.2010

Compilarea unei diagrame bloc generalizate pentru transmiterea de mesaje discrete. Investigarea sursei și a căii codificatorului-decodor de canal. Determinarea ratei de modulație, a intervalului de ceas de transmisie pe un bit și a lățimii de bandă minime necesare pentru canal.

lucrare de termen, adăugată 26.02.2012

Modele de descriere parțială a unui canal discret. Sistem cu ROS și transmitere continuă a informațiilor (ROS-np). Alegerea lungimii optime a combinației de coduri atunci când se utilizează un cod ciclic într-un sistem cu ROS. Lungimea cuvântului de cod.

lucrare de termen, adăugată 26.01.2007

Metode de codificare a unui mesaj pentru a reduce volumul alfabetului de caractere și a obține o creștere a vitezei de transmitere a informațiilor. Schema structurală a unui sistem de comunicații pentru transmiterea de mesaje discrete. Calculul filtrului potrivit pentru primirea coletului elementar.

lucrare de termen, adăugată 05.03.2015

Caracteristicile informaționale ale sursei mesajelor și ale semnalelor primare. Diagrama structurală a sistemului de mesagerie, lățimea de bandă a canalului de comunicație, calculul parametrilor ADC și DAC. Analiza imunității la zgomot a demodulatorului semnalului de modulație analogică.

lucrare de termen, adăugată 20.10.2014

Scopul unui canal de comunicație pentru transmiterea de semnale între dispozitive la distanță. Modalități de a proteja informațiile transmise. Răspunsul în frecvență normalizat al canalului. Dispozitive tehnice pentru amplificatoare de semnale electrice si codare.

test, adaugat 04.05.2017

Calculul caracteristicilor sistemului de transmitere a mesajelor, componentelor acestuia. Sursa mesajului, discretizator. Etapele codificării. Modularea purtătorului armonic. Caracteristicile canalului de comunicare. Procesarea semnalului modulat în demodulator.

Un exemplu de canal discret fără memorie este canalul -ary. Canalul de transmisie este complet descris dacă alfabetul sursă , , probabilitățile de apariție a caracterelor alfabetice , rata simbolurilor , alfabetul destinatarului , , și valorile probabilităților de tranziție de apariție a simbolului în condiția transmiterii simbolului .

Primele două caracteristici sunt determinate de proprietățile sursei mesajului, viteza este determinată de lățimea de bandă a canalului continuu, care face parte din cel discret. Volumul alfabetului simbolurilor de ieșire depinde de algoritmul circuitului de decizie; probabilităţile de tranziţie se găsesc pe baza analizei caracteristicilor canalului continuu.

Un canal discret se numește staționar, în care probabilitățile de tranziție nu depind de timp.

Un canal discret se numește canal fără memorie dacă probabilitățile de tranziție nu depind de ce simboluri au fost transmise și primite mai devreme.

Ca exemplu, luați în considerare un canal binar (Figura 4.6). In acest caz, i.e. la intrarea canalului, alfabetul sursei și alfabetul destinatarului este format din două caractere „0” și „1”.

Alfabetul semnalelor de intrare are două caractere X 0 și X unu . Aleget aleatoriu de sursa mesajului, unul dintre aceste simboluri este alimentat la intrarea unui canal discret. Inregistrat la receptie la 0 și y unu . Alfabetul de ieșire are și două caractere. Simbol la X 0 . Probabilitatea unui astfel de eveniment este R(y 0 ½ X 0). Simbol la 0 poate fi înregistrat la transmiterea unui semnal X unu . Probabilitatea unui astfel de eveniment este R(y 0 ½ X unu). Simbol y 1 poate fi înregistrat la semnalizare X 0 și X 1 cu probabilități R(y 1½ X 0) și R(y 1½ X 1) respectiv. Recepția corectă corespunde evenimentelor cu probabilități de apariție R(y 1½ X 1) și R(y 0 ½ X 0). O recepție eronată a unui simbol are loc atunci când evenimentele au loc cu probabilități R(y 1½ X 0) și R(y 0 ½ X unu). Săgețile din fig. 4.6 arată că evenimentele posibile sunt o tranziție de simbol X 1 in y 1 și X 0 in y 0 (aceasta corespunde recepției fără erori), precum și în tranziție X 1 in y 0 și X 0 in y 1 (aceasta corespunde unei recepții eronate). Astfel de tranziții sunt caracterizate de probabilitățile corespunzătoare R(y 1½ X 1), R(y 0 ½ X 0), R(y 1½ X 0), R(y 0 ½ X 1), iar probabilitățile în sine sunt numite tranziționale. Probabilitățile de tranziție caracterizează probabilitățile de reproducere a simbolurilor transmise la ieșirea canalului.

Un canal fără memorie se numește simetric dacă probabilitățile de tranziție corespunzătoare sunt aceleași, și anume, probabilitățile de recepție corectă sunt aceleași, iar probabilitățile oricăror erori sunt aceleași. adica:

receptie corecta,

Recepție greșită.

Pentru cazul general

(4.9)

De remarcat 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 (Figura 4.7). Pe fig. 4.7 se introduce notația: - probabilitatea recepționării eronate, - probabilitatea ștergerii, - probabilitatea recepției corecte. Alfabetul din ieșire conține un caracter suplimentar în comparație cu alfabetul din intrarea sa. Acest simbol suplimentar (simbolul de ștergere „?”) apare la ieșirea canalului atunci când semnalul analizat nu poate fi identificat cu niciunul dintre simbolurile transmise. Ștergerea caracterelor la aplicarea codului corespunzător de corectare a erorilor vă permite să creșteți imunitatea la zgomot.

Majoritatea canalelor reale au „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 distorsiunilor intersimbol, care sunt rezultatul împrăștierii semnalului în canal, iar al doilea se datorează unei modificări a raportului semnal-zgomot în canal sau a naturii interferenței.

Într-un canal simetric permanent fără memorie, probabilitatea condiționată de recepție eronată a simbolului ()-al-lea dacă simbolul al-lea este primit eronat este egală cu probabilitatea de eroare necondiționată. Într-un canal cu memorie, aceasta poate fi mai mare sau mai mică decât această valoare.

Cel mai simplu model de canal binar cu memorie este modelul Markov, care este dat de matricea probabilității de tranziție:

unde este probabilitatea condiționată ca ()-lea caracter să fie primit eronat, dacă --lea este primit corect; 1- este probabilitatea condiționată ca ()-lea caracter să fie primit corect, dacă --lea este primit corect; este probabilitatea condiționată ca ()al-lea caracter să fi fost primit eronat dacă al-lea caracter a fost primit eronat; 1- este probabilitatea condiționată ca ()-lea caracter să fie primit corect, dacă caracterul --lea este primit eronat.

Probabilitatea de eroare necondiționată (medie) în canalul luat în considerare trebuie să satisfacă ecuația:

Acest model are avantajul ușurinței în utilizare, nu reproduce întotdeauna în mod adecvat proprietățile canalelor reale. O precizie mai mare permite obținerea modelului Hilbert pentru un canal discret cu memorie. În acest model, canalul poate fi în două stări și . În starea de eroare, nu apar erori; în starea de eroare apar independent cu probabilitate. Se consideră, de asemenea, 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 succesiune de tranziții:

informație este o colecție de informații despre orice eveniment, fenomen, subiect. Pentru ca informațiile să fie stocate și transmise, acestea sunt prezentate sub formă de mesaje.

Mesaj este un set de semne (simboluri) care conțin cutare sau cutare informație. Sistemele de comunicații pot folosi medii fizice (de exemplu, hârtie, discuri magnetice sau dispozitive de stocare cu bandă) sau procese fizice (schimbarea curentului electric, unde electromagnetice, un fascicul de lumină) pentru a transmite mesaje.

Procesul fizic care afișează mesajul transmis este apelat semnal. Semnalul este întotdeauna o funcție de timp.

Dacă semnalul este o funcție Sf), care ia pentru orice valoare fixă t, numai valori definite, predefinite S k, se apelează un astfel de semnal și mesajul pe care îl afișează discret. Dacă un semnal ia orice valoare într-un anumit interval de timp, este numit continuu sau analogic.

Setul de valori posibile ale unui mesaj (sau semnal) discret DC reprezintă alfabet mesaje. Alfabetul mesajului este indicat printr-o literă majusculă, de exemplu, DAR, iar toate valorile sale posibile sunt indicate între paranteze - simboluri.

SID - sursa mesajelor discrete PDS - destinatarul mesajelor discrete

SPDS - Sistem de transmisie a mesajelor discrete

Să notăm alfabetul mesajului la transmitere (alfabetul mesajului de intrare, alfabetul de intrare) - A, alfabetul mesajului la recepție (alfabetul mesajului de ieșire, alfabetul de ieșire) - B.

În general, aceste alfabete pot avea un număr infinit de valori. Dar, în practică, ele sunt finite și coincid. Aceasta înseamnă că atunci când un caracter este primit b k se consideră că personajul a fost transmis un k.

Există două tipuri de semnale discrete:

· Procese aleatorii discrete de timp continuu(START), în care modificarea valorilor semnalului (simbolurilor) poate avea loc în orice moment pe un interval arbitrar.

· Procese aleatorii discrete de timp discret(DSV), în care schimbarea simbolului poate avea loc numai la momente fixe t 0 , t 1 , t 2 …t i …, unde t i =t 0 +i* 0 . Se numește valoarea   un singur interval.

Al doilea tip de semnale discrete se numește secvențe DSP aleatoare discrete.

În cazul timpului continuu, un proces aleator discret poate avea un număr infinit de realizări pe intervalul de timp , iar în cazul unui semnal sub formă de DSP, numărul realizărilor posibile este limitat de mulțime

Unde k este un index care denotă numărul caracterului alfabetic, i este un index care indică un punct în timp. Cu volumul alfabetului egal cu Kși lungimea secvenței n caractere, numărul de implementări posibile este K n.

În general, sursa de mesaje sau semnale discrete (IDS) este orice obiect care generează un proces aleator discret la ieșire.

Canal discret (DC)- se apelează orice secțiune a sistemului de transport, la intrarea și ieșirea căreia au loc procese aleatoare discrete interconectate.

Să luăm în considerare schema bloc a transformărilor în sistemul de transmitere a mesajelor discrete.

Modele de canale de comunicare și descrierea lor matematică

Descrierea matematică exactă a oricărui canal de comunicare real este de obicei destul de complexă. În schimb, se folosesc modele matematice simplificate, care permit dezvăluirea celor mai importante modele ale unui canal real.

Să luăm în considerare cele mai simple și utilizate pe scară largă conexiuni ale modelului de canal.

Canale continue .

Un canal ideal fără interferențe introduce distorsiuni asociate cu modificări ale amplitudinii și poziției în timp a semnalului și este un circuit liniar cu o funcție de transfer constantă, de obicei concentrat într-o bandă de frecvență limitată. Sunt permise orice semnal de intrare, al căror spectru se află într-o anumită bandă de frecvență, având o putere medie limitată. Acest model este folosit pentru a descrie canale cu rază scurtă de acțiune cu propagare a semnalului închis (cablu, fir, ghid de undă, fibră optică etc.).

Un canal de zgomot alb gaussian este un canal ideal în care zgomotul este suprapus semnalului:

(1.4)

Câștigul și întârzierea sunt presupuse a fi constante și cunoscute la punctul de recepție; - interferență aditivă. Un astfel de model, de exemplu, corespunde canalelor radio cu antene transceiver care funcționează și în linia de vedere.

Canal gaussian cu faza de semnal incertă

Acest model diferă de modelul anterior prin faptul că întârzierea acestuia este o variabilă aleatorie. Pentru semnalele de bandă îngustă, expresia (1.4) pentru constantă și aleatorie poate fi reprezentată ca:

(1.5)

unde este transformata Hilbert a semnalului; este o 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 fluctuează în ele. Fluctuațiile de fază sunt de obicei cauzate de mici modificări ale lungimii canalului, proprietățile mediului în care trece semnalul și, de asemenea, 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 , , probabilitățile de apariție a simbolurilor alfabetului , lățimea de bandă a unui canal continuu inclus în canalul în cauză și densitatea de distribuție a probabilității (PDD) a apariția unui semnal la ieșirea canalului, cu condiția ca simbolul să fie transmis.

Cunoscând probabilitățile și PDF folosind formula Bayes, puteți găsi probabilitățile posterioare de transmitere a simbolului:

Decizia despre simbolul transmis este de obicei luată din condiția maximă.

canale discrete.

Un exemplu de canal discret fără memorie este canalul m. Canalul de transmisie este complet descris dacă sunt date alfabetul sursă , , probabilitățile de apariție a caracterelor alfabetice , rata de caractere , alfabetul de destinație și valorile probabilităților de apariție a caracterelor tranzitorii în condiția de transmitere a caracterului.

Staționar se numește 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 luați în considerare un canal binar (Figura 1.5). In acest caz, i.e. la intrarea canalului, alfabetul sursei și alfabetul destinatarului este format din două caractere „0” și „1”.

Un canal binar staționar se numește simetric dacă alfabetele de intrare și de ieșire sunt aceleași. Fiecare simbol de cod transmis poate fi primit eronat cu o probabilitate fixă și corect cu o probabilitate.

De remarcat 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 (Figura 1.6). Alfabetul din ieșire conține un caracter suplimentar în comparație cu alfabetul din intrarea sa. Acest simbol suplimentar (simbolul de ștergere „”) apare la ieșirea canalului atunci când semnalul analizat nu poate fi identificat cu niciunul dintre simbolurile transmise. Ștergerea caracterelor la aplicarea codului corespunzător de corectare a erorilor vă permite să creșteți imunitatea la zgomot.

Cel mai simplu model de canal binar cu memorie este modelul Markov, care este dat de matricea probabilității de tranziție:

unde este probabilitatea condiționată de a accepta în mod eronat caracterul ()-lea dacă caracterul --lea este primit corect; este probabilitatea condiționată de a accepta corect caracterul ()-lea dacă caracterul --lea este primit corect; este probabilitatea condiționată de acceptare eronată a ()al-lea caracter dacă al-lea caracter este primit eronat; este probabilitatea condiționată de a accepta corect caracterul ()-lea dacă caracterul --lea este primit eronat.

Probabilitatea de eroare necondiționată (medie) în canalul luat în considerare trebuie să satisfacă ecuația:

Literatură:

1. Inginerie radio / Ed. Mazor Yu.L., Machussky E.A., Pravda V.I. - Enciclopedie. - M.: ID „Dodeka-XXI”, 2002. - S. 488. - 944 p. - 2. Prokis, J. Comunicații digitale = Digital Communications / Klovsky D. D. - M .: Radio and communication, 2000. - 800 p.

3. Sklyar B. Comunicare digitală. Fundamente teoretice și aplicare practică = Digital Communications: Fundamentals and Applications. - Ed. a II-a. - M.: Williams, 2007. - 1104 p.

4.Feer K. Comunicare digitală fără fir. Metode de modulare și extindere a spectrului = Comunicații digitale fără fir: aplicații de modulare și spectru extins. - M.: Radio și comunicare, 2000. - 552 p.