Учреждение
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Тип файла
Курсовая
Тема
Разработка функциональных узлов цифровой системы передачи
Учебный год
2014
Оцени файл:
Голосов: 0
-50% down Вверх 50%
Скачать: Файл доступен зарегистрированным пользователям, которые поделились своей работой с другими участниками!
Регистрация
за 60 секунд



Скачать курсовую Разработка функциональных узлов цифровой системы передачи - Методы и устройства формирования и обработки телекоммуникационных сигналов БГУИР.

ЗАДАНИЕ
по курсовому проектированию
 
Студенту  ____________________________    
Тема проекта:   «Разработка функциональных узлов цифровой системы передачи»
2. Срок сдачи студентом законченного проекта - 18.12.2014 г.
3. Исходные данные к проекту.
      Цифровая система передачи (ЦСП) входит в состав оборудования оконечной станции РРЛ. Расстояние до ближайшей промежуточной станции составляет R=43  км. Скорость цифрового потока двоичных символов на входе ЦСП – С=173 Мбит/с. Средняя частота спектра на выходе радиопередающего устройства (РПдУ) численно равна 28 ГГц. Средняя частота спектра на выходе цифрового передатчика (модулятора) и цифрового приемника (демодулятора) выбирается обоснованно из ряда дискретных значений: 70; 100; 130; 150 (МГц). Диапазон перестройки рабочих частот ЦСП составляет ±2% от средней частоты спектра СВЧ сигнала с шагом сетки частот 5 МГц. Ослабление внеполосных излучений РПдУ и сигнала зеркального канала РПрУ не менее 40 дБ. Вероятность ошибки приема двоичного символа сообщения не должна превышать 28×10-7.          
4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень вопросов, которые подлежат разработке).
Введение.
1. Виды модуляции в цифровых системах передачи.
1.1. Сравнительный анализ видов модуляции, применяемых в ЦСП с расчетом величин полос частот, которые может занимать сигнал передаваемого цифрового потока.
1.2. Обоснование и выбор вида модуляции в проектируемой ЦСП по критериям минимума энергетических затрат и занимаемой полосы частот, а также определение необходимого значения отношения сигнал/шум для обеспечения заданного качества приема символа сообщения с учетом оценок не идеальности характеристик и параметров типовых функциональных узлов ЦСП.
2. Разработка функциональных схем узлов ЦСП.
2.1. Функциональная схема цифрового передатчика, эпюры сигналов.
2.2. Функциональная схема цифрового приемника, эпюры сигналов.
2.3. Функциональная схема системы синхронизации на стороне приема, эпюры сигналов.
2.4. Функциональная схема СВЧ-тракта (СВЧ-Т) передачи/ приема ЦСП, эпюры сигналов в основных сечениях тракта.
3. Разработка и расчет элементов функциональной схемы СВЧ-Т.
3.1. Расчет коэффициента шума РПрУ.
3.2. Определение энергетических и спектрально-временных соотношений на входах и выходах функциональных элементов СВЧ-Т  ЦСП, расчет их коэффициентов передачи, параметров частотных характеристик.
3.3.Выбор фильтров обеспечивающих требуемое подавление внеполосных излучений РПдУ и зеркального канала РПрУ, расчет параметров фильтров.
3.4. Выбор типа полосового фильтра промежуточной частоты в УП  РПрУ, расчет его частотных параметров и ГВЗ, удовлетворяющих требованиям к избирательности по соседнему каналу приема и нормам на линейные искажения.
4. Разработка функциональной схемы цифрового синтезатора частот.
4.1. Составление функциональной схемы синтезатора частот с использованием современной  элементной базы.
 4.2. Расчет коэффициентов деления для обеспечения перестройки частот  в заданном диапазоне  и  с заданным в ТЗ шагом.
5. Выбор элементной базы для реализации функциональных схем СВЧ-Т.
6. Составление полной функциональной схемы ЦСП.
Заключение.
5. Перечень графического материала: Приемопередатчик ЦСП (схема электрическая функциональная), формат листа - А3.–––––    
6. Консультант по проекту     Демидович Г.Н. –
7. Дата выдачи задания  –––––  26. 06. 2014 г.–
8. Календарный график работы над проектом на весь период проектирования (с обозначением сроков выполнения и трудоемкости отдельных этапов):
01.09  ÷ 18.09 - Раздел 1 – 50%.
19.09  ÷ 16 .10 - Раздел 1 – 100%. Раздел 2 – 60%.
17.10  ÷ 25. 11 - Раздел 2 –100%. Раздел 3 -100 %. Раздел 4-20%
04. 12 ÷ 15.12 - Раздел 4 – 100%. Раздел 5 и 6 – 100%.  Введение. Заключение.
16.12 - Графическая часть -100%.
18 декабря - Поступление законченного курсового проекта на проверку.
08 - 16 января 2015 г. – Защита курсового проекта.

