Курсовой проект - Проектирование цифровых систем передачи
скачать (397.8 kb.)
Доступные файлы (1):
| курсовой СПИ.rtf | 5287kb. | 07.11.2009 00:17 |  скачать |
содержание
- Смотрите также:
- Курсовой проект - проектирование цифровых каналов передачи [ курсовая работа ]
- Курсовой проект по дисциплине Многоканальные системы передачи тема Проектирование первичной сети связи [ курсовая работа ]
- Курсовой проект - Проектирование волоконно оптических систем передачи информации [ курсовая работа ]
- Расчет глаз-диаграммы канала связи волоконно-оптической системы передачи [ документ ]
- Булдакова Наталия бос1801 [ документ ]
- Курсовой проект - Проектирование многоканальной системы передачи ИКМ-120 на участке Чита-Борзя [ курсовая работа ]
- Задание [ документ ]
- Курсовой проект - Проектирование цифровых систем спутниковой связи [ курсовая работа ]
- Передачи курсовой проект цифровая многоканальная система передачи с икм по металлическому кабелю г. Новосибирск 2000 Вариант №01. Задание на курсовой проект [ документ ]
- Курсовой проект - Проектирование механизма главной передачи среднего моста грузового автомобиля. на укр.языке [ курсовая работа ]
- Курсовой проект - Системный анализ. Проектирование АСУ для мебельного цеха [ курсовая работа ]
- Курсовой проект - Разработка эскизного проекта цифровой системы передачи [ курсовая работа ]
курсовой СПИ.rtf
СОДЕРЖАНИЕ
| ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ КУРСОВОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ | 3 |
| ВВЕДЕНИЕ | 6 |
| 1 ПЕРЕДАЧА АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ | 7 |
| 1.1 Расчет fд | 7 |
| 1.2 Расчет m для широкополосных каналов | 8 |
| 1.3 Расчет Δ1 по допустимой защищенности сигналов от шумов на выходе канала. | 9 |
| 1.4 Расчет Uогр | 10 |
| 1.5 Расчет m. | 12 |
| 1.6 Расчет зависимости aш(р) | 14 |
| ^ | 22 |
| 2.1 Расчет параметров подсистемы преобразования дискретных сигналов | 22 |
| 2.1.1 Способ кодирования амплитуды сигнала | 22 |
| 2.1.2 Способ скользящего индекса | 23 |
| 2.1.3 Способ фиксированного индекса | 25 |
| 2.2 Выбор способа передачи | 26 |
| ^ | 29 |
| 3.1 Требования к циклу и сверхциклу | 29 |
| 3.2 Рекомендуемый алгоритм проектирования цикла | 31 |
| ^ | 36 |
| 4.1 Эффективное напряжение помех на входе регенератора | 37 |
| 4.2 Требования к защитному интервалу | 38 |
| 4.3 Амплитуда на входе регенератора | 39 |
| 4.4 Затухание импульсного сигнала на регенерационном участке наибольшей длины | 39 |
| 4.5 Предельно допустимая длина регенерационного участка | 40 |
| 4.6 Допустимая вероятность ошибок в передаче символов на регенерационном участке предельно допустимой длины | 40 |
| 4.7 Требования к защитному интервалу на этапе итерации i+1 | 41 |
| ^ | 44 |
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ | 47 |
| ^ | 48 |
| ПРИЛОЖЕНИЕ А – Структурная схема аппаратуры оконечной станции проектируемой ЦСП | 49 |
^
Исходные данные для проектирования
Таблица 1 – Каналы цифровой системы передачи
| Наименование | Параметры | ^ |
| | | 3 |
| Канал широкополосный | Число каналов | 5 |
| | Частота следования код.гр., кГц | Расчет |
| | Число битов в код. слове, бит | Расчет |
| Канал видеотелефонной связи | Число каналов | 4 |
| | Частота следования код.гр., МГц | 8 – 10 |
| | Число битов в код. слове, бит | 1 |
| Канал ПДС-19,2 кбит/с | Число каналов | 4 |
| | Частота следования код.гр., кГц | Расчет |
| | Число битов в код. слове, бит | Расчет |
| Канал ПДС-2048 кбит/с | Число каналов | 12 |
| | Частота следования код.гр., кГц, осн. | 2048 |
| | Частота следования код.гр., кГц, доп. | 0,4 – 1,2 |
| | Число битов в код. слове, бит, доп. | 4 |
| Групповой канал СУВ | Число каналов | 1 |
| | Частота следования код.гр., кГц | 4 – 6 |
| | Число битов в код. слове, бит | 1 |
| Тип кабеля | | Коакс. Малого диам. |
Входное и выходное сопротивления широкополосного канала – 150 Ом.
Таблица 2 – Требования к каналам.
-
Каналы
Параметры
Номер варианта
2
широкополосные каналы
fн, кГц
60,6
fв, кГц
107,7
Δfф, кГц
1
P1, дБм0
-5
P2, дБм0
+5
ан, дБ
45
Pш.и, пВт
1000
Номер шкалы
3
каналы ПДС
δн , %
20
Таблица 3 – Шкалы квантования.
| ^ | Сегмент № 2 | Сегмент № 3 | Сегмент № 4 | |||
| |  |  |  |  |  |  |
| 3 | 8 |  | - | - | - | - |
Таблица 4 – Параметры линейного тракта.
| Параметры | Номер варианта |
| | 5 |
| L, км | 500 |
| Δa3, дБ | 16 |
| Uвых, В | 6,0 |
Таблица 5 – Параметры кабелей связи.
| Кабель | a (¦), дБ/км | zв, Ом |
| С коаксиальными парами малого диаметра 1,2/4,6 |  | 75 |
ВВЕДЕНИЕ
Цифровые системы многоканальной передачи занимают господствующее положение на сетях местной связи и находятся в стадии внедрения на сетях зоновой и магистральной связи. Ряд, связанных с этим технических и организационных проблем до сих пор не решен. Продолжается поиск оптимальных решений. Разработка норм и рекомендаций по цифровым системам передачи, выполняемая международными специализированными организациями, продолжается.
В этих условиях базирование курсового проектирования только на уже принятых рекомендациях представляется нецелесообразным. Оно привело бы к сужению задач курсового проектирования и повторной разработке систем ИКМ-30, ИКМ-120 и других цифровых систем передачи действующей иерархической структуры. Поэтому объектами курсового проектирования названы локальные цифровые системы, лишь частично связанные с разработанными рекомендациями. С их помощью предполагается организовывать каналы связи различных типов. Структура курсового проектирования отражает направленность на приобретение навыков разработки нетиповых цифровых систем передачи.
^
Результатом проектирования подсистемы являются следующие ее параметры:
| fд | - частота дискретизации преобразуемых сигналов или час- тота повторения кодовых слов (кодовых групп); |
| m | - число битов в кодовом слове на выходе АЦП; |
| Uогр | - напряжение, соответствующее порогу ограничения квантующей характеристики; |
| аш(р) | - зависимость помехозащищенности передаваемых сигналов от их уровня в диапазоне от дБ до дБ; |
| Рш.н | - уровень шумов на выходе незанятого телефонного канала (или канала вещания) ТНОУ. |
Расчет
.
Частота дискретизации должна быть выбрана так, чтобы исходный сигнал мог быть выделен в неискаженном виде из спектра дискретизированного сигнала.
Для численного нахождения fд рекомендуется использовать выражение:
fд = 2fв(1+ξ), (1)
где ξ – коэффициент запаса. Его значения лежат в пределах от 0,1 до 0,13.
Спектр АИМ сигнала S(f) представлен на рисунке 1
Рисунок 1- Спектр сигнала АИМ.
Демодуляция АИМ сигнала, т.е. выделение модулирующего сигнала, осуществляется фильтром нижних частот (ФНЧ). Это обуслов_анна наличием в спектре АИМ сигнала исходного сигнала с полосой частот fв - fн . Для реализации ФНЧ необходима полоса расфильтровки, которая равна:
Δ fф = fд - fв – fв= fд - 2fв; (2)
Δ fф =236,94-2·107,7=21,54 кГц
1.2 Расчет m для широкополосных каналов
Особенности расчета широкополосных каналов:
наличие единственного ограничения в отношении качества передачи, а именно, при передаче сигналов в заданном динамическом диапазоне ожидаемая помехозащищенность должна быть больше номинальной или допустимой;
более узкий динамический диапазон, для которого нормируется помехозащищенность;
более высокие требования к значению номинальной помехозащищенности передаваемых сигналов.
^
Пиковые значения сигналов наиболее низкого уровня сравнимы обычно с U1. Можно считать, что передача таких сигналов осуществляется при их линейном квантовании и мощность шумов на выходе канала в ТНОУ равна:
(3)Защищенность сигнала от этих шумов:
, (4)не должна превышать значение номинальной защищенности (таблица 2). Это может иметь место только при:
. (5)
^
Известно, что составляющими шума на выходе канала являются:
шумы, вызванные ошибками квантования при передаче отсчетов сигнала, попадающих в зоны сегментов 1, 2, … квантующей характеристики;
шумы, возникающие из-за наличия зон ограничения квантующей характеристики;
шумы, вызванные погрешностями изготовления цифровых узлов.
Минимальному значению числа битов в кодовом слове соответствует такое значение напряжения ограничения, при котором шумы второй группы примерно равны шумам первой, когда уровень сигнала наибольший, т.е. при Pc = P2 должно обеспечиваться:
, (6)где
- мощность шумов из-за зон ограничения;Pш2 = 100,1 . (р2 –ан) . 10-3 (Вт) – предельно допустимая мощность шумов на выходе канала в ТНОУ.
Ошибка ограничения в данном случае равна
. (7)Подставляя это значение в вышеприведенную формулу, после некоторых преобразований получим:
. (8)Формула пригодна для нахождения отношения напряжения ограничения и эффективного напряжения, соответствующего верхней границе динамического диапазона сигнала, методом итераций или методом последовательных приближений. В качестве начального значения рекомендуется принять:
. (9)Расчет проводился в приложении EXСEL. Результаты представлены в таблице 6.
Таблица 6
| (i) | р2 | ан | Рш.и. | Uогр / Uэфф2 | Uогр / Uэфф2 |
| 1 | 5 | 45 | 10-9 | 4,27 | 4,342 |
| 2 | 5 | 45 | 10-9 | 4,28 | 4,341 |
| 3 | 5 | 45 | 10-9 | 4,29 | 4,341 |
| 4 | 5 | 45 | 10-9 | 4,30 | 4,340 |
| 5 | 5 | 45 | 10-9 | 4,31 | 4,340 |
| 6 | 5 | 45 | 10-9 | 4,32 | 4,339 |
| 7 | 5 | 45 | 10-9 | 4,33 | 4,339 |
Из полученных результатов выберем величину, отличающуюся во второй цифре после запятой.
Найденное отношение позволяет определить величину напряжения ограничения
, (10)
1.5 Расчет m.
Согласно данным 3 шкалы квантования характеристика трехсегментная (в положительной ветви – двухсегментные) с параметрами:
Входные напряжения, соответствующие верхним границам сегментов, обозначены соответственно через U1, U2.
Напряжение ограничения, соответствующее началу зоны ограничения квантующей характеристики, в данном случае равно Uогр = U2.
В общем случае для сегментных шкал справедливо:
, (11)
.
, (12)
.
, (13)где N – число сегментов в положительной ветви квантующей характеристики 2 ≤ l ≤N :
.Из пояснений к таблице 3 следует:
,Uогр = λ . 2m-1 . Δ1 тогда количество битов в кодовом слове может быть рассчитано по формуле
, (14)
Значение количества битов в кодовом слове
.Рассчитаем новое значение шага квантования в первом сегменте, значения шагов квантования в других сегментах и значения напряжений, соответствующих верхним границам сегментов.
Uогр = 2,96 В, a m = 8, то λ =3,625;
^
Необходимо выполнить расчет зависимости защищенности от уровня передаваемого сигнала. Рекомендуется выбрать следующие значения уровней сигнала:
,здесь р1 и р2 – данные о динамическом диапазоне из таблицы 2. Этим значениям уровней необходимо найти соответствующие значения эффективного напряжения:
Известно, что в системах с линейными шкалами квантования при идеально точном выполнении всех ее узлов шумы в каналах имеют две основные составляющие:
шумы, возникающие при попадании мгновенных значений преобразуемого сигнала в зону квантования;
шумы, возникающие при превышении мгновенными значениями порога ограничения.
Средняя мощность шумов в таких системах равна:
. (15)При использовании реальных кодеков с сегментными шкалами квантования, например, с двухсегментными, основными составляющими шумов являются:
шумы, вызванные попаданием преобразуемого сигнала в зону сегмента 1. Вероятность этого события обозначим W1, так как в пределах сегмента шаг постоянен и равен Δ1, средняя мощность этой части шумов равна:
;
шумы, вызванные попаданием преобразуемого сигнала в зону сегмента 2 значение средней мощности шумов равно:
;
шумы, вызванные попаданием преобразуемого сигнала в зону ограничения квантующей характеристики; средняя мощность этих шумов равна:
;
шумы, вызванные погрешностями изготовления цифровых узлов; средняя мощность этой части шумов равна:
.Таким образом, полная мощность шумов на выходе канала в ТНОУ при передаче сигнала в случае использования двухсегментной шкалы квантования равна:
. (16)Входящие в формулу значения полностью определяются W1,W2,Δ2огр полностью определяются w(U), U1, U2, Uогр, т.е. значением плотности распределения вероятностей мгновенных значений входного сигнала и параметрами шкалы квантования:
, (17)
, (18)
. (19)Нетрудно убедиться, что при нормальном распределении вероятностей мгновенных значений сигнала, среднеквадратическое значение которых UC = Uэфф.с , вероятность попадания преобразуемых мгновенных значений сигнала в один сегмент может быть рассчитана по формуле:
, (20)где
- интеграл вероятностей, значения которого приведены в таблице приложения.Расчет защищенности сигналов от шумов выполняется в следующем порядке:
Расчет W1,W2, Δ2огр для конкретного значения UC при известных величинах w(U), U1, U2, Uогр .
Ошибка ограничения может быть приблизительно рассчитана по формуле:
, (21)
Расчет W1,W2:
Расчет Рш:
, (26)
Расчет помехозащищенности по формуле:
Рассчитанные значения помехозащищенности следует сравнить с минимально допустимым или номинальным значением помехозащищенности, приведенным в таблице 2. Результат проектирования удовлетворяет предъявляемым требованиям, если в заданном динамическом диапазоне обеспечивается аш ≥ ан.
Так как в заданном динамическом диапазоне не обеспечивается помехозащищенность следует повысить разрядность кода и произвести повторный расчет.
Произведем расчет при m = 9, λ =3,625;
Расчет Рш.
Расчет помехозащищенности по формуле :
Рассчитанные значения помехозащищенности следует сравнить с минимально допустимым или номинальным значением помехозащищенности, приведенным в таблице 2.
Рисунок 2 – График зависимости помехозащищенности от уровней передаваемого сигнала.
Скачать файл (397.8 kb.)