Исследование системы передачи дискретных сообщений

1. Структурная схема системы передачи

Составить обобщённую структурную схему передачи дискретных сообщений, включающую в себя источник сообщений, кодер источника, кодер канала, модулятор, канал связи, демодулятор, декодер канала, декодер источника и получателя сообщений. Дать краткую характеристику каждого из блоков схемы: цель и сущность преобразований сигнала в данном блоке.

2. Исследование тракта кодер-декодер источника

Источник сообщений на передающей стороне представляет собой дискретный источник без памяти с алфавитом из 16 символов. Вероятности выдачи каждого символа источником и скорость выдачи символов известны.

Для заданного источника необходимо:

· Найти энтропию, избыточность и производительность источника.

· Полагая, что производится примитивное двоичное кодирование символов источника, найти минимально необходимое число разрядов кодового слова. Найти среднее количество двоичных символов, приходящееся на один символ источника.

· Полагая, что производится экономное кодирование символов источника двоичным кодом, построить кодовое дерево для кода Хаффмана, записать кодовые комбинации для представления всех 16 символов источника, найти число разрядов каждой полученной комбинации. Найти среднее количество двоичных символов, приходящееся на один символ источника, сравнить полученное значение со случаем примитивного кодирования и с энтропией источника. Сделать вывод об эффективности и целесообразности использования экономного кодирования.

· Рассчитать вероятности двоичных символов и среднюю скорость выдачи двоичных символов на выходе кодера источника.

· Описать процедуру кодирования и декодирования символов экономным кодированием. Пояснить, как влияет наличие ошибок в кодированных символах на качество работы декодера.

. Исследование тракта кодер-декодер канала

Полагая, что для канального кодирования выбран код Хемминга (7,4), выполнить следующее:

· Описать процедуру кодирования символов помехоустойчивым кодом.

· Определить избыточность и скорость кода, среднее число кодированных бит, приходящееся на один символ источника, среднюю битовую скорость на выходе кодера.

· Определить обнаруживающую и исправляющую способность кода.

· Описать процедуру декодирования в режимах обнаружения и исправления ошибок.

· Полагая, что декодер работает в режиме исправления ошибок, найти вероятность ошибки на блок (кодовую комбинацию из 7 бит) и вероятность ошибки на бит на выходе декодера. Сделать вывод об эффективности исправления ошибок, указать, за счёт чего она достигается.

· Полагая, что декодер работает в режиме обнаружения ошибок, найти вероятность ошибки на блок и вероятность ошибки на бит на выходе декодера. Рассчитать среднее число перезапросов на блок. Сравнить полученный результат с результатом в режиме исправления ошибок, сделать вывод об эффективности обнаружения, указать, за счёт чего она достигается.

4. Исследование тракта модулятор-демодулятор

Необходимо выполнить следующее:

· Для заданного вида модуляции и рассчитанной средней скорости выдачи двоичных символов на выходе кодера канала определить скорость модуляции, тактовый интервал передачи одного бита и минимально необходимую полосу пропускания канала. Записать аналитическое выражение модулированного сигнала. При этом частоту несущего колебания принять в 100 раз большей скорости модуляции.

· Записать аналитическое выражение, связывающее сигналы на входе и выходе заданного канала.

· Выбрать способ приёма сигнала с учётом информации о фазовом сдвиге сигнала в канале. Записать решающее правило и алгоритм работы демодулятора по критерию минимума средней вероятности ошибки, изобразить соответствующую структурную схему.

· По заданным коэффициенту передачи канала, спектральной плотности мощности шума и максимально допустимой вероятности ошибки на выходе демодулятора, найти минимально необходимую мощность сигнала на приёмной и передающей стороне. Рассчитать среднюю мощность передаваемого сигнала на приёме.

· Определить пропускную способность непрерывного канала связи, сравнить полученную величину со средней скоростью выдачи информации на выходе помехоустойчивого кодера, сделать выводы.

· Определить, как изменится вероятность ошибки на выходе демодулятора при использовании других видов модуляции при сохранении пиковой мощности сигнала;

Указать, потребуется ли увеличение (уменьшение) минимально необходимой полосы пропускания канала. Сделать вывод об эффективности заданного вида модуляции.

5. Демонстрация работы системы передачи

Продемонстрировать работу всех блоков схемы системы передачи на примере заданной последовательности символов на выходе источника. Для этого:

· Выбрать передаваемый текст в соответствии с номером варианта.

· Используя результаты п. 2, закодировать выбранный текст экономным кодом.

· Используя результаты п. 3, закодировать полученную последовательность бит помехоустойчивым кодом, предварительно разбив её на блоки по k бит (если в последнем блоке бит «не хватило» - заполнить недостающие разряды нулями).

· Используя результаты п. 4, изобразить временные и спектральные диаграммы сигнала на входе и выходе модулятора, при этом предположить, что передаваемая последовательность кодированных бит на входе модулятора представлена двухполярным сигналом.

· Полагая, что при демодуляции произошло 3 ошибки, записать кодовую последовательность на выходе демодулятора (номера ошибочных разрядов выбираются в соответствии с вариантом).

· Полагая, что декодер работает в режиме исправления ошибок, декодировать полученную последовательность. Указать, все ли ошибки были исправлены.

· Восстановить текст сообщения, используя кодовую таблицу из п. 2. Сравнить полученный результат с исходным.

Выбор варианта (а=8,

b

=0,

c

=9,

d

=1).

дискретное сообщение декодер канал

1. Выбор алгоритма кодирования источника.

,

при выбираем код Хаффмана.

2. Расчёт вероятностей символов на выходе источника сообщений (таблица 1).

Таблица 1.

i

Символ Вероятность

0

а

1

б

2

в

3

г

4

д

5

е

6

з

7

и

8

к

9

л

10

м

11

н

12

о

13

п

14

р

15

с

Сумма вероятностей равна 1.

3. Расчёт скорости выдачи символов источником.

[Симв/с].

4. Выбор вида модуляции.

,

при выбираем ФМ.

5. Выбор вида канала.

,

при выбираем гауссовский канал.

6. Расчёт коэффициента передачи канала.

.

7. Расчёт спектральной плотности мощности шума.

[].

8. Расчёт максимально допустимой вероятности ошибки на выходе демодулятора.

.

9. Выбор текста передаваемого сообщения.

Текст сообщения состоит из 8 символов источника . Здесь - символ, имеющий наибольшую вероятность; - символ, имеющий следующую величину вероятности после символа ; - символ, имеющий следующую величину вероятности после символа .

10. Выбор номеров ошибочных разрядов.

Ошибочные разряды: 3,10,11.

Другие публикации

Компьютерные сети и телекоммуникации XXI века
Компьютерная сеть - объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач. Одна из первых возникших при развит ...

Спутниковые системы навигации
Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. В тот момент, когда СССР был запущен первый искусственный спутник Земли, американские учёные во главе с ...

Меню

Copyright @2018, TECHsectors.ru.