СОДЕРЖАНИЕ
 
Введение…………...5
1. Виды модуляции в цифровых системах передачи………...7
    1.1. Сравнительный анализ видов модуляции, применяемых в ЦСП……7
    1.2.  Обоснование и выбор вида модуляции в проектируемой ЦСП..12
2.  Разработка функциональных узлов приемопередатчика ЦСП……21
    2.1. Функциональная схема цифрового передатчика……….21
    2.2. Функциональная схема цифрового приемника……...25
    2.3. Функциональная схема системы синхронизации на стороне приема...27
    2.4. Функциональная схема СВЧ-тракта (СВЧ-Т) передачи/ приема ЦСП.28
3. Разработка и расчет элементов функциональной схемы СВЧ-Т…………..31
    3.1. Расчет коэффициента шума РПРУ…………31
    3.2. Определение энергетических и спектрально-временных соотношений на  входах и выходах функциональных элементов СВЧ-Т  ЦСП…...34
    3.3. Выбор фильтров обеспечивающих требуемое подавление внеполосных    излучений РПдУ и  зеркального канала РПрУ ...35
    3.4. Выбор типа полосового фильтра промежуточной частоты в УП РПр..40
4. Разработка функциональной схемы цифрового синтезатора частот......44
    4.1 Составление функциональной схемы синтезатора частот........44
    4.2 Расчет коэффициентов деления синтезатора частот.......47
5. Выбор элементной базы для реализации функциональных схем СВЧ-Т....49
6. Составление полной функциональной схемы ЦСП.....50
Заключение.......51
Список использованных источников.....58
Приложение А.....52

ВВЕДЕНИЕ
 
В наше время невозможно представить жизнь современного общества без устройств и систем телекоммуникаций. Они достигли весьма сложного схемотехнического решения. А поэтому разработка таких устройств вручную непростая и весьма длительная задача, а также требующая от инженера великолепных знаний в данной области. [3]
Исключения не составляет и разработка функциональных узлов цифровых систем передачи (ЦСП), что является целью данного курсового проекта.
 Постоянное увеличение объемов передаваемой информации по данным системам возможно за счет использования различные видов модуляции, методов кодирования и обработки сигналов. Это приводит к необходимости предъявления жестких требований к стабильности частоты генераторов, уровню их амплитудных и частотных шумов, линейным и нелинейным искажениям сигнала. Для построения современных систем телекоммуникаций выпускается огромное количество микросхем генераторов, синтезаторов, модуляторов, усилителей, корректоров.
В настоящее время сложно встретить модуляцию (ASK, FSK, PSK) в чистом виде, что обуславливает еще большее внимание к линейным и нелинейным искажениям. Если сигнал модулирован по фазе, то спектр его ничем не ограничен. В реальных радиоканалах спектр сигнала приходится ограничивать(фильтр Найквиста), чтобы не создавать помехи для устройств, работающих на других частотах. Проблемой АМ является её малая энергоэффективность, так как значительная часть энергии приходится на несущую. При комбинированных видах модуляции (QAM) зачастую в спектре выходного сигнала передающего устройства отсутствует спектральная составляющая на несущей частоте. Это, в свою очередь, приводит к появлению проблемы выделения несущей на приемной стороне. В современных системах проблемой также является синхронизация сигналов на приемной и передающей стороне.
К современным системам телекоммуникаций предъявляются следующие требования:
- высокая производительность;
- максимально эффективное использование выделенной полосы частот;
- обеспечение синхронизации;
- компактность и удобство в эксплуатации и т.д.
Целесообразность использования заданного формата модуляции (КАМ 64) заключается в том, что мы одновременно используем амплитудную и фазовую модуляции. При этом первоначальный сигнал, разбитый на 2 потока может находиться в одном из 64 состояниях ( ). При этом скорость передачи данных больше и выше потенциальная частота возникновения ошибок вследствие помех или поглощения, чем при модуляции с меньшим числом состояний.
Целью данного курсового проекта является разработка функциональных узлов цифровой системы передач.
Для достижения поставленной цели в данном курсовом проекте необходимо решение следующих задач:
- анализ характеристик системы для заданного вида модуляции (определение ширины спектра выходного сигнала, требований к линейным, нелинейным искажениям, погрешности разности фаз квадратурных составляющих);
- разработка структурной схемы приемопередающего устройства;
-  обоснование выбора типа микросхем для построения системы связи;
- обоснование требований к основным узлам приемопередающего устройства;
- разработка отдельных узлов приемопередающего устройства (синтезатора частот, модулятора, выходного каскада или др.);
- расчет основных энергетических характеристик.
В настоящее время в современных системах телекоммуникаций используются различные виды модуляции сигналов, позволяющие обеспечить оптимальные параметры системы по скорости передачи, полосе пропускания, вероятности ошибки, мощности передающего устройства и др. Поэтому правильный выбор вида модуляции в значительной мере определяет параметры системы в целом и её экономическую эффективность.
В современных цифровых системах связи для модуляции применяются частотная или фазовая модуляции (манипуляции). Однако для повышения спектральной эффективности систем связи (т.е. с целью уменьшения полосы частот, излучаемой аппаратурой), в настоящее время повсеместно применяются многоуровневые методы модуляции, такие как 4ЧМ, 4ФМ, 16КАМ, 64КАМ, 256КАМ и пр.