4. Для випадку частотної маніпуляції з початковою фазою φ = 2π/ та параметрами сигналу представити в часовій області перші 10 (на часовому інтервалі 0 - 10 τ) символів Вашого повідомлення. Аналогічно розділу 4. 3 (для випадку ФМ) надати відображення сигналів із врахуванням параметрів кожного із квадрибітів:
Графічне відображення послідовності заданих відеосигналів із обрахованими Вами параметрами в часовій області.
Побудувати спектр заданої послідовності відеоімпульсів U (t).
Побудувати несучий гармонійний сигнал для модуляції першого із відеосигналів із заданими амплітудою A, фазою φ та частотою ω0 із відповідним часовим зсувом Δω1.
Побудувати послідовність частотно модульованих сигналів Ufm (t).
Побудувати сигнал Ufm (t), як послідовність відповідних квадрибітів, в часовій та частотній областях.
Побудова спектру відеоімпульсу
5. Пояснити, яким чином можна збільшити швидкість передачі інформації при фіксованій величині . Надати таблиці 3 та 4, аналогічні таблицям 1 та 2 по п. 2, 3, в які слід записати параметри сигналів (), значення часового та частотних зсувів (Δωi), а також значення частотно модульованих сигналів такої інформаційної послідовності. Аналогічно п. 4 цього розділу представити цю інформаційну послідовність в часовій області для наступних 10 символів у випадку максимально можливої швидкості передачі інформації, а також представити спектр такої послідовності. Надати відображення сигналів кожного із квадрибітів в часовій (на часовому інтервалі 10 τ - 20 τ) області. Визначити мінімально необхідну ширину смуги пропускання ПЧМ каналу при передаванні такої послідовності та максимальну швидкість посимвольної передачі В.
6. Визначити та пояснити причини наявності та характеру відмінностей по пп. 4, 5.
7. Виходячи із того, що максимальне значення ширини спектру сигналу при передачі таких сигналів допускається обмежити інтервалом частот від максимального значення амплітуд до першого “нуля" спектру, визначити потрібну ширину смуги пропускання каналу при використанні для передачі інформації відеоімпульсів.
8. Знаючи потрібну ширину смуги пропускання каналу та кількість амплітудних градацій сигналу визначте потенційне значення пропускної спроможності каналу в заданих умовах. Порівняйте потенційне значення пропускної спроможності каналу в заданих умовах та потрібну швидкість посимвольної передачі В. Значення ,, В включіть у відповідні рядки табл. 1 розділу 4. 5 Зробіть відповідні висновки.
Занесіть в таблицю 1 одержані раніше результати щодо потрібних та одержаних параметрів каналу для передачі інформаційних об’єктів.
Виходячи із одержаних Вами результатів щодо потрібних та одержаних параметрів каналу для передачі інформаційних об’єктів, оцініть ефективність різних видів модуляції. Зокрема, зверніть увагу на співвідношення між одержаними значеннями. Чи змінюються швидкість посимвольної передачі та пропускна спроможність від зміни виду кодування чи модуляції? Покажіть можливості щодо подальшого збільшення швидкості посимвольної передачі та пропускної спроможності. За рахунок чого це може бути досягнутим чи не досягнутим?
При усіх розрахунках вважати, що КГц, де В - швидкість посимвольної передачі даних, - номер Вашого прізвища за журнальним списком, r - остання із цифр року виконання КР.
Розрахунок пропускної спроможності каналу
Номер групи.
Номер за журнальним списком
Ймовірність викривлення
Ширина смуги пропускання
,
Швидкість посимвольної передачі данних ,
Максимальний рівень сигналу
Співвідношення сигнал/завада
Пропускна здатність каналу
Оцінка способів підвищення пропускної спроможності каналу зв"язку
Визначити значення співвідношення сигнал/завада (шум) :
, (2)
де: - потужність сигналу, - потужність завади (шуму), - спектральна щільність завади та обчислити пропускну спроможність каналу .
При визначенні співвідношення сигнал/завада (шум) вважати, що потужність сигналу , максимальний рівень сигналу дорівнює значенню В, а спектральна щільність завади Вт/Гц, де - номер Вашої групи.
Обчислене значення потенційної пропускної спроможності каналу зв’язку порівняти із заданою Вашим варіантом швидкістю посимвольної передачі даних та, на підставі цього, визначити та обґрунтувати можливості та способи підвищення швидкості передачі даних.
В разі, якщо така можливість існує, здійснити оцінку кожного із можливих способів підвищення швидкості передачі даних.
При оцінці можливості підвищення швидкості передачі даних за рахунок збільшення співвідношення сигнал/шум в кабельних (дротових) лініях зв’язку та радіоканалах врахувати те, що при застосуванні кабельних (дротових) лініях зв’язку існує практична межа підвищення співвідношення сигнал/шум на виході передавача, яка дорівнює 35 дБ (по потужності). В разі перевищення співвідношенням сигнал/шум на виході передавача практичної межі, запропонувати Ваш варіант розв’язання цієї технічної проблеми, а при застосуванні радіоканалів такою межею знехтувати і застосувати потрібне значення співвідношення із обґрунтуванням Вашого вибору.
Підвищення швидкості передачі даних в цьому випадку може бути досягнутим за рахунок застосування багаторівневих сигналів із квантуванням їх по рівню із використанням такої кількості дискрет, яка дорівнює , де - існуюче (визначене із виразу (2)) чи можливе (в разі коли існуюче перевищує практичну межу) співвідношення сигнал/шум, - потрібне значення співвідношення сигнал/шум для мінімального значення сигналу (на рівні однієї дискрети).
Потрібне значення співвідношення сигнал/шум для мінімального значення сигналу визначається із умови забезпечення заданого значення вірності (цілісності) передачі даних () та відомої залежності цієї величини від співвідношення сигнал/шум та застосованого виду модуляції (), де для випадку амплітудної модуляції :
.
Визначити можливу при цьому розрядність інформаційних символів та максимальну швидкість передачі інформації (пропускну спроможність) при використанні амплітудної дискретизації сигналу та заданій швидкості посимвольного обміну В як:
та порівняти її із пропускною спроможністю каналу.
Визначте “амплітудну вагу” дискрети, використовуючи співвідношення:
де - завдане Вашим варіантом значення амплітуди сигналу. В разі одержання дробового значення величини використовувати округлення у бік збільшення до десятих часток її значення.
Виходячи із визначеної Вами розрядності інформаційних символів здійснити кодування Вашого повідомлення, заданого в розділі 1 Завдання на курсове проектування, в двійкову послідовність із застосуванням для представлення символів Вашого повідомлення восьмибітових символів кодів таблиці Windows 1251 (див. надану нижче таблиц).
Запишіть значення кодів десяти нових символів в другий рядок таблиці 1. В третій рядок цієї таблиці запишіть значення сигнал кожної із амплітудних дискрет як гармонійного коливання з амплітудою Аi, частотою ω та часовим зсувом Δti.
Як величину амплітуди цього коливання використати добуток десяткового еквіваленту кодів другого рядка на “амплітудну вагу” дискрети, як частоту ω = 2π/τ, а як величину часового зсуву Δti = (і - 1) ∙τ, де і - номер символу, τ = 1/В - тривалість символу.
Наприклад, нехай визначене Вами значення кількості амплітудних дискрет дорівнює n = 16, = 1, а швидкість посимвольної передачі В = 42 КГц, тоді k = 4, τ = 1/В ≈ 24∙10-6 с, ω = 2π/τ = 2π∙В ≈ 264 КГц. Нехай також Ваше повідомлення, одержане після перекодування за таблицею Windows 1251, має вигляд: 10101110. 01011110. 101… Тоді, після перекодування, одержимо: 1010. 1110. 0101. 1110. 101…
Надайте та позначте відображення сигналів кожної із 10 дискрет у часовій (на часовому інтервалі 0 - 10 τ) та частотній областях. Зробіть відповідні висновки щодо спектрів відображених сигналів.
Потрібне значення співвідношення сигнал/завада для
мінімального значення сигналу (на рівні однієї дискрети)
Кількість дискрет при квантуванні по рівню
Розрядність інформаційних символів
, ,
Пропускна здатність каналу при використанні амплітудної
дискретизації
11000010 11001011 10010010
ВЛС 194 203 146
Ампітудна вага дискети
Перші 10 символів
Амплітуди модулюючих коливань
Тривалість кожного сигналу
Частота коливань
При застосуванні способу прямого (безпосереднього) розширення смуги пропускання, використовуючи визначені раніше дані щодо потужності сигналу , первинної швидкості посимвольної передачі, спектральної щільності потужності завади та первинного співвідношення сигнал/завада :
1) визначити межу пропускної спроможності:
де та - первинні значення швидкості посимвольної передачі та співвідношення сигнал/завада;
2) побудувати в логарифмічному масштабі швидкості графік залежності пропускної спроможності від швидкості посимвольної передачі В, коли при зміні В в межах В = (0 - ):
;
3) визначити частоту та пропускну спроможність каналу при критичній швидкості посимвольного обміну , коли співвідношення сигнал/завада , та рубіж доцільного підвищення швидкості посимвольної передачі даних, коли пропускна спроможність каналу може стати меншою швидкості посимвольної передачі В. Пояснити сутність цих явищ, надати відображення сигналу як гармонійного коливання (з заданою вище в розділі 3. 1 амплітудою ) в часовій та частотній областях при та , зробити відповідні висновки.
Розширення каналів зв'язку
Пропусна спроможність каналу при застосуванні цього методу
При застосуванні способу частотної дискретизації, використовуючи визначені раніше дані щодо критичної швидкості посимвольної передачі інформації , первинного (визначеного Вами в розділі 3. 1. 1) співвідношення сигнал/завада та заданій в 3. 2 ймовірності Рвикр викривлення символів визначити максимально можливу величину смуги пропускання каналу як:
Надати відображення в часовій та частотній областях сигналів кожної із дискрет та сумарного сигналу для одного узагальненого символу із k двійкових символів. Вважаючи, що сигнали усіх дискрет утворюють результуючий (сумарний) сигнал надати його відображення в часовій та частотній областях. При відображенні в часовій та частотній областях сигналів кожної із дискрет та сумарного сигналу для одного узагальненого символу із k двійкових символів врахувати їх часову тривалість τ = 1/В с. Зробити відповідні висновки.
Дискретизації
11000010 11
Таблиця № 5 кодування при частотній дискретизації
1
2
3
4
5
101
011
100
111
111…
7 cosωt
0
7 cos3ωt
7 cos2ωt
…
При відображенні в часовій та частотній областях сигналів кожної із дискрет та сумарного сигналу для одного узагальненого символу із k (в прикладі k = 3) двійкових символів врахувати їх часову тривалість τ = 1/В (у прикладі τ = 1/ (3,2∙10-3) с).
Розглянуті в даній курсовій роботі методи шифрування інформації рідко застосовуються на практиці в ІТМ, але їх ефективність і відносна простота реалізації роблять їх досить цікавими для розгляду і практичної реалізації. На відміну від більш складних методів, інформацію за їх допомогою можна шифрувати вручну, без застосування додаткових обчислювальних здатностей. Щодо підвищення ПС слід зазначити, що використані методи можуть значно покращити швидкість передачі даних, в різних каналах зв’язку. Зокрема метод амплітудної та частотної дискретизації зазнав широкого застосування на практиці. Ці методи є основою для більш складних сучасних методів підвищення пропускної спроможності каналу з завадами.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
