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:

    Проектирование АЦП с двойным интегрированием
    Основной целью данного курсового проекта является ознакомление с методикой проектирования и расчёта электронных устройств. Закрепление теоретических знаний, полученных в ходе изучения курса данного предмета. Задача курсового ...

    Фильтр верхних частот
    Целью курсовой работы является разработка фильтра верхних частот на операционном усилителе. В начале разработки требуется определить тип проектируемого фильтра. Каждый полюс вносит в переходный участок частотной характеристик ...

    ©  www.techvarious.ru - 2018