Курсовая работа: Передача цифрового сигнала

Курсовая работа: Передача цифрового сигнала

СОДЕРЖАНИЕ

Задание. 2

Введение. 3

Формирование сигнала. 5

Аналого-цифровой преобразователь. 9

Модем.. 16

Воздействие шумов и помех. 19

Цифро-аналоговый преобразователь. 22

Сравнение сигналов. 23

Литература.. 27

Назначением системы связи является передача сообщения из одной точки в другую через канал связи, обладающий определенными свойствами (в частности, пропускающий лишь некоторую полосу частот). Для решения этой задачи приходится осуществлять целый ряд преобразований.

Прежде всего исходное сообщение подвергается первичному кодированию (кодированию источника), цель которого - преобразование аналогового сообщения в цифровое либо сжатие информации. Следующий этап - помехоустойчивое кодирование. Здесь в сообщение вносится избыточность с целью обеспечить возможность исправления на приемной стороне всех или некоторых возникших в процессе передачи ошибок. После применения помехоустойчивого кода сообщение поступает в модулятор, преобразующий цифровое сообщение в аналоговый модулированный сигнал, занимающий заданную полосу частот.

В процессе прохождения модулированного сигнала через канал связи сигнал подвергается воздействию шумов и помех. Искаженный сигнал поступает на вход приемника.

Структура приемной части является зеркальным отражением структуры передатчика - сигнал проходит через блоки, в обратном порядке осуществляющие преобразования, обратные по отношению к тем, что производились в передатчике.

Прежде всего сигнал подвергается демодуляции, в процессе которой аналоговый модулированный сигнал преобразуется в цифровое сообщение. Далее производится декодирование помехоустойчивого кода, при этом благодаря корректирующим свойствам кода возможно исправление части (или всех) ошибок, возникших в процессе передачи. После исправления ошибок следует декодирование источника - восстановление исходного сообщения.

Можно выделить следующие группы функций:

·  функции моделирования и анализа сигналов;

·  функции кодирования/декодирования источника;

·  функции помехоустойчивого кодирования/декодирования;

·  функции модуляции/демодуляции;

·  функции моделирования каналов связи.

Кроме этих групп, непосредственно связанных со структурной схемой телекоммуникационной системы, имеется еще несколько групп общих и служебных функций:

·  функции расчета специальных фильтров;

·  функции вычислений в конечных полях (полях Галуа) ;

·  вспомогательные функции.

Формирование сигнала

Схема генерации входного сигнала изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Входной сигнал.

Согласно задания, мы должны получить треугольнообразный сигнал вида:

Таким образом, амплитуда сигнала равна 4, т.е. кривая сигнала равномерно возрастает (коэффициент 0,3) на величину равную 4, а затем равномерно падает (коэффициент - 0,6) на эту же величину. Определим период сигнала:

Настройки блока Constant (определяет период) показаны на рисунке 2.

Рисунок 2 – Настройка блока Constant.

Блок Constant1 определяет коэффициент участка возрастания сигнала, его "constant value" равно 0,3. Блок Constant2 определяет коэффициент участка убывания сигнала, его "constant value" равно - 0,6.

Блок Switch реализует переключение между участком возрастания и убывания. Так как генерируется сигнал поочередно убывающий и возрастающий, то при условии "u2>=Threshold" Threshold должен быть равен 40/6 (диапазон участка убывания). Настройки блока Switch приведены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Настройка блока Switch.

Для построение сигнала в диапазоне [-1; 3] необходимо использовать блок Fcn1 со значением параметра "expression", равным u+3. В результате получаем требуемый сигнал.

Рисунок 4 – График сгенерированного сигнала.

Данный сигнал можно сгенерировать, используя блок MATLAB Fcn и функцию:

function result=buildOfSignal(time)

global move;

global sdvig;

if time<2

sdvig=0;

move=1;

end;

if move==2

if (time-1-sdvig) *0.3-1<3

result=(time-1-sdvig) *0.3-1;

else

move=2;

sdvig=time;

%result=-0.6*(time-1-sdvig) +3;

result=3;

end;

else

if - 0.6*(time-1-sdvig) +3>-1

result=-0.6*(time-1-sdvig) +3;

else

move=1;

sdvig=time;

%result=(time-1-sdvig) *0.3-1;

result=-1;

end;

end;

Аналого-цифровой преобразователь

Схема АЦП изображена на рисунке 5.

Рисунок 5 – АЦП.

Аналого-цифровой преобразователь состоит из блоков дискретизации (Zero-Order Hold1), квантователя (Quantizer1), целочисленного преобразователя (Rounding Function1) и конвертора (Integer to Bit Converter1).

Так как АЦП составляет в том числе и блок Integer to Bit Converter1, то на АЦП должны подаваться положительные значения. Поэтому между генератором сигнала и АЦП необходимо разместить блок Fcn3 со значением expression равным u+10.

Рисунок 6 – Блок смещения сигнала в положительный диапазон.

Блоков дискретизации Zero-Order Hold1 выполняет экстраполяцию входного сигнала на интервале дискретизации. Блок фиксирует значение входного сигнала в начале интервала дискретизации и поддерживает на выходе это значение до окончания интервала дискретизации. Затем входной сигнал изменяется скачком до величины входного сигнала на следующем шаге дискретизации. Параметр блока simple time настраивает такт дискретизации.

Рассчитаем такт дискретизации.

 - верхняя граничная частота в спектре сигнала. Для нахождения этой величины строим спектральную характеристику, используя блок Averaging Power Spectral Density со следующими настройками:

Рисунок 7 – Настройка блока Averaging Power Spectral Density.

В результате получим график, приведенный на рисунке 8:

Рисунок 8 – Спектр сигнала.

На графике отчетливо видно две гармоники при ω=0,06 рад/с и при ω=0,11 рад/с. Расчет периода дискретизации ведется по второй гармонике.

Таким образом, блок дискретизации Zero-Order Hold1 будет иметь следующие настройки:

Страницы: 1, 2, 3