Материал: Методические указания к практическим занятиям № 1–3 по дисциплине «Аппаратные средства телекоммуникационных систем» для студентов специальности «Информационная безопасность телекоммуникационных систем». Разинкин К.А
(кодирование без избыточности) и |
h |
2 |
=6 дБ (помехоустойчивое |
|
кодирование) для универсальных и телефонных каналов; 2) полученное число телефонных каналов связи для МДКР сравнить с максимальным числом каналов п для МДЧР в той же полосе частот f : n 0 f B.
Задача 17. Используя расчеты для задачи 16 при |
h |
2 |
= 6 |
|
дБ, провести сравнение наземной сотовой системы мобильной связи по числу возможных телефонных каналов при МДКР PI МДЧР в направлении «Терминалы — базовая станция» при следующих исходных данных:
•число смежных сот в кластере равно 7;
• при полосе частот системы связи |
f , полоса частот, |
выделяемая одной соте при МДЧР, равна полоса частот, выделяемая одной соте, равна
ff
/ 7
.
, при МДКР
•при МДКР мобильные станции в смежных сотах создают помеху, эквивалентную увеличению числа мобильных терминалов в рассматриваемой соте в 1,5 раза;
•при телефонной связи с МДКР мобильные терминалы в паузах речи выключают передатчик, уменьшая мощность взаимных помех на 50%.
Требуется определить допустимое число одновременно работающих мобильных терминалов в одной соте сотовой сети связи с МДКР и сравнить это число с допустимым числом мобильных терминалов в соте той же сети связи, но при МДЧР, которое принять равным n 0 f / 7 B / 7.
1.4.Примеры решения задач
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
Решение задачи1 |
|
|
|
|
|
Вид фазовой манипуляции |
ФМ-1 |
ФМ-4 |
|
ФМ-8 |
|
СИМВ |
|
2400 |
2400 |
|
2400 |
|
F |
|
, Гц |
|
|
|
|
R, ,бит/с |
2400 |
4800 |
|
7200 |
||
14
Таблица 4
Решение задачи
log |
M |
2 |
|
2 (Используем выражение
2 |
2log2 L ) |
log2 L |
Число |
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
64 |
128 |
|||
амплитудных |
|
|
|
|
|
|
|
|||
уровней L |
|
|
|
|
|
|
|
|||
сигнала КАМ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
F |
|
|
, Гц |
2400 |
2400 |
2400 |
2400 |
2400 |
2400 |
2400 |
СИМВ |
|
|||||||||
Число бит на |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
|||
один символ, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
log |
2 |
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R, Кбит/с |
4,8 |
9,6 |
14,4 |
19,2 |
24 |
28,8 |
33,6 |
|||
|
|
|
|
|||||||
Задача 3. Теория информации устанавливает, что в канале связи с шумами возможна передача информации без ошибок. Шумы ограничивают скорость передачи информации без ошибок, которая для некоторого идеального помехоустойчивого кодирования определяется формулой Шеннона
|
|
|
P |
|
|
R F log |
1 |
C |
, |
|
2 |
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ш |
||
где F |
- полоса канала связи; PC / PШ - |
отношение мощностей |
||
сигнал—шум в канале связи.
Задача 4. Пусть
W x
есть
плотность распределения
вероятностей амплитуд х шумов квантования внутри интервала/ 2 . Из условия нормировки плотности вероятности
W x dx 1
находим
|
/ 2 |
W x dx W x |
/ 2 |
W x dx |
|
dx 1. |
|
|
/ 2 |
/ 2 |
|
15
Отсюда, |
W x |
1 |
|
внутри интервала |
|
и равна нулю вне |
||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
этого интервала |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее значение |
x |
/ 2 |
|
x dx |
|
1 |
/ 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
xW |
|
xdx 0. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
/ 2 |
|
|
|
/ 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x x |
|
x |
или |
||||
Тогда дисперсия шумов квантования кв |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
/ 2 |
2 |
|
|
|
/ 2 |
2 |
dx |
/ 2 |
2 |
dx |
|
. |
|
|
||||||
|
кв |
|
x W x dx |
|
|
x |
|
|
x |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
/ 2 |
|
|
|
|
/ 2 |
|
|
|
0 |
|
|
12 |
|
|
|||||
Задача 8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Скорость |
передачи |
|
телефонного |
сигнала |
|
равна |
||||||||||||||||
R Fд log2 |
L бит/c, где |
L |
- требуемое число уравнений квантования |
|||||||||||||||||||
по амплитуде |
выборок |
телефонного |
|
сигнала |
|
L |
2 |
k |
при |
их |
||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||
оцифровке. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из |
исходных |
данных |
следует, |
что |
при отношении |
|||||||||||||||||
средней мощности телефонного сигнала к мощности шумов квантования 23 дБ, отношение пикового значения телефонного сигнала к мощности шумов квантования должно быть равно 23 + 15 = 38 дБ.
С учетом возможности уменьшения среднего значения телефонного сигнала на 10 дБ отношение пикового значения амплитуды телефонного сигнала к среднеквадратическому значению шумов квантования должно быть не менее 48 дБ.
Из уравнения 20 lg 
3L 48дБ получаем L 145 и при
двоичном представлении оцифрованных получаем k 8 и R Fд *8 64кбит/c.
выборок
L 2 |
k |
|
Задача 12. |
TП |
Задача 13. |
|
1.Длительность
0,156с
сверхцикла
NTц
45мс
.
2. Период появления стаффинг-бита буемое условие NTц Tст выполняется.
Tст
156 мс
. Тре-
Задача 14.
1. Число потерянных пакетов из-за переполнения буферного запоминающего устройства за время 1 секунда равно
16
v 1 . Отношение числа потерянных пакетов к числу поступивших пакетов за 1 с есть (v 1) / v . Процент потерянных
пакетов есть 100 v 1 / v .
2. Процент пустых пакетов есть 100 v 1 .
Задача 15. Пиковая мощность передатчика наземной станции спутниковой связи при МДВР должна быть больше непрерывной мощности передатчика наземной станции при МДЧР:
1.в n 256раз
2.в 16 раз
Задача
N |
0 |
n 1 P |
/ f |
|
C |
|
16. Из полагая
уравнения
n 1 n
h |
2 |
|
|
и
|
|
E |
|
|
|
|
б |
N |
0 |
n 1 P |
|
|
|
C |
|
E |
|
P |
0 |
б |
C |
||
при / f
получим
|
2 |
|
|
0 |
f |
B |
h |
|
|
|
. |
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
n |
n |
|
Отсюда при МДКР число каналов в соте для
направления «Терминал-базовая станция» |
n B / h |
2 |
. |
|||||||
|
||||||||||
1. |
при h |
2 |
13дБ n B / 20 и |
n B /10 |
0 |
для |
телефонных |
|||
|
||||||||||
каналов связи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
при |
|
h |
2 |
6дБ n B / 4 и |
n B / 2 |
2 |
для |
|
телефонных |
|
|
|
||||||||
каналов связи.
В условиях работы только одной изолированной соты асинхронный метод МДКР проигрывает по числу уни-
версальных каналов связи методу МДЧР в 4 раза при |
h |
2 |
6дБ . |
|
17
Тема 2. КАЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ КАНАЛОВ И СИСТЕМ
2.1. Требования к качественным характеристикам телекоммуникационных каналов
Ранее каналы связи создавались как специализированные для передачи того или иного вида информации и требования к каналу связи определялись требованиями к качеству передаваемой специфической информации. Отдельные каналы связи создавались для передачи телеграфной информации (текста), телефонного сигнала (критерий разборчивости речи), телевизионных сигналов, сигналов телеуправления, телеметрии и др. В настоящее время, подавляющее большинство телекоммуникационных сетей создаются на базе универсальных интегрированных цифровых канатов связи, предназначенных для передачи любых видов информации: текста, речевых сигналов, изображений, видео и др. (мультимедийные телекоммуникационные каналы). Требования, предъявляемые к характеристикам телекоммуникационных каналов, позволяют с запасом обеспечить высококачественную передачу всех основных сообщений.
Телекоммуникационный канал характеризуется величиной максимальной скорости передачи информации, помехоустойчивостью приема сигналов (вероятностью ошибки на бит) и надежностью функционирования канала связи (готовностью канала связи).
Качественные характеристики цифровых телекоммуникационных каналов задаются следующим образом. Для волоконно-оптических каналов связи частота появления ошибок BER (Bit error rate) или вероятность ошибки на бит информации р не должна превышать величины p 10 9 .Для
телекоммуникационных каналов фиксированной связи длиной 2500 км, таких как медных кабельных каналов, спутниковых и
18