Основы построения телекоммуникационных систем и сетей

Министерство  связи и массовых коммуникации РФ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики 
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ   РАБОТА 

по  дисциплине «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» 

ВАРИАНТ 11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         Руководитель работы: Профессор Мелентьев О.Г.

Выполнила студентка группы T-91: Михеева В.В.  
 
 
 
 
 
 
 

Новосибирск 2011 

 

Введение 
 
 

 

1. Общие вопросы передачи дискретных сообщений.

 

1.1 Структурная схема  системы передачи  дискретных сообщений  и назначение основных блоков схемы.

Назначение  основных блоков схемы: 

 Кодер источника – минимизирует количество двоичных элементов, необходимых для кодирования, хранения и передачи сообщения источника.

 Кодер канала – вносит избыточность в виде проверочных разрядов определенным образом, связанны с информационными, для обнаружения и/или направления ошибок.

 Перемежитель – изменяет исходный порядок следования элементов для борьбы с пакетами ошибок. Используется только в радиоканалах.

 Устройство  преобразования сигнала – согласует параметр внутрисистемного сигнала с характеристикой непрерывного канала связи.

 Непрерывный канал связи – канал, обеспечивающий передачу аналоговых сигналов.

 Демодулятор – выделяет огибающую из смеси сигнала и шума.

 Пороговое устройство – сравнивает огибающую с пороговым уровнем разделяющей области 0 и 1 (значения позиций)

 Регистратор – определяет значащую позицию на каждом единичном интервале

 Система синхронизации по элементам – определяет границы единичных элементов.

 Деперемежитель – восстанавливает исходный порядок следования элементов, преобразуя пакеты ошибок в единичные, которые легче исправлять.

 Декодер канала – обеспечивает проверку связи, выявление ошибки и их исправление.

 Декодер – восстанавливает первичный объем и формат сообщения. 

 Каналы.

 Непрерывный канал. Это канал связи предназначенный для передачи непрерывных (аналоговых) сигналов. Например, абонентская телефонная линия, канал ТЧ.

 Дискретный  канал. Совместно с каналом связи УПС образуют дискретный канал, то есть канал, предназначенный для передачи только дискретных сигналов (цифровых сигналов данных). 
 
 

 Различают синхронные и асинхронные дискретные каналы.

 В синхронных дискретных каналах ввод каждого единичного элемента производится в строго определенные моменты времени и они предназначены для передачи только изохронных сигналов.

 По  асинхронному каналу можно передавать любые сигналы - изохронные, анизохронные.

 Расширенный канал. Дискретный канал в совокупности с кодером и декодером канала (УЗО) называется расширенным дискретным каналом (РДК).

 В технике  передачи данных РДК называют каналом передачи данных.

 Полунепрерывный канал (дискретный канал  непрерывного времени).

 В системе  ПДС иногда выделяют дискретный канал  непрерывного времени.

 Для определения выхода данного канала необходимо более детально рассмотреть УПС приема. Он состоит из демодулятора, порогового устройства и регенератора. Выход ПУ одновременно является и выходом дискретного канала непрерывного времени.

 Если  на выходе дискретного канала имеем  сигнал, являющийся дискретной функцией дискретного времени, то на выходе полунепрерывного канала сигнал является дискретной функцией непрерывного времени. (Он же канал постоянного тока). 
 
 

2. Определение скорости передачи информации для дискретного  и расширенного дискретного  каналов.

 

 

2. Синхронизация в  системах ПДС.

 

 Синхронизация есть процесс установления и поддержания определенных временных соотношений между двумя и более процессами. Различают поэлементную, групповую и цикловую синхронизацию. Поэлементная синхронизация позволяет на приеме правильно отделить один элемент от другого и обеспечить наилучшие условия для его регистрации. Групповая синхронизация обеспечивает правильное разделение принятой последовательности на кодовые комбинации, а цикловая синхронизация - правильное разделение циклов временного объединения элементов на приеме. Обычно задачи цикловой и групповой решаются одними и теми же методами. 

2.1. Классификация систем  синхронизации. 

Системы синхронизации  можно классифицировать по следующем  признакам:

а) прохождение синхросигналов;

б) способ формирования синхросигналов;

 Прохождение синхросигналов.

 Синхронизирующие  импульсы в пункте приема могут быть получены тремя способами: от высокостабильного источника колебаний, который является эталоном отсчетов времени, путем передачи отсчетов времени (синхронизирующие импульсы) от передатчика к приемнику по отдельному каналу (синхроканалу) и путем получения информации об отсчетах времени из информационной последовательности единичных элементов.

 Первый  способ применим в тех случаях, когда время сеанса связи, включая время вхождения в связь, не превышает время сохранения симфазности. Второй способ достаточно эффективен, однако требует создания отдельного канала синхронизации, что снижает пропускную способность канала связи. Как правило, этот способ применяется в групповых многоканальных синхронных системах связи. Третий способ позволяет более эффективно использовать пропускную способность системы связи и обеспечить приспособляемость (адаптацию) устройств фазирования и синхронизации к изменяющимся параметрам канала связи. Основной недостаток способа состоит в зависимости точности синхронизации от искажений принимаемых информационных сигналов и структуры информационных последовательностей единичных элементов. Несмотря на указанные недостатки, третий способ нашел преимущественное применение в системах передачи дискретной информации и телеграфной техники. 

 Способ  формирования синхросигналов.

 По  этому способу системы синхронизации  разделяют на разомкнутые (без обратной связи) и замкнутые (с обратной связью). В разомкнутых СС синхросигнал (тактовые импульсы) формируются, либо из сигналов, применяемых по специальному выделенному синхроканалу (рис.2а), либо из информационных сигналов с помощью анализатора сигнала АС и формирователя синхронного сигнала (рис.2.б). АС предназначен для извлечения из информационного сигнала сведений о положении ЗМ. ФСС под действием сигналов с АС формирует синхросигналы в определенной фазе по отношению к информационным сигналам.

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 В замкнутых СС синхросигнал вырабатывается генератором синхроимпульсов. В АС производится сравнение фазового положения синхроимпульсов и положения ЗМ приходящих информационных сигналов. При рассогласовании фаз вырабатывается управляющий сигнал, корректирующий работу синхроимпульсов. Таким образом, АС представляет собой устройство с ФАПЧ и состоит из фазового дискриминатора и управляющего устройства. Различают замкнутые СС с непосредственным воздействием на частоту генератора (рис. 3а) и без непосредственного воздействия на частоту генератора (рис. 3б). В первом случае корректирующее фазы синхросигналов достигается изменением параметров колебательного контура генератора синхросигналов, во втором - воздействием на промежуточный преобразователь частоты, как правило, на делитель частоты. Весьма существенно, что замкнутые СС предусматривают только режим непрерывной синхронизации, т.е. могут использоваться лишь в синхронных системах связи. 

2.2. Поэлементная синхронизация  с добавлением  и вычитанием импульсов  (принцип действия).

 В системах синхронизации без непосредственного воздействия на генератор фаза подстраивается в промежуточном преобразователе ПП, через который проходит местное тактовое колебание (генерируемая последовательность тактовых импульсов). В качестве ПП чаще всего используется делитель частоты следования импульсов. Устройства синхронизации с делителем частоты возможно реализовать целиком на дискретных элементах, что упрощает их изготовление, настройку и эксплуатацию. Часто такие устройства называют устройствами с дискретным управлением (или дискретными устройствами синхронизации). Принцип изменения фазы в процессе деления частоты можно пояснить, пользуясь рис. 4. 
 

 
 
 
 
 
 

 Генератор вырабатывает колебание высокой  частоты, в m раз больше тактовой частоты: f_ВЧ=mf_Т, где m - коэффициент деления делителя. Формирователь превращает синусоидальное колебание в последовательность импульсов с частотой следования f_ВЧ. Далее частота этой последовательности делится на определенное число m, например, делителем в виде цепочки из двоичных счетчиков. Процесс деления иллюстрируется временной диаграммой, представленной на рис.4б. На рисунке изображены исходная последовательность импульсов с частотой f_ВЧ и получаемая на выходе тактовая последовательность с частотой f_Т. Коэффициент деления m=8. В этом случае на выход выдается каждый восьмой импульс входной последовательности импульсов.

   
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Если  на вход делителя подать дополнительный импульс через СДИИ, то фаза выходных импульсов (рис.4в) сместится в сторону  опережения на величину, равную периоду колебаний генератора: Dt=f_ВЧ. Дополнительные импульсы не должны совпадать во времени с импульсами высокочастотного генератора. Если один из импульсов, подаваемых на делитель, исключить, то фаза выходных импульсов стремится на ту же величину Dt в сторону отставания (рис.4г). Таким образом, добавлением и исключением импульсов легко изменять фазу тактовой последовательности в нужную сторону. 

2.3. Параметры системы  синхронизации с  добавлением и  вычитанием импульсов. 

   Рассмотрим  основные параметры систем синхронизации:

1. Шаг коррекции j_К – выражение в долях единичного элемента смещение фазы тактовых импульсов на выходе делителя при добавлении или исключении одного импульса:

 
 
 
   

2. Минимальный период корректирования t_min – наименьшее время, в течении которого корректирование не производится. Это время зависит от длительности единичного элемента то и времени усреднения в инерционном элементе (емкости реверсивного счетчика S). При получении информационной последовательности типа 1:1 сигнал на выходе реверсивного счетчика PC появится после получения S импульсов одного и того же знака с выхода ФД. Поэтому: