Обобщенная структурная схема системы электросвязи назначение элементов реферат
Обновлено: 26.06.2024
Название работы: Обобщенная структура систем электросвязи. Понятия: канал электросвязи, канал передачи, система передачи
Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы
Дата добавления: 2013-09-05
Размер файла: 47.66 KB
Работу скачали: 24 чел.
Обобщенная структура систем электросвязи. Понятия: канал электросвязи, канал передачи, система передачи.
- преобразование первичных сигналов в линейные сигналы с характеристиками, согласованными с характеристиками среды распространения (линией связи);
- выбор маршрута передачи и коммутация;
- передача сигналов по выбранному маршруту;
Обобщённая структурная схема системы электросвязи представлена на рис. 1.2.1, где приняты следующие обозначения:
ОС 1 (ОС -1 ) оборудование сопряжения, осуществляющее прямое (обратное) преобразование первичных сигналов в линейные сигналы (вторичные сигналы), физические характеристики которых согласуются с параметрами среды распространения (СР).
Рисунок 1.2.1 Обобщенная структурная схема системы
Каналом передачи называется комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающий передачу первичного сигнала электросвязи в определенной полосе частот или с определенной скоростью передачи между прямым и обратным преобразователем (канал передачи типовой, параметры которого соответствуют требованиям ЕСЭ РФ; тональной частоты типовой аналоговый канал передачи с полосой частот от 0,3 до 3,4 кГц; цифровой канал основной, первичный, вторичный, третичный, четверичный).
Системой передачи называется комплекс технических средств и среды распространения, обеспечивающий передачу первичного сигнала в определенной полосе частот или с определенной скоростью передачи между коммутационными станциями.
Каналы и системы связи, использующие искусственную среду распространения (металлические провода, оптическое волокно), называются проводными или кабельными , а каналы и системы связи, в которых сигналы передаются через открытое пространство радиоканалами и радиосистемами .
Линия связи – это совокупность физических цепей, имеющих общую среду распространения и служащих для передачи электрических сигналов от передатчика к приемнику. Такими физическими цепями, соединяющими передатчик и приемник, могут быть пара проводов, коаксиальный кабель, цепочка радиорелейных линий, часть пространства между передающей и приемной антеннами в радиосвязи.
Для каждого типа линии связи имеются сигналы, наиболее эффективно распространяющиеся по ней: например, по проводной линии – постоянный ток и переменные токи невысоких частот (не более нескольких десятков килогерц), по радиолинии – электромагнитные колебания высоких частот (от сотен килогерц, до десятков тысяч мегагерц), в оптических кабелях – световые волны с частотами 10 14 . 10 15 Гц.
При прохождении линии связи электрические сигналы, во-первых, значительно ослабляются (затухают), во-вторых, подвергаются воздействию посторонних мешающих электромагнитных колебаний – помех. Следовательно, на выходе линии связи будет смесь принятого сигнала и помехи .
Передатчик – это устройство предназначенное для согласования первичных сигналов с линией связи, в котором осуществляется преобразование первичных сигналов в сигналы, удобные для передачи по линии связи (по форме, мощности, частоте и т.д.). В простейшем случае передатчик может содержать усилитель первичных сигналов или только фильтр, ограничивающий полосу передаваемых частот. В большинстве случаев передатчик – генератор переносчика (несущей) и модулятор. Процесс модуляции заключается в управлении параметрами переносчика первичным сигналом . На выходе передатчика получаем модулированный сигнал .
Приемник – это устройство, в котором из принятого сигнала извлекается первичный сигнал, то есть в нем производится восстановление первичного сигнала. Но из – за действия помех в линии связи восстановленный первичный сигнал несколько отличается от переданного и поэтому на рисунке обозначается . Кроме того, для компенсации ослабления сигнала в линии связи в приемнике производится усиление и обработка принятого сигнала с целью выделения полезного сигнала и подавления помехи.
Структурная схема системы электросвязи представлена на рис. 1.
Дискретизатор позволяет представить отклик ФНЧ в виде последовательности отсчетов .
Квантователь осуществляет нелинейное преобразование отсчетов в квантованные уровни , .
Кодер осуществляет кодирование квантованных уровней двоичным безизбыточным кодом, т.е. образует последовательность кодовых комбинаций , т.е. сигнал ИКМ.
Модулятор формирует канальный сигнал , электрическое колебание, параметр которого (амплитуда, частота или фаза) изменяется по закону модулирующего сигнала ИКМ.
Выходное устройство ПДУ осуществляет фильтрацию и усиление модулированного колебания для предотвращения внеполосных излучений и для установления требуемого отношения сигнал/шум на входе приемника. Усиленный сигнал передается в линию связи.
Линия связи – среда, по которой распространяется сигнал с выхода ПДУ до входа ПРУ. В линии связи на сигнал накладывается помеха .
Детектор позволяет выделить из принятого сигнала закон изменения информационного параметра, пропорционального сигналу ИКМ.
Для опознания переданных двоичных символов на выход детектора подключается решающее устройство РУ, на выходе которого присутствует принятая кодовая комбинация .
Декодер служит для восстановления -ичных уровней из двоичных кодовых комбинаций .
Интерполятор производит восстановление непрерывного сигнала из последовательности -ичных уровней .
п.2. Расчет функции корреляции и спектра плотности мощности.
Расчет АКФ:
Результаты вычислений АКФ приведены в таблице 1.
По результатам расчета построен график, представленный на рис. 2.
 |
Таблица 1.
Результаты вычислений энергетического спектра приведены в таблице 2.
По результатам расчета построен график, представленный на рис. 3.
Таблица 2.
Рассчитаем начальную энергетическую ширину спектра :
1) ;
2)
Гц.
Для расчета СКП фильтрации используем формулу:
,
где , средняя мощность отклика ИФНЧ, вычисляется следующим образом:
В 2
Определим интервал временной дискретизации, исходя из теоремы Котельникова.
сек.
Тогда частота дискретизации:
Гц.
Сигналы и спектры сигналов на входе и выходе дискретизатора АЦП приведены на рис. 7.
п.4. Расчет характеристики квантования.
Для расчета шага квантования используем формулу:
В.
Определим пороги квантования по формуле:
Результаты расчета остальных значений сведены в таблицу 3.
Определим уровни квантования по формуле:
где ,
В.
Результаты расчета остальных значений сведены в таблицу 3.
По результатам расчета порогов и уровней квантования построим характеристику квантования, приведенную на рис. 4.
Для расчета СКП квантования используем формулу:
, где - постоянная, которая находиться следующим образом:
Для нахождения необходимо вычислить ФПВ гауссовской величины в точках с учетом того, что и .
Результаты расчетов приведены в таблице 4.
В результате для имеем:
п.5. Расчет параметров квантования.
Отклик квантователя – дискретный случайный сигнал с независимым значением на входе L-ичного дискретного канала связи ДКС.
Определим закон распределения вероятностей дискретной случайной величины по формуле:
Результаты расчетов приведены в таблице 3. По результатам расчета построим график закона распределения вероятностей, приведенный на рис. 5.
Теперь определим мощность квантованного процесса:
В 2 .
По ранее приведенной формуле определяем СКП квантования:
В 2 .
Рассчитаем интегральную функцию распределения вероятностей:
,
Результаты расчетов приведены в таблице 3. По результатам расчетов построим график функции распределения вероятностей, приведенный на рис. 6.
Расчет энтропии L-ичного источника производим по формуле:
дв.ед./отсчет
Расчет производительности осуществляется по формуле:
бит/сек.
Расчет максимальной энтропии осуществляется по формуле:
дв.ед./отсчет
Расчет избыточности производим по формуле:
 |
Таблица 3.
Таблица 4.
п.6. Расчет характеристик кодера.
Закодируем значения L-ичного дискретного сигнала
Двоичным безизбыточным примитивным кодом .
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.11.2010 |
| Размер файла | 271,0 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. Понятие системы передачи информации
Система передачи информации - совокупность узлов и блоков, обеспечивающая передачу информации от источника к получателю, расположенному на удалении от источника.
· системы передачи команд.
Системы связи - системы, предназначенные для обмена информацией между источником и получателем в виде речевых сигналов или данных.
Системы телеметрии - системы, предназначенные для передачи данных измерений физических величин на расстоянии.
Системы передачи команд - предназначены для передачи команд от пункта управления к различным исполнительным механизмам.
Все системы могут быть описаны обобщенной структурной схемой. Системы связи могут работать в режиме симплексной связи (когда обмен информацией происходит поочередно по одной линии вязи), либо в дуплексном режиме (при этом обмен информацией происходит одновременно с использованием двух разных каналов).
Описание структурной схемы:
1, 1 - источник информации
2, 2 - кодер источника
3, 3 - кодер канала
5, 5 - усилитель мощности с преобразователем
6, 6 - линия связи
7, 7 - линейная часть радиоприемного устройства
8, 8 - демодулятор
9, 9 - декодер канала
10, 10 - декодер источника
11, 11 - получатель информации
12 - источник помех
Источник информации генерирует информацию в том виде, которая присуща для данного типа. Необходимо, чтобы между источником информации и кодером стоял преобразователь, который преобразовывает неэлектрический сигнал в электрический.
Кодер источника - устройство, которое формирует электрический первичный сигнал в форму, имеющую определенное математическое описание. КИ формирует первичный битовый поток.
В модуляторе происходит формирование высокочастотного сигнала, т.е. модуляция высокочастотной несущей информационным низкочастотным сигналом.
Задачей усилителя мощности является усиление сигнала до уровня, необходимого для того, чтобы на входе приемного устройства с учетом ослабления в линии связи, иметь соотношение сигнал/шум необходимый для обеспечения заданных характеристик системы.
Линия связи - физическая среда, по которой осуществляется передача высокочастотных сигналов от передатчика к приемнику.
Линейная часть приемного устройства обеспечивает усиление сигнала до уровня, необходимого для работы демодулятора; частотную и временную селекцию сигнала из помех.
Демодулятор осуществляет операции, обратные модулятору.
В декодере происходят операции обратные операциям кодера. Задача декодера источника состоит в том, чтобы преобразовать цифровой сигнал в форму удобную для потребителя, получателя информации.
2. Основные информационно-технические характеристики СПИ
1. Достоверность передачи информации.
2. Помехоустойчивость передачи информации.
3. Скорость передачи информации.
4. Пропускная способность каналов связи.
1. Достоверность передачи информации.
Если nпр >, , - вероятность ошибки. Обычно =10 -6 …10 -12 ,
- мощность помехи на выходе демодулятора.
Обычно в системах связи .
2. Помехоустойчивость СПИ.
Помехоустойчивость - способность системы обеспечивать заданную достоверность передачи информации при воздействии помех.
Абсолютное значение мощности помехи не может характеризовать помехоустойчивость системы, поэтому вводят относительную величину отношения мощности сигнала к мощности помехи на входе:
- это соотношение с/ш по мощности.
Далее строят функциональные зависимости достоверности передачи от соотношения с/ш на входе
- вероятность битовой ошибки,
- среднеквадратическая ошибка воспроизведения.
Эти функции дают возможность количественно оценивать качество системы и сопоставлять их между собой. Наилучшей является та система, которая при одинаковой достоверности требует min соотношение с/ш на входе.
3. Скорость передачи информации.
Скорость передачи - количество информации, которое передается по системе в единицу времени. Положим, что потоки информации описываются эргодическими процессами:
где - временной промежуток (с),
- количество информации (бит).
Если в канале связи отсутствуют помехи, то количество полезной информации, которую генерирует источник, полностью доставляется получателю без потерь. Если в канале присутствуют помехи, то часть информации, генерируемой источником, теряется на выходе. Потребителю будет доставлена часть информации, поэтому, когда говорят о скорости передачи R, то при этом понимают скорость получения полезной информации потребителем.
Существуют понятия информационной и технической скорости. Информационная скорость оценивается в , а техническая - скоростью передачи символов в секунду.
Если - длительность передаваемого символа, то ширина полосы пропускания системы при АМ и ФМ , при частотной модуляции .
4. Пропускная способность каналов связи
Максимально возможная скорость передачи по каналу связи называется пропускной способностью канала связи и обозначается буквой С.
Пропускная способность вычисляется по формулам Шеннона, которые будут рассмотрены в последующих лекциях.
Последний результат противоречит здравому смыслу, поскольку заранее известное событие с не имеет никакой информации. Поэтому ввели логарифмическую меру количества информации.
Рис. 3.5. Обобщенная структурная схема систем электросвязи
Канал связи - совокупность технических устройств (преобразователей) и среды распространения, обеспечивающих передачу сигналов на расстояние.
Каналы и системы связи, использующие искусственную среду распространения (металлические провода, оптическое волокно), называются проводными, а каналы и системы связи, в которых сигналы передаются через открытое пространство - радиоканалами и радиосистемами.
Современные виды электросвязи
Рис. 3.6. Современные виды электросвязи
Основные сведения о сетях электросвязи
Основные определения
В настоящее время применяют следующие принципы построения (топологии) сетей:
Рис. 4.1. Топология сети "каждый с каждым"
· радиальный ("звезда") (Рис. 4.2). Используется при ограниченном числе абонентских пунктов, расположенных на небольшой территории;
Рис. 4.2. Топология сети "звезда"
· радиально-узловой (Рис. 4.3). Такую структуру имеют городские телефонные сети, если емкость сети не превышает 80. 90 тысяч абонентов;
Рис. 4.3. Радиально-узловая топология сети
· радиально-узловой с узловыми районами (Рис. 4.4). Используется при построении телефонных сетей крупных городов.
Рис. 4.4. Топология радиально-узловой сети с узловыми районами
Телеграфные сети строятся по радиально-узловому принципу с учетом административно-территориального деления страны. Оконечными пунктами телеграфной сети являются либо отделения связи, либо телеграфные абоненты, обладающие телеграфной аппаратурой. Сеть имеет три уровня узловых пунктов: районные, областные и главные. Сеть передачи данных имеет схожую структуру. Сеть факсимильной связи строится на базе телефонной сети.
Средневековье: основные этапы и закономерности развития: Эпоху Античности в Европе сменяет Средневековье. С чем связано.
Роль химии в жизни человека: Химия как компонент культуры наполняет содержанием ряд фундаментальных представлений о.
Читайте также: