Проектирование цифровой системы передач

1. была определена скорость передачи цифрового потока:

бит/символ;

2. выбран тип модуляции – четырехпозиционная квадратурно-амплитудная модуляция;
3. учитывая скорость передачи, как критерий максимума, выбрано число информационных символов в сообщении:

т = 497;

4. также определено число проверочных символов, необходимых для кодирования:

k = 9;

5. разработана структурная схема модема и функциональная схема кодирующего устройства.

 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Методичні вказівки до курсового проектування з дисципліни „Теорія електричного зв`язку” для стунентів усіх форм навчання спеціальностей напрямку „Телекомунікації”/ Упоряд.: Ю.М. Бідний, В.А. Золотарьов, А.В. Омельченко.- Харків: ХНУРЕ, 2004.-40 с.

2. Омельченко В.О., Санников В.Г.  Теорія електричного зв`язку.Ч.1,2,3.-К.:ІСДО, 1994, 1995, 1997.

3. Кодирование информации (двоичные  коды): Справочник/ Под ред. Н.Т. Березюка.- Харьков: Вища школа, 1978.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

Код основной программы:

clear

%Проектирование цифровой  системы 

format long e

%Параметры видеокамеры:

Fob =250; %Разрешающая способность объектива, линий/мм.

D=1.25; %Диаметр пятна объектива,см.

a=4; b=3; %Соотношение сторон кадра

Vk=25; %Скорость съемки,кадров/с

%Параметры видеосигнала:

uc=4;

duc=10^-3;

Uc = uc*duc; %Абсолютный диапазон сигнала (98%), В

sigmi = 0.1*10^-6; %Собственный шум датчика, В

R = -10; %Избыточность кодирования

%Параметры канала связи

h2 = 6;%Соотношение сигнал/шум

L = 75; %Расстояниe связи, kм;

Po= 1*exp(-4); %Допустимая вероятность ошибки

%+++++++++++++++++++++++

Nmin=Uc/dx+1;        %минимально возможное число уровней квантования

mm=ceil(log2(Nmin));   %длина двоичного примитивного кода

N=2^mm                       %число уровней квантования

dx1=Uc/(N-1)                 %шаг квантования с поправкой

 

 

     x=0+dx1/2:dx1:Uc-dx1/2; %пределы изменения сигнала

     k1=size(x);

     for k11=1:k1(2)

         if x(k11)<=Uc/2

             p(k11)=4*x(k11)/Uc^2*dx1; %вероятность появления

         end

         if x(k11)>=Uc/2

             p(k11)=4*(Uc-x(k11))/Uc^2*dx1; %вероятность появления

         end

     end

P=sum(p)

figure(1)

plot(x,p,'k')

hold on

%bar(x,p)

Hmax=log2(N) %максимальная энтропия

H=-sum(p.*log2(p)) %энтропия

r=1-H/Hmax %избыточность

yk=-R*r/100

rk=r-yk %Избыточность после кодирования

mcp=(1-rk)*Hmax %Среднaя длина кода

Ht=Fd*mcp %Производительность источника !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

%====================

%Модуляция

dFk=Ht;%Полоса пропусканиа канала

B=dFk/2 %скорость модуляции длa АМ, ФМ, ОФМ. КАМ

M=2^ceil(Ht/B) %Количество позиций

kam=ceil(Ht/B);

if kam/2-ceil(kam/2)==0

    Mkam=2^kam %Количество позиций

else

    Mkam=2^(kam+1)

end

 

 %Дла OFDM скорость модуляции

Nk=128 % количество подканалов

Bofdm=dFk*Nk/(Nk+1)

ofdm=ceil(Ht/Bofdm);

if ofdm/2-ceil(ofdm/2)==0

    Mofdm=2^ofdm %Количество позиций

else

    Mofdm=2^(ofdm+1)

end

eta=sqrt(Mkam)

a=eta+1

etaofdm=sqrt(Mofdm)

aofdm=etaofdm+1

 

display('АM')

x1=sqrt(6*h2*log2(M)/(M^2-1));

Pam=(2*(M-1)/M)*(1-erf(x1))

display('ФM')

Pfm=(1/log2(M))*(1-erf(sqrt(h2*log2(M))*sin(pi/M)))

display('ОФM')

Pofm=(1/log2(M))*(1-(erf(sqrt(h2*log2(M))*sin(pi/M)))^2)

display('KAM')

x2=sqrt(3*h2*log2(a)/(eta^2-1));

Pkam=2*(1-a^-1)*0.5*(1-erf(x2))/log2(a)

display('OFDM')

x3=sqrt(3*h2*log2(aofdm)/(etaofdm^2-1));

Pofdm=2*(1-aofdm^-1)*0.5*(1-erf(x3))/log2(aofdm)

posh=min([Pam, Pfm, Pofm, Pkam, Pofdm])

if posh==Pam

    Pam

end

if posh==Pfm

    Pfm

end

if posh==Pofm

    Pofm

end

if posh==Pkam

    Pkam

    M=Mkam

end

if posh==Pofdm

    Pofdm

    B=Bofdm

    M=Mofdm

   

end

Cm=B*log2(M)

%+++++++++++++++++++++++++

%Кодер канала (циклический  код)

tp=L/300000;%время распространения сигнала

Pnn=1-posh; % вероятность прав. приема 1-го бита

N=2000; % макс длина кода

to=1  % кол-во обнаруживаемых ошибок

       k(1:N)=0;

    dmin(to)=to+1; %мин.кодовое расстояние

    for n1=1:N

        n(n1)=n1+10; % длина кодовой комбинации

                l1=ceil((dmin(to)-1)/2)+1;

        Cn=zeros(size(1:l1));

        for ij=1:l1

            Cn(ij)=nchoosek(n(n1),ij-1);

        end

      

    k(n1)=ceil(log2(sum(Cn)));

   

    m(n1)=n(n1)-k(n1);

  

    tk(n1)=n(n1)/B;

    Mnak(n1)=ceil(3+2*tp/tk(n1));

    Poo(n1)=(1-(1-posh)^n(n1))*(1-1/(2^k(n1)));

    I(n1)=(Cm*m(n1)/n(n1))*(1-(Poo(n1)*(Mnak(n1)+1)/(Pnn+Poo(n1)*(Mnak(n1)+1))));

    Pno(n1)=(1-(1-posh)^n(n1))*(1/2^k(n1));

    Pokk(n1)=Pno(n1)/(1-Poo(n1));

    Pokod(n1)=1-(1-Pokk(n1))^(1/n(n1));

       

       

end

figure(2)

plot(n,I)

grid

hold on

figure(3)

plot(n,Pokod)

hold on

[Imax,y]=max(I);

      tabl=[to n(y) m(y) k(y) Pokod(y) B Ht Imax ]

 

figure(2)

grid

figure(3)

grid  

%+++++++++++++++++++++++++

%ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ  КОДА

rkk=k(y)/n(y);

Bm=m(y)/n(y);

V=Ht*n(y)/m(y); %скорость передачи после кодирования

Tb=1/V;%время передачи 1 бита

%+++++++++++++++++++++++++

%ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ  ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ

Fs=1/(Tb*log2(M)); % полоса частот

PsNo=h2/Tb;

beta=10*log10(V/PsNo)

gamma=10*log10(V/Fs)

eta=gamma/log2(gamma/beta+1)

g=0.1:.01:15;

b=10*log10(g./(2.^g-1));

figure(4)

plot(10*log10(g),b)

hold on

plot(10*log10(g),beta)

plot(gamma,10*log10(g./(2.^g-1)))

plot(gamma,beta,'rh')

Ht, Cm, Imax,V