Бастапқы сигналдың іріктеу жиілігін таңдау


ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
М. Қозыбаев атындағы Солтүстік Қазақстан университеті
Инженерлік және сандық технологиялар факультеті
Энергетика және радиоэлектроника кафедрасы
КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
«Көпарналы телекоммуникациялық жүйелер» пәні бойынша
Тақырыбы: «Көпарналы телекоммуникациялық жүйелер»
5В071900 - «Радиотехника, электроника және телекоммуникация» мамандығы бойынша
Орындаған Жаңбырбай З. Е.
Жетекші оқытушы Айтулина А. М.
Петропавл қ., 2021 жыл
Техникалық тапсырма . . . 3
Кіріспе . . . 4
1. Бастапқы сигналдың іріктеу жиілігін таңдау . . . 6
1. 1 Код сөзіндегі шығарындылар санын есептеу . . . 7
1. 2 ЦАП шығуындағы кванттық шуды қорғауды анықтау . . . 11
2 Бастапқы сигналдарға арналған кодтық сөздегі биттер санын есептеу және сигналдың кванттау шуынан қорғанысын анықтау . . . 15
3 Бастапқы цифрлық беру жүйесінің уақыт циклдарының құрылымын жасау. Тәулік жиілігін анықтау . . . 19
4 Цифрлық ағын 21
5 Біріншілік цифрлық ағынды асинхронды біріктіру арқылы жиынтық цифрлық ағынды қалыптастыру . . . 23
6 Цифрлық беру жүйесінің жалпыланған блок-схемасын құру . . . 27
7 Терминалды жабдықтың үлкейтілген блок-схемасын құру және арнаны бөлуге арналған жабдық . . . 31
8Сызықтық регенератордың құрылымдық сызбасын таңдау . . . 33
8. 1 Тәуліктік жиілікті сорғыштың оңайлатылған сызбасы . . . 33
8. 2 AGC типтік схемасы . . . 34
8. 3 Регенератордың типтік схемасы . . . 34
9 Берілгенге арналған регенератордың шығуында сигнал құру (КВП-3 кодында) таңбалардың кодтық реттілігі . . . 36
10 Шығу сигналының уақыт диаграммасын есептеу және құру
регенератордың түзеткіш күшейткіші . . . 37
Қорытынды . . . 41
Әдебиеттер тізімі . . . 42
Техникалық тапсырма
Ерекше параметрлері мен екі жақты арналары бар сигналдарды беруді ұйымдастыруға арналған стандартты емес сандық тарату жүйесін құру.
Дизайн үшін бастапқы деректер:
1) сызықтық жолдың ұзындығы: L = 400 км;
2) алушылардың саны: n = 2, 5;
3) Негізгі сандық ағындардағы тарату каналдарының саны: np = 1, 5;
а) жиілік диапазоны f = (1. . 80) кГц;
б) бастапқы жұмыс коэффициенті K = 0, 3;
в) максималды сигнал қуаты Pmax = 1300мкВт0;
г) сигналдың орташа қуаты Pcp = 150 мкВт0;
д) орташа қуаты Pпом = 12 пВт0;
4) негізгі сандық ағындағы екі жақты арналардың саны: nd = 43;
а) жиілік диапазоны f = (0, 3 . . 2, 4) кГц;
б) көзі K = 0, 28;
в) максималды сигнал қуаты Pmax = 3300 мкВт0;
г) сигналдың орташа қуаты Pcp = 77 мкВт0;
д) орташа кедергі күші Pпом = 287, 000 мкВт0;
5) N = 5 жиынтық сандық ағынындағы бастапқы арналардың саны
6) Aкв = 55 дБ арнадағы кванттау шуынан қорғау;
7) рамалық синхрондаудың орташа қалпына келтіру уақыты Tv = 6. 5мс;
8) сызықты жолдың 1 шақырымына қателік ықтималдығы:
P0 =17 ^ (- 12) 1 / км;
9) аралық нүктеде әртүрлі иерархиядағы цифрлық ағындарды шығару (нүкте сызықты жолдың ортасында орналасқан) :
np үшін: kp = 0;
nd үшін: kd = 19;
10) регенератордың шығуындағы сигналдың үлгісін жасау үшін кодтық жүйе: S = 1010 0001 1100 0001 110 0101.
Кіріспе
ХХІ ғасырдағы тeлeкoммуникацияның даму тенденциялары адамзаттың әлемдік ақпараттық қоғaм құру жолымен келе жатқандығын көрсетеді (яғни ақпараттандыру мeн телекоммуникация экономиканың, әлеуметтік саланың дамуының жаңа кезеңін анықтайтын қоғам) , мәдениет және ғылым) . Сигналдарды цифpлық форматта беру мен өңдеудің аналогтық сигналдарды беру мен өңдеуге қарағанда мынадай маңызды артықшылықтары бар: берiлeтін ақпараттың әртүрлі түрлерін унификациялау; телекоммуникaциялық жабдықты компьютерлендіру; шудың жоғары иммунитеті; жоғары техникалық-экономикалық көрсеткіштер. Тарихи тұрғыдан алғанда, көпаpналы телекоммуникациялық жүйелер иерархиялық негізде құрылды. Яғни, алғашқы жіберу жүйесінде бастапқы сигналдар негізгі базалық жолақты сигналға, екінші жүйеде b базалық жолақты бастапқы сигналдар екiнші базалық жолақты сигналға және т. б. 1980 жылдары үш плезиохронды цифрлық иерархия (жапондық, американдық, еуропалық) дамыды. PDH (плезиохронды) технологиясы цифрланған дауыстық ағындарды бұралған жұп кабель аpқылы тиімдірек беру үшін жасалған. PDH технологиясы беру жүйелерін едәyір жеңілдеткен. Тарату жүйелерін дамытудың негізгі бағыттары: байлaныс желілерін пайдалану тиімділігін арттыру, байланыс ауқымын аpттыру, оның сапасы мен сенімділігін арттыру, жабдықтың элементтері мен түйіндерін үнемі техникалық жетілдіру. 24 дауыстық жиілік арналарын және 2 кең жолақты арналарды таратуға мүмкіндік беретін көпарналы таратy жүйесін дамыту қажет. Жүйенің стандартты емес сипатына байланысты жүйе кванттау шуынан қорғаудың белгіленген параметрлеріне сәйкeс келетін, бірақ сонымен бірге жабдықтың ең аз ресурстарын пайдаланатын етіп кодтық комбинациядағы биттер санын есептеу қажет, яғни. кванттау түрін таңдаңыз. Мультиплекстелген арналардың саны стандартты тарату жүйелерінен ерекшеленетіндіктен, сонымeн қатар кең жолақты aрналар топтық жолға енгізілгендіктен, бастапқы цифрлық ағынның жылдамдығы стандартты жылдамдықтан өзгеше болады, демек, екінші ағынның жылдамдығы да өзгеше болады стандартты. Сондықтан бастапқы және жиынтық ағындар циклдарының құрылымын, синхрондау сигналдарын, жиынтық цифрлық ағынның құрылымын дамытып, синхронизмді қалпына келтіру уақытын есептеу қажет.
Аналогтық тарату жүйелерінде (АТЖ) топтық аналогтық сигнал уақыт бойынша үздіксіз болатын және белгілі бір кернеу аралығында кез-келген лездік мән қабылдай алатын байланыс желісі арқылы беріледі. Цифрлық тарату жүйелерінде (DSP) топтық дискретті (цифрлық) сигнал сызық бойымен беріледі, бұл уақыт бойынша дискретті импульстар тізбегі болып табылады және олардың амплитудасы алдын ала мәндерімен белгілі бірқатар дискретті қабылдауы мүмкін. Аналогты тарату жүйелерін біріншілік байланыс желісіндегі цифрлық жүйелермен біртіндеп ауыстыру біріншілік желіні цифрландыру деп аталады.
Осы курстық жұмыста аналогтық сигналды дискретті (сандық) сигналға айналдырудың негізгі процестері қарастырылады: 1) уақыт бойынша сынама алу; 2) деңгей бойынша кванттау; 3) кодтау; 4) уақытша мөр. DSP негізгі қондырғыларының блок-схемалары ұсынылған, олардың таңдауы дәлелденген және сигнал түрлендірулері талданған.
Қазіргі уақытта барлық елдерде ATS және DSP байланыс желілерінде қатар өмір сүреді, дегенмен жетекші тенденция бүкіл желіні DSP-ге толық көшіру болып табылады. Бұл келесі себептерге байланысты: а) күрделі жұмыс жағдайында болатын және жоғары сапалы берілісті қамтамасыз ете алмайтын байланыс желілерінің көп болуы; б) сенімдірек және абоненттерге бірқатар қосымша қызметтерді ұсынатын цифрлық коммутация жүйелерін пайдалану қажеттілігі; c) ASP пайдалануының айтарлықтай құны; г) ASP өндірісі стандартты емес элементтердің көп мөлшерін қажет етеді, бұл олардың жаппай өндірісін қиындатады.
Телекоммуникациялық жүйелерді дамытудың негізгі тенденциялары:
•
DSP және TsSK-ге көшу, бұл бірге тарату сапасын жақсартады;
•
талшықты-оптикалық байланыс желілерін кеңінен қолдану;
•
жерсеріктік тарату жүйесін дамыту;
•
абоненттерге қосымша ақпараттық қызметтердің кең спектрін ұсынатын әмбебап байланыс желілерін құру.
Осы бағыттардың барлығын дамыту жоғары тиімді цифрлы көп арналы цифрлық жүйелерді құрусыз мүмкін емес.
1. Бастапқы сигналдың іріктеу жиілігін таңдау
Бастапқы телекоммуникациялық сигналдардың іріктеу жиілігінің ең аз шамасы, онда алғашқы сигналды бұзылмаған қалпына келтіру арна амплитудасы-импульстік модулятордың (КАИМ) кірісіне енгізілген және арна таңдағышының шығуына кіретін мінсіз сүзгі (ФНЧ) ескере отырып, В. А. Котельниковтың дискреттеу теоремасы негізінде анықталады (КС) :
мұнда F_max - негізгі үздіксіз сигналдың жоғарғы үзілу жиілігінің ең жоғарғы мәні.
Нақты сипаттамалары бар сүзгілерді пайдалану кезінде таңдау жиілігі қатынастардан анықталады:
(1. 2)
мұндағы Δf_ф - сүзгі сүзгісі. Фильтрацияның өткізу жолағы оның демодуляциясы кезінде сүзгіден өткізу жолағында сүзгінің азаюы кезінде АИМ сигналының қажетсіз спектральды компоненттерін сөндіруге қойылатын талаптармен анықталады.
Содан кейін тар жолақты сигналдың ең аз таңдау жиілігі:
Болады
Идеалсыз сүзгіні ескере отырып, кең жолақты сигналдың дискреттеу жиілігінің ең аз мәні (сүзу жoлaғы ескеріледі ) :
Тар кең жолақты және кең жолақты сигналдарды бірге беріп жатқанда, олардың үлгілеу жылдамдығының көбеюі тиіс екенін ескеру қажет. Бұл ИКМ цикліндегі жылдамдықтарды үйлестіру үшін қажет.
Осындай жағдайға сүйене отырып, біз түпкілікті таңдау жылдамдығын анықтаймыз . Себебі n бүтін сан болуы керек, онда:
Сүзу арқылы ақаулықты жою үшін біз аламыз
n = 12. Сонда
. жиіліктерінің дұрыстығын тексеріп, іріктелген сигнал спектрін құрастырамыз. Сонымен қатар, бастапқы сигнал спектрі іріктеу жиілігінде және оның гармоникасында бүйірлік спектрлермен бір-біріне сәйкес келмеуі тиіс, ал бастапқы сигналдың спектральды компоненттері мен оларға жақын жақтағы бүйірлік құрамдас бөліктер арасындағы күзет интервалы ені Δf_ф кем болмауы керек. Шығудың тар жолақты АИМ сигналының спектрі S АИМnp ( f ) суретте көрсетілген 1. 1 және кең жолақты байланыс ауқымы АИМ сигнала S АИМnp ( f ) суретте көрсетілген 1. 2.
FminFmax -4. 5 -0. 55 3. 4 3. 95 6. 4 7. 8 18. 9f. кГц
Сур. 1. 1 S АИМnp ( f )
FminFmax-41. 8-20 1. 8 15 21. 8 43. 6 88. 3 f. кГц
Сур. 1. 2. S АИМnp ( f )
Осылайшабізтаңдаймыз
1. 1 Код сөзіндегі шығарындылар санын есептеу.
Таңдау процедурасынан кейін, АИМ сигналында кодтау процесін мүмкін етпейтін амплитудалық мәндердің шексіз саны болуы мүмкін. Сондықтан бастапқы сигналдың цифрлық кодын алу үшін АИМ сигналының деңгейін квантизациялау операциясын орындау қажет. Бұл жағдайда АИМ сигналының амплитудасының барлық үздіксіз жиынтығы соңғы саннан рұқсат етілген деңгейлердің дискреттік мәндерімен ауыстырылады.
Егер АИМ сигналының амплитудасы екі іргелес рұқсат етілген деңгейде болса, онда квантизация сатысының жартысынан астамы болса, онда ол рұқсат етілген деңгейдің үлкен мәнімен ауыстырылады, егер жартысынан аз болса, онда кіші мән. Сонымен қатар белгілі бір квантования қатесі пайда болады (кванттау шу) - анықтаманың шынайы мәні мен оның квантиялық мәні арасындағы айырмашылық. Кванттық шудың пайда болуына жол бермеу мүмкін емес.
Кванттаудың екі әдiсi бар: бірыңғай (сызықтық) және біркелкі емес (сызықты емес) . Квантизация әдісін таңдау, сондай-ақ рұқсат етілген деңгейлердің саны (код сөзіндегі биттердің саны) ең алдымен сигналдың параметріне байланыcты болады (атап айтқанда, U_max - бастапқы сигналдың максималды мәні, сондай-ақ алынған квантинг шуынан алынған кодтың қауіпciздігі.
Сызықты квантизациялау арқылы кванттау аймағындағы квантизация қадамы барлық жұмыc динамикалық диапазонында бірдей болады, ал кванттау шуының амплитудасы квантизация сатысының жартысынан аспайды. Біртекті квантизация шкаласы бойынша кванттау шуының күші сигналдың динамикалық ауқымында тұрақты мән болып табылады. Сызықтық квантизацияға арналған код комбинациясындағы m санының ең аз саны n intercept-ды ескере отырып, формула бойынша анықталады:
Біртекті квантизациялаумен кодтағы биттердің көп саны (m ≥12) ЦСП және ИКМ жабдығының күрделілігіне және коды негізделген импульстік комбинациялардың жиілігінің артуының негізсіз өсуіне әкеледі. Өткізу кезінде сигналдың шекті факторын мәжбүрлеп төмендету және оны қабылдауға қалпына келтіру арқылы шығу деңгейінің саны едәуір азайтылуы мүмкін. Іс жүзінде, сигналдың (немесе динамикалық диапазонның) шыңына жеткен факторын өзгерту және қалпына келтіру компандану жүйесі арқылы орындалады: таратқыштың жағында динамикалық диапазон компрессоры (компрессор) деп аталатын құрылғы қосылады және динамикалық ауқымы. Бұл әдіс ЦСП -да бірінші мәселе бойынша (ХХ ғасырдың 60 70-і ж. ) ИКМ-де қолданылды. Енді ол сызықты квантизациямен ауыстырылады.
Қазіргі кезде сызықтық квантизация логарифмдік амплитудалық реакцияны жүзеге асырады, егер сигналдың тиімді кернеуі берілмесе, оның логарифмдік мәні динамикалық диапазонды қысу үшін тең.
Сызықсыз квантизацияға арналған код комбинациясының минималды саны n секірулерді ескере отырып, формула бойынша анықталады:
Біркелкі емес квантизацияның мәні амплитудадағы кішкентай сигналдар үшін квантинг сатысы ең аз таңдап, бірте-бірте амплитудадағы үлкен сигналдар үшін максималды мәндерге жетуді таңдау болып табылады. Логарифмизация процесі (динамикалық диапазонды қысу (қысу) ) және кодтау, сондай-ақ декодтау және кеңейту (кеңейту) кері әрекеті сызықты емес кодерлерде және декодерде (кодектер) сандық түрде жүзеге асырылады. Сызықты емес кванттау кезінде квантования деңгейінің жалпы саны сигналдың динамикалық диапазонында сызықтықпен салыстырғанда азаяды, нәтижесінде кодтық арна комбинациясының биттік енін азайтуға болады.
Тар кіші сигнал үшін код сөзіндегі шығарындылар санын есептеу.
Бастапқы деректерге негізделген тар жолақты сигнал параметрлерін есептеңіз:
( :
Содан кейін формуланы пайдалана отырып, сызықтық квантизация әдісімен (2. 1) :
Формуланы пайдалана отырып сызықты квантизация әдісімен (2. 2) :
Кең жолақты сигнал үшін кодтық жазудағы биттердің санын есептеңіз.
Бастапқы деректерге негізделген кең жолақты сигнал параметрлерін есептеңіз ( :
Содан кейін формуланы пайдалана отырып, сызықтық квантизация әдісімен (2. 1) :
Формуланы пайдалана отырып сызықты квантизация әдісімен (2. 2) :
Осылайша, біз m = 7 код сөзіндегі биттердің санын және AИM сигналын квантизациялаудың сызықты емес әдісін таңдаймыз, себебі бұл кодтың ені аз болады.
1. 2 ЦАП шығуындағы кванттық шуды қорғауды анықтау
Формула бойынша (2. 2) сигналдың ең төменгі мәнін анықтаңыз (m = 7, n = 2) :
Кванттық қателердің күрт ұлғаюы белгілі, және, тиісінше, өзгерген сигналдың лездік мәндері кванттау сипаттамасын шектеу аймағына түссе, шудан сигналдың қорғayы төмeндейді. Демек, жүйе сигналдың ең жоғары деңгейімен түрлендірілген шектік кернеуді қабылдау керек, сигналдың лездік мәндері өте сирек кернеуден асады. Кернеуді шектеу U_огр формуласын анықтаймыз (3. 1) :
, (3. 1)
Мұндағы R = 1 Ом, а - бұл шудың қуат шегі.
(3. 2)
Осылайша сигналдың өзгеру диапазоны p_min-ден p_огр-ге дейін анықталады. Ең аз квантинг қадамын табыңыз Δ. Ол формула бойынша анықталады (3. 3) :
(3. 3)
Δ квантизациялау қадамын біле отырып, сигналдың қауіпсіздігінің кіріс сигнал деңгейінде кванттық шуылға тәуелділігін анықтауға болады:
(3. 4)
Тар жолақты сигнал үшін формулалар арқылы келесі мәндерді аламыз (3. 1), (3. 2) и (3. 3) :
;
Содан кейін тәуелділік кестесі осылай көрінеді (см. cур. 3. 1) :
Сур. 3. 1. .
Енгізудеңгейісигналы , , . 3. 1. кезде бұл мән
(3. 1), (3. 2) және (3. 3) арқылықайталаймыз:
кең жолақты сигналдың тәуелділік гарфигі 3. 2 суретте көрсетілген.
Рис. 3. 2. Кең жолақты кіріс сигналдың деңгейіне, квантавания шуылына байланысты қауіпсіздік тәуелділік графигі.
... жалғасы- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.

Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz