Сигналдарды қабылдау және өңдеу құрылғылары

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ

ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

М. Қозыбаев атындағы

Солтүстік Қазақстан университеті

Инженерия және цыфрлық технологиялар факультеті

«Энергетика және радиоэлектроника» кафедрасы

КУРС ЖҰМЫСЫ

тақырыбы: «Сигналдарды қабылдау және өңдеу құрылғылары»

6B06201-«Радиотехника, электроника и телекоммуникациялар»

мамандығы бойынша

Орындаған Нағымет Нұртуған

Ғылыми жетекші

ЭжР кафедрасының аға оқытушысы Молдахметов С. С.

Петропавл, 2021ж

Осы курстық жұмысты орындау кезінде хабарды түрлендірудің келесі негізгі кезеңдері қарастырылады.

Кодтау
Бөгеуілге төзімді кодтау
Шифрлау
Модуляция
Байланыс желісі арқылы беру
Демодуляция
Дешифрлау
Декодтау

Хабар көзі оны байланыс желісі арқылы жіберу үшін сөзді қалыпастырады. Сөз студенттің тегі мен атының алғашқы екі әрпінен қалыптасады. Мысалы, студент Нағымет Нұртуған «НаНу» хабарын жасайды.

Бұл хабарды екілік кодқа түрлендіру қажет. Бұл операцияны кодер жүзеге асырады. Арнайы берілген алгоритм бойынша Кодер екілік тізбекті қалыптастырады. Бұл курстық жұмыста кодер хабарламаны кодтық сөзге түрлендірген кезде HD44780 контроллерінің белгі генераторы символдарының кестесіне сүйенеді.

Таблица символов CGRAM

Сурет 2. HD44780 контроллердің белгі кестесі

Н: а

-: -

48: 61

Н: Н

-: -

48: 48

Н: у

-: -

48: 79

Бұдан әрі он алтылық кодты екілік кодқа түрлендіреміз.

0100 1000

Н: а

-: -

48: 61

-: -

0100 1000: 0110 0001

Н: Н

-: -

48: 48

-: -

0100 1000: 0100 1000

Н: у

-: -

48: 79

-: -

0100 1000: 0111 1001

Реттілікті кезекпен орнатамыз.

4: 0100

8: 1000

6: 0110

1: 0001

4: 0100

8: 1000

7: 0111

9: 1001

Осылайша, «НаНу» хабарламасы кодтау рәсімінен кейін келесі түрді қабылдайды.

0100 1000 0110 0001 0100 1000 0111 1001

Байланыс желісі арқылы сигналға жіберу кезінде қате демодуляцияға әкелуі мүмкін кедергілер әрекет етеді. Қателерді анықтау және түзету үшін кедергіге төзімді кодтауды қолданамыз. Бұл жұмыста Хэммингтік кодтауды қолданамыз. Ол үшін бұл реттілікке артықшылық енгізу қажет, бірақ бұрын әрбір 8 бит бойынша төрт бөлікке тізбекті бөлшектеуіміз керек.

01001000 0111 01001000 0001

Осыдан кейін кодтау процесі төрт бөлікке бөлінеді. Төрт тізбектің әрқайсысы бір-біріне қарамастан кодталады.

Бірінші бөлікті қарастырайық.

01001000

Ең алдымен, бақылау биттерін қою керек. Олар қатаң белгіленген орындарында салынады-бұл екілік дәрежелеріне тең нөмірлері бар позициялар. Бұл жағдайда ақпараттық сөздің ұзындығы 8 Битте бұл позиция болады 1, 2, 4, 8, . Тиісінше, төменде көрсетілгендей, «Х» белгіленген 4 бақылау биттері болды.

Осылайша, барлық хабарламаның ұзындығы 4 битке артты. Бақылау биттерінің өзін есептеуге дейін оларға«Х»мәні беріледі.

Енді әрбір бақылау битінің мәнін есептеу қажет. Әрбір бақылау битінің мәні ақпараттық бит мәндеріне байланысты, бірақ бәріне емес, тек осы бақылау бит бақылайтындарға байланысты. Әрбір бақылау биттері үшін қандай биттерге жауап беретінін түсіну үшін өте қарапайым заңдылықтарды түсіну қажет: N нөмірімен бақылау биті N позициясынан бастап әрбір N бит арқылы барлық келесі N биттерді бақылайды.

Бірінші бөлік: 01001000

1: Х

2: Х

3: 0

4: Х

5: 1

6: 0

7: 0

8: Х

9: 1

10: 0

11: 0

12: 0

1: 0

3: 0

5: 1

7: 0

9: 1

10:

11: 0

12:

: 1

2: 0

3: 0

6: 0

7: 0

10: 0

11: 0

12:

: 2

4: 1

5: 1

6: 0

7: 0

10:

11:

12: 0

: 4

8: 1

9: 1

10: 0

11: 0

12: 0

: 8

1: 0

2: 0

3: 0

4: 1

5: 1

6: 0

7: 0

8: 1

9: 1

10: 0

11: 0

12: 0

Мұнда«X» белгісімен бақылау битін бақылайтын битер белгіленген, оның нөмірі оң жақта. Яғни, мысалы, бит нөмірі 1, 2, 4 және 8 нөмірлерімен бақыланады.

Бұдан әрі әрбір бақылау битінің мәнін есептеу қажет. Әрбір бақылау биті үшін олардың бақылауындағы битер арасында қанша бірлік деп есептейміз, кейбір бүтін сан аламыз және егер ол жұп болса, онда ноль қоямыз, әйтпесе бірлікті қоямыз.

Біздің ақпараттық сөзімізге арналған бақылау биттерін есептей отырып, келесілерді аламыз:

Сол алгоритм бойынша қалған үш тізбекті бөгеуілге төзімді кодтауды өндіреміз.

Екінші бөлік: 0111

1: Х

2: Х

3: 0

4: Х

5: 1

6: 1

7: 0

8: Х

9: 0

10: 0

11: 0

12: 1

1: 1

3: 0

5: 1

7: 0

9: 0

10:

11: 0

12:

: 1

2: 1

3: 0

6: 1

7: 0

10: 0

11: 0

12:

: 2

4: 1

5: 1

6: 1

7: 0

10:

11:

12: 1

: 4

8: 1

9: 0

10: 0

11: 0

12: 1

: 8

1: 1

2: 1

3: 0

4: 1

5: 1

6: 1

7: 0

8: 1

9: 0

10: 0

11: 0

12: 1

Үшінші бөлік: 01001000

1: Х

2: Х

3: 0

4: Х

5: 1

6: 0

7: 0

8: Х

9: 1

10: 0

11: 0

12: 0

1: 0

3: 0

5: 1

7: 0

9: 1

10:

11: 0

12:

: 1

2: 0

3: 0

6: 0

7: 0

10: 0

11: 0

12:

: 2

4: 1

5: 1

6: 0

7: 0

10:

11:

12: 0

: 4

8: 1

9: 1

10: 0

11: 0

12: 0

: 8

1: 0

2: 0

3: 0

4: 1

5: 1

6: 0

7: 0

8: 1

9: 1

10: 0

11: 0

12: 0

Төртінші бөлік: 0001

1: Х

2: Х

3: 0

4: Х

5: 1

6: 1

7: 1

8: Х

9: 1

10: 0

11: 0

12: 1

1: 1

3: 0

5: 1

7: 1

9: 1

10:

11: 0

12:

: 1

2: 0

3: 0

6: 1

7: 1

10: 0

11: 0

12:

: 2

4: 0

5: 1

6: 1

7: 1

10:

11:

12: 1

: 4

8: 0

9: 1

10: 0

11: 0

12: 1

: 8

1: 1

2: 0

3: 0

4: 0

5: 1

6: 1

7: 1

8: 0

9: 1

10: 0

11: 0

12: 1

: 8

Нәтижесінде біз мынаны аламыз:

0100 1000 - 0001 1001 1000

0110 0001 - 1101 1101 0001

0100 1000 - 0001 1001 1000

0111 1001 - 1000 1110 1001

Бөгеуілге төзімді кодтаудан кейін алынған тізбекті бір жолға жазамыз. Нәтижесінде 48 бит тізбегі алынды.

000110011000 110111010001 000110011000 100011101001

Бұл тізбекті рұқсат етілмеген қолжетімділіктен қорғау қажет, ол үшін оны шифрлау қажет. Шифрлау сандық тізбекті скремблирлеу арқылы жүргізіледі.

Скремблирлеуші код студенттің ИКС соңғы санына байланысты таңдалады.

01010101

11100010

0: 1

-: -

01010101: 10101010

5: 6

-: -

11100010:

0: 2

-: -

01010101:

5: 7

-: -

11100010: 00110011

0: 3

-: -

01010101: 11001100

5: 8

-: -

11100010: 10111000

0: 4

-: -

01010101: 00011101

5: 9

-: -

11100010: 01000111

Мысалы, менің жағдайымда RET10618273 шифрлау кілті 11001100 болады. Осы кілттің көмегімен деректерді шифрлеуді жүргіземіз. Ол үшін 48 биттен 8 бит тізбегін бұзамыз және "Исключающее или" деген жанама операцияны жасаймыз.

Кодтауға ыңғайлы болу үшін төменде кестелер бар. Кестенің жоғарғы жолы 1-ден 48-ге дейінгі биттің реттік нөмірін көрсетеді. Екінші жол жоғарыдан «Ақп. Бит» өзіне тікелей ақпараттық биттерді жасайды «Скр. Бит» 11001100 шифрлау кілтінен құрастырылған скремблирлеуші кодты көрсетеді. Соңғы жол «Шифр. Бит» шифрлау нәтижесін көрсетеді.

Бірінші кесте бірінші 24 бит жүйелілігі үшін шифрлау алгоритмін ашады: .

Номер бит

Номер бит: Ақп. бит

1: 0

2: 0

3: 0

4: 1

5: 1

6: 0

7: 0

8: 1

9: 1

10: 0

11: 0

12: 0

13: 1

14: 1

15: 0

16: 1

17: 1

18: 1

19: 0

20: 1

21: 0

22: 0

23: 0

24: 1

Номер бит: Скр. бит

1: 1

2: 1

3: 0

4: 0

5: 1

6: 1

7: 0

8: 0

9: 1

10: 1

11: 0

12: 0

13: 1

14: 1

15: 0

16: 0

17: 1

18: 1

19: 0

20: 0

21: 1

22: 1

23: 0

24: 0

Номер бит: Шифр. бит

1: 1

2: 1

3: 0

4: 1

5: 0

6: 1

7: 0

8: 1

9: 0

10: 1

11: 0

12: 0

13: 0

14: 0

15: 0

16: 1

17: 0

18: 0

19: 0

20: 1

21: 1

22: 1

23: 0

24: 1

Екінші кесте келесі 24 бит:

Номер бит

Номер бит: Ақп. бит

25: 0

26: 0

27: 0

28: 1

29: 1

30: 0

31: 0

32: 1

33: 1

34: 0

35: 0

36: 0

37: 1

38: 0

39: 0

40: 0

41: 1

42: 1

43: 1

44: 0

45: 1

46: 0

47: 0

48: 1

Номер бит: Скр. бит

25: 1

26: 1

27: 0

28: 0

29: 1

30: 1

31: 0

32: 0

33: 1

34: 1

35: 0

36: 0

37: 1

38: 1

39: 0

40: 0

41: 1

42: 1

43: 0

44: 0

45: 1

46: 1

47: 0

48: 0

Номер бит: Шифр. бит

25: 1

26: 1

27: 0

28: 1

29: 0

30: 1

31: 0

32: 1

33: 0

34: 1

35: 0

36: 0

37: 0

38: 1

39: 0

40: 0

41: 0

42: 0

43: 1

44: 0

45: 0

46: 1

47: 0

48: 1

Осылайша, деректерді скремблирлеу арқылы шифрланған тізбек осындай көрініс қабылдайды:

1101010101100011101 11010101010001100101

Бұдан әрі осы шифрланған тізбекті байланыс желісі арқылы беру қажет. Ол үшін модуляцияны пайдалану қажет. Бұл жұмыста квадраттық амплитудалық манипуляция қолданылады.

Біз КАМ-16 қолданамыз, оның сигналдық шоқжұлдыздығы 3-суретте келтірілген.

QAM16 1

Сурет 3. КАМ-16 сигналдық 16 шоқжұлдыздығы

Шифрленген ақпараттық хабарламаны жіберу үшін алдымен оны КАМ-16 сәйкестілігі үшін әрқайсысы 4 биттен 12 санауға бөлу қажет.

1: 1101

2: 0101

3: 0100

4: 0001

5: 0001

6: 1101

7: 1101

8: 0101

9: 0100

10: 0100

11: 0010

12: 0101

КАМ-16 синусоидалы сигналды білдіреді, онда фаза да, сигналдың амплитудасы да өзгереді, бұл сигналдың біржай-күйімен берілетін ақпараттың санын ұлғайтуға мүмкіндік береді

Сигнал қалай берілгенін графикалық түрде фазалық жазықтықта көрсетеміз. 4-суретте дабыл шоқжұлдызында берілетін хабарламаның таралуы көрсетілген. Сан есептеудің реттік нөмірін көрсетеді.

Сурет 4. Берілетін КАМ-сигнал.

Байланыс желісінде кедергілер мен бұрмалаулар әсерінен сигналдың өзгеруі орын алады. Бұл ретте сигналдың үш параметрі өзгертіледі: амплитуда, сигнал жиілігі мен фазасы.

КАМ-16 пайдалану кезінде ақпарат тиісті амплитуда мен фазада жасалған. Сигналдың келесі дұрыс анықталатыны кедергі оларды елеусіз өзгертуі мүмкін. Сондай-ақ, кедергі сигнал қате анықталатындай сигналды өшіруі мүмкін.

Төменде кестелерде сигнал кедергі және бұрмалау әрекеті салдарынан өзгерістерге ұшырайтын коэффициенттер көрсетілген.

Коэффициенттер студенттің ИКС соңғы екі санынан алынады.

Кесте-Сигнал амплитудасының бұрмалануы.

ИКС

№ символа

ИКС: 106182X0

№ символа: Коэф-т А

1: 0, 9

2: 0, 9

3: 0, 9

4: 1

5: 1

6: 1

7: 1

8: 1

9: 1

10: 1, 1

11: 1, 1

12: 1, 2

ИКС: 106182X1

№ символа: Коэф-т А

1: 0, 8

2: 0, 9

3: 0, 9

4: 0, 9

5: 1

6: 1

7: 1

8: 1

9: 1

10: 1

11: 1, 1

12: 1, 1

ИКС: 106182X2

№ символа: Коэф-т А

1: 0, 8

2: 0, 8

3: 0, 9

4: 0, 9

5: 0, 9

6: 1

7: 1

8: 1

9: 1

10: 1

11: 1

12: 1, 1

ИКС: 106182X3

№ символа: Коэф-т А

1: 0, 9

2: 0, 9

3: 1

4: 1

5: 1

6: 1

7: 1

8: 1

9: 1, 1

10: 1, 1

11: 1, 2

12: 1, 2

ИКС: 106182X4

№ символа: Коэф-т А

1: 0, 9

2: 1

3: 1

4: 1

5: 1

6: 1

7: 1

8: 1, 1

9: 1, 1

10: 1, 2

11: 1, 2

12: 1, 2

ИКС: 106182X5

№ символа: Коэф-т А

1: 1, 2

2: 1, 1

3: 0, 9

4: 1, 1

5: 1

6: 1

7: 1

8: 1

9: 0, 9

10: 1, 1

11: 0, 9

12: 0, 9

ИКС: 106182X6

№ символа: Коэф-т А

1: 1, 1

2: 1, 1

3: 0, 9

4: 1

5: 1

6: 1

7: 1

8: 1

9: 0, 9

10: 1, 1

11: 0, 9

12: 0, 8

ИКС: 106182X7

№ символа: Коэф-т А

1: 1, 1

2: 1

3: 0, 9

4: 1

5: 1

6: 1

7: 1

8: 0, 9

9: 0, 9

10: 1, 1

11: 0, 8

12: 0, 8

ИКС: 106182X8

№ символа: Коэф-т А

1: 1, 2

2: 1, 2

3: 0, 9

4: 1, 1

5: 1

6: 1

7: 1

8: 1

9: 1

10: 1, 1

11: 0, 9

12: 0, 9

ИКС: 106182X9

№ символа: Коэф-т А

1: 1, 2

2: 1, 2

3: 0, 9

4: 1, 2

5: 1, 1

6: 1

7: 1

8: 1

9: 1

10: 1, 1

11: 1

12: 0, 9

Кесте-Сигнал фазасының бұрмалануы.

ИКС

№ символа

ИКС: 1061820X

№ символа: Коэф-т φ

1: -5

2: -5

3: -5

4: 0

5: 0

6: +5

7: +10

8: +10

9: +20

10: +10

11: +5

12: 0

ИКС: 1061821X

№ символа: Коэф-т φ

1: 0

2: -5

3: -5

4: -5

5: 0

6: 0

7: +5

8: +10

9: +10

10: +20

11: +10

12: +5

ИКС: 1061822X

№ символа: Коэф-т φ

1: 0

2: 0

3: -5

4: -5

5: -5

6: 0

7: 0

8: +5

9: +10

10: +10

11: +20

12: +10

ИКС: 1061823X

№ символа: Коэф-т φ

1: -5

2: -5

3: 0

4: 0

5: +5

6: +10

7: +15

8: +20

9: +10

10: +5

11: 0

12: 0

ИКС: 1061824X

№ символа: Коэф-т φ

1: -5

2: 0

3: 0

4: +5

5: +10

6: +10

7: +20

8: +10

9: +5

10: 0

11: 0

12: -5

ИКС: 1061825X

№ символа: Коэф-т φ

1: 0

2: +5

3: +10

4: +20

5: +10

6: +10

7: +5

8: 0

9: 0

10: -5

11: -5

12: -5

ИКС: 1061826X

№ символа: Коэф-т φ

1: +5

2: +10

3: +20

4: +10

5: +10

6: +5

7: 0

8: 0

9: -5

10: -5

11: -5

12: 0

ИКС: 1061827X

№ символа: Коэф-т φ

1: +10

2: +20

3: +10

4: +10

5: +5

6: 0

7: 0

8: -5

9: -5

10: -5

11: 0

12: 0

ИКС: 1061828X

№ символа: Коэф-т φ

1: 0

2: 0

3: +5

4: +10

5: +20

6: +10

7: +10

8: +5

9: 0

10: 0

11: -5

12: -5

ИКС: 1061829X

№ символа: Коэф-т φ

1: -5

2: 0

3: 0

4: +5

5: +10

6: +20

7: +10

8: +10

9: +5

10: 0

11: 0

12: -5

Мен үшін RET8273 амплитудасының бұрмалануы және сигнал фазасы болады мынандай болады .

№ символа

№ символа: Коэф-т А

1: 0, 9

2: 0, 9

3: 1

4: 1

5: 1

6: 1

7: 1

8: 1

9: 1, 1

10: 1, 1

11: 1, 2

12: 1, 2

№ символа: Коэф-т φ

1: +10

2: +20

3: +10

4: +10

5: +5

6: 0

7: 0

8: -5

9: -5

10: -5

11: 0

12: 0

Көрсетеміз графикалық арналған фазалық жазықтық ретінде бөгеуілдермен бұрмаланулар әсер еткенің. 5-суретте бөгеуіл әсерінен кейін сигналдық шоқжұлдызында берілетін хабарламаның таралуы көрсетілген. Сан - есептеудің реттікнөмірін көрсетеді.