Радиотехническая система связи

Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный технический университет

Кафедра “Радиотехнических систем”

РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

200700 000000 010 ПЗ

 

Подпись  Ф.И.О.

Руководитель ________________ Белых Д.П.

Студент гр. Р-585 ________________ Кузьмин Л.О.

Номер зачетной книжки 09712410

Екатеринбург 2001

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Вариант задания:

-номер варианта задания в десятичной системе счисления,

- номер варианта задания в пятиричной системе счисления, причем  и  - младший и старший разряд кода номера задания соответственно.

Исходные данные:

1. Параметры преобразования сообщения:

a)    среднеквадратическое (эффективное) значение сообщения X В;

b)    плотность распределения ,

c)     где -нормированная величина;

d)   параметр распределения ;

e)    спектральная плотность распределения ;

f)    суммарная относительная среднеквадратическая ошибка входных

преобразований .

2. Параметры радиолинии передачи информации с объекта:

a)    вид модуляции АМн;

b)    число сигналов ;

c)    число каналов ;

d)   число служебных канальных промежутков в кадре ;

e)    надежность передачи информации ;

f)    допустимая вероятность ошибки на один разряд цифрового сообщения

  1/разр;

g)    время передачи сообщения с.

3. Параметры радиолинии измерения координат объекта:

a)    расположение: центральный пункт - наземный,

объект - шар-зонд;

b)    максимальное расстояние до объекта км;

c)    вероятность ложной тревоги ;

d)   рабочая длина волны м;

e)    измеряемые параметры R, a, b.

4. Константы:

a)    скорость света  м/с;

b)    постоянная Больцмана Дж/К.

Выбрать и рассчитать:

1.    Частоту дискретизации Fд и Fв, а также Fэ;

2.    Шаг (интервал) квантования сообщения h;

3.    Максимальное отклонение сообщения от среднего значения х_m и пик-фактор П_х;

4.    Число разрядов двоичного кода n;

5.    Число уровней квантования m;

6.    Длительность канального сигнала Тк;

7.    Длительность разрядного импульса t_n;

8.    Структуру информационного пакета со служебными сигналами

9.    Полосу частот группового сигнала Df_å;

10.  Параметры модуляции сигнала во второй ступени;

11.  Полосу частот радиолинии Df_рл;

12.  Спектральную плотность шумов N₀, приведенных ко входу приемника;

13.  Пороговое отношение мощности сигнала к мощности шума q_пор², обеспечивающее заданное значение допустимой вероятности ошибки Р_Д (1/бит);

14.  Рабочее отношение мощности сигнала к мощности шума q²_раб, обеспечивающее заданную надежность передачи информации Р_Н;

15.  Основные параметры приемной и передающей антенн: коэффициенты полезного и направленного действия, значения ширины диаграммы направленности каждой из них;

16.  Пиковую и среднюю мощность излучаемого сигнала;

17.  Вероятность ошибки приема (выделения) кодовой комбинации при допустимой вероятности ошибки выделения разрядного импульса Р_Д;

18.  Эффективное значение результирующей относительной ошибки сообщения на выходе системы с учетом действия шумовой помехи;

19.  Параметры канала управления, способ его организации, протокол взаимодействия.

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ. 4

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ. 5

Расчет параметров радиотехнической системы.. 6

1. Расчет параметров преобразования сообщения в цифровую форму. 6

2. Расчет параметров канала связи «объект - ЦП». 8

3. Расчет параметров радиолинии «ЦП - объект». 12

4. Выбор характеристик системы определения координат объекта. 12

5. Описание структурной схемы центральной станции. 14

6. Описание структурной схемы объекта. 15

Выводы.. 16

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК. 17

Приложение 1. Структурная схема центральной наземной станции. 18

Приложение 2. Структурная схема объекта. 19

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АМ - амплитудная модуляция;

ВРК - временное разделение каналов;

ДН - диаграмма направленности;

ЗИ - зондирующий импульс;

ИС - импульс синхронизации;

КвАМн - квадратичная амплитудная манипуляция;

КИ - канальный интервал;

КИМ - кодовая импульсная модуляция;

КНД - коэффициент направленного действия;

ОБП - одна боковая полоса;

РЛС - радиолокационная станция;

СПИ - система передачи информации;

ТЗ - техническое задание;

УДС - угломерно-дальномерная система;

ФАР - фазированная антенная решетка;

ЦП - центральный пункт.

Расчет параметров радиотехнической системы 1.    Расчет параметров преобразования сообщения в цифровую форму

В этой части необходимо выбрать и рассчитать параметры преобразования аналогового сообщения в цифровой первичный сигнал (двоичный код) для передачи в информационном канале системы измерения и сбора информации. Сообщение представлено в виде реализации случайного стационарного процесса, заданного плотностью распределения своих мгновенных значений W(x) и спектральной плотностью G(w) и подвергается преобразованию в цифровой сигнал с заданной суммарной ошибкой преобразования d_S.

Рис. 1. Нормированная плотность распределения мгновенных значений.

Перейдем к другой переменной (зависимости от самой величины х, а не от нормированного значения y):

Рис. 2. Нормированная плотность распределения мгновенных значений.

Математическое ожидание величины х равно [2]:

В.

Расчет рекомендуется провести, по крайней мере, для трех вариантов распределения между составляющими суммарной ошибки и выбрать параметры, обеспечивающие большую длительность t₀ [5]. Рассмотрим вариант, когда δ_д² = δ_кв²= δ_огр²= δ_S²/3, то есть значения ошибок дискретизации, квантования и ограничения равны

; ; ;

; ; .

Максимальное отклонение сообщения от среднего значения  выбираем при величине ошибки ограничения динамического диапазона из выражения [5]:

.

решая которое, находим числовое значение искомой величины

, .

Проверим правильность выбора . Для этого вычисляем среднеквадратическое отклонение ограниченного сообщения:

В.

Пикфактор сообщения вычисляем по формуле [5]:

Верхняя частота спектра определяется из трех условий [5]:

а) как частота соответствующая

Находим частоту, на которой G(w) принимает свое максимальное значение:

, , рад/с.

Вычисляем значение верхней частоты из следующего уравнения:

откуда рад/с.

б) как эквивалентная полоса частот

откуда . рад/с.

в) как частота  при выбранной ошибке дискретизации.

Частоту находим из выражения [3]:

,

преобразовав которое, получаем , рад/с,

откуда , рад/с.

Выбираем , рад/с.

Вычисляем шаг квантования исходя из заданной ошибки квантования

 , В.

Число уровней квантования находим по формуле:

 , .

Число разрядов двоичного кода сообщения

 , .

Найдем длительность разрядного импульса многоканального сигнала:

период дискретизации равен  , с;

длительность канального сигнала , с;

тогда  , с.

Проводя аналогичные вычисления еще для трех вариантов распределения ошибок, заполним сводную таблицу:

Таблица 1

dд	dкв	dогр	хm	Пх	wд	wв	hкв	mкв	n	t0
%	%	%	В	-	рад/с	рад/с	В	-	-	мкс
33.3	33.3	33.3	17.35	4.34	638.55	319.27	0.24	146	8	123
50	20	30	17.45	4.36	622.38	311.19	0.186	189	8	126.2
30	50	20	17.83	4.46	642.68	321.34	0.294	122	7	139.7

В таблице ошибки заданы процентах (%) от суммарной ошибки. Как видно, наибольшая длительность разрядного импульса t₀ обеспечивается в последнем (третьем случае).

Вероятность попадания сообщения в i-й интервал , .

Вычислим значение энтропии сообщения [3]:

, - значение энтропии;

, - максимальное значение энтропии.

2.    Расчет параметров канала связи «объект - ЦП»