Курсовая работа: Разработка устройств цифрового формирования и обработки сигналов системы передачи дискретных сообщений по частотно ограниченным каналам связи

Пропускная способность канала связи называется максимально возможная скорость передачи информации по каналу. Пропускная способность непрерывного канала связи с заданной полосой пропускания определяется формулой Шеннона

С=*log2 (h² +1) (бит/с),

где -полоса пропускания канала связи (Гц), h² -отношение сигнал/шум по мощности в канале связи.

Скорость передачи информации определяется количеством информации I, переносимым элементарным сигналом, и интервалом Тс между характеристическими моментами восстановления сигнала, т.е. R= I/ Tc (бит/c). Количество информации, переносимое элементарным сигналом, определяется следующим выражением

I= log2 ( N) ( бит/элемент).

Где N-количество элементарных сигналов

Удельная скорость передачи информации определяется как γ = R/ F1 (бит в секунду на один Гц полосы пропускания)

Если сообщения передаются двоичными символами, то скорость передачи данных не может превышать значения 2DF_K бит/с или 2 бит/с на 1 Гц полосы пропускания канала связи DF_K . Предел удельной скорости передачи данных с помощью двоичных символов, равный 2 (бит/с) /Гц, называется также "барьером Найквиста". Теоретически "барьер Найквиста" может быть преодолен за счет повышения отношения сигнал-шум в канале связи до очень большого значения, что практически не возможно. Поэтому для повышения удельной скорости передачи данных необходимо перейти к многопозиционной (комбинированной) модуляции, при которой каждая электрическая посылка несет более 1 бита информации.

К способам многопозиционной модуляции, используемым в системах цифровой передаче сообщений, относятся: квадратурная амплитудная модуляция (КАМ), фазовая модуляция (ФМ), частотное уплотнение с ортогональными несущими и амплитудно-фазовая модуляция с одной боковой полосой (АФМ-ОБП).

3. Выбор длительности и количества элементарных сигналов, используемых для формирования выходного сигнала

В реальных каналах связи для передачи сигналов по частотно ограниченному каналу используется сигнал вида

,

но он бесконечен во времени, поэтому его сглаживают по косинусоидальному закону.

,

где - коэффициент сглаживания,

N - количество элементарных сигналов (количество возможных состояний сигнала на длительности Т).

g - удельная скорость передачи информации, т.к. 0 < r 1, тогда для обеспечения заданной удельной скорости передачи

g=3 ,

можно взять N = 4

Определим r:

Рассчитаем полосу пропускания канала связи по формуле:

F₁ =r*F+F=0,33*F+F=1,33F,

где F - частота сигнала, а F₁ - граничная частота полосы пропускания канала.

Зная заданные и полученные значения можно рассчитать длительность элементарного сигнала по формуле:

.

Для расчета вида элементарного сигнала необходимо рассчитать интервал дискретизации:

,

где f_д - частота дискретизации.

Частота дискретизации выбирается с учетом того, что в спектре должна оставаться полоса расфильтровки ∆f она определяется как: