ЭБТ курс жұмысы каз

БІЛІМ Ж€НЕ BЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
С. СЕЙФУЛЛИН атындаCы JАЗАJ АГРОТЕХНИКАЛЫJ УНИВЕРСИТЕТІ

Кафедра «Радиотехника, электроника ж‰не телекоммуникациялар»





КурстыK жaмыс

П‰ні: Электрлік байланыс теориясы

ТаKырыбы: «Jателер ыKтималдылыCыныS минимумы
критерий бойынша квазиоптимальдік
байланыс ж_йесiн Kaрастыру»





ОрындаCан: ___ тобы студенті
________________________
(Аты-ж™ні)

Тексерген: Омаров А.Т.
аCа оKытушы




КурстыK жaмысы KорCауCа жіберілді ______________________
(оKытушыныS Kолы)












АСТАНА 201__

С. СЕЙФУЛЛИН атындаCы JАЗАJ АГРОТЕХНИКАЛЫJ УНИВЕРСИТЕТІ

Кафедра «Радиотехника, электроника ж‰не телекоммуникациялар»

«БЕКІТЕМІН»
Кафедра меSгерушісі
_______________________
_______________________
(к_ні, айы, жылы)
КурстыK жaмысына
тапсырма № ____

П‰ні: «Электрлік байланыс теориясы»

Студент ___________________________________________ топ _____________

Жоба таKырыбы: «Jателер ыKтималдылыCыныS минимумы критерий бойынша
квазиоптимальдік байланыс ж_йесiн Kaрастыру»
БастапKы деректер _______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________


Т_сіндірме жазбаныS мазмaны
Орындалу мерзімі
Болжамалы к™лемі

1
Байланыс ж_йесініS KaрылымдыK сaлбасы
20.09.13
2 бет

2
АналогтыK сигналды цифрлыK сигналCа т_рлендіру
30.09.13
2 бет

3
ЖaптыKKа тексеретін т_зетуші кодпен кодтау
10.10.13
2 бет

4
МодулятордыS KaрылымдыK сaлбасы
20.10.13
3 бет

5
ДемодулятордыS KaрылымдыK сaлбасы
30.10.13
2 бет

6
КодтыK комбинацияны Kате KабылдауыныS ыKтималдылыCын есептеу
10.11.13
2 бет

7
Байланыс арнасыныS ™ткізгiштiк Kабiлеттiлігін аныKтау
20.11.13
2 бет



ГрафикалыK б™лімніS мазмaны
Орындалу мерзімі
Беттер саны
Формат

1
МодулятордыS KaрылымдыK сaлбасы
20.10.13
1
А4

2
ДемодулятордыS KaрылымдыK сaлбасы
30.10.13
1
А4


€дебиет:
1 Омаров А.Т. Jателер ыKтималдылыCыныS минимумы критерий бойынша квазиоптимальдік байланыс ж_йесiн Kaрастыру. Электрлік байланыс теориясы п‰нінен курстыK жaмысты орындауCа арналCан ‰дістемелік нaсKаулар.- Астана, КАТУ, 2010.
2 Теория электрической связи: Учебник для вузов/А.Г.Зюко и др. Под ред. Д.Д. Кловского.- М.: РиС, 1998
3 Панфилов И.П., Дырда В.Е. Теория электрической связи.- М.: РиС,1986.

Тапсырма берілген к_ні: 10.09.2013 ж., жобаны KорCау к_ні: 30.11.2013 ж.
Жоба жетекшісі ______________ Омаров А.Т.
Тапсырманы орындауCа алдым: 10.09.2013 ж. _______________________
(СтуденттіS Kолы)
Мазмaны

КурстыK жaмысына тапсырмасы.......................................................4
Кіріспе...........................................................................................................................6
1 Байланыс ж_йесініS KaрылымдыK сaлбасы...........................................................6
2 АналогтыK сигналды цифрлыK сигналCа т_рлендіру............................................8
3 ЖaптыKKа тексеретін т_зетуші кодпен кодтау....................................................10
4 ТактылыK жиілігi мен тактылыK интервалын есептеу....................................12
5 Модуляция жылдамдыCы мен аKпаратты тарату жылдамдыCын есептеу.........12
6 МодулятордыS KaрылымдыK сaлбасы..................................................................13
7 ДемодулятордыS KaрылымдыK сaлбасы..............................................................15
8 СигналдыS амплитудасын аныKтау..................................................................16
9 КодтыK комбинацияны Kате KабылдауыныS ыKтималдылыCын есептеу..........16
10 Байланыс арнасыныS ™ткізгiштiк Kабiлеттiлігін аныKтау................................17
Jорытынды.................................................................................................................18
ПайдаланылCан ‰дебиеттер тізімі............................................................................19











КурстыK жaмысына тапсырмасы

Jателер ыKтималдылыCыныS минимумы критерий бойынша квазиопти-мальдік байланыс ж_йесiн Kaрастыру керек. ОныS негізгі параметрлерін есеп-теп, KaрастырылCан байланыс ж_йеніS даму жолдарын атап шыCу керек.
2.1 ЦифрлыK модуляция т_рлерініS потенциальдік б™геттерге орныKты-лыCы _шін KысKаша салыстырмалы талдауын ™ткізу керек. Байланыс ж_йесініS жалпыланCан KaрылымдыK сaлбасын келтіру керек.
2.2 ШыCу к™зімен шыCаратын аKпараттыK сигналдыS спектрі шектелген (спектрдіS жоCарCы жиілігі- Fж). Бaл сигнал- т™менгі жиілікті аналогтыK сигнал екенін ескере отырып, оны цифрлыK ИКМ сигналCа т_рлендіру керек.
Бірінші, аналогты-цифрлыK т_рлендіргіштегi (АЦТ) т_рлендіруiнiS т_рле-рiн т_сiндiрiп жазу керек. Одан кейін, дискреттеу жиілігi мен дискреттеу интер-валын аныKтау керек. Кванттау Kадамы (- Cа теS бір Kалыпты кванттау кезінде, симметриялыK екілік кодпен кодтау _шін АЦТ-ныS техникалыK параметрлерін есептеп келтіру керек.
Келесіні аныKтау керек: санаKтардыS дискреттік Uд ж‰не квантталCан Uкв м‰ндерін, N кванттау деSгейлерініS н™мірлерін, (1 ж‰не (2 кванттау KателердіS м‰ндерін. Одан ‰рі кодтыK комбинацияларын Kaрастырып, цифрлыK ИКМ сиг-налдыS уаKыттыK диаграммасын тaрCызу керек.
2.3 Б™геттерге орныKты, жaптыKKа тексеретiн кодпен кодтау кезінде, код-тау процесін т_сiндiрiп жазу керек ж‰не кодердіS KaрылымдыK сaлбасын Ka-растыру керек. Бaл кодпен кодталCан цифрлыK сигналдыS кодтыK комбинация-ларын Kaрастырып, сигналдыS уаKыттыK диаграммасын тaрCызу керек.
2.4 КодталCан цифрлыK сигналдыS тактылыK жиілігiн ж‰не тактылыK ин-тервалын (кодтыK комбинациядаCы элементтіS aзаKтыCын) аныKтау керек.
2.5 N- арналы цифрлыK тарату ж_йесініS модуляция жылдамдыCы мен аK-паратты тарату жылдамдыCын аныKтау керек. ОлардыS м‰ндері арасындаCы айырмашылыCын т_сіндіру Kерек. R<В, R=В, R>В болатын жаCдайларын атап шыгу керек.
2.6 Берілген модуляцияныS т_рі _шін цифрлыK модулятордыS Kaрылым-дыK сaлбасын Kaрастырып, оныS жaмыс алгоритмін жазу керек. МодулятордыS кірісіндегі аKпараттыK сигналдыS ж‰не шыCысындаCы модуляцияланCан сиг-налдыS, сонымен Kатар модулятор сaлбасыныS н_ктелеріндегі сигналдыS уаKы-ттыK диаграммаларын тaрCызу керек. МодуляцияланCан сигналдыS спектрлiк диаграммасын тaрCызу ж‰не спектрдiS енін аныKтау керек.
2.7 Берілген модуляцияныS т_рі мен Kабылдау ‰дісі _шін демодулятор-дыS KaрылымдыK сaлбасын Kaрастырып, оныS жaмыс алгоритмін жазу керек. ДемодулятордыS кірісіндегі модуляцияланCан сигналдыS ж‰не шыCысындаCы демодуляцияланCан (модуляциядан шыCарылCан) аKпараттыK сигналдыS, соны-мен Kатар модулятор сaлбасыныS н_ктелеріндегі сигналдыS уаKыттыK диаграм-маларын тaрCызу керек.
2.8 Егер, сигналCа ‰сер ететiн б™гетін, KуаттыS спектрлiк тыCыздыCы W0- Cа теS «аK шуы» деп есептесек, берілген рKат KатенiS (элементті Kате алуыныS) ыKтималдылыCын Kамтамасыз ететiн демодулятордыS кірісіндегі h2 параметрі-ніS м‰нін аныKтау керек. АныKталCан h2 м‰ніне жеткiзетiн модуляцияланCан сигналдыS Um амплитудасын аныKтау керек.
2.9 Jарапайым ж‰не т_зетуші (б™геттерге орныKты) жaптыKKа тексеретiн код _шін кодтыK комбинацияны Kате декодтауныS (KабылдауыныS) ыKтимал-дылыCын аныKтау керек.
2.10 `йымдастырылCан байланыс арнаныS наKты ж‰не потенциальдік (Шеннон шегі) ™ткізгiштiк Kабiлеттіліктерін аныKтау керек.
ЖaмыстыS н‰тижелері бойынша Kорытынды жазу керек:
а) б™геттерге орныKты кодтауыныS тиімділігін баCалау керек. Jарапайым ж‰не т_зетуші кодтармен кодталCан кодтыK комбинацияларын Kате декодтауы-ныS ыKтималдылыKтарын салыстырып, Kорытынды жазу керек;
б) берілген модуляцияныS т_рі мен Kабылдау ‰дісі _шін, арнаныS ™ткіз-гiштiк KабiлеттілігініS пайдалану тиімділігін баCалау керек. `йымдастырылCан арнаныS наKты ж‰не потенциальді м_мкінді ™ткізгiштiк Kабiлеттіліктерін са-лыстып, Kорытынды жазу керек.
ШеннонныS кодтау теоремасын тaжырымдап, оCан Kатысты, ж_йеніS та-рату дaрыстыCы мен ™ткізгiштiк Kабілеттілігін жоCарылату м_мкіндіктерi тура-лы Kорытындыны жазу керек. Сонымен Kатар оларды жоCарылату ‰дістерiн атап шыCу ж‰не т_сіндіру Kажет.


Берілгені:
НaсKаныS номері- 71
МодуляцияныS т_рі- цифрлыK амплитудалыK модуляция (ЦАМ)
Jабылдау ‰дісі- оптимальдік когерентсіз
АналогтыK сигналдыS спектрдегі жоCарCы жиілігі- Fж=2,5 кГц
Кванттау деSгейлерініS саны- М=128
Кванттау Kадамы-
·=2,3 мВ
АрналардыS саны- N=3
ШудыS (б™геттіS) KуатыныS спектрлік тыCыздыCы- W0=3
·10-7 В2/Гц
JатеніS ыKтималдылыCы- рKат=2
·10-6








Кіріспе

Jазіргі байланыс ж_йелері, ‰р т_рлі функциональді т‰уелді KaрылCылар-дан тaратын к_рделі комплекс болып шыCады. Жалпы жаCдайда кез келген техникалыK ж_йеніS тиімділігі, шыCарылатын ™німніS сапасы мен санымен аныK-талады. Байланыс ж_йелерiнде, мaндай ™нім болып берілетін аKпараты есептелінеді, оныS саны- аKпаратты тарату жылдамдыCы, ал сапасы- KатенiS ыKтимал-дылыCы болады. Байланыс ж_йесі тиімділігінiS еS маSызды к™рсеткiшi болып, ж_йе мен арнаныS ™ткізгіштік Kабілеттілігін пайдалану д‰режесін аныKтайтын, аKпараттыK тиімділігі болып шыCады.
Байланыс ж_йелердіS тиiмдiлiгiн жоCарылату мiндетi- бaл тaтынушыCа, берілген дaрыстыCымен аKпараттыS максимальдік санын жеткізетiн ж_йеніS, еS жаKсы нaсKасын табу. Ж_йелердіS тиімділігін жоCарылату _шін, шыCу к™зiнiS артыKтылыCын т™мендету, б™гетке орныKты кодтармен кодтау ж‰не басKаларын жасау керек.
КурстыK жaмысында, берілген модуляцияныS т_рі мен Kабылдау ‰дісі ке-зiнде, Kателер ыKтималдылыCыныS минимумы критерий бойынша квазиоптимальдік байланыс ж_йесін Kaрастыру ж‰не оныS параметрлерiн потенциальді м_мкіндікті параметрлермен (Шеннон шегімен) салыстыру керек.


1 Байланыс ж_йесініS KaрылымдыK сaлбасы

JабылдауыныS максимальдік (потенциальдік) б™геттерге орныKтылыCын Kамтамасыз ететін KабылдаCышты оптимальдік KабылдаCыш деп атайды.
Дискреттік сигналдарды KабылдауыныS б™геттерге орныKтылыCын баCа-лайтын параметрі- сигналдарды Kабылдау кезіндегі KатеніS ыKтималдыCы. Ол модуляцияныS т_рі мен Kабылдау ‰дісіне байланысты. ЦифрлыK сигналдарды Kабылдау кезінде, цифрлыK амплитудалыK (ЦАМ), жиіліктіK (ЦЖМ), фазалыK (ЦФМ), салыстырмалы фазалыK (ЦСФМ) модуляцияларды Kолданылады.
1 суретте цифрлыK модуляция сигналдардыS векторлыK диаграмалары келтірілген.

а) ЦФМ s0(t) б) ЦЖМ в) ЦАМ

s0(t) U 0 U s1(t) U
·s=
·2·U s0(t) U s1(t)
0
0 U s1(t)

·s=2U
·s=U

1 сурет- ЦифрлыK модуляция сигналдардыS
векторлыK диаграммалары

ЦифрлыK ж_йелерінде, екілік кодтыS «1» ж‰не «0» элементтері таратып беріледі. Оларды тарату _шін s1(t) ж‰не s0(t) сигналдарды Kолданады. ЦФМ кезінде, s1(t) ж‰не s0(t) сигналдары- KарамаKарсы сигналдар, яCни s1(t)=-s0(t). СигналдардыS айырмашылыCы (сигналдардыS векторлар арасындаCы араKа-шыKтыCы)
·s=2U, мaнда U- сигналдыS амплитудасы. ЦЖМ кезінде: s1(t) ж‰не s0(t) сигналдары- ортогональдік сигналдар,
·s=
·2U, ЦАМ кезінде:
·s=U.
Сонымен, ЦФМ кезінде s1(t) ж‰не s0(t) сигналдардыS айырмашылыCы еS _лкен, ЦЖМ сигналдардыS айырмашылыCы одан т™мен, еS кіші айырмашылы-Cы- ЦАМ сигналдардыS. Солай болCандыKтан, еS жоCарCы потенциальдік б™гет-ке орныKтылыCын (еS т™менгі KатеніS ыKтималдылыCын) беретін- ЦФМ, одан кейін- ЦСФМ, ЦЖМ, ЦАМ.
ЦФМ модуляцияны ЦЖМ модуляциямен салыстырCанда, ол 2 есе (З дБ) энергетикалыK aтысын береді, ал ЦАМ модуляциямен салыстырCанда- 4 есе (6 дБ) aтысын береді. ЦСФМ модуляцияныS б™гетке орныKтылыCы ЦФМ модуля-циядан т™мен, біраK ЦЖМ модуляциядан жоCары.
2 суретте байланыс ж_йесініS жалпы KaрылымдыK сaлбасы келтірілген.















2 сурет- Байланыс ж_йесініS жалпы KaрылымдыK сaлбасы

ХШК- хабарлар шыCу к™зі. ^зіліссіз хабарларды шыCарады.
Хабар/сигн.- хабарды сигналCа т_рлендіргіш. b хабарды ua(t) бастапKы аналогтыK сигналCа т_рлендіру _шін.
ШКК- шыCу к™зініS кодері. ua(t) аналогтыK сигналды uц(t) цифрлыK сиг-налCа т_рлендіру _шін. Бaл аналогты-цифрлыK т_рлендіргіш (АЦТ). ЦифрлыK бастапKы сигнал- бaл екілік Kарапайым кодтыS кодтыK комбинациялардыS тіз-бегі.
АК- арнаныS кодері. Тарату дaрыстыCын жоCарылату _шін. Jарапайым кодтыS кодтыK комбинацияларын, б™гетке орныKты (т_зетуші) кодпен кодтай-ды. ЦифрлыK uц(t) сигнал, uцк(t) цифрлыK кодталCан сигналCа т_рленеді.
Модулятор. БастапKы сигналдыS параметрлерін арнаныS параметрлер-мен с‰йкестіру _шін. Т™мен жиілікті uцк(t) цифрлыK кодталCан сигналды, арна-ныS параметрлеріне с‰йкес келетін s(t) жоCары жиілікті сигналCа т_рлендіреді. Модуляторда, тасушы сигналдыS параметрін, uцк(t) аKпараттыK цифрлыK код-талCан сигналдыS зыSымен озгертеді. Сонымен, тасушы сигналCа таратып бері-летін хабарды кіргізеді.
ШJ- шыCу KaрылCы. ОCан, к™п жаCдайда, сигналдыS к_шейткіші, спект-рін шектейтін жолаKты с_згі, таратKышты байланыс жолымен келістіретін Ka-рылCылар. ШыCысынан- к_шейткен s((t) сигналы шыCады.
БЖ- байланыс жолы. Сигналдарды тарату _шін арналCан физикалыK ор-тасы.
БШК- б™геттер шыCу к™зі. s((t) сигналCа Kосылатын ((t) б™геттер мен бaрмалануларды шыCарады. Сонымен, байланыс жолымен Kабылдау жаCына келетін сигнал- s(((t)=s((t)+((t). Ол, тарату жаCынан шыKKан s((t) сигналCа тура с‰йкес емес.
КJ- кіру KaрылCы. ОCан, к™п жаCдайда, б™геттердіS деSгейін т™мендету aшін жолаKты с_згі, сигналдыS к_шейткіші, KабылдаCышты байланыс жолымен келістіретін KaрылCылар. ШыCысынан- s((t) сигнал шыCады.
Демодулятор. Модуляциядан шыCаратын KaрылCы. ОныS шыCысынан тарату жаCындаCы цифрлыK кодталCан сигналCа с‰йкес u(цк(t) сигнал шыCады. ОныS, тарату жаCындаCы uцк(t) сигналмен айырмашылыKтары болу м_мкін (кодтыK комбинацияларында Kате алынCан элементтері болу м_мкін).
АД- арнаныS декодері. Тарату дaрыстыCын жоCарылату _шін. u(цк(t) ци-фрлыK кодталCан сигналдыS, б™гетке орныKты кодтыS кодтыK комбинацияла-рын декодтап, олардыS ішіндегі Kате алынCан элементтерін табу ж‰не т_зету aшін. ШыCысынан цифрлыK бастапKы u(ц(t) сигнал шыCады.
ШКД- шыCу к™зініS декодері. Jарапайым кодтыS кодтыK комбинация-ларды декодтап, u(ц(t) цифрлыK сигналды u(a(t) бастапKы аналогтыK сигналCа т_рлендіреді. Бaл цифрлы-аналогтыK т_рлендіргіш (ЦАТ).
Сигн./хабар- сигналды хабарCа трлендіргіш. u(a(t) бастапKы аналогтыK сигналды b( хабарCа т_рлендіреді. JабылданCан b( хабарыS, тарату жаCындаCы b хабардан айырмашылыCы болуы м_мкін.
ХА- хабарларды алушы. ^зіліссіз хабарларды Kабылдайды.


2 АналогтыK сигналды цифрлыK сигналCа т_рлендіру

АналогтыK сигналды цифрлыK ИКМ сигналCа т_рлендіру _шін АЦТ-те тізбектей _ш операциялар орындау керек:
а) аналогтыK сигналды уаKыт бойынша дискреттеу, яCни ua(t) бастапKы аналогтыK сигналдан, Тд уаKыттыK интервалы (дискреттеу интервалы) арKылы Uд(nТд) дискреттік санаKтарын алу;
б) дискреттік санаKтарды кванттау (м‰ндері (деSгейлері) бойынша дис-креттеу), яCни дискреттік санаKтардыS м‰ндерін, еS жаKын Uкв(n
·Tд) кванттал--Cан (рaKсат етілген) м‰ндеріне теSдету;
в) квантталCан санаKтарды кодтау, яCни квантталCан м‰ндеріне с‰йкес кванттау деSгейлерініS н™мірлерін симметриялыK екілік кодпен кодтау.
АЦТ-тіS KaрылымдыK сaлбасы 3 суретте келтірілген.







3 сурет- АЦТ-тіS KaрылымдыK сaлбасы

Дискреттеу жиілігі (интервалы) Котельников теоремасыныS шарты бой-ынша таSдалады:

·2
·Fж; (Тд(13 EMBED Equation.3 1415), (1)
мaндаCы Fж- сигналдыS спектріндегі жоCарCы жиілігі. Тд=1/Fд.
НаKты цифрлыK ж_йелерде дискреттеу жиілігін екі еселенген жоCарCы жиілігінен жоCары алады: Fд(2
·Fж. Бaл, Kабылдау жаCында квантталCан санаK-тардан аналогтыK сигналды Kалпына келтіру кезінде, Kарапайым т™менгі с_згіні KолдануCа м_мкіндігін береді. ЦифрлыK тарату ж_йелерініS жабдыKтарын уни-фикациялау _шін Fд- 8 кГц жиілігіне еселі болып алады.
ЦифрлыK ИКМ сигнал- бaл Kарапайым екілік кодтыS k-элементтік код-тыK комбинациялардыS тізбегі. КодтыS т_рі- симметриялыK екілік. КодтыK комбинациядаCы 1-ші элемент- квантталCан санаKтыS полярлыCын кодтайды: оS полярлыCы- «1», теріс полярлыCы- «0». Келесі (k-1) элементтер- деSгейініS н™-мірін кодтайды. КодтыK комбинацияныS aзындыCы (элементтердіS саны) М кванттау деSгейлерініS саны бойынша аныKталады:

k
·1+log2М, (2)

мaндаCы k- б_тін саны.

Есептеулер:
Fж=2,5 кГц, Fд>2
·Fж=2
·2,5=5 кГц. Fд=8 кГц.
Тд=1/Fд=1/(8
·103)=125
·10-6 с=125 мкс.
М=128; k
·1+log2 М=1+log2128=8 элемент.
Кванттау Kадамы (=2,3 мВ.
АЦТ-тіS кірісіндегі аналогтыK сигналдыS м‰ндер диапазоны:
[-(
·(М-1)((
·(М-1)]=-292,1(292,1 мВ.
АЦТ-тіS техникалыK параметрлері 1 кестеде келтірілген.

1 кесте
КвантталCан м‰ндері Uкв, мВ
0
(2,3
...
(34,5
(36,8

Кванттау деSгейлерініS номірлері N
0
(1
...
(15
(16

ДеSгейлер номірлерініS кодтыK комбинациялары
10000000
10000001 00000001
...
10001111
00001111
10010000
00010000

КвантталCан м‰ндері Uкв, мВ
(71,3
(73,6

(289,8
(292,1

Кванттау деSгейлерініS номірлері N
(31
(32

(126
(127

ДеSгейлер номірлерініS кодтыK комбинациялары
10011111
00011111
10100000
00100000

11111110
01111110
11111111
01111111


Дискреттік санаKтардыS м‰ндері: Uд1=NнaсKа=71 мВ.
Uд2=- Uд1/2=-71/2=-35,5 мВ.
СанаKтарCа с‰йкес келетін кванттау деSгейлерініS н™мірлері:
N1=Uд1/(=71/2,3=30,8. N1=31.
N2=Uд2/(=-35,5/2,3=-15,4. N2=-15.
КвантталCан санаKтардыS м‰ндері: Uкв1=N1·(=31·2,3=71,3 мВ.
Uкв2=N2·(=-15·2,3=-34,5 мВ.
СанаKтардыS кодтыK комбинациялары: Q1(0,1)=10011111.
Q2(0,1)=00001111.
Кванттау KателердіS м‰ндері: (=Uд-Uкв. (1=71-71,3=-0,3 мВ;
(2=-35,5-(-34,5)=-1 мВ.
ЦифрлыK ИКМ сигналдыS уаKыттыK диаграммасы 4 суретте келтірілген.

uц(t) 1-ші кодтыK 2-ші кодтыK
комбинациясы комбинациясы
1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

t, мкс
0 125 2
·50
4 сурет- АЦТ шыCысындаCы цифрлыK ИКМ сигналдыS
уаKыттыK диаграммасы


3 ЖaптыKKа тексеретін т_зетуші кодпен кодтау

БарлыK таK санына еселi Kателердi табатын, б™геттерге орныKты (т_зету-ші), жaптыKKа тексеретiн кодпен кодтау кезiнде, Kарапайым кодтыS k- элемент-тiк кодтыK комбинацясына, бір тексеруші элемент Kосылады. Тексеруші эле-менті, кодтыK комбинация iшiндегi «1» деген элементтердiS санын жaп санына жеткiзедi. Тексеруші элемент кодтыK комбинацияныS соSында, аKпараттыK эле-менттерден кейін Kойылады. Сонымен, жaптыKKа тексеретiн кодтыS кодтыK комбинацияныS aзындыCы келесіге теS:

n=k+1, (3)

мaндаCы k- Kарапайым кодтыS кодтыK комбинациясыныS aзындыCы.
Тексеруші элемент - Kарапайым кодтыS кодтыK комбинациясындаCы бар-
лыK элементтердіS модуль екі бойынша Kосындысымен аныKталады:
r=k1 ( k2 (( kk, (4)

мaндаCы (- модуль екі бойынша Kосындысы; k1, k2 ... kk- Kарапайым кoдтыS кодтыK комбинациясындаCы аKпараттыK элементтері.
ЖaптыKKа тексеретiн т_зетуші (n, k) кодтыS параметрлері: (n, k)=(k+1, k).

Есептеулер:
k=8 эл.; r=1 эл.; n=8+1=9 эл., кодтыS параметрлері: (9,8).
Бірінші кодтыK кобинациясы _шін.
Jарапайым кодтыS кодтыK комбинациясы: Q1(0,1)=10011111.
r=1(0(0(1(1(1(1(1=0.
ЖaптыKKа тексеретiн кодтыS кодтыK комбинациясы: F(0,1)=100111110.
Екінші кодтыK комбинациясы _шін.
Jарапайым кодтыS кодтыK комбинациясы: Q2(0,1)=00001111.
r=0(0(0(0(1(1(1(1=0.
ЖaптыKKа тексеретiн кодтыS кодтыK комбинациясы: F(0,1)=000011110.
ЖaптыKKа тексеретiн кодтыS кодердіS KaрылымдыK сaлбасы 5 суретте келтірілген. ЖaптыKKа тексеретiн т_зетуші кодпен кодталCан цифрлыK сигнал-дыS уаKыттыK диаграммасы 6 суретте келтірілген.

k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8
RG1

1
2
3
4
5
6
7
8









1
2
3
4
5
6
7
8
9

k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 r RG2

5 сурет- ЖaптыKKа тексеретiн (9,8) кодтыS кодердіS
KaрылымдыK с_лбасы


Uцк(t) 1-ші кодтыK 2-ші кодтыK
комбинациясы комбинациясы
1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0


0 125 250 t, мкс

6 сурет- ЖaптыKKа тексеретiн (9,8) кодтыS кодердіS шыCысындаCы
цифрлыK сигналдыS уаKыттыK диаграммасы
4 ТактылыK жиілігi мен тактылыK интервалын есептеу

ЖaптыKKа тексеретiн т_зетуші кодпен кодталCан цифрлыK сигналдыS эле-менттіS aзаKтыCы, дискреттеу интервалы мен кодтыS жалпы aзындыCымен аныKталады. Бір тактылыK интервалда- бір элементі таратып беріледі. Сонымен, элементтіS aзаKтыCын- Ттакт тактылыK интервалы, ал элементтерді та-рату жиілігін- Fтакт тактылыK жиілігі деп атайды.
Сонда, тактылыK жиілігі- бaл бір секунданыS ішінде таратып берілетін тактылардыS (элементтердіS) саны. Сонымен, тактылыK жиілігі- бaл модуляция жылдамдыCы деп айтуCа болады.
Т™менде келтірілген есептеулер- бaл теоретикалыK есептеулер. Олар, Kа-жетті Kосымша Kызметтік арналарсыз, бірарналы тарату ж_йелер _шін Cана жарайды. Есептеулерде, дегенмен, т_зетуші кодпен кодтауы есепке алынCан.

Fтакт=Fд
·n ж‰не Ттакт=1/Fтакт, немесе Ттакт=Тд/n ж‰не Fтакт=1/Ттакт. (5)

Есептеулер:
Fд=8 кГц; n=9 эл.
Fтакт=Fд
·n=8
·103
·9=72
·103 Гц=72 кГц;
Ттакт=1/Fтакт=1/(72
·103)=13,9
·10-6 с=13,9 мкс.


5 Модуляция жылдамдыCы мен аKпаратты тарату жылдамдыCын есептеу

N- арналы тарату ж_йесiндегi В модуляция ж‰не R аKпаратты тарату жыл-дамдыKтарын аныKтау кезінде, келесілерді ескергенi дaрыс:
- N арналыK сигналдарды тарату _шін, ж_йеніS тарату циклы Kaрамында N арналыK интервалдарды ж‰не синхросигнал мен басKа кызметтiк сигналдар-ды тарату _шiн бiр Kосымша арналыK интервалды aстау керек;
- ж_йесіндегi В модуляция жылдамдыCы, секунданыS iшiнде таратып бе-рiлетiн элементтердiS санына, яCни тарату ж_йесініS тактылыK жиiлiгiне теS;
- тактылыK жиілігiн аныKтау кезінде, арналыK интервалында санаKтыS n- элементтік кодтыK комбинациясын таратып берілетінін есте саKтау керек;
- тарату ж_йесіндегі аKпаратты тарату жылдамдыCы, дискреттеу жиілігi мен элементтіS энтропиясын ескерумен, аKпаратты тасымайтын Kызметтiк сиг-налдардыS (Kосымша арналыK интервалда таратып берілетін Kызметтік сигнал-дары, санаKтардыS кодтыK комбинацияларындаCы жaптыKKа тексеретiн кодтыS тексеруші элементтері) элементтерiн ескерусіз есептеу керек;
- дискреттеу интервалы, аKпаратты тасыйтын санаKтардыS k-элементтiк кодтыK комбинациялардан тaратын N арналыK интервалын aстайды.
Jарапайым жаCдай _шін бір Kызметтік арнаны алуCа болады. Онда, N-арналы ЦТЖ-дегі В модуляция жылдамдыCы (техникалыK жылдамдыCы) ж‰не R аKпаратты тарату жылдамдыCы (аKпараттыK жылдамдыCы) мынандай форму-лалар арKылы аныKтауCа болады:


В=Fд
·n
·(N +1), (6)

R=Нэл
·Fд
·k
·N (7)

мaндаCы Нэл- элементтіS энтропиясы (бір элементтіS ішіндегі аKпараттыS орта саны).
ЭлементтердіS шыCу ыKтималдылыKтарын бір біріне теS болатынды ал-саK: р(1)=р(0), онда Нэл=Нэл.макс=1 бит/эл ж‰не R=Fд
·k
·N, бит/с.

Есептеулер:
Fд=8 кГц; k=8 эл; n=9 эл; N=3 арна.
В=Fд
·n
·(N +1)=8
·103
·9
·(3+1)=288
·103 Бод=288 кБод.
R=Fд
·k
·N=8
·103
·8
·3=192
·103 бит/с=192 кбит/с.
(ТапсырманыS 2.5 пунктіндегі тапсырмасын келтіріSіз).
Ж_йеніS модуляция жылдамдыCы мен аKпаратты тарату жылдамдыCыныS м‰ндері арасындаCы айырмашылыCын т_сіндіру Kерек. R<В, R=В, R>В болатын жаCдайларын атап шыгу керек.


6 МодулятордыS KaрылымдыK сaлбасы









7 сурет- ЦАМ модулятордыS KaрылымдыK сaлбасы

Гн – тасушы сигналдыS генераторы: uтас(t)=Uтас(cos((тас·t);
( - сигналдар к™бейткіші.
ЦАМ модулятордыS жaмыс алгоритмі 2 кестеде келтірілген.

2 кесте
Символ
Модулятор кірісіндегі бастапKы аKпараттыK сигналы uцк(t)
Модулятор шыCысындаCы модуляцияланCан сигнал sЦАМ(t)

0
u0(t)=0
s0(t)=0

1
u1(t)=Uимп
s1(t)=uтас(t)=Uтас(cos((тас·t)


МодулятордыS ‰р т_рлі н_ктелеріндегі сигналдардыS уаKыттыK диаграм-малары 8 суретте келтірілген.
ЦАМ сигналдыS шектелген спектрініS спектрлік диаграммасы 9 суретте келтірілген.


1-ші кодтыK 2-ші кодтыK
комбинациясы комбинациясы
1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0
1) uцк(t)
0 t, мкс
2) uтас(t)
0 t, мкс
3) sЦАМ(t)
0 t, мкс
125 250

8 сурет- ЦАМ модулятордыS ‰р т_рлі н_ктелеріндегі
сигналдардыS уаKыттыK диаграммалары







0



9 сурет- ЦАМ сигналдыS спектрлік диаграммасы

ЦАМ сигналы- бaл радиоимпульстердіS тізбегі. ЕS KысKа радиоимпульс-тіS aзаKтыCы тактылыK интервалына теS. ЦАМ сигналдыS спектрлік диаграм-масында- радиоимпульстіS максимальді шектелген спектрі келтірілген. ЦАМ сигналдыS шектелген спектрiнiS енi тікбaрышты бейне импульстiS (модуляция-лайтын сигналдыS) спектрініS енінен т‰уелді, ал бейне импульс спектрініS ені- импульстіS Fтакт тактылыK жиілігімен аныKталады.
ЦАМ сигналдыS шектелген спектрiнiS енiн келесі формуламен аныKтауCа болады:

(FЦАМ=2/Ттакт, немесе (FЦАМ=2(Fтакт. (8)

Есептеулер:
Fтакт=72 кГц
(FЦАМ=2(Fтакт=2(72
·103=144
·103 Гц=144 кГц.

7 ДемодулятордыS KaрылымдыK сaлбасы

U




10 сурет- ЦАМ сигналдардыS оптимальдік когерентсіз
KабылдаCыштыS (демодулятордыS) KaрылымдыK сaлбасы

z(t)=s*(t)=s(t)+((t)- KабылданCан сигнал: s(t) таратып берілген сигнал мен ((t) б™геттіS Kосындысы;
КСтас- тасушы сигналмен келістірілген с_згі;
АД- амплитудалыK детектор (ораушыныS детекторы), KабылданCан сиг-налдыS ораушысын айырып алатын KaрылCы;
ШJ- шешу KaрылCы, U кернеуін Uтаб табалдырыK кернеумен салысты-рып, оныS н‰тижесіне с‰йкес u*цк(t): u*1(t), немесе u*0(t) бастапKы сигналды шыCарады.
ДемодулятордыS жaмыс алгоритмі 3 кестеде келтірілген.

3 кесте.
Демодулятор кірісіндегі z(t)=s*(t)
Kабылданатын сигнал
Демодулятор шыCысындаCы u*цк(t) бастапKы аKпараттыK сигнал

s*1(t)=u*тас(t)=Uтас
·cos(
·тас·t)+((t)
u*1(t)=Uимп - «1» деген символы

s*0(t)=0+((t)
u*0(t)=0 - «0» деген символы


ДемодулятордыS ‰р т_рлі н_ктелеріндегі сигналдардыS уаKыттыK диа-граммалары 11 суретте келтірілген.

1) s*(t)
0 t, мкс
2)
0 t, мкс

3)
0 t, мкс
1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0
4) u*цк(t)
0 125 250 t, мкс
1-ші кодтыK 2-ші кодтыK
комбинациясы комбинациясы

11 сурет- ЦАМ демодулятордыS ‰р т_рлі н_ктелеріндегі
сигналдардыS уаKыттыK диаграммалары
8 СигналдыS амплитудасын аныKтау

Аддитивтік гаустыK «аK шуылы» арнада, ыKтималдылыKтары бірдей бо-латын ЦАМ сигналдарды оптимальдiк когерентсіз Kабылдау кезіндегі KатенiS ыKтималдылыCы:

рKат=0,5
·exp(-h2/4) (9)

мaндаCы h2=E/W0; E- s1(t)сигналдыS энергиясы, В2
·с; W0- шу (б™гет) KуатыныS спектрлiк тыCыздыCы, В2
·с.
Осыдан:

h2=- 4
·ln(2
·рKат) (10)

Есептеулер:
рKат=2
·10-6.
h2=- 4
·ln(2
·рKат)=- 4
·ln(2
·2
·10-6)=49,7.
JатеныS ыKтималдылыCы рKат=2
·10-6 болу _шін, h2=49,7 болуы керек.
ГармоникалыK тасушы сигналдыS Kуаты:

Ртас=U2тас/2, (11)

мaндаCы Uтас- тасушы сигналдыS амплитудасы, B.
СигналдыS энергиясы:

E=Pтас
·Tтакт=Pтас/Fтакт ж‰не E=h2
·W0 (12)

Сонда, т_рлендіруінен кейін:

Uтас=(2
·h2
·W0
·Fтакт (13)

h2=49,7; W0=3
·10-7 В2/Гц; Fтакт=72 кГц=72
·103 Гц.

Uтас=(2
·h2
·W0
·Fтакт =(2
·49,7
·3
·10-7
·72
·103 = 1,47 В.

h2=49,7 м‰нін Kамтамасыз ететін тасушы сигналдыS амплитудасы U=1,47 В.


9 КодтыK комбинацияны Kате KабылдауыныS ыKтималдылыCын есептеу

Егер Kарапайым кодтыS кодтыK комбинацияныS ішінде бір, немесе одан к™п элементтері Kате KабылданCан болса, кодтыK комбинациясы Kате Kабылда-нылады. Оны Kате KабылдауыныS ыKтималдылыCы келесі формуламен аныKта-лады:

РKат.к.к.Kар.=1-P(0,k)=1-(1-pKат.)k, (14)

мaндаCы Р(0, k)- k элементтік кодтыK комбинацияны Kатесіз (0 Kателер бола-тын), яCни дaрыс KабылдауыныS ыKтималдылыCы.

рKат=2
·10-6: k=8 эл. РKат.к.к.Kар.=1-(1-pKат.)k.=1-(1-2
·10-6)8=1,6
·10-5.

Егер жaптыKKа тексеретін т_зетуші кодтыS кодтыK комбинацияныS iшiн-де Kате KабылданCан элементтердіS саны жaп болса, онда кодтыK комбина-циясы Kате Kабылданылады. Себебi- бaл кодтыK комбинациясы басKа рaKсат етілген комбинациясы болып шыCады.
Егер Kате KабылданCан элементтердіS саны таK болса, бaл кодтыK комби-нациясы тыйым салынCан комбинациясы болып, комбинацияныS Kате Kабыл-данCаны табылады.
Онда, кодтыK комбинацияны Kате KабылдауыныS ыKтималдылыCы мына формуламен аныKталады:

РKат.к.к.т_з.=P(2,n)+P(4,n)+=C2n
·p2Kат
·(1-pKат)n-2+C4n
·p4Kат
·(1- pKат)n-4+, (15)

мaндаCы Р(t,n)- n элементтік кодтыK комбинациясындаCы t KателердiS ыKтимал-дылыCы; Сtn- n элементтерiнен t элементтерi бойынша _йлесімі.

Ctn=n(/[t((n-t)(]. (16)

рKат((1 болCандыKтан, кодтыK комбинациясындаCы тек Kана екі элементiн Kате KабылдауыныS ыKтималдылыCын ескеруге болады. Онда n элементтік код-тыK комбинацияны Kате KабылдауыныS ыKтималдылыCы мына формуламен аныKталады:

РKат.к.к.т_з.
·P(2,n)=C2n
·p2Kат
·(1-pKат)n-2
·C2n
·p2Kат (17)

рKат=2
·10-6; n=9 эл. РKат.к.к.т_з.
·C29
·(2
·10-6)2=13 EMBED Equation.3 1415


10 Байланыс арнасыныS ™ткізгiштiк Kабiлеттiлігін аныKтау

Шу KуатыныS спектрлік тыCыздыCы W0, жиілік жолаCыныS ені сигнал-дыS спектрініS еніне теS, аддитивтік гаустыK «аK шуылды», _зіліссіз арнаныS ™ткізгiштiк Kабілеттілігін (арнамен аKпаратты тарату жылдамдыCыныS макси-мальді м_мкінді м‰нін) Шеннон формуласымен аныKтауCа болады:

С=(Fар(log2 (1+Рс/Рш), (18)

мaндаCы (Fар- арнаныS жиілік жолаCыныS ені, модуляцияланCан ЦАМ сигнал-дыS спектрiнiS енiне теS: (Fар=
·FЦАМ; Рс/Рш- детектордыS кірісіндегі сигнал/ шу (сигнал мен шу KуаттарыныS) Kатынасы. (12) формуладан:

Рс=Ртас=Е/Ттакт=Е(Fтакт ж‰не Е=h2(W0 (19)

Рш=W0((Fар=W0((FЦАМ ж‰не (FЦАМ =2(Fтакт (20)

Онда: Рс/Рш=h2(W0·Fтакт/(W0·2·Fтакт)=h2/2 (21)

С=(FЦАМ(log2 (1+h2/2) (22)

(FЦАМ=144 кГц=144
·103 Гц; h2=49,7.
С=144(103(log2(1+49,7/2)=0,68(106 бит/с=0,68 Мбит/с.

АрнаныS
·Fк жиілік жолаCыныS енін к™бейту кезінде, оныS ™ткізгiштiк Kабілеттілігі шегіне (Шеннон шегіне) aмтылады:

С(=lim C =(Рс/W0)(log2 е =1,443((Рс/W0) (23)
13 EMBED Equation.3 1415 (Fк
·
Рс=h2(W0(Fтакт (24)

Онда: С(=1,443((h2(Fтакт) (25)

h2=49,7; Fтакт=72 кГц=72
·103 Гц.
С( =1,443((49,7(72(103)=5,2(106 бит/с=5,2 Мбит/с.


Jорытынды

1) Б™гетке орныKты KодтауыныS тиімділігі Kарапайым ж‰не т_зетушi Kод-тау кезіндегi, олардыS кодтыK комбинацияларды Kате алуыныS ыKтималдылыK-тарыныS Kатынасымен баCаланады.

РKат.к.к.Kар./РKат.к.к.т_з.=1,6
·10-5/1,44·10-10=1,1·105

Б™гетке орныKты, жaптыKKа тексеретін кодты Kолдану кезінде, Kарапай-ым кодпен салыстырCанда, кодтыK комбинацияны Kате KабылдауыныS ыKти-малдылыCы 1,1
·105 есе т™мендейді.
2) АрнаныS ™ткізгiштiк Kабілеттілігін пайдалану тиімдiлігі, оныS потен-циальді м_мкiн шегі (Шеннон шегі) мен KaрастырылCан арнаныS ™ткізгiштiк Kабілеттілігі арасындыCы Kатынасымен баCаланады.

С(/С=5,2/0,68=7,6

JaрастырылCан арнаныS ™ткізгіштік Kабілеттілігі, потенциальді м_мкін Шеннон шегінен 7,6 есе т™мен. ЦАМ сигналдарды оптимальдік когерентсіз Kабылдау ‰дісі бойынша KaрылCан байланыс ж_йесініS ™ткізгіштік Kабілеттілігі жаман емес.
(ТапсырманыS 2.10 пунктіндегі тапсырмаларын келтіріSіз).
ШеннонныS кодтау теоремасын тaжырымдап, оCан Kатысты, ж_йеніS тарату дaрыстыCы мен ™ткізгiштiк Kабілеттілігін жоCарылату м_мкіндіктерi туралы Kорытындыны жазу керек. Сонымен Kатар оларды жоCарылату ‰дістерiн атап шыCу ж‰не т_сіндіру Kажет.


ПайдаланылCан ‰дебиеттер тізімі

1. Омаров А.Т., Дунаев П.А. Jателер ыKтималдылыCыныS минимумы критерий бойынша квазиоптимальдік байланыс ж_йесiн Kaрастыру. Электрлік байланыс теориясы п‰нінен курстыK жaмысты орындауCа арналCан ‰дістемелік нaсKаулар.- Астана, КАТУ, 2010.
2. Панфилов И.П., Дырда В.Е. Теория электрической связи.- М.: Радио и связь,1986.
3. Теория электрической связи: Учебник для вузов/А.Г.Зюко и др. Под ред. Д.Д. Кловского.- М.: Радио и связь, 1998.


С. СЕЙФУЛЛИН атындаCы JАЗАJ АГРОТЕХНИКАЛЫJ УНИВЕРСИТЕТІ

Кафедра «Радиотехника, электроника ж‰не телекоммуникациялар»

П‰ні: Электрлік байланыс теориясы


КурстыK жaмысKа

СЫН - ПІКІР

Студент __________________________________ топ _______________

ЖaмыстыS таKырыбы: Jателер ыKтималдылыCыныS минимумы
критерий бойынша квазиоптимальдік
байланыс ж_йесiн Kaрастыру

ЖaмыстыS мазмaныныS берілген тапсырмаCа с‰йкестігі ____________
_____________________________________________________________

Кемшіліктер:
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________

КурстыK жaмысты тексеру к_ні _________________________

АлCашKы баCасы ______________________________________________

JорCауды ™ткізу к_ні ___________________________________________

JорCаCаннан кейінгі баCа _______________________________________


ЖетекшініS Kолы ________________________









13PAGE 15




13PAGE 14115


13PAGE 14915





JабылдаCыш

БЖ

БШК

uц(t)

uцк(t)

АК

ШКК

Хабар/сигн.

ХШК

Модулятор

ШJ

b

ua(t)

s(t)

s'(t)

АД

ШКД

Сигн./хабар

ХА

Демодулятор

КJ

b*

u*a(t)

( (t)

u*ц(t)

u*цк(t)

s*(t)

s*'(t)

ТаратKыш

АналогтыK
сигнал



ЦифрлыK ИКМ
сигнал




ua(t)


Дискретизатор
(АИМ)


Кодер


Кванттаушы


Uд(n
·Tд)


uц(t)=uикм(t)


Uкв(n
·Tд)


АЦТ



Дискреттік
санаKтар



КвантталCан
санаKтар




(

х

Гн

uцк(t)

sЦАМ(t)

1)

2)

3)

fтас-Fтакт

fтас

fтас+Fтакт

(, рад/с

(FЦАМ

S((), B·с/рад

Uтаб=0

КСтас


z(t)

ШJ

u0(t) (0), U
uцк(t)

u1(t) (1), U >Uтаб болCанда

4)

2)

1)

АД


3)

uтас(t)




Приложенные файлы

  • doc 18048587
    Размер файла: 397 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий