Проектирование тракта передачи данных между

Тема

Проектирование тракта передачи данных между

Источником и получателем информации

Выполнила:

М.К. Алибекова

Алматы 2007

ЗАДАНИЕ

Требуется спроектировать среднескоростной тракт передачи данных между двумя источниками и получателями, отстающими друг от друга на L км.

Для повышения верности передачи использовать систему с решающей обратной связью, непрерывной передачей и блокировкой приемника.

Тип кода циклический. Система с РОС работает в режиме обнаружения ошибок с переспросом неправильно принятой информации.

Распределение ошибок в дискретном канале описывается моделью Пуртова Л.П.. Для повышения надежности ТПД применяется постоянное время резервирования.

Требуется:

1) пояснить сущность модели частичного описания дискретного канала (модель Пуртова Л.П.), обратив особое внимание на параметр α - коэффициент группирования ошибок;

2) построить структурную схему системы с РОС_нп и блокировкой и структурную схему алгоритма работы системы;

3) определить оптимальную длину кодовой комбинации n, при которой обеспечивается наибольшая относительная пропускная способность R;

4) определить число проверочных разрядов в кодовой комбинации r, обеспечивающих заданную вероятность необнаружения ошибки. Найти параметры циклического кода n, k, r;

5) выбрать тип образующего полинома g(x) с учетом последней цифры з.к.;

6) построить схему кодера для выбранного g(x) и пояснить его работу;

7) построить схему декодера для выбранного g(x) и пояснить его работу;

8) получить схему кодирующего и декодирующего устройства циклического кода с модуляцией и демодуляцией своего варианта, а также собрать схему с применением пакета «System View»;

9) определить объем передаваемой информации W при заданном темпе T_пер и критерии отказа t_отк;

10) определить емкость накопителя М;

11) рассчитать надежностные показатели основного и обходного каналов;

12) по географической карте РК выбрать 2 пункта, отстоящих друг от друга на L км, выбрать магистраль, разбив ее на ряд участков длиной 500-1000 км. Пункты переприема привязать к крупным населенным пунктам;

13) построить временную диаграмму работы системы.

Исходные данные

B = 1200 – скорость модуляции

V = 80000 км/с – скорость распространения информации по каналу связи

P_ош = 0,5 10^-3 – вероятность ошибки в дискретном канале

P_но = 0,8 10^-6- вероятность неопределения кодом ошибки

L = 4700 км – расстояние между источником и получателем

t_отк = 60 сек – критерий отказа

T_пер = 580 сек – заданный темп

d₀ = 6 – минимальное кодовое расстояние

α = 0,7 – коэффициент группирования ошибок

nФМ – тип модуляции

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Модель частичного описания дискретного канала (модель Пуртова Л.П.)

Система передачи данных с РОС

2.1 Фазовая манипуляция

Оптимальная длина кодовой комбинации при использовании циклического кода в системе с РОС.

Параметры циклического кода

Расчет надежностных показателей основного и обходного каналов

Схемы кодера и декодера циклического кода

6.1 Кодирующее устройство циклического кода

6.2 Декодирующее устройство циклического кода

Количество передаваемой информации за время Т

Характеристики дискретного канала

8.1 Прямой ДК

8.2 Обратный ДК

Временная диаграмма работы системы

Магистраль на карте РК

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ВВЕДЕНИЕ

Развитие телекоммуникационных сетей увеличивает роль и значение передачи дискретных сообщений в электросвязи.

Целью дисциплины ТЦС является:

· изложение принципов и методов передачи цифровых сигналов, научных основ и современное состояние технологии цифровой связи;

· дать представление о возможностях и естественных границах реализации цифровых систем передачи и обработки,

· уяснить закономерности, определяющие свойства устройств передачи данных и задачиих функционирования.

Основная задача - обучить теоретическим знаниям и алгоритмам построения систем ТДС, а также привить практические навыки по методологии инженерных расчетов основных характеристик и обучить методам технической эксплуатации цифровых систем и сетей.

Курсовой проект посвящен проектированию тракта передачи данных между источником информации и получателем информации. К качеству тракта передачи данных (ТПД) предъявляются очень высокие требования по верности передачи данных и надежности, поэтому проектируются некоммутируемой ТПД. Для повышения верности передачи использовать систему с решающей обратной связью, непрерывной передачей и блокировкой приемника. Тип кода – циклический.

Решение этих задач раскрывает выполнение основной цели задания – моделирование телекоммуникационных систем.

Кроме того, необходимо собрать схему с применением пакета «System View» для моделирования телекоммуникационных систем, кодирующего и декодирующего устройства циклического кода с использованием модуляции и демодуляции.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

среднескоростной тракт телекоммуникационная система

Фазовая манипуляция

Фазовая манипуляция (phase shift keying - PSK) была разработана в начале развития программы исследования дальнего космоса; сейчас схема PSK широко используется в коммерческих и военных системах связи. Фазо-манипулированный сигнал имеет следующий вид:

Здесь фазовый член может принимать М дискретных значений, обычно определяемых следующим образом:

Аналитическое представление:Сигнал: Вектор:

Параметр Е – это энергия символа, Т – время передачи символа, . Работа схемы модуляции заключается в смещении фазы модулируемого сигнала s₁(t) на одно из двух значений, нуль или π (180º). Типичный вид BPSK-модулированного сигнала приведен на рис., где явно видны характерные резкие изменения фазы при переходе между символами; если модулируемый поток данных состоит из чередующихся нулей и единиц, такие резкие изменения будут происходить при каждом переходе. Модулированный сигнал можно представить как вектор на графике в полярной системе координат; длина вектора соответствует амплитуде сигнала, а его ориентация в общем М-арном случае – фаза сигнала относительно других М-1 сигналов набора. При модуляции BPSK векторное представление дает два противофазных(180º) вектора. Наборы сигналов, которые могут быть представлены подобными противофазными векторами, называются антиподными.

На практике фазовая манипуляция используется при небольшом числе возможных значений начальной фазы – как правило, 2, 4 или 8. Кроме того, при приеме сигнала сложно измерить абсолютное значение начальной фазы; значительно проще определить относительный фазовый сдвиг между двумя соседними символами. Поэтому обычно используется фазоразностная манипуляция (синонимы – дифференциальная фазовая манипуляция, относительная фазовая манипуляция; английский термин - differential phase shift keying , DPSK).

Параметры циклического кода

К параметром циклического кода относятся:

n – длина кодовой комбинации (разрядов);

k – длина информационной части кодовой комбинации (разрядов);

r – длина проверочной части кодовой комбинации (разрядов);

g (x) – вид образующего полинома циклического кода.

После определения оптимальной длины кодовой комбинации n, обеспечивающей наибольшую относительную пропускную способность R, по формуле (3.13) определяют число проверочных разрядов:

Так как n , в моем случае, равно 31, то воспользовавшись формулой (3.1), определим число информационных символов k:

k = 31 – 10 = 21

Выбираем образующий полином согласно последней цифре зачетной книжки и числу проверочных символов, которые определяют степень g(x):

g (x) = х¹⁰+х⁴+х³+х+1

Прямой ДК

Максимальная скорость работы по каналу равна скорости модуляции В = 1200 Бод. Распределение вероятности возникновения хотя бы одной ошибки на длине n определяется по формуле (1.2)

P(>=1, n) = = 1,401*10^-3

Распределение вероятности возникновения ошибки кратности t и более на длине n определяется по формуле (1.3) для

она равна

P(>= t, n) = = 6,823*10^-4

для

P(>= t, n) = = 8,643*10^-4

Время распределения определим по формуле (3.9):

Обратный ДК

Максимальная скорость работы по каналу равна скорости модуляции В = 200 Бод. Распределение вероятности возникновения хотя бы одной ошибки на длине n и распределение вероятности возникновения ошибки кратности t и более на длине n такие как в прямом ДК.

Магистраль на карте РК

Уральск - 0 км;

Актюбинск - 1004,5 км;

Кызылорда - 1893,5 км;

Шымкент – 2100 км;

Тараз - 2453,5 км;

Алматы - 3500,5 км;

Караганда – 4020,5 км;

Астана - 4700 км.

Рисунок 7– Выбор магистрали по карте РК

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения данной курсовой работы я

· пояснила сущность модели частичного описания дискретного канала (модель Пуртова Л.П.);

· построила структурную схему системы с РОС_нп и блокировкой и структурную схему алгоритма работы системы;

· определила оптимальную длину кодовой комбинации n, при которой обеспечивается наибольшая относительная пропускная способность R, а также число проверочных разрядов в кодовой комбинации r, обеспечивающих заданную вероятность необнаружения ошибки;

· нашла параметры циклического кода n, k, r;

· выбрала тип образующего полинома g(x) с учетом последней цифры з.к.;

· построила схему кодера и декодера для выбранного g(x) и пояснила их работу;

· получила схему кодирующего и декодирующего устройства циклического кода своего варианта, а также собрала схему с применением пакета «System View»;

· определила объем передаваемой информации W при заданном темпе T_пер и критерии отказа t_отк, емкость накопителя М;

· рассчитала надежностные показатели основного и обходного каналов;

· построила временную диаграмму работы системы.

В результате мной была выполнена основная задача курсовой работы – моделирование телекоммуникационных систем.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: 2-е изд. /Пер. с англ.- М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. - 1104 с.

2. Прокис Дж. Цифровая связь. Радио и связь, 2000.-797с.

3. А.Б. Сергиенко. Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов. - М.:-2002.

4. Фирменный стандарт. Работы учебные. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию. ФС РК 10352-1910-У-е-001-2002. – Алматы: АИЭС, 2002.

5. 1 Шварцман В.О., Емельянов Г.А. Теория передачи дискретной информации. – М.: Связь, 1979. -424 с.

6. Передача дискретных сообщений / Под ред. В.П. Шувалова. - М.: Радио и связь, 1990. -464 с.

7. Емельянов Г.А., Шварцман В.О. Передача дискретной информации. - М.: Радио и связь, 1982. - 240 с.

8. Пуртов Л.П. и др. Элементы теории передачи дискретной информации. – М.: Связь, 1972. – 232 с.

9. Колесник В.Д., Мирончиков Е.Т.. Декодирование циклических кодов.- М.: Связь, 1968.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Кодер циклического кода

Рисунок А.1 –Схема кодера циклического кода, выполненная с применением пакета «System View»

Рисунок А.2 –Входные и выходные сигналы кодера циклического кода

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Декодер циклического кода

Рисунок Б.1 –Схема декодера циклического кода, выполненная с применением пакета «System View»

Рисунок Б.2 –Входные и выходные сигналы декодера циклического кода

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Рисунок В.1 –Входные и выходные последовательности для кодера и декодера циклического кода

Тема

Проектирование тракта передачи данных между