Практическая работа №6 по дисциплине: Основы теории информации наименование работы: Применение теоремы Котельникова

СМОЛЕНСКИЙ КОЛЛЕДЖ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ (филиал)
федерального государственного образовательного бюджетного учреждения высшего профессионального образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
им.проф. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА»








Практическая работа №6


по дисциплине: Основы теории информации

наименование работы: Применение теоремы Котельникова






Для специальности: 230111 Компьютерные сети
Работа рассчитана на 2 часа


Составил преподаватель: Скряго О.С.


















Смоленск,2014

1. Цель работы: научиться применять теорему Котельникова, составлять диаграмму временного цикла по заданным параметрам.
2. Литература:
2.1. Лебедько, Е.Г. Теоритические основы передачи информации:Учебное пособие.-СПб.: Издательство «Лань», 2011.-352с.:ил.- ISBN 978-5-81114-1139-9
2.2. Симонович, С.В. Информатика. Базовый курс: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения.-СПб.:Питер, 2011.-640 с.:ил. ISBN 978-5-459-00439-7.

3. Подготовка к работе:
3.1. Повторить тему 1.4.
3.2. Подготовить бланк отчета (см.п.7).
3.3. Ответить на вопросы допуска:
3.3.1. Дайте понятие кодирования и декодирования.
3.3.2. Дайте понятия дискретизации и интерполяции сигнала.
3.3.3. Что такое квантование?

4. Основное оборудование:
4.1. Калькулятор

5. Задание:
5.1. Рассчитайте: тактовую частоту fт, длительность тактового интервала Тт, длительность канального интервала Тки, длительность цикла Тц, длительность сверхцикла Тсц.
5.2. Постройте диаграмму временного цикла, сверхцикла, канального интервала, разрядного интервала.
Исходные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1
Исходные данные
Вариант


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Число телефонных каналов, Nтк
21
18
24
12
26
22
14
32
20
28

Число дополнительных каналов, Nд
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2


8
8
8
8
8
8
8
8
8
8

mтк
8
6
8
7
5
4
7
6
8
7


7
5
8
8
6
5
7
7
8
6

Передача СУВ
За один цикл передаются СУВ для трех телефонных каналов
За один цикл передаются СУВ для двух телефонных каналов



6. Порядок выполнения работы:
6.1. Ознакомиться с заданием.
6.2. Определить номер варианта (в соответствии с номером в журнале).
6.3. Выполнить задания в соответствии с вариантом.
6.3.1. Рассчитать тактовую частоту по формуле:
fт=Fд*m*Nки, кГц (1)
где Fд=8кГц – частота дискретизации телефонного сигнала;
m – разрядность кодовой комбинации каналов;
Nки – число канальных интервалов в цикле системы; складывается из числа телефонных каналов и дополнительных канальных интервалов для системы передачи сигналов управления и взаимодействия СУВ, сигналов синхронизации(см. табл. 1).
6.3.2. Рассчитать длительность тактового (разрядного) интервала по формуле:
HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15 мкс (2)
6.3.3. Рассчитать длительность импульса по формуле:
HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, мкс (3)

6.3.4. Рассчитать длительность канального интервала по формуле:
Тки=Тт*m, мкс (4)
6.3.5. Рассчитать длительность цикла по формуле:
Тц= Тки*Nки, мкс (5)
6.3.6. Рассчитать длительность сверхцикла по формуле:
Тсц= Тц*S, мкс, (6)
где S – число циклов в сверхцикле – рассчитывается по формуле:
HYPER13 EMBED Equation.3 HYPER14HYPER15, (7)
2 или 3 – число телефонных каналов, которое за один цикл обеспечивает передачу СУВ.
6.4. Постройте диаграмму временного цикла, сверхцикла, канального интервала, разрядного интервала.
6.5. Ответьте на контрольные вопросы.
7. Содержание отчёта:
7.1. Название и цель работы.
7.2. Указать номер варианта, привести условия задач своего варианта.
7.3. Представить решение задач согласно варианта.
7.4. Ответы на контрольные вопросы.
8. Контрольные вопросы:
8.1. Сформулируйте теорему Котельникова.
8.2. Назовите основные этапы преобразования аналогового сигнала в цифровой.
8.3. Что называют циклом передачи?
8.4. Поясните назначение основных элементов схемы системы передачи с ВРК.
8.5. Поясните принцип ВРК.


Составил преподаватель ____________ Скряго О.С.



9. Приложение:
Системы передачи, в которых все виды сигналов электросвязи передаются посредством цифровых сигналов, называются цифровыми системами передачи (ЦСП). В основу построения ЦСП положен принцип временного разделения каналов (ВРК).
Принцип ВРК состоит в том, что в качестве переносчика первичного сигнала выбрана периодическая последовательность узких импульсов и модуляция этих импульсов по амплитуде, групповой тракт предоставляется поочередно для передачи сигналов каждого канала многоканальной системы N. Аналоговые сигналы преобразуются в дискретную последовательность и передаются по цепи только в определенные промежутки времени. Процесс преобразования непрерывного сигнала в импульсный называется дискретизацией во времени.

Упрощенная схема многоканальной цифровой системы передачи с ВРК приведена на рис.30. Исходные непрерывные сигналы каждого канала поступают на фильтры нижних частот ФНЧ, ограничиваются по частоте Fmах, а затем поступают на электронные ключи ЭК1...ЭКN, осуществляющие дискретизацию этих сигналов. Работой ключей управл
·яет периодическая последовательность импульсов, вырабатываемая генераторным оборудованием ГОпер. Частота следования импульсных последовательностей, управляющих работой электронных ключей различных каналов, равна частоте дискретизации, которая определяется по теореме Котельникова, как Fд=2Fмах. Следовательно, период следования канальных импульсов Тд = 1/ Fд. Для стандартного канала КТЧ, имеющего спектр 0,3 ...3,4 кГц Fmах = 4 кГц (ширина КТЧ равна 3,1 кГц и 0,9 кГц выделяется на расфильтровку между каналами, что позволяет использовать простые фильтры на приеме для восстановления непрерывного сигнала из последовательности его дискретных отсчетов). Следовательно, частота дискретизации равна Fд = 8 кГц, что соответствует максимальному периоду дискретизации Тд = 125 мкс. За каждый период Тд происходит однократное замыкание ключей каждого канала. В момент замыкания ключа в линию передается мгновенное значение (отсчет). В промежутках между этими импульсами передаются импульсы дискретизированного второго разговорного сигнала, третьего и т.д. Каналы работают поочередно. Последовательность отсчетов канальных сигналов образуют групповой АИМ-сигнал. Импульсы разных АИМ сигналов сдвинуты друг относительно друга по времени. Интервал времени Тк между ближайшими импульсами группового сигнала называется канальным интервалом. Промежуток времени между соседними импульсами одного индивидуального сигнала называется циклом передачи Тц. Цикл передачи это время, за которое передаются импульсы всех каналов, взятых по одному разу. Длительность цикла равна периоду дискретизации: Тц = Тд.
На приемной оконечной станции разделение канальных сигналов осуществляется ключами К1...КN. Работой ключей управляют импульсные последовательности, поступающие с ГОпр. Для того, чтобы ключи передающей и приемной станций работали синхронно и синфазно, с Пер.СС передающей станции на приемную передается специальный сигнал синхронизации, обеспечивающий согласованную во времени работу ГОпер и ГО пр (рис. 31, г). Фильтры нижних частот осуществляют восстановление исходного (непрерывного) сигнала из последовательности амплитудно-модулированных импульсов. На рис.31 показаны временные диаграммы формирования канальных и группового АИМ – сигналов системы передачи с ВРК.
Преобразование дискретных отсчетов в цифровые в тракте передачи осуществляет кодер. В составе приемного тракта имеется другой преобразователь – декодер, который производит обратное преобразование. По линейному тракту передаются цифровые сигналы определенной комбинации прямоугольных импульсов постоянной амплитуды.
Преобразование аналогового сигнала в цифровой производится в три этапа:
1) первичный аналоговый сигнал подвергается амплитудно-импульсной модуляции (АИМ): амплитуды импульсов изменяются в соответствии с изменением мгновенных значений аналогового сигнала, длительность и частота следования импульсов остаются постоянными. По теореме Котельникова частота следования импульсов для канала ТЧ выбирается равной Fд = 2fв = 2х4 = 8 кГц, что соответствует периоду дискретизации Тд= 125 мкс. (рис.31, а-в);
2) квантование сигналов по амплитуде (по уровню) эквивалентно округлению амплитудных значений до ближайшего его разрешенного уровня (рис. 31, д). Диапазон возможных значений сигнала разбивается на отрезки, называемые шагом квантования
·i . Внутри каждого шага квантования выбирают разрешенные для передачи значения сигнала – уровни квантования. При этом возникают ошибки или шумы квантования
·кв=
·UАИМ
· –
·UКВ
· (закрашенная часть амплитудных отсчетов);
3) кодирование квантованных по амплитуде импульсов каким-либо цифровым кодом.
На этом этапе происходит преобразование, которое называется импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). В результате импульсно – кодовой модуляции получается цифровой ИКМ-сигнал. Каждый квантованный по уровню АИМ сигнал кодируется, т.е. преобразуется в определенную комбинацию прямоугольных импульсов постоянной амплитуды. Квантованные по уровню импульсы передаются соответствующим цифровым кодом (рис.31). Квантованное значение амплитуды кодируется, как правило, 7- или 8-битным двоичным кодом. Такое квантование позволяет передать N = 27=128 или N = 2 8 = 256 разрешенных уровней. Преобразование
условных значений шагов квантования можно производить по следующему правилу:
1. Десятичное число условных шагов квантования представляется суммой чисел. Например,
2. В ряду чисел поставить 1 там, где есть эти числа, и нули там, где их нет.

Таким образом, число 58 в двоичном коде будет представлено восьмиразрядной кодовой комбинацией как 00111010.
Скорость передачи цифрового сигнала определяется числом передаваемых двоичных символов в единицу времени. Единичным элементом цифрового сигнала служит кодовый символ - бит информации. Скорость передачи сообщений В определяется как В = 1/Тд , где Тд - период дискретизации сигнала в канале тональной частоты и измеряется в битах за секунду. Так как для кодирования уровней квантования используется 8-разрядная кодовая группа, следовательно, скорость основного цифрового канала равна 64 кбит/с определяется как


·=8кГцЧ8бит=64кбит/с












HYPER13 PAGE \* MERGEFORMAT HYPER142HYPER15




Root Entry

Приложенные файлы

  • doc f6
    СкрягоО.С.
    Размер файла: 424 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий