Лабораторная работа - Моделирование каналов с АБГШ и помехами . Исследование прохождения периодических импульсов через зашумленные каналы связи - файл n2.doc

Лабораторная работа - Моделирование каналов с АБГШ и помехами . Исследование прохождения периодических импульсов через зашумленные каналы связи
скачать (276.6 kb.)
Доступные файлы (2):
n1.xmcd
n2.doc187kb.01.10.2009 15:48скачать

n2.doc



Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственный Технический Университет

Радиотехнический факультет
Кафедра РТ и С

Отчет по лабораторной работе

«Моделирование каналов с аддитивным белым гауссовским шумом и импульсными помехами . Исследование прохождения периодических импульсов через зашумленные каналы связи.»


Выполнили:

студент группы
Проверил:

2008

СОДЕРЖАНИЕ





СОДЕРЖАНИЕ 2

1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ЗАДНИЕ 3

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ 4

3 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5

ВЫВОДЫ 12



1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ И ЗАДНИЕ



Цель работы.

Получить навыки моделирования каналов с шумами в среде математического моделирования MathCAD. Исследовать проблему прохождения импульсов в зашумленных каналах связи.
Задание.

  1. Реализовать модели каналов с помехами: 1) с аддитивным белым гауссовским шумом (АБГШ); 2) с импульсной (сосредоточенной) помехой.

  2. Изучить с помощью созданных моделей влияние шумов на проходящий через данный канал сигнал.

  3. Изучить влияние показателя сигнал/шум на форму сигнала.

  4. Проанализировать полученные результаты. Сделать выводы.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ



Канал связи можно определить как совокупность средств, предназначенных для передачи сигналов (сообщений) между различными точками системы связи. Под "средством" понимают и технические устройства, и линию связи — физическую среду, в которой распространяется сигнал между пунктами связи. Канал связи можно представить как последовательное соединение устройств (блоков), выполняющих различные функции в общей системе связи.

Передача сигналов по реальным каналам связи всегда сопровождается изменениями (преобразованиями) этих сигналов, в результате чего принятые сигналы отличаются от переданных. Отличия эти обусловлены прежде всего линейными и нелинейными преобразованиями входных сигналов, а также наличием аддитивных шумов в канале, существующих чаще всего независимо от передаваемых сигналов. С точки зрения передачи информации по каналу важно подразделение преобразований сигнала на обратимые и необратимые. Обратимые преобразования не влекут за собой потери информации. При необратимых преобразованиях потери информации неизбежны. Для обратимых преобразований сигнала часто используется термин искажение, а необратимые преобразования называют помехами (аддитивными и неаддитивными).


3 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ




Номер варианта

Длительность импульса

Период сигнала

Частота сигнала



Частота дискретизации



Период дискретизации







Дискретное время

Моделируем канал с аддитивным гауссовским шумом

Задаём периодический сигнал - импульсы прямоугольной формы









Спектр заданного сигнала (переодические прямоугольные импульсы)



Средняя мощность сигнала





Задаем белый гауссовский шум c разными средними мощностями















Отношение сигнал/шум













Заданный гауссовский шум





АЧХ гауссовского шума



Сигнал на выходе из канала с АБГШ

1) при отношении сигнал/шум больше 1







2) при отношении сигнал/шум примерно равным 1







3) при отношении сигнал/шум меньше 1







Спектр сигнала на выходе канала с АБГШ

1) при отношении сигнал/шум больше 1







2) при отношении сигнал/шум примерно равным 1







3) при отношении сигнал/шум меньше 1







Задаём импульсную (сосредоточенную) помеху c разной мощьнстью











Средняя мощность помехи













Отношение сигнал/шум













Вид сигнала и помехи с разной мощностью



Сигнал на выходе из канала с импульсной помехой



1) при отношении сигнал/шум больше 1













2) при отношении сигнал/шум примерно равным 1









3) при отношении сигнал/шум меньше 1









Спектр сигнала на выходе канала с импульсной помехой

1) при отношении сигнал/шум больше 1







2) при отношении сигнал/шум примерно равным 1







3) при отношении сигнал/шум меньше 1








ВЫВОДЫ



В ходе выполнения лабораторной работы были реализованы модели канала с аддитивным белым гауссовским шумом и канала с сосредоточенной помехой. С помощью данных моделей проведено исследование влияния аддитивных шумов на форму сигнала (последовательности прямоугольных импульсов) при различных соотношениях показателя сигнал/шум. Получены следующие результаты.

Искажения формы импульсов в канале с аддитивным белым гауссовским шумом можно наблюдать на стр. 7. Из графиков видно, что форма импульсов зависит от показателя сигнал/шум. Если он больше единицы форма импульсов искажена, но различимы пики импульсов. При отношении сигнал/шум равном 1 импульсы практически полностью теряют свою форму и слабо различимы на фоне шумов. А если данный показатель меньше единицы, то сигнал полностью искажается и становится неразличим от шума.

Подобная картина наблюдается в канале с сосредоточенной помехой в виде синусоиды. Графики искаженного сигнала приведены на стр. 10. При высоком показателе сигнал/шум импульсы различимы на фоне помехи. При отношении сигнал/шум равном единице форма импульсов искажена сильно и практически непригодна для приёма. При показателе сигнал/шум меньше единицы импульсы неразличимы на фоне шума.

В канале с сосредоточенной помехой немаловажное значение играет на какую часть спектра сигнала повлияет помеха. В данной работе в качестве сосредоточенной помехи была реализована синусоида, спектр которой представляет собой линию на определенной частоте. Меняя частоту синусоиды можно проследить, как искажается форма импульсов в зависимости от расположения помехи в спектре сигнала.

Если спектр помехи (спектр синусоиды) сливается с главной гармоникой, то пики импульсов, можно различить даже при малых показателях сигнал/шум. Если спектр синусоиды расположен между нулём и главной гармоникой сигнала, то импульсы плохо различимы даже при высоком значении отношения сигнал/шум. Если спектр синусоиды расположен на частоте выше частоты главной гармоники, но в пределе эффективной полосы спектра сигнала, то зависимость, такая же, как от показателя сигнал/шум описанная выше. И если спектр помехи лежит вне эффективной полосы сигнала, то импульсы различимы, даже при показателе сигнал/шум ниже единицы.




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации