Радиоқабылдағыштар туралы негізгі түсініктемелер

                                                                                                                                                                         

                                                     МАЗМҰНЫ

 

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС  ТАПСЫРМАСЫ.....…...................………………….. 2

КІРІСПЕ..............................................................................................................4

1 БАЙЛАНЫС ЖҮЙЕСІНІҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ  СҰЛБАСЫ.......................4

2 АНАЛОГТЫҚ СИГНАЛДЫҢ ЦИФРЛЫҚҚА ТҮРЛЕНУІ..................... 6

3 ЖҰПТЫҚҚА ТЕКСЕРУ КОДЫМЕН КОДТАУ........................................ 8

4 БІРЛІК ЭЛЕМЕНТТІҢ ҰЗАҚТЫҒЫН ЕСЕПТЕУ...................................10

5 АҚПАРАТТЫ БЕРУ ЖӘНЕ МОДУЛЯЦИЯ

   ЖЫЛДАМДЫҒЫН ЕСЕПТЕУ...................................................................10

6 ЦИФРЛЫҚ МОДУЛЯТОРДЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ  СҰЛБАСЫ.............11

7 ЦИФРЛЫҚ ДЕМОДУЛЯТОРДЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ  СҰЛБАСЫ........12

8 СИГНАЛДЫҢ АМПЛИТУДАСЫН АНЫҚТАУ..............................……13

9 ҚАТЕ ДЕКОДТАУДЫҢ ЫҚТИМАЛДЫҒЫН ЕСЕПТЕУ.......................14

10 БАЙЛАНЫС ЖҮЙЕСІНІҢ ӨТКІЗГІШТІК ҚАСИЕТІ.......................... 15

ҚОРЫТЫНДЫ.................................................................................................16

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР..................................................................16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСТЫҚ ЖҰМЫСтың ТАПСЫРМАСЫ

        Қателер ықтималдығының минимум критериі бойынша квазиоптималды байланыс жүйесін құру,оның негізгі параметрлерін есептеу және жасалған бай-ланыс жүйесінің өркендеу жолдарын көрсету.

1. Цифрлық модуляция түрлерінің потенциалды бөгеттерге тұрақтылығы үшін қысқаша салыстырмалы талдауін өткізу керек. Байланыс жүйесінің жалпы құрылымдық сұлбасын келтіру керек.

2. Шығу көзімен шығаратын информациялық сигнал- спектрі шектелген (спектрінің жоғарғы жиілігі F_ж), төменгі жиілікті аналогтық сигнал екенін ес-кере отырып, оны цифрлық ИКМ сигналға көшiрткенде аналогты-цифрлық түрлендіргіштегi (АЦТ) түрлендіруiнiң түрлерiн түсiндiрiп жазу керек. Дис-креттеу жиілігi мен дискреттеу интервалын есептеу керек. Кванттау қадамы D-ға тең, бірқалыпты кванттау үшін және симметриялық екілік кодпен кодтау үшін, АЦТ-тің техникалык параметрлерін есептеп келтіру керек. Берілген са-нақтардың кодтық комбинацияларын құрастыру және цифрлық ИКМ сигнал-дың уақыт диаграммасын тұрғызу керек. 

3. Бөгеттерге тұрақты, жұптыққа тексеретiн кодпен кодтау кезінде, кодтау процесін түсiндiрiп жазу керек және кодердің құрылымдық сұлбасын құрасты-ру керек. Цифрлық кодталған сигналдың кодтық комбинацияларын құрасты-рып, сигналдың уақыт диаграммасын тұрғызу керек.

4. Цифрлық кодталған сигналдың кодтық комбинациядағы бірлік элемен-тінің ұзақтығын (тактiлiк интервалының үзақтығын) және тактiлiк жиілігiн есептеу керек.

5. N- арналы цифрлық тарату жүйесі үшін, B модуляция жылдамдығын және R информацияны тарату жылдамдығын анықтау керек.

6. Берілген модуляцияның түрі үшін цифрлық модулятордың құрылым-дық сұлбасын құрастырып, оның жұмыс алгоритмін жазу керек. Модулятордың кірісіндегі информациялық сигналдың және шығысындағы модуляцияланған сигналдың, сонымен қатар модулятор сұлбасы нүктелеріндегі сигналдың уақыт диаграммаларын тұрғызу керек. Модуляцияланған сигналдың спектрдiң енін есептеу керек және оның спектрлiк диаграммасының түрін салу керек.

7. Берілген модуляцияның түрі және қабылдау әдісі үшін демодулятор-дың құрылымдық сұлбасын құрастырып, оның жұмыс алгоритмін жазу керек. Демодулятордың кірісіндегі модуляцияланған сигналдың және шығысындағы демодуляцияланған (модуляциядан шығарған) информациялық сигналдың, сонымен қатар модулятор сұлбасы нүктелеріндегі сигналдың уақыт диаграмма-ларын тұрғызу керек.

8. Егер, сигналға әсер ететiн бөгетті, қуаттың спектрлiк тығыздығы W₀  «ақ шу» деп есептесек, берілген р_қат қатенiң ықтималдылығын қамтамасыз ететiн демодулятордың кірісіндегі h² параметрінің мәнін анықтау керек.

Анықталған h² мәніне жеткiзетiн модуляцияланған сигналдың U_m амплитудасын есептеу керек.

9. Қарапайым және түзетушы (бөгеттерге тұрақты) жұптыққа тексеретiн кодтар үшін Р_қат.к.к кодтық комбинацияны қате декодтауның ықтималдылық-тарын есептеу керек.

10. Үйымдастырылған байланыс арнаның өткізгiштiк қабiлетiн және арна-ның потенциальды өткізгiштiк қабiлетін (Шеннон шегін) анықтау керек.

Жұмыстың нәтижелері бойынша қорытынды  жасау керек:

- бөгеттерге тұрақты кодтауының тиімділігін бағалау (қарапайым және түзе-тушы кодтармен кодталған кодтық комбинацияны қате декодтауның ықти-малдылықтарын салыстыру) және қорытынды жасау керек.

- берілген модуляцияның түрі мен қабылдауының әдісі үшін, арнаның өткізгiштiк қабiлетiн пайдалану тиімділігін бағалау (үйымдастырылған арнаның және потенциальды мүмкін өткізгiштiк қабiлеттерін салыстыру) және қорытынды жасау керек.

Берілгені:

Вариант номері -72

Модуляция түрі – цифрлық амплитудалы модуляция (ЦАМ)

Қабылдау тәсілі – оптималды когерентті емес қабылдау

Аналогты сигналдың спектр ені – F_ж=2,5 кГц

Кванттау деңгейінің саны – М=128

         Кванттау қадамы – Δ=2,3 мВ

Қате ықтималдығы - р_қат=2∙10^-6

Шуыл қуатының спектрлік  тығыздығы - W₀=3∙10^-7 В²/Гц

Каналдар саны - N= 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

Қазіргі байланыс жүйелері, әр түрлі функционалды тәуелді элементтерден тұратын күрделі комплекс болып шығады. Жалпы жағдайда кез келген техникалық жүйенің тиімділігі шығарылатын өнімнің сапасымен және санымен анықталады. Байланыс жүйелерiнде мұндай өнім болып берілетін информация есептелінеді, оның саны болып информацияны тарату жылдамдығы, ал сапасы болып қатенiң ықтималдылығы болады. Байланыс жүйесі тиімділігінiң ең маңызды көрсеткiшi болып, жүйемен арнаның өткізу жолағын пайдалынатын дәрежесін анықтайтын, информациялық тиімділігі болып шығады.

Байланыс жүйелердің тиiмдiлiгiн жоғарлату мiндетi, бұл  берілген шарттар мен  шектеулер кезінде тұтынушыға уақыттың бірлігiнде таратудың берілген дұрыстығымен информацияның максималды санын жеткізетiн, жүйенің ең жақсы нұсқауын табу. Жүйелердің тиімділігін жоғарлату үшін шығу көзiнiң артықтылығын төмендетуiмен, бөгеуiлге орнықты кодтауымен және басқалармен пайдаланылады.

Курстық жұмысында, берілген модуляцияның түрі мен қабылдау әдісі кезiнде, қателер ықтималдылығының минимумы критерий бойынша квазиоптималды байланыс жүйенің құрылымы және оның параметрлерiн потенциалдық мүмкіндікті параметрлермен салыстыруы қарастырылады (Шеннон шегі).

 

1 БАЙЛАНЫС ЖҮЙЕСІНІҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ  СҰЛБАСЫ

Потенциалды бөгеттерге тұрақтылық деп берілген сигнал мен бөгеттер кезіндегі барынша қолжетімді бөгеттерге тұрақтылықты айтады.

Қабылдаудың максималды (потенциалды) бөгеттерге тұрақтылығын қамтамасыз ететін қабылдағышты оптималды деп атайлы.

Дискретті сигналдарды қабылдаудың бөгеттерге тұрақтылығын бағалау берілген сигналдарды қабылдау кезіндегі қате ықтималдығымен атқарылады. Ол модуляция және оны қабылдау түріне байланысты. Цифровых сигналдарды беру кезінде цифрлық амплитудалы (ЦАМ), жиілікті (ЦЧМ), фазалы (ЦФМ), салыстырмалы фазалы (ЦСФМ) модуляция қолданылады. Барынша жоғары потенциалды бөгеттерге тұрақтылықты (қате ықтималдығының минималды мүмкіндігін) ЦФМ бар жүйе береді, одан кейін ЦСФМ, ЦЧМ, ЦАМ кетеді. 

1 суретте дискретті модуляцияның векторлық диаграмасы берілген.

 

а)  ЦФМ                                   б)  ЦЧМ                          в)  ЦАМ

                                       S₀(t)

    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 - Дискретті модуляцияланған сигналдардың

векторлық диаграммалары

 

Цифрлық хабарды құрайтын екілік кодтың "1" және "0" кодтық комби-нацияларын арна бойымен беретін ЦФМ сигналдары S₁(t) және S₀(t) қарама-қарсы болып табылады,яғни S₁(t) = - S₀(t). Бұл сигналдардың айырмашылығы  (сигналдар векторларының ара қашықтығы) ∆S=2U, мұнда U – сигнал амплитудасы. ЦЧМ сигналдары S₁(t) и S₀(t)- ортогоналды сигналдар.  ∆S=√2 U. ЦАМ сигналдар үшін:  ∆S = U.

Осылай ЦФМ кезінде Таким образом, наиболее отличаются друг от друга S₁(t) и S₀(t) сигналдары бір-бірінен барынша ерекшеленеді,сол арқылы оларды айыру оңай,яғни қате қабылдау ықтималдығы төмендейді. ЦАМ кезіндегі сигналдар S₁(t) и S₀(t) бір-бірінен онша ерекшеленбейді, бұл осы түр модуляциясының бөгетке тұрақтылығын түсіндіреді.  ЦФМ қолдану ЦЖМ қол-дануға қарағанда 2 есе энергетикалық ұтыс береді (З дБм-ге), ЦАМ-мен салыс-тырғанда 4 есе (6 дБм). ЦСФМ ЦФМ-ге қарағанда бөгетке тұрақтылығы кіші, бірақ ЦАМ қарағанда бөгетке тұрақтылығы жоғары.

2 суретте байланыс жүйесінің жалпыланған құрылымдық сұлбасы келті-рілген.

                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 сурет - Байланыс жүйесінің жалпыланған құрылымдық сұлбасы

 

ХК- үздіксіз хабарламалар көзі b

Хабар/сигн.- үздіксіз хабарламаларды b  (аналогты) алғашқы сигналға түрлендіргіш U_a(t).

АЦТ- аналогты-цифрлық түрлендіргіш, ол аналогты алғашқы сигналды U_a(t) цифрлық сигналға түрлендіреді U_ц(t).

Кодер – цифрлық сигналдың кодтық комбинациясын кодтау үшін,яғни қарапайым кодты берілістің дұрыстығын жоғарлататын бөгетке тұрақты кодпен кодтау үшін.

Модулятор – цифрлық кодталған сигналды U_цк(t) байланыс желісіне сәйкес келетін жоғары жиілікті сигналға S(t) түрлендіру үшін. Бұл цифрлық модуляторда алғашқы тасымалдаушы сигналмен берілетін ақпарат модуляция түріне сәйкес тасымалдаушы сигналдың параметріне салынады. Тасымалдаушы сигнал ақпараттық (модуляциялайтын) цифрлық сигналдың алғашқы лездік мәндерін өзгерту заңы сәйкес өзгереді.

Шық.құрыл. – шықпалы құрылғы, оған көп жағдайда сигнал күшейткіш, байланыс арналарының өзара бөгеуілдерін төмендету үшін сигнал спектрін  шектейтін жолақтық фильтр, байланыс желісімен келістірілген таратқыштың құрылғысы.

Б.Ж.- байланыс желісі - сигналды беру үшін арналған физмкалық орта.

Б.К. – алынған сигналдың берілген сигналдан ауытқуын  (сонымен қатар сигналдың бұрмалануын) шақыратын бөгеуіл көзі x(t), S^*¢(t) = S¢(t) +x(t).

Кірм.құрыл. - демодулятор кірмесінде бөгеуілдер деңгейін төмендету үшін кірмелі сигналды фильтрациялайтын, сигналды күшейтетін және қабылдағыштың байланыс желісімен келісуін қамтамасыз ететін кірмелі құрылғы

Демодулят.– демодулятор.

Декодер- бөгеттерге тұрақты кодтың код комбинацияларын декодтау,ондағы қателерді табу үшін.

ЦАТ- цифрлы-аналогты түрлендіргіш, цифрлық сигнал U^*_ц(t) алғашқы аналогты сигналға U^*_a(t) түрлендіреді.

Сигн/хабар. - аналогты алғашқы сигналды U^*_a(t) үздіксіз хабарламаға b^* түрлендіргіш.

ХҚ – үздіксіз хабарламалар қабылдағышы.

 

2 АНАЛОГТЫҚ СИГНАЛДЫҢ ЦИФРЛЫҚҚА ТҮРЛЕНУІ

 

 Аналогты сигналды  цифрлық ИКМ сигналға түрлендіру үшін АЦТ-да тізбектей үш операциия орындалады:

а) Аналогты сигналдың уақыт бойынша дискретизациясы, яғни бастап-қы аналогты сигналды U_a(t) оның   Т_д (дискретизация интервалы) уақыт интер-валы бойынша алынған дискретті есептерімен U_д(nТ_д) ауыстыру арқылы. Ал уа-қыт интервалы Котельников теоремасы бойынша таңдалады: Т_д £.1/(2∙F_ж),  мұн-дағы F_ж  -  сигнал спектрінің жоғарғы жиілігі. Бұл кезде дискретизация жиілігі (F_д=1/Т_д) мынаған тең: F_д ≥2∙F_ж

б) Сигналдың дискретті есептерін амплитуда бойынша (деңгей бойынша), яғни дискретті есептер мәндерін U_д(n∙T_д) рұқсат етілген жақын кванттау деңгейлерімен ауыстыру U_кв(n∙T_д).

в). Квантталған сигнал есептеріне сәйкес келетін деңгей номерлерін кодтау. АЦТ-тің құрылымдық сұлбасы 3 суретте келтірілген.

 

 

 

 

 

 

                      3 сурет - АЦТ-тің құрылымдық сұлбасы

 

Цифрлық ИКМ сигнал – бұл екілік кодтың k-разрядты кодтар комбинациясы. Код симметрлі, екілік, мұндағы 1-ші элемент квантталған есепттің полярлығын кодтайды: оң полярлық - «1», теріс - «0», ал келесі (k-1) элементтерді кванттау деңгейінің номері кодтайды. Код комбинация k элементтерінің мөлшерін квантау деңгейімен анықтайды М: k≥1+log₂М, мұндағы k- үлкен жаққа дөңгелектенген бүтін сан.