Исследование тракта кодер-декодер канала.

Рецензия.

 

2

Оглавление.

 

Рецензия……………………………………………………………………….2

Задание на курсовую работу…………………………………………………4

Выбор варианта……………………………………………………………….6

Структурная схема система передачи……………………………………….8

Исследование тракта кодер – декодер источника…………………………..9

Исследование тракта кодер – декодер канала……………………………...12

Исследование тракта модулятор – демодулятор…………………………...16

Демонстрация работы системы……………………………………………...21

Выводы по работе…………………………………………………………….23

Литература…………………………………………………………………….24

 

 

3

Задание на курсовую работу:

1. Структурная схема системы передачи.

Составить обобщённую структурную схему передачи дискретных сообщений, включающую в себя источник сообщений, кодер источника, кодер канала, модулятор, канал связи, демодулятор, декодер канала, декодер источника и получателя сообщений. Дать краткую характеристику каждого из блоков схемы: цель и сущность преобразований сигнала в данном блоке.

1. Исследование тракта кодер-декодер источника.

Источник сообщений на передающей стороне представляет собой дискретный источник без памяти с алфавитом из 16 символов. Вероятности выдачи каждого символа источником и скорость выдачи символов известны.

Для заданного источника необходимо:

• Найти энтропию, избыточность и производительность источника.
• Полагая, что производится примитивное двоичное кодирование символов источника, найти минимально необходимое число разрядов кодового слова. Найти среднее количество двоичных символов, приходящееся на один символ источника.
• Полагая, что производится экономное кодирование символов источника двоичным кодом, построить кодовое дерево для кода Хаффмана, записать кодовые комбинации для представления всех 16 символов источника, найти число разрядов каждой полученной комбинации. Найти среднее количество двоичных символов, приходящееся на один символ источника, сравнить полученное значение со случаем примитивного кодирования и с энтропией источника. Сделать вывод об эффективности и целесообразности использования экономного кодирования.
• Рассчитать вероятности двоичных символов и среднюю скорость выдачи двоичных символов на выходе кодера источника.
• Описать процедуру кодирования и декодирования символов экономным кодированием. Пояснить, как влияет наличие ошибок в кодированных символах на качество работы декодера.

Исследование тракта кодер-декодер канала.

Полагая, что для канального кодирования выбран код Хемминга (7,4), выполнить следующее:

• Описать процедуру кодирования символов помехоустойчивым кодом.
• Определить избыточность и скорость кода, среднее число кодированных бит, приходящееся на один символ источника, среднюю битовую скорость на выходе кодера.
• Определить обнаруживающую и исправляющую способность кода.
• Описать процедуру декодирования в режимах обнаружения и исправления ошибок.
• Полагая, что декодер работает в режиме исправления ошибок, найти вероятность ошибки на блок (кодовую комбинацию из 7 бит) и вероятность ошибки на бит на выходе декодера. Сделать вывод об эффективности исправления ошибок, указать, за счёт чего она достигается.
• Полагая, что декодер работает в режиме обнаружения ошибок, найти вероятность ошибки на блок и вероятность ошибки на бит на выходе декодера. Рассчитать среднее число перезапросов на блок. Сравнить полученный результат с результатом в режиме исправления ошибок, сделать вывод об эффективности обнаружения, указать, за счёт чего она достигается.

4

1101. 1111. 1010. 1110. 1000.

Получили: 11010001111111101001011101011000101

9. Изобразим временные и спектральные диаграммы сигнала на входе и выходе модулятора. Ограничимся 10 тактовыми интервалами передачи:

1101000111

Временные диаграммы на входе:

 

 

Временные диаграммы на выходе:

20

 

Спектральные диаграммы на входе:

 

2

Спектральные диаграммы на выходе:

5. Полагая, что при демодуляции произошло 3 ошибки, запишем кодовую последовательность на выходе демодулятора (номера ошибочных разрядов выберем в соответствии с вариантом). В нашем случае это 3, 10, 11 бит:

110 1 000111 11 11101001011101011000101

11000001110011101001011101011000101

7. Так как мы добавляли по 3 бита во время кодирования помехоустойчивым кодом - в полученной комбинации, мы должны их отбросить:

11011100101011101000

Восстанавливаем текст сообщения:

11.01.11.00101.01.11.01.000

 

                                                   а  в а р в а в

Вывод: Полученный текст не соответствует передаваемому тексту, что характеризует неэффективную работу декодера в режиме исправления ошибок.

23

Заключение

 

Процесс наложения низкочастотного сигнала на высокочастотный называется модуляцией.
Рассматривая различные виды модуляции, можно выделить АМ, ЧМ, ОФМ и ФМ. Наиболее простая и дешевая модуляция - амплитудная, однако она обладает самой низкой помехозащищенностью. Ее обычно применяют там, где безошибочный приём не очень нужен. Далее следует частотная модуляция. Этот вид модуляции обладает более повышенной помехоустойчивостью, но он и сложней в реализации. И, наконец, вид модуляции – ФМ и ОФМ. Они обеспечивают наибольшую помехозащищенность, однако, эти виды самые сложные в реализации. Модуляция также обеспечивает наименьшие габариты антенны, минимальную мощность передатчика, дает возможность введения многоканальной связи. Если говорить о кодировании, то это позволяет автоматизировать процесс, повысить помехоустойчивость, однако это может привести к нежелательным последствиям, таких, как, например, расширение спектра.

В данной курсовой работе мы провели исследование системы передачи дискретных сообщений.Для проверки правильности расчёта требовалось найти пропускную способность канала, которая определяет предельные возможности скорости передачи информации по каналу. Сравнивая пропускную способность с производительностью источника сообщений, мы получили излишки пропускной способности канала связи, которые можно использовать либо путем ввода дополнительных корреспондентов, что выгодно с экономической точки зрения, либо использовать дополнительные проверочные коды. Однако это приведёт к усложнению аппаратуры, а также к денежным затратам, их дискретных сообщений.

 

 

24

Литература.

1. Теория электрической связи/ Зюко А. Г., Кловский Д.Д., Коржик В.И., Назаров М.В.//под ред. Д.Д. Кловского – М.: Радио и связь, 1998.

2. Кловский Д.Д. Теория передачи сигналов – М.: Радио и связь, 1973.

3. Методическая разработка к лабораторной работе №8 по дисциплине «Теория электрической связи», «Исследование линейных блочных кодов» (для студентов 3 курса специальностей 550400, 201800, 201100, 201000, 200900), каф. ТОРС, Самара, 2004.

 

25

Рецензия.

 

2

Оглавление.

 

Рецензия……………………………………………………………………….2

Задание на курсовую работу…………………………………………………4

Выбор варианта……………………………………………………………….6

Структурная схема система передачи……………………………………….8

Исследование тракта кодер – декодер источника…………………………..9

Исследование тракта кодер – декодер канала……………………………...12

Исследование тракта модулятор – демодулятор…………………………...16

Демонстрация работы системы……………………………………………...21

Выводы по работе…………………………………………………………….23

Литература…………………………………………………………………….24

 

 

3

Задание на курсовую работу:

1. Структурная схема системы передачи.

Составить обобщённую структурную схему передачи дискретных сообщений, включающую в себя источник сообщений, кодер источника, кодер канала, модулятор, канал связи, демодулятор, декодер канала, декодер источника и получателя сообщений. Дать краткую характеристику каждого из блоков схемы: цель и сущность преобразований сигнала в данном блоке.

1. Исследование тракта кодер-декодер источника.

Источник сообщений на передающей стороне представляет собой дискретный источник без памяти с алфавитом из 16 символов. Вероятности выдачи каждого символа источником и скорость выдачи символов известны.

Для заданного источника необходимо:

• Найти энтропию, избыточность и производительность источника.
• Полагая, что производится примитивное двоичное кодирование символов источника, найти минимально необходимое число разрядов кодового слова. Найти среднее количество двоичных символов, приходящееся на один символ источника.
• Полагая, что производится экономное кодирование символов источника двоичным кодом, построить кодовое дерево для кода Хаффмана, записать кодовые комбинации для представления всех 16 символов источника, найти число разрядов каждой полученной комбинации. Найти среднее количество двоичных символов, приходящееся на один символ источника, сравнить полученное значение со случаем примитивного кодирования и с энтропией источника. Сделать вывод об эффективности и целесообразности использования экономного кодирования.
• Рассчитать вероятности двоичных символов и среднюю скорость выдачи двоичных символов на выходе кодера источника.
• Описать процедуру кодирования и декодирования символов экономным кодированием. Пояснить, как влияет наличие ошибок в кодированных символах на качество работы декодера.

Исследование тракта кодер-декодер канала.

Полагая, что для канального кодирования выбран код Хемминга (7,4), выполнить следующее:

• Описать процедуру кодирования символов помехоустойчивым кодом.
• Определить избыточность и скорость кода, среднее число кодированных бит, приходящееся на один символ источника, среднюю битовую скорость на выходе кодера.
• Определить обнаруживающую и исправляющую способность кода.
• Описать процедуру декодирования в режимах обнаружения и исправления ошибок.
• Полагая, что декодер работает в режиме исправления ошибок, найти вероятность ошибки на блок (кодовую комбинацию из 7 бит) и вероятность ошибки на бит на выходе декодера. Сделать вывод об эффективности исправления ошибок, указать, за счёт чего она достигается.
• Полагая, что декодер работает в режиме обнаружения ошибок, найти вероятность ошибки на блок и вероятность ошибки на бит на выходе декодера. Рассчитать среднее число перезапросов на блок. Сравнить полученный результат с результатом в режиме исправления ошибок, сделать вывод об эффективности обнаружения, указать, за счёт чего она достигается.

4