Исследование помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

КАФЕДРА РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ

Отчёт по дисциплине 
«Теория электрической связи»

Лабораторная  работа №8

Исследование  помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений

Вариант 7

Выполнили: студенты группы ЗС-31

Селезенев А.А.

Бояринцев В.А.

Будников  Н.А.

Проверил: к.т.н., доцент кафедры РЭС

Корепанов А.Г.

Киров 2011

Цель работы: исследование помехоустойчивости корреляционного когерентного приемника для систем с амплитудной, частотной и фазовой манипуляцией.

 

1. Исследование принципов работы схемы

На рисунке 1.1 представлена исследуемая  схема:

Генератор

первичных

сигналов

Генератор помех

Умножитель

Интегратор

Сумматор

Решающее

устройство

Модулятор

Сумматор

Умножитель

Интегратор

Счетчик ошибок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Передатчик

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Канал

 

                          4                 6

 

 

 

 

1                                 8

 

              

              

 

                          5                  7          9                                   

                         

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приемник

Рисунок 1.1 – Схема лабораторной установки

По варианту задания частота несущей .

Выберем отношение сигнал-шум  и зафиксируем осциллограммы во всех точках схемы для всех видов манипуляции.

 

1.1 Амплитудная манипуляция

На рисунках 1.1.1 – 1.1.12 представлены осциллограммы и значения параметров схемы для амплитудной манипуляции:

Рисунок 1.1.1 – Модулируемый сигнал

Рисунок 1.1.2 – АМ-сигнал после модулятора

Рисунок 1.1.3 – Шум

Рисунок 1.1.4 – Сигнал в линии связи

Рисунок 1.1.5 – Источник эталонных сигналов

Рисунок 1.1.6 – Сигнал после первого умножителя

Рисунок 1.1.7 – Сигнал после второго умножителя

 

Рисунок 1.1.8 – Сигнал после первого интегратора

Рисунок 1.1.9 – Сигнал после второго интегратора

Рисунок 1.1.10 – Сигнал после сумматора

Рисунок 1.1.11 – Решающее устройство

Рисунок 1.1.12 – Счетчик ошибок

 

 

1.2 Частотная манипуляция

На рисунках 1.2.1 – 1.2.12 представлены осциллограммы и значения параметров схемы для частотной манипуляции:

Рисунок 1.2.1 – Модулируемый сигнал

Рисунок 1.2.2 – ЧМн-сигнал

Рисунок 1.2.3 – Шум

Рисунок 1.2.4 – ЧМн-сигнал в линии связи

Рисунок 1.2.5 – Источник эталонных сигналов

Рисунок 1.2.6 – Сигнал после первого умножителя

Рисунок 1.2.7 – Сигнал после второго умножителя

 

Рисунок 1.2.8 – Сигнал после первого интегратора

Рисунок 1.2.9 – Сигнал после второго интегратора

Рисунок 1.2.10 – Сигнал после сумматора

Рисунок 1.2.11 – Решающее устройство

Рисунок 1.2.12 – Счетчик ошибок

 

 

1.3 Фазовая манипуляция

На рисунках 1.3.1 – 1.3.12 представлены осциллограммы и значения параметров схемы для фазовой манипуляции:

Рисунок 1.3.1 – Модулируемый сигнал

Рисунок 1.3.2 – ЧМ-сигнал

Рисунок 1.3.3 – Шум

Рисунок 1.3.4 – Сигнал в линии связи

Рисунок 1.3.5 – Источник эталонных сигналов

Рисунок 1.3.6 – Сигнал после первого умножителя

Рисунок 1.3.7 – Сигнал после второго умножителя

Рисунок 1.3.8 – После первого интегратора

Рисунок 1.3.9 – Сигнал после второго интегратора

Рисунок 1.3.10 – Сигнал после сумматора

Рисунок 1.3.11 – Решающее устройство

Рисунок 1.3.12 – Счетчик ошибок

Выводы: исследована схема передачи сигнала через канал связи с шумом, имеющую корреляционный приёмник при всех видах модуляции: АМ, ЧМ и ФМ. Получены временные диаграммы сигналов во всех узлах схемы. Получена вероятность ошибочного приёма сигнала для частного случая частоты манипулирующего сигнала, несущей и плотности мощности шума для всех видов манипуляций.

 

 

 

 

2. Определение вероятность ошибки по программе для различной скорости манипуляции для всех видов модуляции

Согласно варианту определим вероятность ошибки для скоростей манипуляции

 и спектральной плотности  мощности шума                   .

В таблицах 2.1 и 2.2 представлены экспериментальные и расчетные данные соответственно:

Таблица 2.1 – Таблица экспериментальных  данных

Скорость манипуляции, бит/с	Спектр. плотн. мощн. шума, мВт/Гц	АМ		ЧМ		ФМ
		h, дБ	pош	h, дБ	pош	h, дБ	pош
100	1	26,99	0	26,99	0	26,99	0
	5	20	0	20	0	20	0
	10	16,99	0	16,99	0	16,99	0
	50	10	0,012665	10	0,000765	10	0,000004
1000	1	16,986	0	16,986	0	16,986	0
	5	9,9964	0,012697	9,9964	0,000768	9,9964	0,000004
	10	6,9861	0,056991	6,9861	0,012697	6,9861	0,000768
	50	-0,0035926	0,239837	-0,0035926	0,15875	-0,0035926	0,078729
2500	1	13,02	0,000756	13,02	0,000004	13,02	0
	5	6,0298	0,078423	6,0298	0,022629	6,0298	0,00231
	10	3,0195	0,158393	3,0195	0,078423	3,0195	0,022629
	50	-3,9702	0,327186	-3,9702	0,263322	-3,9702	0,185288
100000	1	-2,7802	0,303826	-2,7802	0,233889	-2,7802	0,152243
	5	-9,7699	0,409197	-9,7699	0,372696	-9,7699	0,323036
	10	-12,78	0,435511	-12,78	0,409197	-12,78	0,372696
	50	-19,77	0,471058	-19,77	0,459106	-19,77	0,442269
250000	1	-6,2371	0,365102	-6,2371	0,312882	-6,2371	0,245189
	5	-13,227	0,438717	-13,227	0,413674	-13,227	0,378871
	10	-16,237	0,456581	-16,237	0,438717	-16,237	0,413674
	50	-23,227	0,480551	-23,227	0,472507	-23,227	0,461149

 

Рассчитаем вероятности ошибок теоретически для всех видов манипуляции  по следующим формулам:

; ;

, где - функция Лапласа.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2 – Таблица расчетных данных

Скорость манипуляции, бит/с	Спектр. плотн. мощн. шума, мВт/Гц	АМ		ЧМ		ФМ
		h, дБ	pош	h, дБ	pош	h, дБ	pош
100	1	26,99	0	26,99	0	26,99	0
	5	20	0	20	0	20	0
	10	16,99	0,0000013	16,99	0,0000012	16,99	0,0000013
	50	10	0,012557	10	0,000755	10	0,000004
1000	1	16,986	0	16,986	0	16,986	0
	5	9,9964	0,012557	9,9964	0,000724	9,9964	0,000004
	10	6,9861	0,057001	6,9861	0,012763	6,9861	0,000763
	50	-0,0035926	0,238982	-0,0035926	0,15924	-0,0035926	0,078456
2500	1	13,02	0,000641	13,02	0,000004	13,02	0
	5	6,0298	0,076348	6,0298	0,022629	6,0298	0,00546
	10	3,0195	0,157348	3,0195	0,078524	3,0195	0,022745
	50	-3,9702	0,327003	-3,9702	0,263365	-3,9702	0,185314
100000	1	-2,7802	0,303826	-2,7802	0,233782	-2,7802	0,152354
	5	-9,7699	0,409653	-9,7699	0,372758	-9,7699	0,323121
	10	-12,78	0,435794	-12,78	0,409201	-12,78	0,372765
	50	-19,77	0,470023	-19,77	0,459212	-19,77	0,442453
250000	1	-6,2371	0,365002	-6,2371	0,312954	-6,2371	0,245213
	5	-13,227	0,439617	-13,227	0,413565	-13,227	0,378755
	10	-16,237	0,456462	-16,237	0,438717	-16,237	0,413364
	50	-23,227	0,480348	-23,227	0,472354	-23,227	0,461143

 

По данным экспериментов и расчетов построим на одной координатной плоскости  графики зависимости p_ош(h) и p_{ош теор}(h) для всех видов манипуляции (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – График зависимости ошибок от соотношения С/Ш

Построим  графики экспериментально полученных и теоретических расчетов зависимостей _{для всех видов манипуляции} (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – График зависимости ошибки от частоты

Выводы:

1. При увеличении отношения С/Ш, вероятность ошибки уменьшается и наоборот.
2. Наиболее помехоустойчивой является система с использованием ФМ, а наименее - АМ.
3. Чем выше частота сигнала, тем ниже помехоустойчивость.