Кодтаудың және дискреттi каналдың негізгі ұғымдары мен анықтамалары


Мазмұны

Кіріспе ...4

1 Кодтаудың және дискреттi каналдың негізгі ұғымдары мен анықтамалары ...5
1.1 Каналдың топтастырылуы мен параметрлері, негізгі модельдері ...9
1.2 Модуляция және оның түрлері ...12
1.3 Амплитудалық модуляция ...14
1.4 Бұрыштық модуляция ...17
1.5 Импульстік модуляция ...20
1.6 Шешуші кері байланысы (ШКБ) бар құрылымды сызбаның сипаттамасы ,,,22

2 Сандық канал параметрлерін есептеу ,,,27
2.1 Салыстырмалы үлкен өткізу қабілеттілігін қамтамасыз ететін кодтық комбинацияның тиімді ұзындығын анықтау ,,,27
2.2 Циклдік кодтың параметрлерін анықтау ...28
2.3 Құраушы полином түрін таңдау ...29
2.4 Таңдалған құраушы полином үшін кодер сызбасын құру және оның жұмысын түсіндіру ...29
2.5 Таңдалған құраушы полином үшін декодер сызбасын құру және оның жұмысын түсіндіру ...30
2.6 «System View» бағдарламалық пакетін қолдана отырып циклдік кодтың кодтаушы және декодтаушы құрылғыларының сызбасын алу ...31
2.7 Берілген Тпер темпы және tбт қателік критериі кезіндегі таратылатын ақпарат көлемін анықтау...34
2.8 Жинақтағыштың сыйымдылығын анықтау ...34
2.9 Деректер тасымалдайтын негізгі және айналым каналдарының көрсеткіштерін анықтау ...35

Қорытынды ...39

Қолданылған әдебиеттер тізімі ...40
Кіріспе


Телекоммуникациялық желілердің дамуы электрлік байланыстағы дискреттік ақпараттардың таралуының рөлі мен маңызын одан әрі арттыра түсуде.
Сандық байланыс технологиялары пәнінің міндеттері:
- сандық дабылдар таралуының принциптері мен әдістерін мазмұндау, оның ғылыми негіздеріне тоқталу және сандық байланыс технологияларының бүгінгі күнгі даму қарқынын баяндау;
- тарату және өңдеудің сандық жүйелерінің мүмкіншіліктерімен таныстыру;
- деректер тасымалдау құрылғыларының жұмыс істеуін және қасиеттерін анықтайтын заңдылықтарды түсіндіру.
Негізгі мақсаты – дискретті дабылдарды тарату жүйелерінің құрылысы және теориялық түсіндірмелерімен таныстыру, оларға инженерлік есептеулер жүргізіп, техникалық жағынан қолдануды үйрету.
Бұл курстық жұмыс ақпарат көзі мен қабылдаушысы арасындағы деректер тасымалдау трактын жобалауға арналған. Деректер тасымалдау трактының сапалылығына, нақтырақ айтсақ, дұрыс берілуіне, сенімділігіне, көп көңіл бөлінген. Сондықтан, мұнда коммутацияланбайтын деректер тасымалының тракты жобаланған. Ақпараттың дұрыс берілуін қамтамасыз ету мақсатында үздіксіз таратушы және қабылдауға тосқауыл қою мүмкіндігі бар шешуші кері байланысты (ШКБүз. тос.) жүйе қолданылады. Код түрі – циклдік.
Курстық жұмыстағы есептерді шешу үшін Mathcad бағдарламасы қолданылады, сондықтан есептердің толық шешу жолдары көрсетілмеген. Берілген есептерді шешу тапсырманың негізгі мақсаты – телекоммуникациялық жүйелерді модельдеу болып табылады.
Сонымен қатар, телекоммуникациялық жүйелерді модельдеуге арналған «System View» бағдарламалық пакетінің көмегімен модуляция және демодуляцияны қолдана отырып циклдік кодтың кодтаушы және декодтаушы құрылғыларының сызбасын жобалау керек.
Қолданылған әдебиеттер тізімі


1 Емельянов Г.А., Шварцман В.О. Передача дискретной информации. – М.: Радио и связь, 1982. – 240 бет.
2 Колесник В.Д., Мирончиков Е.Т.. Декодирование циклических кодов. – М.: Связь, 1968.
3 Прокис Дж. Цифровая связь. Радио и связь, 2000. –797 бет.
4 Пуртов Л.П. және т. б. Элементы теории передачи дискретной информации. – М.: Связь, 1972. – 232 с.
5 Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: 2-басылым. /ағылшын тілінен аударылған  М.: «Вильямс» баспа үйі, 2003.  1104 бет.
6 Сергиенко А.Б., Цифровая обработка сигналов: Учебник для вузов. – М.: –2002.
7 Фирменный стандарт. Работы учебные. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию. ФС РК 10352-1910-У-е-001-2002. – Алматы: АИЭС, 2002.
8 Шварцман В.О., Емельянов Г.А. Теория передачи дискретной информации. – М.: Связь, 1979. –424 бет.
9 Шувалов В.П. редакциялауымен, / Передача дискретных сообщений – М.: Радио и связь, 1990. –464 бет.

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі:  Курстық жұмыс
Көлемі: 36 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 700 теңге
Таңдаулыға:   




Мазмұны

Кіріспе 4
1 Кодтаудың және дискреттi каналдың негізгі ұғымдары мен
анықтамалары 5
1.1 Каналдың топтастырылуы мен параметрлері, негізгі модельдері 9
1.2 Модуляция және оның түрлері 12
1.3 Амплитудалық модуляция 14
1.4 Бұрыштық модуляция 17
1.5 Импульстік модуляция 20
1.6 Шешуші кері байланысы (ШКБ) бар құрылымды сызбаның сипаттамасы 22
2 Сандық канал параметрлерін есептеу 27
2.1 Салыстырмалы үлкен өткізу қабілеттілігін қамтамасыз ететін
кодтық комбинацияның тиімді ұзындығын анықтау 27
2.2 Циклдік кодтың параметрлерін анықтау 28
2.3 Құраушы полином түрін таңдау 29
2.4 Таңдалған құраушы полином үшін кодер сызбасын құру және оның
жұмысын түсіндіру 29
2.5 Таңдалған құраушы полином үшін декодер сызбасын құру және оның
жұмысын түсіндіру 30
2.6 System View бағдарламалық пакетін қолдана отырып циклдік
кодтың кодтаушы және декодтаушы құрылғыларының сызбасын алу
31
2.7 Берілген Тпер темпы және tбт қателік критериі кезіндегі
таратылатын ақпарат көлемін анықтау 34
2.8 Жинақтағыштың сыйымдылығын анықтау 34
2.9 Деректер тасымалдайтын негізгі және айналым каналдарының
көрсеткіштерін анықтау 35
Қорытынды 39
Қолданылған әдебиеттер тізімі 40

Кіріспе

Телекоммуникациялық желілердің дамуы электрлік байланыстағы дискреттік
ақпараттардың таралуының рөлі мен маңызын одан әрі арттыра түсуде.
Сандық байланыс технологиялары пәнінің міндеттері:
- сандық дабылдар таралуының принциптері мен әдістерін мазмұндау, оның
ғылыми негіздеріне тоқталу және сандық байланыс технологияларының бүгінгі
күнгі даму қарқынын баяндау;
- тарату және өңдеудің сандық жүйелерінің мүмкіншіліктерімен
таныстыру;
- деректер тасымалдау құрылғыларының жұмыс істеуін және қасиеттерін
анықтайтын заңдылықтарды түсіндіру.
Негізгі мақсаты – дискретті дабылдарды тарату жүйелерінің құрылысы
және теориялық түсіндірмелерімен таныстыру, оларға инженерлік есептеулер
жүргізіп, техникалық жағынан қолдануды үйрету.
Бұл курстық жұмыс ақпарат көзі мен қабылдаушысы арасындағы деректер
тасымалдау трактын жобалауға арналған. Деректер тасымалдау трактының
сапалылығына, нақтырақ айтсақ, дұрыс берілуіне, сенімділігіне, көп көңіл
бөлінген. Сондықтан, мұнда коммутацияланбайтын деректер тасымалының тракты
жобаланған. Ақпараттың дұрыс берілуін қамтамасыз ету мақсатында үздіксіз
таратушы және қабылдауға тосқауыл қою мүмкіндігі бар шешуші кері байланысты
(ШКБүз. тос.) жүйе қолданылады. Код түрі – циклдік.
Курстық жұмыстағы есептерді шешу үшін Mathcad бағдарламасы
қолданылады, сондықтан есептердің толық шешу жолдары көрсетілмеген.
Берілген есептерді шешу тапсырманың негізгі мақсаты – телекоммуникациялық
жүйелерді модельдеу болып табылады.
Сонымен қатар, телекоммуникациялық жүйелерді модельдеуге арналған
System View бағдарламалық пакетінің көмегімен модуляция және
демодуляцияны қолдана отырып циклдік кодтың кодтаушы және декодтаушы
құрылғыларының сызбасын жобалау керек.
1 Кодтаудың және дискреттi каналдың негізгі ұғымдары мен анықтамалары

Дискретті ақпаратты тарату жүйесі (ДАТЖ) – технологиялық үдерiстердi
басқарудың автоматтандырылған жүйелерiнің негiзгi элементі, ақпараттық-
басқарушылық жүйелердің және де кез келген ақпаратты тарату мен түрлендіру
үдерістері бар жүйелердің негізгі элементі.
1.1 суретінде ДАТЖ-ның жалпы құрылымдық сұлбасы сипатталған.

ХК – хабарлама көзі; АҚ – ақпарат қабылдаушы; ҚК – қателіктер көзі;
Тар 1, Тар 2 – хабарлама таратқыштары; Қаб 1, Қаб 2 – хабарлама
қабылдағыштары; БК – байланыс каналы

Сурет 1.1 – Дискретті ақпаратты тарату жүйесінің жалпы құрылымы

ДАТЖ – хабарлағыштар, қабылдағыштар және екi тармақтардың арасындағы
хабар алмасуы немесе басқаға бiр тармақтан хабар беру қамтамасыз ететiн
каналдардың жиынтығы. Тура канал мен керi каналдағы хабарламалар бөгеттер
әсерлерімен бұрмаланады. Бұрмалаулар берiлетiн мәлiметке қателердiң
енгiзілуі ретінде қаралады. Негiзгi мақсаттардың бiрi қателiктердің шығу
көзінің үлгiсiнiң құрастырылуы болып табылады.
ХК-тен шыққан хабарламалар ағымы кездейсоқ ағым ретінде қаралуы тиіс.
Ақпаратты таратудың каналы деп бір тармақтан екінші тармаққа
дабылдардың берілуін қамтамасыз ететін құрылымдардың жиынтықтарын атайды.
ДАТЖ-ны құрастыру кезінде канал берілген буын болып табылады, ХК мен АҚ
таратушы мен қабылдаушы арқасында қосылып, БК-мен үйлеседі. Математикалық
сипаттамасы бойынша ақпаратты тарату каналдары екі түрге жіктеледі:
дискретті және үздіксіз каналдар.
Дискретті канал – дискретті хабарламаларды тарату үшін қолданылатын
байланыс.
Дискретті канал бойынша ақпаратты таратудың қарапайым сұлбасы 1.2
суретінде көрсетілген.

ДХК – дискретті хабарлама көзі; БК – біріншілік кодер; ДХҚб –
дискретті хабарлама қабылдағышы

Сурет 1.2 – Дискретті ақпаратты тарату каналының қарапайым түрі

Дискретті хабарламалар көзі (ДХК) ақпаратты таныстыру үшін алғашқы {A}
алфавитін қолданады. Біріншілік кодер (БК) алғашқы алфавиттің n таңбаларын
{a} алфавитіндегі қарапайым дабылдарымен кодтайды. Тарату процесіндегі
бөгеттер жұмысының негізі: қабылдаушы дабылдардың алфавиті кірісіндегі
дабылдар алфавитінен санымен және сипаттамасымен айырылуы мүмкін, ол m
қарапайым дабылдарды жинақтаған {b} алфавиті болсын делік. Дабылдар
алфавитінің сәйкес келмеуi каналдың шығысында мұндай алғашқы алфавит
таңбаларының кодтары сияқты түсiндiрiп жата алмаған қарапайым сигналдардың
комбинациялары көрiніп қалуына алып келедi. Басқаша сөзбен айтқанда, екінші
ретті хабарламаны қабылдағыштың (ДХҚб) {B} алфавиті {A } алфавитімен сәйкес
келмеуі мүмкін. Қиын болмас үшін екінші ретті дабылдардың декодері
қабылдағышпен қосылулы деп есептейміз.
Ақпаратты тарату процесінің сандық мәліметтерін енгізе отыра олардың
ішінен тек канал қасиеттерінен тәуелділерін және дискретті хабарлама
көзінің ерекшеліктерімен анықталатындарын таңдаймыз.
Тапсырылған дискретті канал болып есептеледі егер келесі мәліметтер
белгілі болса:
- бір қарапайым дабылдың тарату уақыты ;
- қарапайым {a} дабылдарының алғашқы алфавиті, яғни оның барлық
таңбалары ai (i = 1...n, мұнда n – {a} алфавитінің таңбалар саны);
- p(ai) кірісінде қарапайым дабылдардың n ықтималдығының пайда
болуы;бұл мүмкіндіктер априорлы деп аталады себебі ол каналдың сипатымен
емес хабарлама шығу көзімен анықталады,яғни канал мен хабарламаны таратуға
сыртқы болып қалады;
- {b} каналының шығысында алфавит таңбалары, яғни барлық таңбалар bj
(j = 1...m, мұнда m –{b} алфавитінің таңбалар саны және жалпы
жағдайда nm);
- шартты мүмкіндіктердің мәндері, олардың әрқайсысы егер кіріске
ai дабылы жіберілген болса, шығысында bj дабылының пайда болу мүмкіндігін
сипаттайды.
1.1-суретінде ҚК ақпараттың бұрмалануын тудырады. Бұрмаланған
ақпаратты қалпына келтіру үшін кодтаудың қолданылуы керек болып тұр.
Кодтау тәсілін тар және кең мағынада түсiндiруге болады. Кодтау
тәсілінің кең мағынасында хабарлама байланыстың осы канал бойынша берiлуі
үшiн ыңғайлы таратылуы жобаланады. Керi операция, яғни қабылданған сигнал
бойынша хабарламаны қалпына келтiру операциясы декодтау деп аталады.
Ақпараттың берiлу жүйесінiң құрылымдық сызбасы қарастырайық.

АК – ақпарат көзі; БС – байланыс сызығы; АКК – ақпарат көзінің кодеры;
КК – канал кодеры; М – модулятор; ДМ – демодулятор; КД – канал декодеры;
АКД – ақпарат көзінің декодеры; АҚ – ақпаратты қабылдаушы

Сурет 1.3 – Ақпарат тарату жүйесінің жалпы құрылымдық сызбасы

z хабарламасының ақпарат көзінiң (АК) шығысында сәйкесінше нақтылы
сигнал орнату керек. Қатынастардың хабарлама саны уақыттың үлкеюi бойынша
шексiздiкке ұмтылғандықтан, онда өз сигналының әрбiр қатынасы үшiн
жасалғаны мүмкiн емес. Бiрақ дискреттi хабарламалар әрiптерден қалыптасатын
болса, үздiксiз хабарламаны есептеу цифрлардың тiзбегiмен үлгiлi белгiлер
кезінде (дискретизация) қалыптасатынын көруге болады.
Әріптердің аса үлкен көлемінде (хабарлама көзі) әріптердің басқа бір
аз әріптер алфавитінде символдар деп аталатын түсінік жиі қолданылады.
Мысал ретінде Морзе кодын алатын болсақ, бұл операция – мән бойынша
кодтау, бірақ тек тар мағынада. Мысалы, а-ны ·- кодымен,
б-ны - кодымен алмастырамыз, демек, нүкте және сызықша
символдарынаннемесе нышандардан тұратын жаңа бір алфавит аламыз.
Алфавит нышандарының алфавит әріптерінен аз болғандықтан, әрбiр әрiпке
кодтық комбинация деп аталатын нышандардың кейбiр тiзбегi сәйкес келедi.
Кодтық комбинациядағы нышандар саны оның белгісі, ал нөлдік нышандар саны
салмақ деп аталады. Шеннон өз теоремаларында байланыс каналының қасиеттерi
бар қатынас көзiнiң қасиеттерiнiң келiсуiнен тұратын кодпен жазатын және
кодын табатын құрылымдардың тиiмдiлiгiн дәлелдейдi.
Ақпарат көзінің кодері (АКК) жанында артықшылық жолымен жою
қатынасының талап ететiн нышандардың орташа саны айтарлықтай төмендейтiн
кодтау тәсілін қамтамасыз етуге ие болады. Демек, бөгет жоқ болғанда бұл
(байланыс жүйесi) берiлу немесе (сақтау жүйесі) есте сақтайтын құралдың
көлемiнде уақыт ұтысын тiкелей бередi және жүйенiң тиiмдiлiгiн
жоғарылатады. Сондықтан мұндай кодтау сигналдардың қысуын қаматамасыз
етеді, яғни ары қарай өрнектелуі үшiн әзiрленеді (ЭЕМ ақапараттарының
архивтелуi).
Екiншi кодтаушы – кодтау каналының (КК) көмегiмен тап қалған ақиқаттық
берiлуге немесе артықшылық жолымен қосымша енгiзуге ақпаратты сақтауда
қамтамасыз етiледі. Мұндай кодтау бөгетке төзімді кодатау атауын алды.
Артықшылық жою жолымен ұтымды кодтауды қажеттiлiкке, содан соң
артықшылықтың енгiзуi бар кедергiге шыдамды кодын қайта кодпен жазу тиімді
ме? Қатынас көзiнiң артықшылығы мынада: байланыс каналындағы статистикалық
заңдылықтары мен жағдайлардың көпшiлiгiнде келiспеген және қолданылған
хабарламалардың ақиқаттығын жоғарлатуы үшiн қолдануға болмайды. Бұдан
басқа, хабарламалар көзiнiң артықшылығы барлық қатынасты қайта кодтау
кезінде күрделi алгоритмдер көмегімен қатенi ашып дұрыстауға мүмкiндiк
бередi.
Сонымен, кодпен жазатын және кодын табатын құрылымдардың таңдауы
хабарлама көзiнiң статистикалық қасиеттерiне, сонымен бiрге байланыс
каналындағы бөгет деңгейі мен сипатына тәуелдi болады:
- егер кодтаушы да, қатынастар көзiнiң артықшылығы да аз болса және
байланыс каналындағы бөгет iс жүзiнде болмаса, онда каналдың
кiрiспесi орынсыз;
- қатынастар көзiнiң артықшылығы қашан да биiк, ал бөгеттері тiптен
аз болса, кодтаушы көзін енгiзу орынды;
- көздiң артықшылығы қашан да аз, ал бөгеттері аса үлкен болса, канал
кодтаушысын енгiзу орынды;
- бөгет құрылымы кодпен жазатын биiк деңгейлердiң үлкен
артықшылығының жанында қосымша екі кодтаушы пайда болады.
Канал кодерінен (КК) кейін сигнал модуляторға (М) келіп түседі.
Модулятордың шығысында х дабылы нақты байланыс каналы арқылы жіберілуге
дайын тұрады.
Байланыс сызығында (БС) сигналға бөгеттер (бөгеттер көзінен – БК)
беттеседі.
Байланыс каналынан демодуляторға (ДМ) бөгетпен бұрмаланған у сигналы
келіп түседі. Мұнда сигналдар символға декодталады.
Канал декодерінде (КД) және ақпарат көзі декодерінде (АКД)
символдардың хабарламаға түрлені үрдісі жүреді. Хабарлама қабылдап алушыға
келіп түседі.
Телеграфшыдағы мәтiндер, тағы басқа хабарламалар цифрларының берiлуi
үшiн ақпараттарды кодтау көп жылдан бері қолданылады. Алғашқы кодтар екiлiк
есептеу жүйелерiнде тұрақтанды. Морзе коды (нүкте және сызықшалар
комбинациясы) бүкiл әлемге кең таратылған. Оның ерекшелігі –
комбинациялардың есте сақтауы мен қабылдауы жеңiлдігі, ал кемшiлiгі – қайта
кодтаудың күрделiлігі болып табылады.

1. Каналдың топтастырылуы мен параметрлері, негізгі модельдері

Дискретті каналдардың топтастырылуын Е қателік векторы бойымен жүргізу
ыңғайлы. Каналдардың әр түрлі модельдері Е векторының ықтималдығының
бөлінуіне байланысты өзгешеленеді. Ең көп таралған келесі модельдер.
Жады жоқ канал – бұл осы каналдағы символдары ОТ тәуелсіз
каналды айтады. Мұндай каналда әрбір дабылды символдың қабылдануы келесі
символдың қабылдану нәтижесіне тәуелді болмайды. Егер осындай тәуелділіктің
болуы кезінде жадысы бар канал орын алады. Егер символдарды қабылдау
қателік ықтималдығы уақыт бойымен өзгермесе, онда бұндай дискретті канал
стационарлы деп аталады.
Техникалық орындалуда дабылдары екілік кодпен анықталатын қарапайым
каналдар ең көп қолданылады. Мұндай каналдар екілік (бинарлы) деп аталады
және графтың көмегімен беріледі (1.4 сурет). -ның -
ға ықтималдылығы 0 және 1 символдардың дұрыс қабылдануын сипаттайды,
сәйкесінше,  және – 0 және 1 символдарының қабылдануының қателік
ықтималдылықтары. Симмметриялық екілік канал деп 0 және 1 символдарының
қабылдану кезіндегі қателік ықтималдылықтары бірдей, сәйкесінше,
Р(00)=Р(11)=1–р символдардың дұрыс қабылдану қателігі де тең болады.
Жадысы жоқ симметриялық стационарлы канал үшін бұрмалау ықтималдылығы
Р(еi=1)=р, ал дұрыс қабылдау ықтималдылығы Р(еi=0)=1–р.

Сурет 1.4 – Екілік канал графигі

Жадысы жоқ, өшірілуі бар екілік канал қаралған каналдан шығыс алфавит
0 және 1 өзге үшінші ? – өшіру символынан тұратындығымен өзгешеленеді. Ол
демодулятор берілген символды сенімді айырмаған жағдайларда пайда болады.
Мұндай канал кері байланысы бар ақпараттың берілу жүйелерінде жиі
қолданылады, ? символдың қабылдануы кезінде берілудің қайталануы жүзеге
асқанда. Бұл берілу жылдамдығын азайту арқасында қате қабылдау
ықтималдылығын төмендетеді.
Марковский каналы жадысы бар дискретті каналдың қарапайым моделі болып
саналады. Ол символдары Марковтың қарапайым тізбегін құрайтын қателік
векторымен сипатталады. Осы каналдағы символдың бұрмалау ықтималдылығы
келесі символды қабылдау нәтижесінен тәуелді болады.
Басқа екілік симметриялық каналдардың модельдерінен мынаны белгілеуге
болады: қателік пакеті бар канал бұрмалаушы қателік вектор символдары
(бірліктер) пакеттерге топталуымен сипатталады. Мұндай топталу егер
дискреттіге кіретін үздіксіз каналда бірнеше символдардың ұзақтық уақытында
дабылдардың қатты тына қалуы орын алады немесе үлкен ұзақтықты бөгеттер
қатысады. Осыған ұқсас каналдар q символдар тізбекті сериясының бұрмалау
ықтималдылығымен беріледі.
1.1.1 Өткізу жолағының ені
Жұмысы тербелістерді (электрлік немесе механикалық) қолдануда
негізделген, кез келген түрлендіргіш шектелген жиіліктер облысынан
дабылдарды қалыптастыра және өткізе алады. Осыған мысал жоғарыда телефондық
байланысымен өткізілді. Сондай-ақ соған радио және телевизиондық байланысты
жатқызуға болады – барлық жиіліктік спектр диапазондарға бөлінген (ҰТ, ОТ,
ҚТI, ҚТII, УҚТ, ДМТ), осы шектерде әрбір станция басқалардың хабарлауына
бөгет жасамас үшін өзіне бөлінген диапазонын алады.
Дабылдарды таратуға арналған байланыс каналымен қолданылатын жиіліктік
интервал өткізу жолағының ені деп аталады.
Теорияны құрастыру өткізу жолағының ені емес, () берілген
жолақтың жиіліктің максималды мәні маңызды, яғни берілген мәннің көмегімен
элементарлы импульстің ұзақтығы анықталады:

(1.1)

Басқаша айтқанда, әрбір секундта каналдан импульс немесе
үзілісті белгілі кодтардың тізбегіне байланыстырып, беруге болады.
уақытынан үлкен ұзақтылықты дабылдарды қолданылуға болады, (мысалы,
2), – бұл ақпараттың жоғалуына әкеліп соқпайды, бірақ оның канал
арқылы таралу жылдамдығын азайтады. Ал уақытынан кем ұзақтылықты
дабылдардың қолданылуы ақпараттың жоғалуына әкеліп соқпайды, себебі,
дабылдың ақпаратты параметрі қандай да бір берілген дискреттілердің
арасындағы (мысалы, 0 және 1) аралық мәндерді қабылдайды, осының бәрі
интерпретацияны қиындатады. Сондықтан, дискретті каналдан бірлік уақытта
-нан аспайтын элементарлы дабылдарды беруге болады.
Егер канал аналогты болса, онда бірлік уақытта параметрдің толық
тербелістер санын сипаттайды, олардың әрбіреуін екі е ие болады

(1.2)

Алда біз тек дискретті каналды ғана қарастырамыз және оны қолданамыз.
Сондай-ақ жеке осындай жағдайлар болуы мүмкін, мысалы, ырғақты
генераторда орындалатын таратылым жалғыз жиілікте жүргізілсе, онда
ырғақты жиіліккке тең болады.
-дың мәнін білсек, канал арқылы бірлік уақыт ішінде берілетін
элементарлы дабылдар санын табуға болады

(1.3)

(егер белгілі болса, онда L = ). Егер алғашқы әліпбидің
белгінің коды ki элементарлы дабылдардан тұрса, оның канал арқылы таратылу
уақыты ti мәні ki·элементарлы дабылдарының уақытқа көбейтіндісінен
шығады, ал алғашқы алфавиттің бір белгінің кодтық комбинацияның орташа
таралу уақыты t мәні K(A,a)·мен уақытының көбейтіндісіне тең болады.

1.1.2 Байланыс арнасының өткізгіштік қабілеттілігі
Ақпараттың кейбір Is мөлшері бір элементар дабылды таратумен
байланысты болады. Егер әр түрлі элементар дабылдардың жалпы саны n, ал
олардың пайда болу ықтималдылығы p(ai) (i = 1...n) болса, онда Шеннон
формуласына сәйкес

(1.4)

Бірақ жоғарыда қарастырылғандай, кодтаудың оптимал нұсқасы мынадай
жағдайда болады: барлық элементар дабылдардың (екіншілік әліпби белгілері)
пайда болуы келесі жағдайда тең болады

Is = Is max = log2n
(1.5)

Элементар дабылдың таңдалған екіншілік әліпбиінің ақпараттық құрамы
үшін бұл мән шектік (ең үлкен) болып табылады. Ақпараттың ондай мөлшері τ
уақытта жіберілетіндіктен арна арқылы өтетін ақпараттық өрістің шектік
қарқындылығын сипаттайтын – арнаның өткізгіштік қабілеттілігі шамасын
енгізуге болады

(1.6)

Берілген шама байланыс арнасының сипаттамасы болып табылады, себебі ол
тек кана байланыс арнасының ерекшеліктеріне тәуелді болады. Бұл өрнек идеал
арнаның (бөгетсіз) да, бөгетті реал арнанын да өткізгіштік қабілеттілігінің
анықтамасы ретінде қолданылады. Өйткені реал арнадағы элементар дабылдың
ақпараттық құрамы log2n мәнінен аз болады.
1.1.3 Ақпаратты тарату жылдамдығы
Егер қайнар көз уакыт бірлігінде L элементар дабыл берсе, ал бір белгі
кодының орташа ұзындығы K(A,a) құраса, онда LK(A,a) қатынасы уақыт
бірлігінде қайнар көзден берілетін біріншілік әліпбидің белгілер санын
көрсетеді. Егер олардың әрбірімен ақпараттық орташа мөлшері I(A) байланысты
болса, онда уақыт бірлігінде қайнар көзден берілетін ақпараттың жалпы
мөлшерін табуга болады. Бұл шама тарату жылдамдығы немесе қайнар көз
энтропиясы деп аталады (оны J деп белгілейтін боламыз)

(1.7)

Қайнар көз энтропиясының өткізгіштік қабілеттіліктен айырмашылығы оның
байланыс арнасының емес қайнар көздің сипаттамасы болып табылатындығында
болмақ.

1.2 Модуляция және оның түрлері

Дабылдар физикалық тасымалдаушының тасымалданатын хабарламаға сәйкес
осы не басқа да параметрлерінің өзгеруі барысында қалыптасады. Бұл үрдіс,
яғни тасымалдаушы параметрлерінің өзгеру үрдісі модуляция деп атау
белгіленген.
Модуляцияның жалпы принципі тасымалдаушы тербелістің тасымалданатын
хабарламаға сәйкес бір немесе бірнеше параметрлерін өзгертуде жатыр. Ал
егер тасымалдаушы ретінде гармоникалық тербелісті алсақ, онда
модуляцияның үш түрін қалыптастыруға болады: амплитудалық (АМ), жиіліктік
(ЖМ), фазалық (ФМ). Дискретті модуляцияның түрлеріне байланысты екілік
кодтағы дабыл формалары
1.5 суретінде бейнеленген.
Модуляция деп – жоғарғы жиілікті тербелістің параметрлерінің бірін
немесе бірнешеуін таратылатын хабарлама заңына сәйкес өзгерту үрдісі.
Модуляция кезінде бір тербелістің (таралатын хабарламаның) тасымалдаушы деп
аталатын басқа тербеліспен беттесу үрдісі жүреді. Тасымалдаушы тербелістің
жиілігі бір немесе бірнеше ретке модуляцияланатын дабылдан жоғары болуы
керек.
Модуляция жіктелімі үш белгі бойынша жүзеге асады:
- жоғарғы жиілікті тербелістің басқару параметріне байланысты:
амплитудалық (АМ), жиіліктік модуляция (ЖМ), фазалық
модуляция (ФМ);
- модуляция сатысының санына байланысты: бір, екі және үш
сатылы;
- таратылатын хабарламаның түріне байланысты – аналогтік,
сандық немесе импульсті – үздіксіз, басқарушы параметрінің
секірмелі өзгеруі (мұндай модуляцияны манипуляция деп атайды)
және импульсті.

Сурет 1.5 – Дискретті модуляцияның түрлеріне байланысты екілік кодтағы
дабыл формалары

1.3 Амплитудалық модуляция

Амплитудалық модуляция бастапқы x(t) дабылының UАМ= U0+ax(t)
тасымалдаушысының амплитудасының өзгеруіне пропорционалдылығы негізінде
жүзеге асады.
Қарапайым жағдайда гармоникалық дабыл , амплитудасы

(1.8)

мұндағы а – пропорционалдық коэффициенті.
Нәтижесінде тербелістің АМ теңдеуін жазамыз

(1.9)

Сурет 1.6 – x(t), u және UAM тербелістерінің графигі

1.6 суретінде x(t), u және UAM тербелістерінің графиктері бейнеленген.
Тербелістің АМ-сының иілмелі бөлігіне (1.6) суреті сәйкес келеді. UАМ
амплитудасының U0 амплитудасынан максималды ауытқуы иілмелі амплитуданы
көрсетеді. (1.8) өрнегіне сәйкес =аХ. Иілмелі амплитуданың
тасымалдаушы (модуляцияланбаған) тербелістің амплитудасына қатынасы
тербеліс коэффициентін береді.

m =
(1.10)

Әдетте, m1 болады. Пайыздық түрде берілген модуляция коэффициентін,
яғни (m*100%) модуляция тереңдігі дейді. Модуляция коэффициенті
модуляциялаушы дабылдың амплитудасына пропорционал.
(1.10) өрнегін қолдана отырып, (1.9) өрнегін мынадай түрге келтіреміз.

(1.11)

Тербелістің АМ-сының спектрін анықтау үшін (1.11) өрнегіндегі жақшаны
ашамыз.

(1.12)

(1.12) өрнегіне сәйкес, тербелістің АМ-сы жақын жиіліктегі (
болғандықтан) үш жоғарғы жиілікті гармоникалық тербелістердің қосындысы
болып саналады:
- амплитудасы U0 тең тасымалдаушы жиілікті f0 тербеліс;
- амплитудасы тең жоғарғы бүйірлі жиілікті f0+F тербеліс;
- амплитудасы тең төменгі бүйірлі жиілікті f0-F тербеліс.

Сурет 1.7 – Амплитудалық модуляцияланған дабыл спектрі

Тербелістің АМ-сының спектрі (1.12) өрнегі 1.7 суретінде бейнеленген.
Спектрдің ені модуляция жиілігінің екі еселі мәніне тең: ∆fAМ=2F. Модуляция
кезінде тасымалдаушы тербелістің амплитудасы өзгермейді; бүйірлі жиілікті
тербелістердің амплитудасы (жоғарғы және төменгі тербелістердің
амплитудасы) модуляция тереңдігіне, яғни модуляциялаушы дабылдың
амплитудасына Х пропорционал. =1 болғандағы бүйірлі жиіліктегі
тербелістің амплитудалары тасымалдаушы тербелістің амплитудасының жартысына
тең (0,5U0).
Бастапқы дабыл x(t) амплитуда Х мен модуляция жиілігімен
сипатталады. Модуляцияланған тербелісте бастапқы дабыл туралы ақпарат
бүйірлі жиіліктерде: Х амплитудасына пропорционалды амплитудаларында
және -ға тең арақашықтықта орналасқан бүйірлі жиіліктің тасымалдаушы
жиіліктерінде сақталады.
Тасымалдаушы тербеліс ешқандай ақпарат мазмұндамайды және модуляция
үрдісінде ол өзгермейді. Сондықтан екі бүйір жолақтарын ғана таратумен
шектелсек болады (екі бүйір жолақ, ЕБЖ). Сонымен қоса, әр бүйір жолақ
бастапқы дабыл туралы толық ақпаратқа ие, сондықтан тек бір бүйірлі жолақты
таратуды іске асыруға болады (бір бүйір жолақ, ББЖ). Нәтижесінде бір бүйір
жолақты тербеліс тудыратын модуляция біржолақты деп аталады (БМ). ЕБЖ және
ББЖ байланыс жүйелерінің артықшылығы – таратушы құралдың барлық қуатын тек
қана бір немесе екі бүйір жолақты дабылдарды таратуға қолдану. Бұл
байланыстың алысқа таралуын және сенімділігін арттырады.
Сондай-ақ, біржолақты модуляция кезінде модуляцияланған тербеліс
спектрінің енінің екі есе кемуі сәйкесінше, байланыс жолында берілген
жиілікте таралатын дабылдар санының артуына әкеледі.

1.4 Бұрыштық модуляция

Ең алдымен бұрыштық модуляцияның екі түрін қарастырайық: фазалық және
жиіліктік.
Фазалық модуляция тасымалдаушы тербелістің бастапқы дабылына
x(t) фазалық өзгерісінің тура пропорционал өзгеруі

(1.13)

мұндағы а – пропорционалдылық коэффициенті.
Фазалық модуляция кезінде тербеліс амплитудасы өзгермейді, сондықтан
ФМ тербелісінің аналитикалық өрнегі мынандай түрде көрсетіледі

(1.14)

Егер модуляция гармоникалық дабыл x(t)=Xsint арқылы жүзеге асса,
онда лездік фаза

(1.15)

(1.15) өрнегіндегі алғашқы екі қосылғыш модуляцияланбаған тербелістің
фазасын, ал үшіншісі – модуляция нәтижесіндегі тербеліс фазасының өзгерісін
білдіреді.

Сурет 1.8 – Фазалық модуляцияланған тербелістің векторлық диаграммасы

Фазалы модуляцияланған тербелісті сағат тілімен жиілігімен
айналатын жазықтықта салынған 1.8 суретіндегі векторлық диаграммамен
сипаттауға болады. Модуляцияланбаған тербеліске қозғалмайтын векторы
сәйкес келеді. Фазалық модуляция U векторының векторына қатысты
бұрышымен және жиілігімен периодты бұрылуына негізделген. U
векторының шеткі жағдайлары U' және U" деп белгіленген. Модуляцияланған
тербеліс фазасының модуляцияланбаған тербеліс фазасынан максималды ауытқуы
модуляция индексі деп аталады.

(1.16)

Модуляция индексі М модуляциялаушы дабылдың амплитудасына тура
пропорционал. Модуляция коэффициенті m тербелістің АМ-сын қандай дәрежеде
сипаттаса, модуляция индексі тербелістің фазалық модуляциясын дәл сондай
дәрежеде сипаттайды.
(1.16) қолдана отырып, (1.15) өрнегін тербелістің ФМ сәйкестендіре,
былай түрлендірейік

(1.17)

Тербелістің ФМ лездік жиілігі

(1.18)

Осылайша, тербелістің ФМ уақыттың кез келген мезетінде әр түрлі лездік
жиілікке ие. Бұл жиіліктер тасымалдаушы жиіліктен шамасымен
ажыратылады. Осының салдарынан тербелістің ФМ-сын жиілік бойынша
модуляцияланған деп қарастыруға болады. жиілігінің жиілігінен
ең үлкен ауытқуы жиілік девиациясы деп аталады.
(1.18) сәйкес

(1.19)

Жиіліктік модуляция бастапқы x(t) дабылының тасымалдаушысының лездік
жиілігінің өзгерісіне тура пропорционал

(1.20)

мұндағы а – пропорционалдылық коэффициенті.
Тербелістің ЖМ-сының лездік фазасы

(1.21)

Тербелістің ЖМ-сының аналитикалық өрнегін амплитуданың тұрақтылығын
есепке алғанда мынадай түрде жазуға болады

(1.22)

Қарапайым жағдайда гармоникалық тербелісінің модуляциясында
лездік жиілік

(1.21) өрнегімен сәйкестендіре – жиілік девиациясының өрнегін
анықтай аламыз. (1.22) сәйкес тербелістің ЖМ аналитикалық өрнегі

(1.23)

(1.23) өрнегіндегі қосылғышы ЖМ кезінде алынатын фазаның
өзгеруін сипаттайды. Бұл тербелістің ЖМ-сын модуляция индексі бар ФМ
ретінде қарастыруға мүмкіндік береді

(1.24)

және (1.24) өрнегін пайдаланып, (1.19) келесі түрге келтіреміз

(1.25)

Жоғарыда айтылғанды қорыта келсек, ФМ және ЖМ өзара ұқсас. Сондықтан
(1.25) өрнегінде көрсетілген тербеліс түрі ФМ немесе гармоникалық бастапқы
дабылдың ЖМ-сының нәтижесі бола алады. Бұдан басқа ФМ және ЖМ бірдей
параметрлермен (модуляция индексімен М және жиілік девиациясымен )
сипатталады.
Ұқсастықтарын атап өтумен қатар, олардың бір-бірінен айырмашылықтары
да бар: М және шамаларының бастапқы дабыл жиілігімен әр түрлі
тәуелділікте болуын жатқызуға болады:
- ФМ кезінде модуляция индексі жиілікке F тәуелді болмайды, ал жиілік
девиациясы F тура пропорционал;
- ЖМ кезінде жиілік девиациясы жиілікке F тәуелсіз, ал модуляция
индексі жиілікке F кері пропорционал.
Гармоникалық бұрыштық модуляция кезінде тербеліс спектрін анықтау үшін
нәтижелі өрнек (1.25) өрнегі болып саналады. шарты үшін (1.25)
өрнегін басқаша түрге келтіріп жазайық

(1.26)

(1.26) өрнегі жиілікті екі мүмкін емес тербелістің қосындыларын
көрсетеді. Олардың екеуі де жиілігімен амплитуда бойынша
модуляцияланған. Бұрыштық модуляцияны тар жолақты (М0,5рад) және кең
жолақты (М0,5рад) деп екіге жіктеуге болады. Байланыс техникасында ең кең
тарағаны кең жолақты шартында берілген ЖМ. Тар ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Жүйелік программалаудың негізгі ұғымдары мен анықтамалары туралы
Жүйелік программалаудың негізгі ұғымдары мен анықтамалары
Жүйелік программалаудың негізгі ұғымдары мен анықтамалары жайлы
Кодтауды негізгі анықтамалары
Жүйелік программалаудың негізгі ұғымдары мен анықтамалары жайлы мәлімет
Жүйелік программалаудың негізгі ұғымдары мен анықтамалары жайлы ақпарат
Жүйелік программалаудың негізгі ұғымдары мен анықтамалары туралы ақпарат
Кодтау және кодтаудың түрлері
Кодтау және кодтаудың жіктелуі
Математиканың негізгі ұғымдары
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

MasterCard Visa


WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь