Баука ЦБТ курс


«АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ»
коммерциялық емес акционерлік қоғамы
Инфокоммуникациялық технологиялар кафедрасы
КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
Пәні: Цифрлық байланыс технологиялары
Тақырыбы: Ақпарат көзі мен ақпаратты қабылдаушы арасындағы күре жолда деректерді беру
Мамандығы: 5B071900 – Радиотехника ,электроника және телекоммуникация
Орындаған: Толепберген Алмас Тобы: РЭТк-14-1
Сынақ кітапшасының нөмірі: 143141
Қабылдаған: ассистент Аширбаева С.М.
__________________________________«_____» _________________ 20____ж.
Алматы 2017
Мазмұны
Кіріспе 3
Курстық жұмыстың тапсырмасы 4
Бастапқы берілгендер 5
1 Негізгі бөлім 6
1.1 Амплитудалық модуляция 6
1.2 Жиілікті модуляция 7
1.3 Фазалық модуляция 9
1.4 Қосарланған үзікті арна қателерінің моделі 10
1.5 Ең үлкен салыстырмалы R өткізу мүмкіндігін қамтамасыз ететін n кодалық комбинацияның оңтайлы ұзындығын анықтау 13
1.6 Циклдық коданың параметрлерін таңдау 16
2 Циклдық кодтың кодері мен декодерінің сұлбасын тұрғызу және оның жұмысын түсіндіру 19
2.1 Таңдалған g(х) үшін кодердің сұлбасын тұрғызу және оның жұмысын түсіндіру 19
2.2 Таңдалған g(х) үшін декодердің сұлбасын тұрғызу және оның жұмысын түсіндіру 20
2.3 System View бағдарламасында кодердің құрылымдық сұлбасын құру 21
2.4 System View бағдарламасында декодердің құрылымдық сұлбасын құру 24
3 Берілген Тбер қарқынында және tотк істен шығу шамасы кезінде берілетін W ақпаратының көлемін анықтау 26
3.1 М шоғырландырғыштың сыйымдылығын анықтау 27
3.2 Негізгі және кері деректерді тарату арналарының сенімділік көрсеткіштерін есептеу 29
4 ҚР географиялық картасынан бір-бірінен L км-де орналасқан екі пунктті таңдау 29
Қорытынды 31
Әдебиеттер тізімі 32
А қосымшасы 33

Кіріспе
«Цифрлық байланыс технологиялары» пәнінің мақсаты – цифрлық сигналдарды берудің қазіргі заманға сай ғылыми негізін және цифрлық байланыс технологияларының жағдайын, цифрлық жүйелерінің берілуін және өңделуінің іске асу шекарасы және мүмкіндіктері жайында түсініктеме беру құрылғысының қасиеттерін және олардың мақсатына сай қызмет істеуін анықтайтын заңдылықтарды түсіндіру.
Цифрлық сигналдардың берілу және өңделу жүйесін құру принциптерін, цифрлық байланыс жүйесінде беру жылдамдығын жоғарылататын бағдарлама ақпараттық әдістерін, байланыс арнасын тиімді пайдалану әдістерін игеру «Цифрлық байланыс технологиялары» пәнін оқу нәтижесінде мүмкін.
Осы пән бойынша оқу процесінде орындалатын курстық жоба бізге «Цифрлық байланыс технологиялары» курсының бөлімдерінің негізін түсініп, инженерлік практика кезінде кездесетін есептерді шешуге көмектеседі.

Курстық жұмыстың тапсырмасы
1 Бір – бірінен Lкм–ге кешігіп отыратын ақпараттық екі тарату және қабылдау арнасындағы деректерді таратудың орташа жылдамдықтағы күре жолын жобалау қажет;
2 α қателіктерді топтастыру коэффициентіне басты назар аудара отырып, дискретті арнаны жекелеп сипаттау үлгісінің мәнін түсіндіру;
3 РОСнп мен тұйықтағышы бар жүйенің құрылымдық сұлбасын және жүйе жұмысы істеу алгоритмінің құрылымдық сұлбасын тұрғызу;
4 Ең үлкен салыстырмалы R өткізу мүмкіндігін қамтамасыз ететін n кодалық комбинацияның оңтайлы ұзындығын анықтау;
5 Анықталмаған қателіктің берілген ықтималдығын қамтамасыз ететін r кодалық комбинациядағы үйлесімділікті тексеруші разрядтың санын анықтау, n, k, r циклды кодтың шама–шарттарын табу;
6 Сынақ кітапшасының соңғы санын ескере отырып, құрастырушы (тудыратын) полином g(x) түрін таңдау;
7 Таңдалған g(x) үшін кодердің сұлбасын тұрғызу және оның жұмысын түсіндіру;
8 Таңдалған g(x) үшін декодердің сұлбасын тұрғызу және оның жұмысын түсіндіру;
9 Берілген нұсқаның модуляциясы және демодуляциясы бар циклды коданың кодалаушы және декодалаушы құрылғысының сұлбасын алу, сонымен қатар «System View» дестесін қолдана отырып сұлбаны тұрғызу;
10 Берілген Тбер қарқынында және tотк істен шығу шамасы кезінде берілетін W ақпаратының көлемін анықтау;
11 М шоғырландырғыштың сыйымдылығын анықтау;
12 Негізгі және кері деректерді тарату арналарының сенімділік көрсеткіштерін есептеу;
13 ҚР картасынан бір–бірінен Lкм–де орналасқан екі пунктті таңдау, оның ұзындығы 500 –1000 км болатын бір қатар учаскелерге бөліп, магистралін таңдау. Қайта қабылдау бөліктерін ірі жергілікті бөліктерге ажырату;
14 Жүйе жұмысына уақыт бойынша диаграмма тұрғызу.

Бастапқы берілгендер
Модуляция жылдамдығы В=1200 Бод;
Байланыс арнасы бойынша ақпараттық тарату жылдамдығы V=80000 км/с;
Дискретті арнадағы қателіктің ықтималдығы
Pкате=0,5∙10-3;
Pно=2∙10-6;
L = 5200 км;
tотк= 60 c;
Tбер= 380 c;
d0 = 5;
α = 0.6;
Модуляция түрі – АМ, ФМ, ЖМ.

1 Негізгі бөлім
1.1 Амплитудалық модуляция
Амплитуда тасымалдаушысының өзгерісінің бірінші сигналына пропорционал болады.
Гармоникалық сигналының қарапайым жағдайында амплитуда:
. (1.1)
Қорытындысында АМ тербелісті аламыз:
(1.2)

1.1 сурет - тербелістерінің графиктері
Орама АМ тербелісі өрнекке сәйкес келеді. амплитудасының –ден максимальді өзгерісі орама амплитуданы көрсетеді; . Орама амплитуданың тасымалдаушысы амплитудағы қатынасы,модуляция коэффициенті деп аталынады:

Қарапайым жағдайда . Процент түрінде көрсетілген М = m ·100% модуляция коэффициенті яғни модуляция тереңдігі деп аталынады:
(1.3)
АМ тербелісінің спектрін анықтау үшін өрнектегі жақшаны ашамыз:
(1.4)
Өрнекке сәйкес АМ тербелісі,жақын жиіліктегі үш жоғарғы жиілікті гармоникалық тербелістердің қосындыс болып табылады.
а)тасушы жиіліктің f0 амплитудамен U0 тербелісі;
б)жоғарғы жанама жиіліктің f0+F амплитудамен тербелісі;
в) төменгі жанама жиіліктің f0-F амплитудамен тербелісі.
1.2 Жиілікті модуляция
Жиілікті модуляция шағында ақпараттық модуляциялайтын uақп(t) сигнал мәндерінің өзгеруіне сәйкес, жеткізуші сигналының жиілігінің ∆ω(t) модулянбанған ωж мәнінен айнып кетуі өзгереді. Жеткізуші сигналдың амплитудасы мен фазасы тұрақты болып қала береді.
Жиіліктің өзгеруі:
∆ωЖМ(t)= к∙uақп(t),
мұндағы к – жиілік сигналының ωЖМ(t) тек оң мәні болатынындай таңдалатын модулятор сұлбасына тәуелді пропорцияналдықтың коэффициенті.
Мұны келесі түрде жазуға болады:
∆ωЖМ(t)=∆ωд∙||uақп(t)||
мұндағы ∆ωд=∆ωmax– жиілік девиациясы сигнал жиілігінің модулданбаған мәнінен максималды өзгеруі:
∆ωд=|ωmax(min)- ωж|.
Осыдан, ЖМ сигналының жиілігі:
ωЖМ(t)=ωж+∆ωЖМ(t)=ωж+∆ωд∙||uақп(t)||.
ЖМ сигналының ωЖМ(t) жиілігі әр уақытта оң болуы үшін, ∆ωд жиілігі девиациясына шектеуліктер қойылады: ∆ωд≤ωж. Практикада ∆ωд<<ωж шарттың орындаларын қарапайымдылау көзқарасы жағынан міндетті. Жиілік девиациясы түрлі белгілеу модуляторларында бірлік герцтерден жүздеген мегагерцке дейін мән қабылдай алады.
Дереу жиіліктің сигналдың дереу фазасымен байланысың біле отырып: ω(t)=dФ(t)/dt және Ф(t)=∫ω(t)∙dt, интегралдау арқылы ЖМ сигналының толық фазасын таба аламыз:
ФЖМ(t)=∫ωЖМ(t)∙dt=∫[ωж+∆ωд∙||uақп(t)||]∙dt==ωж∙t+∆ωд∙∫||uақп(t)||∙dt+φж,
мұндағы φж – сигналдың бастапқы фазасы, оны интегралдаудың тұрақтысы ретінде қарастыруға болады.
ЖМ сигналының математикалық түрі:
uЖМ(t)=Uж∙cosФЖМ(t)=Uж∙cos[ωж∙t+∆ωд∙∫||uақп(t)||∙dt+φж].
Осылайша, жиілікті модуляция кезінде, уақыт ішінде сигналдың толық фазасыда өзгереді. Модуляция түрі ақпараттық модуляциялайтын сигналдың толық мәндерінің өзгеру заңы бойынша, уақыт ішінде өзгеретін жеткізуші сигналдың модулданбаған фазасынан оның өсуі бойынша өзгеруі ∫||uақп(t)||∙dt-ға пропорционалды, яғни, uақп(t) осы түрлендіруде интегралдың астында болса, онда ЖМ-ді модуляцияның интегралды түрі деп жиі атайды.
uақп(t) ақпаратты сигналдың уақыттық диаграммалары, жиіліктің өзгеруі ωЖМ(t) және ЖМ сигналы sЧМ(t) 1.2-суретте көрсетілген.

1.2 сурет – ЖМ сигналының уақыттық диаграммасы
1.3 Фазалық модуляция
Фазалық модуляция кезінде, ақпараттық модуляциялайтын сигнал мәндерінің толық өзгеруіне пропорционалды модулданбаған сызықтық фазалық өсуінен жеткізуші сигналдың толық фазасы да өзгереді. Жеткізуші сигналдың амплитудасы тұрақты болып қалады.
ФМ кезіндегі фаза өсімшесі:
∆ФФМ(t)=к∙uақп(t).
мұндағы к - ФФМ(t) сигналының толық фазасы әр уақытта өсетіндей таңдалып, модулятор сұлбасына тәуелді болатын пропорционалдық коэффициент. Мұны келесі түрде жазуға болады:
∆ФФМ(t)=∆φд∙||uақп(t)||,
мұндағы ∆φд=∆φmax – фаза девиациясы, сигналдың толық фазасының, оның өсуіндегі сызғыштық заңнан максималды өзгерісі (ақпараттық модуляциялайтын сигналдың максималды мәнінде).
Фаза девиациясы бірлік радианнан ондаған мың радиан бірлігін қабылдай алады. ФМ сигналдың толық фазасы:
ФФМ(t)=Фж(t)+∆ФФМ(t)=(ωж∙t+φж)+∆φд∙||uақп(t)||
ФМ сигналының математикалық түрі:
 uФМ(t)=Uж∙cosФФМ(t)=Uж∙cos[ωж∙t+φж+∆φд∙||uақп(t)||]. (1.5) 
Фазалық модуляция кезінде сигнал жиілігі де өзгереді. Ол ақпаратты сигналдың (модуляциялайтын) туындысының заңы бойынша өзгереді:
ωФМ(t)= dФФМ(t)/dt=ωж+∆φд∙d||uақп(t)||/dt.
Ақпараттық модуляциялайтын сигналдың толық мәндерінің өзгеру заңы бойынша уақыт ішінде өзгеретін, жеткізуші сигналдың ақпараттың параметрі болып, мұнда толық фаза бола алады.
ЖМ және ФМ кезінде жеткізуші сигналдың жиілік пен фазаның бір уақыттағы өзгеруі болатындықтан, бұл модуляция түрлері бұрыштық модуляцияға (БМ) жатқызылады, ал ЖМ және ФМ БМ-нің түрлері болып табылады.
uақп(t) ақпаратты сигналдың уақытша диаграммалары, ФФМ(t) толық фазасының өзгерулері, ωФМ(t) толық жиілі пен ФМ сигналының жиілігі uФМ(t) 1.3-суретте көрсетілген.
ФФМ(t) графигінде үзік сызығының еңкею бұрышы (модулянбанған жеткізуші сигналдың толық фазасының өсуі заңы), фаза өзгеруінің, яғни, жеткізуші сигналдың жылдамдығын көрсетеді: tg= ωж.

1.3 сурет – ФМ сигналының уақытша диаграммасы
1.4 Қосарланған үзікті арна қателерінің моделі
1.4.1 α -қателіктерді топтастыру коэффициентіне басты назар аудара отырып, дискретті арнаны жекелеп сипаттау үлгісінің мәнін түсіндіру (Л.П.Пуртовтың моделі). Байланыстың дискретті арна қателерінің статистикасы және олардың математикалық сипаттамасы жайлы түсінік [5, 7 - тарау, 230-248 бет] келтірілген. Қурстық жобалау кезінде үзікті арнаны ішінара сипаттау үлгісін (Л.П. Пуртов моделі) қолданған жөн, ол ұзындығы n разрядты кодаланған кобинацияларда жекелеген қателіктің пайда болу мүмкіндігі (7.37 формуласы) және n ұзындықты кодталған комбинацияда і қателіктерінің пайда болу мүмкіндігін (7.38 формуласы) анықтайды. Стандартты ТЖ арналарына (0,3-3,4 кГц) жүргізілген көптеген статистикалық сынақтарда, жиіліктік және салыстырмалы фазалық модуляциялы тәсілімен В, Бод модуляция жылдамдығымен дискретті ақпаратты тарату кезінде, кабельді байланыс желісінің қателіктерді топтаудың көрсеткіші 0,4-0,7 шамасында болады. α -қателіктерді топтастыру коэффициентіне басты назар аудара отырып, дискретті арнаны жекелеп сипаттау үлгісінің мәнін түсіндіру (Л.П.Пуртовтың моделі):
Арнаның жеке анықтамасын беретін модельдердің көп түрлері бар. Осындай модельдердің біреуіне тоқталайық. Осы модель бойынша n ұзындығына тәуелді бұрмаланған комбинацияның пайда болу ықтималдығын және t қателіктері бар (t<n) n ұзындықты комбинацияның пайда болу ықтималдығын анықтауға болады.
n ұзындығына байланысты бұрмаланған комбинацияның пайда болу ықтималдығы бұрмаланған кодалық комбинацияның санының таратылған комбинацияның Nош(n) жалпы санына қатынасы ретінде сипатталады: ықтималдығы жоғарыламайтын n функциясы болып табылады. n=1 болғанда =Pош, ал болғанда ықтималдық :
=, (1.6)
мұндағы - қателіктерді топтау көрсеткіші. Егер =0 болса, онда қателіктерді дестелеу болмайды және қателіктердің пайда болуы тәуелсіз болады.
-ның ең үлкен мәні (0,5-0,7) кабельді байланыс жолдарында байқалады, себебі, қысқа уақыттық үзілістер үлкен тығыздықты қателіктердің пайда болуына алып келеді. Үлкен тығыздықты қателіктермен қоса сирек қателіктер интервалы байқалатын радиорелейлі желіде 0,3-0,5 аралығында жатады. КВ телеграфтық арналарда қателіктерді топтау көрсеткіші ең аз (0,3-0,4) тең болады.
-ның блок ұзындығына n қатынасы 1.4-суретте көрсетілген. Бұл байланыстар (нақты байланыс арналарынан алынып, суретте нүктелермен белгіленген) логарифмдік масштабтарда түзу сызықтар мен жақсы аппроксимацияланады.

1.4 сурет – Ұзындығына байланысты қателігінің ықтималдығы
Қателердің белгілі бір ықтималдығы (Pош=0,002) үшін пунктирмен екі байланыс көрсетілген. Егер қателіктер бір-біріне байланысты болмаса, онда ықтималдық n-ге n тәуелсіз болады. Егер қателіктер қатарнан бір топқа топталса, онда кодтық комбинацияның ұзындығынан n тәуелсіз болып, абцисса өсіне параллель болушы еді. 1.4-суретте нақты арналар мінездемесі (2 түзуі) осы екі шекті мінездемелердің арасында жатыр. Әртүрлі ұзындықты комбинациялардағы қателіктерді жіктеу бұрмаланған комбинациялардың пайда болу ықтималдығын ғана емес, алдын-ала берілген қателіктері t бар n ұзындықты комбинацияның ықтималдығын бағалайды.
Төменде t<n/3 кезіндегі нақты мәнін алуға мүмкіндік беретін формула көрсетілген:
(1.7)
1.4.2 Шешуші кері байланысы (ШКБ) арқылы деректерді беру жүйесі. Кері байланысы бар жүйелердің сипаттамалары мен алгаритмдерінің нақты мазмұны келтірілген.
Қазіргі уақытта қателіктерді анықтау және қате табылған кезде қабылдағышты тұйықтағышы бар ақпаратты үздіксіз беру режимінде белгіленген арна бойынша қайта нақтылағышы бар ШКБ жүйелері кеңінен таралғандығын айтқан жөн.
Курстық жобада У.23 МККТТ ұсыныстарына сәйкес модем қолданысы бар ШКБ жүйесін тұрғызу ұсынылады.
ШКБ-ң және тұйықтағышы бар жүйенің құрылымдық сұлбасы 1.5-суретте, жүйе жұмысындағы алгаритмнің құрылымдық сұлбасы 1.6-суретте бейнеленген.

1.5 сурет – ШКБ мен алгоритмдік жүйенің құрылымдық сұлбасы.

1.6 сурет – ШКБ мен тұйықтағышы бар жүйенің құрылымдық сұлбасы
1.6-суретте келесі элементтер бейнеленген: АК– ақпарат көзі; КҚ – кодалаушы құрылғы; ДКтур – тура дискретті арна; РҚ – шешуші құрылғы; ДКҚ – декодалаушы құрылғы; КҚ – басқарушы құрылғы; СДҚ–сигналды декодалаушы құрылғыс; СФҚ – сигналды формалаушы; АҚ – ақпарат қабылдаушы.
1.5 Ең үлкен салыстырмалы R өткізу мүмкіндігін қамтамасыз ететін n кодалық комбинацияның оңтайлы ұзындығын анықтау
Байланыс арнасының ең жоғары өткізу мүмкіндігін қамтамасыз ететіндей n кодалық үйлесімділіктің ұзындығын таңдау қажет. Реттеуші коданы қолданған кезде кодалық үйлесімділіктің құрамында n разрядтар болады, олардың ішінде k ақпараттық разрядтар, ал r разрядтар - тексеруші болып табылады:
n=k+r. (1.8)
Егер байланыс жүйесінде қосарланған сигналдар («1» және «0» түріндегі сигналдар) қолданылатын болса және әрбір бірлік элементте бірден көп емес бит ақпарат болатын болса, онда ақпаратты тарату жылдамдығының және модуляция жылдамдығының арасында мынандай арақатынас болады:
С=(k/n)*В, (1.9)
мұндағы С – ақпаратты тарату жылдамдығы, бит/с;
В - модуляция жылдамдығы, Бод.
Қаншалықты, r аз болған сайын k/n арақатынасы соншалықты 1-ге жуық болады, С және В қаншалықты ерекшеленсе, байланыс жүйесінің өткізу мүмкіншілігі соншалықты жоғары болатындығы айқын.
d0=3 минималды кода арақашықтық кезінде болатын циклді кодалау үшін мына арақатынас дұрыс екендігі белгілі:
r>1og2 (n+1). (1.10)
Көрініп тұрғандай, қаншалықты n жоғары болған сайын k/n арақатынасы соншалықты 1-ге жуық. Осылайша, мысалы, n=7 кезінде r=3, k=4, k/n=0,571; кезінде r=3, k=4, k/n=0,571; n=255 кезінде r=8, k=247, k/n=0,964; n=1023 кезінде r=10, k=1013, k/n=0,990.
Келтірілген мақұлдама жоғары d0 үшін дұрыс, алайда n және r байланыстары үшін нақты арақатынас жоқ.
Баяндалған шамаға байланысты кодалық үйлесімдікке тұрақты басымдылықты енгізу тұжырымына сәйкес ұзын кодалық үйлесімділікті таңдау тиімді екендігіне қорытынды жасауға болады, себебі n жоғарылаған сайын салыстырмалы өткізгіштік мүмкіндігі 1 -ге тең шекке ұмтылады:
R=С/В=k/n. (1.11)
Байланыстың нақты арналарында кодалық үйлесімділікте қателіктердің пайда болуына әкеліп соқтыратын бөгеттер болады.
ШКБ жүйелерінде декодалаушы құрылғымен, қателік анықталған жағдайда, кодалық үйлесімділіктің топтамасында қайта сұрастыру жүргізіледі. Бұл жағдайда былай болады:
C=B*( k/n)*[1-P00(M+1)/Pпп+P00(M+1)] (1.12)
мұндағы Роо-декодердің қателікті анықтау ықтималдығы (қайта сұрастыру ықтималдығы);
Pпп – кодалық үйлесімділікті дұрыс қабылдау ықтималдығы;
М – кодалық үйлесімділік санындағы өткізгіш шоғырландырғышының сыйымдылығы.
Байланыс арнасында (РОШ<10-3) қателіктің аз ықтималдығында РО0 ықтималдығы айтарлықтай аз, сондықтан бөлімінің 1-ден айырмашылығы аз және сондықтан келесідей есептеледі:
С=В*( k/n)*[1-Р00(М+1)] (1.13)
n* Рош<<1 кезінде байланыс арнасындағы тәуелсіз қателіктер:

Сонда:
С=В*(k/n)*[1-n*Рош(М+1)] (1.14)
Жинақтауыштың сыйымдылығы:
М=<3+(2*tp/tk)>. (1.15)
Мұндағы: tр - сигналдың байланыс арнасы бойынша таралу уақыты, с;
tк – n разрядтардан тұратын кодалық комбинацияның ұзақтылығы, с;
< > белгісі – бұл есептеу кезінде М-ді бүтін мәніне жақын ең үлкен мәнін алу үшін қажет екенін білдіреді.
Бірақ:
(1.16)
(1.17)
Мұндағы L – шеткі (соңғы) стансалар арақашықтығы, км;
V – байланыс арнасы бойынша сигналдың таралу жылдамдығы, км/с;
В – модуляция жылдамдығы, Бод.
Қарапайым қоюлардан кейін ең соңғы нәтижені аламыз:
(1.18)
Рош=0 болғанда (1.18) формула (1.11) формулаға келетінін байқау қиын емес. К шамасы байланыс арнасында қате болған жағдайда, Рош, n, В, L, V функцияларына айналады. Сондықтан, салыстырмалы өткізу қабілеттілігі максималды болады (РOO, В, L, V берілген кезде).
(1.18) формуласы, байланыс арнасында тәуелді қате кезінде (қателерді дестелеу кезінде) күрделене түседі.
Бұл формуланы Пуртов қателер моделі үшін шығарайық.
[6] көрсетілгендей, ұзындығы n разрядтан құралған комбинацияларға қате саны tоб формуласымен анықталады. Осындай қате санын анықтау үшін кодалық қашықтығы d0, d0>= tоб+1 аз емес циклдік коданы табамыз. Сондықтан формулаға сәйкес, ықтималдылықты анықтау қажет:

[9]-де көрсетілгендей, кейбір жуықтаулармен Р(>tоб,п) ықтималдылығын кодалық комбинациядағы тексерілетін разрядтар саны мен Рно қатесінің декодерімен тексерілмейтін ықтималдылығы мен байланыстыруға болады:
Рно(1/2r)*Р (1.19)
Мәнін (1.19)-ға tоб мәнін d0-1-ге өзгертіп қойсақ, онда:
(1.20)
Р микрокалькуляторда есептеулер жүргізгенде, ондық логарифмдерді қолдану ыңғайлы.
Түрлендірулерден кейін:
(1.21)
(1.14) және (1.18) формулаларға қайтадан оралып және к-ны n-r мәніне ауыстыру арқылы, (21) формуладан мынаны табамыз:
k/n={1-(3,32/n)*[(1- )lg(n/(d0-1))+lgPош-PHO]}.
Қатынасы бойынша қателерді топтауды есепке алып, (1.18) формуланың екінші мүшесін келесі түрде жазуға болады:

Соңында:
(1.22)
n циклдық коданың кодалық комбинациясының үзындығын 2т-1 тең деп алу қажет, мүндағы m - бүтін сан (5,6,7,8,...), яғни 31, 63, 127, 255, 511, 1023, 2047 және т.б тең.
1.6 Циклдық коданың параметрлерін таңдау
Циклдық коданың параметрлеріне мыналар жатады:
n - кодалық комбинацияның ұзындығы (разрядтары);
k - кодалық комбинациялардың (разрядтардың) ақпараттық бөлігінің ұзындығы;
r - кодалық комбинацияның (разрядтардың) тексерілетін бөлігінің ұзындығы;
g(х)-циклдық коданың құраушы полином түрі.
Салыстырмалы өткізу қабілеттілігінің ең қамтамасыз ететін, n кодалық комбинациясының тиімді ұзындығын анықтаған соң, (1.21) формула бойынша тексерілетін разрядтар санын анықтайды. Ол формула кодалық комбинация ішінде tоб берілген қате кезінде табылмаған РНО қатесінің берілетін ықтималдылығын және байланыс арнасында берілген Рош қате ықтималдылығын қамтамасыз етеді.
Анықталмаған қателіктің берілген ықтималдығын қамтамасыз ететін r кодалық комбинациядағы үйлесімділікті тексеруші разрядтың санын анықтау, n, к, r циклды коданың шама-шарттарын табу төмендегідей жүргізіледі.
Берілгені: В=1200 Бод, v = 80000 км/с, Рош =0,5*10-3, Рно=0,5*10-6; L= 5000 км; tотк=45 с; Тбер= 600 с; d0=4; α=0,55.
Pкате=0,5∙10-3;
Pно=2∙10-6;
L = 5200 км;
tотк= 60 c;
Tбер= 380 c;
d0 = 5;
α = 0.6;
n=2m-1:
1) m=5; n=31 үшін:

2) m=6; n=63 үшін:

3) m=7; n=127 үшін:

4) m=8; n=255 үшін:

5) m=9; n=511 үшін:

6) m=10; n=1023 үшін:

7) m=11; n=2047 үшін:

8) m=12; n=4095 үшін:

1.1-кесте. n, к, r параметрлерінің мәні
m 5 6 7 8 9 10 11 12 n 31 63 127 255 511 1023 2047 4095 r 11,53844 12,15194 12,75843 13,36148 13,96283 14,56332 15,1634 15,76326 R 0,518909 0,652457 0,6864 0,645512 0,532348 0,332132 0,012368 -0,48172 1.1-кестеден көретініміз, параметрлері n =1023, r = 14, k = 1009 циклдық коданың жоғарлатылған өткізу қабілетін R = 0,953109808 қамтамасыз етеді.
Құрастырушы полиномның r деңгейін келтірілмейтін полиномдар кестесінен табамыз: r=14 және сынақ кітапшасының соңғы нөмірі 1 үшін g(x)= х14+х8+х6+х+1 полиномын таңдалынады.
2 Циклдық кодтың кодері мен декодерінің сұлбасын тұрғызу және оның жұмысын түсіндіру
2.1 Таңдалған g(х) үшін кодердің сұлбасын тұрғызу және оның жұмысын түсіндіру
Құрастырушы полином: g(x)= х14+х8+х6+х+1
Кодер шығысында жүмыс істелуі келесідегідей режимдермен сипатталады:
а) ақпараттық топтың k элементінің қалыптасуы және хrт(х) ақпараттық тармақтың g(х) құрастырушы полиномға бір уақытта бөлінуі кезінде, бір бөлінгеннен кейінгі r(х) қалдықты алу мақсаты;
ә) кодер шығысында хrт(х) ұяшықты бөлу сұлбасынан оларды санау жолымен бақыланған r элементін қалыптастыру.
Кодердің құрылымдық үлгісі 2.1-суретте көрсетілген.
Кодердің жүмыс циклының өткізгіштігі n=1023 бірлік элементі п тактісін құрады. Тактілік сигнал тарату өткізгішімен қалыптастырылады.
Кодер жүмысының бірінші режимі к=1009 тактіден тұрады. Бірінші такті импульсінен Т триггері тік шығысына «1» сигналы, ал инверсті болып - «0» сигналы орын алады. «1» сигналымен 1 және 3 кілттер ашылады (И-логикалық сүлбалар). «0» сигналымен 2 - кілт жабық болады. Осы қалпында триггер мен кілт к+1 тактісінде, яғни 1010 тактісінде орналасады. Осы уақытта кодер шығысына 1 - ші ашық кілтінен 1009 бірлік элементті к=1009 болып ақпараттық топ өтеді.
Бір уақытта 3 ашық кілттен хrт(х) ақпараттық элементтер, g(х) көпмүшесіне бөлетін құрылғыға келіп түседі.
Бөлу тексергіш разрядтар санына тең ұяшық санды жылжығыш регистрмен орындалады. Осы қарастырылған жағдайда ұяшық саны r=14 болады. Құрылғыдағы қосқыш саны нөлдік емес g(х) теріс бірлік мүшесінің санына тең. Біздің оқиғада қосқыш саны үшке тең. Қосқыштар нөлдік емес g(х) ұяшық мүшесінен кейін орнатылады. Барлық келтірілмейтін полиномдар х° = 1 мүшесін қолдағаннан соң, осы мүшеге қатысты қосқыш 3 кілтінің алдына орнатылған (И логикалық үлгі).
к=1009 тактісінен кейін бөлу қүрылғысында r(х) бөлу қалдығы жазылады.
к+1=1010 тактілік импульс әсерінен Т триггер өзінің халін өзгертеді: инверсті шығысында «1» сигналы, ал тігінен «0» сигналы пайда болады. 1 және 3 кілт жабылады, ал 2 кілт ашылады. Қалған r=14 такті бөлу қалдығының элементі 2 кілттен кодер шығысына, үлкен разрядтардан бастап түседі.

2.1 сурет – Кодердің құрылымдық сұлбасы
2.2 Таңдалған g(х) үшін декодердің сұлбасын тұрғызу және оның жұмысын түсіндіру
Декодер сұлбасының жұмыс істеуі (2.2-сурет) келесі түрге келтіріледі. Р(х) полиномын көрсететін, қабылданған кодалық комбинация декодалайтын регистр мен k ұяшығы бар буферлік регистр ұяшықтарына бірдей келіп түседі. Буферлік регистрдің ұяшықтары, «жоқ» логикалық сұлбалар арқылы өткізетін өзара байланысты, «1» сигналды бірінші кірісінде және екіншісінде- «О»-ді өткізеді (бұл кіріс дөңгелекпен белгіленген). Буферлік регистр кірісіне кодалық комбинация «ЖӘНЕ» сұлбасы арқылы келіп түседі. Бұл кілт Т триггер шығысының бірінші тактілік импульсімен ашылып, к+1 тактілік импульсімен жабылады (дэл кодер сүлбасындағы Т триггердің жүмысы сияқты). Осылайша к=1008 тактіден кейін элементтердің ақпараттық тобы буферлік регистрге жазылады. «ЖОҚ» сұлбасы регистрді толтыру режимінде ашық болады, өйткені «ЖӘНЕ» кілтінен екінші кірістеріне кернеу келіп түспейді.
Бір уақытта декодалайтын регистрде барлық n=1023 такті ішінде кодалық комбинацияны бөлу жүріп жатады ((Р(х) полиномын g(х) түғызушы полиномға). Декодалайтын регистр сұлбасы толығымен жоғарыда қарастырылып кеткен кодердің бөлу сұлбасына ұқсайды. Егер бөлу нәтижесінде нөлдік қалдық болса – синдром g(х)=0, онда келесі тактілік импульстер ақпараттық элементтерді декодер шығысына жазып алады.
Қабылданған комбинацияда қате табылған жағдайда синдром g(х) нөлге тең болмайды. Бұл n-ші (1023) тактіден кейін декодалайтын регистр үяшығы болмағанда біреуінде «1» жазылады деген сөз. Бұл жағдайда «НЕМЕСЕ» сүлбасының шығысында сигнал пайда болады.
Кілт 2 («ЖӘНЕ» сұлбасы) жұмыс істей бастайды да, буферлік регистрдің «ЖОҚ» сұлбалары жабылып қалады, ал келесі тактілік импульс регистрдің барлық ұяшықтарын «0» жағдайына ауыстырады. Сонымен қатар өшіру сигналы қабылдағышты тұйықтау және қайта сұрау командасы ретінде қолданылады.

2.2 сурет – Декодердің құрылымдық сұлбасы
2.3 System View бағдарламасында кодердің құрылымдық сұлбасын құру
Таңдалған g(х) полиномы үшін кодердің сұлбасын «System View» дестесін қолдана отырып тұрғызу 2.3-суретте келтірелген.

2.3 сурет – System View бағдарламасындағы кодер сұлбасы

2.4 сурет – System View бағдарламасында сағатты жөнге келтіру

2.5 сурет – Кодер кірісіне берілетін сигнал

2.6 сурет – Кодер шығысында алынған сигнал

2.7 сурет – Кодер сұлбасының талдау терезесі
2.4 System View бағдарламасында декодердің құрылымдық сұлбасын құру
Таңдалған g(х) полиномы үшін декодердің сұлбасын «System View» дестесін қолдана отырып тұрғызу 2.8-суретте келтірелген.

2.8 сурет – System View бағдарламасындағы декодер сұлбасы

2.9 сурет – System View бағдарламасында сағатты жөнге келтіру

2.10 сурет – Декодер кірісіне берілетін сигнал

2.11 сурет – Декодер сұлбасының талдау терезесі
3 Берілген Тбер қарқынында және tотк істен шығу шамасы кезінде берілетін W ақпаратының көлемін анықтау
Ақпаратты тарату темпі деп аталатын Т уақыт интервалы ішінде ақпаратты беру керек болсын. Жауап бермеу критериясы tотк - бұл Т уақыт аралығында жіберілетін түзетілмеулердің қосындысының ұзақтығы. Егер Т уақыт ішіндегі түзетілмеулер үзақтығы tотк-дан асса, онда деректерді тарату жүйесі жауап бермеу қалпында болады.
Сондықтан, Тбер - tотк уақыт ішінде С, бит пайдалы ақпарат беруге болады. Таңдалған код параметрлерін ескере отырып:
W=R*В*(Тбер-tотк) (3.1)
Мұндағы R – циклдық коданың таңдалатын параметрлері үшін ең үлкен салыстырмалы өткізу қабілеті.
Бастапқы берілгені бойынша: R = 0,953109808; В=1200 Бод; Тбер=380 с., tотк=60 с.
Сонда:
W=0,953109808*1200*(380 - 60) = 365994 (бит).
3.1 М шоғырландырғыштың сыйымдылығын анықтау
(1.15) формулаға сәйкес шоғырландырғыштың сыйымдылығы былай анықталады:
М=<3+(2*tp/tk)>.

Сонда бастапқы берілген және есептелген мәндер бойынша L=5200 км, v =80000 км/с, n =1023, В=1200 Бод:



3.2 Негізгі және кері деректерді тарату арналарының сенімділік көрсеткіштерін есептеу
Негізгі арна үшін:
(3.2)
мұндағы, - қателіктердің топтасу көрсеткіші.

Егер

Егер
.59*10-3
Кері канал үшін:

Егер

Егер
.59*10-3

Код жылдамдығы:

Код таба алмайтын қателіктің пайда болу ықтималдылығы:

Код таба алатын қателіктің пайда болу ықтималдылығы:

Орташа тарату жылдамдығы РОСнпбл:
, (3.3)
, (3.4)
. (3.5)
- негізгі арна бойымен.
- кері арна бойымен.
– арна талдауы.
.
(с).
. (3.6)
Негізгі арна үшін:
;
.
(бит/с).
Кері арна үшін:
;
.
(бит/с).
Дұрыс қабылдау ықтималдылығы:

(бит) – негізгі арна үшін;
(бит) – кері арна үшін.
4 ҚР географиялық картасынан бір-бірінен L км-де орналасқан екі пунктті таңдау
ҚР географиялық картасынан бір-бірінен L км-де орналасқан екі пунктті таңдау, оның ұзындығы 500-1000 км болатын бір қатар учаскелерге бөліп, магистралін таңдау. Қайта қабылдау бөліктерін ірі жергілікті бөліктерге ажырату:
Мен екі қаланың арасындағы ұзындық 500-1000 км аралығында болатын, жалпы ұзындығы 5000-ге км жуық магистраль жобаладым (4.1-сурет). Ол мына бөліктерден өтеді [6]:
Орал мен Атырау – 500 км, Атырау мен Ақтөбе – 800 км, Ақтөбе мен Қызылорда – 1050 км, Қызылорда мен Шымкент – 550 км, Шымкент пен Алматы – 750 км, Алматы мен Өскемен – 1000 км, Өскемен – Павлодар 550 км

4.1 сурет – ҚР картасынан екі пунктті таңдау
Павлодар – 0 км, Өскемен –550 км, Алматы – 1550 км, Шымкент – 2300 км, Қызылорда 2850 км, Ақтөбе – 3900 км, Атырау – 4700, Орал – 5200 км.
5 Жүйе жұмысының уақыттық диаграммасын салу
Жүйе жұмысының уақыттық диаграммасын салу үшін келесі мәндерді есептеп алу керек. Мысалы h комбинациялар саны, яғни қате табылған соң қабылдағыш қатесі бар комбинацияны өшіреді де, h комбинацияға блокталып қалады (яғни h келесі комбинацияларын қабылдамайды), ал таратқыш қайта сұрау сигналы бойынша h комбинацясын қайталайды. Мұндай жүйелер блокталып қалатын шешуші кері байланысы бар деп аталады. Бұл жүйелер кодалық комбинациялардың тәртібін сақтай отырып үздіксіз таралуын қамтамасыз етеді. Сонымен жинақтауыштың сыйымдылығы:
немесе (5.1)
мұндағы, tож= 2tр+tан+tос+tак.
Бірақ h бөлшек сан бола алмағандықтан, онда h келесі формула бойынша табылады:
(5.2)
мұндағы, Е(а) – а-ның бүтін бөлігінің символы, ал tбл=nt0 тең.
Сонда (c).

Қорытынды
«Цифрлық байланыс технологиялары» пәнінің мақсаты цифрлық сигналдарды берудің қазіргі заманға сай ғылыми негізін және цифрлық байланыс технологияларының жағдайын, цифрлық жүйелерінің берілуін және өңделуінің іске асу шекарасы және мүмкіндіктері болып табылады.
Курстық жұмыс ақпарат көзі мен ақпаратты қабылдаушы арасындағы күре жолда деректерді беруді жобалауға арналған. Күре жолда деректерді берудің сапасына, деретердің берілу тұрақтылығы және сенімділігі бойынша өте үлкен талаптар қойылады, сондықтан коммутацияланбайтын күре жолда деректерді беру жобаланады. Курстық жобада ақпараттық және қабылдау арасындағы деректерді таратудың орташа жылдамдықтағы күре жолы жобаланды. Таратудың дұрыстығын жоғарылату үшін үздіксіз беріліс және қабылдағыш тұйықтағышы бар шешуші кері байланыс жүйесі қолданылды, құрастырушы полином түріне қарай кодер және декодер сұлбалары тұрғызылды, әрі дұрыстығы «System View» дестесі арқылы тексерілді, Қазақстан Республикасының географиялық картасы бойынша магистраль таңдалды, жүйе жұмысының уақыт бойынша диаграммасы тұрғызылды.
Дискретті хабар тарату жүйесіндегі берудегі артықшылығын алып тастау есебін кодер көзі орындайды, ал қабылданған хабарды қалпына келтіруді декодер көзі орындайды.
Кодер және декодер арнасын үзіліссіз байланыс арнасымен сәйкестендіру мақсатында ереже бойынша беру және қабылдауға қосылатын, сигнал түрлендіргіш құрылғысын пайдаландым. Жеке жағдайда – модулятор және демодулятор. Сигнал түрлендіргіш құрылғысы байланыс арнасымен бірігіп дискретті арна шығады.

Әдебиеттер тізімі
1 Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: 2 – е изд.-М.:Издательский дом «Вильямс», 2003 г.
2 Прокис Дж. Цифровая связь. Радио и связь, 2000 г.
3 Шварцман В.О., Емельянов Г.А. Тоерия передачи дискретной информации.-М.:Связь, 1979 г.
4 Передача дискретных сообщений / под ред. В.П.Шувалова.-М:.Радио и связь, 1990 г.
5 Чежимбаева Қ.С., Абиров Д.А. Цифрлық байланыс технологиялары. Курстық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау.-Алматы, 2010 ж.
6 http//www.karta-kazakhstana.1kz.biz/

Приложенные файлы

  • docx 8832237
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий