Разработка функциональных узлов цифровой системы передачи

Постоянно растущие объёмы передаваемой информации, расширение номенклатуры услуг и ряд других факторов ставят задачи непрерывного увеличения пропускной способности и скорости передачи данных в цифровых системах передачи. Однако при этом возникает ряд проблем. Во-первых, приемник должен знать распределение сигналов во времени. Иначе говоря, приемник должен, с определенной точностью, знать, где бит начинается и где заканчивается. Во-вторых, приемник должен определить уровень каждого двоичного разряда: высокий он (1) или низкий (0). Какие же факторы определяют, насколько успешной будет интерпретация сигнала, поступившего в приемник? Существенными являются три фактора: отношение сигнал/шум, скорость передачи данных и ширина полосы. При фиксированных остальных параметрах справедливы следующие утверждения:

• Увеличение скорости передачи данных приводит к увеличению скорости появления ошибочных битов, или частоты битовых ошибок (BER - bit error rate).

• Увеличение отношения сигнал/шум уменьшает скорость появления ошибочных битов.

• Увеличение ширины полосы позволяет увеличить скорость передачи данных.

Существует еще один фактор, позволяющий увеличить производительность - выбор схемы кодирования. Схема кодирования представляет собой простое отображение информационных битов в сигнальные посылки.

Рассмотрим следующие способы оценки или сравнения различных схем:

Спектр сигнала. Некоторые особенности спектра сигнала имеют важное значение. Отсутствие высокочастотных компонентов означает, что для передачи требуется более узкая полоса. Кроме того, желательно также, чтобы отсутствовала постоянная составляющая. Если в сигнале она присутствует, то должно существовать прямое физическое соединение передающих устройств. Если же постоянная составляющая отсутствует, то можно использовать соединение по переменному току через трансформатор; это дает превосходную электрическую изоляцию и снижает интерференцию. И, наконец, уровни искажения сигнала и интерференции зависят от спектральных свойств передаваемого сигнала. На практике передаточная функция канала всегда хуже на краях полосы пропускания. Следовательно, при хорошей структуре сигнала основная передаваемая мощность должна быть сосредоточена в середине полосы передачи. Тогда принимаемый сигнал будет менее искаженным. Этого можно добиться с помощью кодировок, позволяющих формировать спектр передаваемого сигнала.

Синхронизация. Приемник должен уметь определять начало и конец каждого двоичного разряда. Один из довольно дорогостоящих подходов состоит в выделении специального канала для синхронизации приемника и передатчика. Альтернативный вариант - создание некоторого механизма синхронизации на базе переданного сигнала. Организовать такой механизм позволяет соответствующая кодировка.

Интерференция сигналов и помехоустойчивость. Отдельные кодировки позволяют добиваться лучшей производительности при наличии помех, чем другие. Выражается это, как правило, через скорость появления ошибок.

Стоимость и сложность. Чем выше скорость передачи сигналов, позволяющая получить определенную скорость передачи данных, тем выше цена.

Целью данной курсовой работы является разработка функциональных узлов цифровой системы передачи. В результате выполнения данной работы нам необходимо будет решить следующие задачи:

провести анализ характеристик системы для заданного вида модуляции (определение ширины спектра выходного сигнала, требований к линейным, нелинейным искажениям, погрешности разности фаз квадратурных составляющих).

разработать структурную схему приемопередающего устройства;

обосновать выбор типа микросхем для построения системы связи;

обосновать требования к основным узлам приемопередающего устройства;

разработать отдельные узлы приемопередающего устройства (синтезатора частот, модулятора, выходного каскада или др.).

Модуляция это процесс, в котором задействованы одна или несколько характеристик несущего сигнала: амплитуда, частота или фаза. Запишем модулированный сигнал

e(t)=Accos[wct + y(t)] (1.1.1)

где y(t) - мгновенная фаза, Ac - амплитуда сигнала,wc -частота.

Соответственно, существуют три основные технологии кодирования или модуляции, выполняющие преобразование цифровых данных в аналоговый сигнал (см. рисунок 1.1): амплитудная манипуляция (amplitude-shift keying - ASK), частотная манипуляция (frequency-shift keying - FSK) и фазовая манипуляция (phase-shift keying - PSK). Отметим, что во всех перечисленных случаях результирующий сигнал центрирован на несущей частоте.

Рисунок 1.1 - Модуляция цифровых данных аналоговыми сигналами

    Другое по теме:

    Расчет распределения примесей в кремнии при кристаллизационной очистке
    В современных телевизорах цифровая техника играет все большую роль. Благодаря применению микропроцессоров и постоянно модернизируемых интегральных открылись новые широкие возможности по управлению различными процессами работы ...

    Синтез системы автоматического управления приготовления шоколадной глазури
    Системы автоматического управления создаются для того, чтобы автоматически, без непосредственного участия человека поддерживать необходимый режим работы различных обслуживаемых этими автоматами объектов. Системы автоматическо ...

    ©  www.techvarious.ru - 2019