Экзаменационные вопросы по дисциплине «Каналообразующие устройства»

Экзаменационные вопросы по дисциплине «Каналообразующие устройства» Типовая схема передачи данных Структурная схема цифровой системы передачи данных Основные элементы структурной схемы цифровой системы передачи данных и их назначение Параметры КОУ Ширина полосы рабочих частот Скорость модуляции и скорость передачи информации Отношение сигнал/шум Основные методы модуляции Сравнение основных методов модуляции с использованием модуляционного поля Амплитудная модуляция Частотная модуляция Фазовая модуляция Относительно фазовая модуляция Амплитудно-фазовая модуляция Квадратурная модуляция Сигнально-кодовые конструкции Вероятность ошибки при различных видах модуляции Кодирование Сравнение кодов, используемых в каналообразующих устройствах Потенциальный код NRZ Биполярное кодирование AMI Потенциальный код NRZI Биполярный импульсный код Манчестерский код Потенциальный многоуровневый код 2B1Q Частотное разделение каналов Эффективность использования частотного диапазона при частотном разделении каналов Временное разделение каналов Компоненты проводных систем связи Фильтры Модуляторы и демодуляторы Скремблеры и десклемблеры Дифференциальные системы Корректоры Компоненты волоконно-оптических систем связи Волоконно-оптические компоненты ветвления Волоконно-оптические аттенюаторы Волоконно-оптические изоляторы Волоконно-оптические фильтры Волоконно-оптические мультиплексоры и демультиплексоры Оптические передатчики Структура оптических передатчиков Полупроводниковые лазеры Светоизлучающие диоды Детекторы оптических сигналов Усилители и регенераторы оптических сигналов Каналообразующие устройства систем подвижной радиосвязи Каналообразующие устройства систем Wi-Fi Каналообразующие устройства систем WiMAX Каналообразующие устройства систем xDSL 1. Типовая схема передачи данных СПДС представляет собой совокупность передатчика и приемника дис­кретных сигналов и линии (канала) связи (рис 1). На вход системы от источника сообщений (ИС) поступает первичный сигнал в виде случайной последовательности импульсов постоянного тока, составляющих блоки со­общений или кодовых комбинаций. Источником сообщений (сигналов) мо­жет быть передающая часть телеграфного аппарата, трансмиттер, автомати­ческий датчик, ЭВМ, контакты реле и др. В кодере (Код) передатчика сигналов импульсы постоянного тока кодируются принятым в системе кодом (простым или корректирующим), а затем преобразуются в импульсы пере­менного тока в соответствии с принятым в системе передачи видом модуля­ции (Мод) - амплитудной, частотной, фазовой или другой более сложной. В приемнике сигналов производится обратное преобразование модулирован­ных импульсов переменного тока (Дем)- поступивших по линии связи, в импульсы постоянного тока, которые затем декодируются (Декод) и посту­пают в приемник сообщений (ПС). Приемником сообщений может служить приемная часть телеграфного аппарата, реле, табло, ЭВМ и др. В качестве ЛС обычно используются физические цепи воздуш­ных и кабельных линий связи (ВЛС и КЛС), ВОЛС, радио, радиорелейные и спутниковые линии связи, типовые (стандартные) каналы ТЧ аналоговых многоканальных (АСП) и цифровых (ЦСП) систем передачи информации и др. 2.Структурная схема цифровой системы передачи данных ФИ – формир импульсов. Преобраз аналог сигнал в дискретный. В нем выполн операции: дискретизация, квантование, кодирование. КОД – кодер, кодирует инф. помехоустойчивым нормализующим кодом (для формирования из вх дискретных-- канальных символов, пакетов для передачи по каналам связи). Может выполн функции: защита от ошибок, от несанкц доступа, перемешивание битового потока, формирование кадров заданного формата. У- устройство уплотнения- для повышения эффективности использования каналов. Цифровые системы основ на принц врем уплотнения, при кот каждому источнику инф предоставляется свой интервал передачи.Прим мультиплексор с синхросигналом. МОД – модулятор, предназначен для согласования спектра дискретного сигнала с полосой пропускания канала связи, для преобразования импульсов пост тока в эл сигналы, совместимые с параметрами линии. П-передатчик – для согласования параметров сист передачи с параметрами ЛС. Может вкл в себя усилитель, преобр частоты, согл фильтры, трансформат. ЛС – линия/канал связи. Обычно испол физ цепи воздушных и кабельных линий, а также ВОЛС,радиосистемы. 3. Основные элементы структурной схемы цифровой системы передачи данных и их назначение ФИ – формир импульсов. Преобраз аналог сигнал в дискретный. В нем выполн операции: дискретизация, квантование, кодирование. КОД – кодер, кодирует инф. помехоустойчивым нормализующим кодом (для формирования из вх дискретных-- канальных символов, пакетов для передачи по каналам связи). Может выполн функции: защита от ошибок, от несанкц доступа, перемешивание битового потока, формирование кадров заданного формата. У- устройство уплотнения- для повышения эффективности использования каналов. Цифровые системы основ на принц врем уплотнения, при кот каждому источнику инф предоставляется свой интервал передачи.Прим мультиплексор с синхросигналом. МОД – модулятор, предназначен для согласования спектра дискретного сигнала с полосой пропускания канала связи, для преобразования импульсов пост тока в эл сигналы, совместимые с параметрами линии. П-передатчик – для согласования параметров сист передачи с параметрами ЛС. Может вкл в себя усилитель, преобр частоты, согл фильтры, трансформат. ЛС – линия/канал связи. Обычно испол физ цепи воздушных и кабельных линий, а также ВОЛС,радиосистемы. 4. Параметры КОУ 1) Скоросто дискретной модуляции В = 1/tи [Бод] Характерезует количество импульсов, которые можно передать в течении секунды 2) Скоросто передачи информации (Количество информации, передаваемой по линии или каналу связи в единицу времени) C = B log 2 M 1 B > C (избыточность В = 7 Бод, С = 5 бит/с) 2 B < C (В = 7 Бод, С = 14 бит/с) 3 B = C (нет импульсов синхронизации и нет многоуровниевой, либо сбалансированы) 3) Частотный диапазон Ширина диапазона частот передаваемого системой сигнала зависит от применяемого метода модуляции линейного кода, скорости передачи и измеряется в Гц. Варианты определения частотного диапазона зависят от требований, которые пред-ся к сигналу по качеству: 1 половинная мощность для сигнала выбирается такой частотный диапазон, чтобы в него входила 50% мощности сигнала 2 по нулям 3 процентное отношение (90-95%) 4 по затуханию (35дБ; 50дБ) a = 10 lg(P1/P2) P1=100% P2 = 50, 10, 5, 1% 4) Отношение сигнал/шум – отношение средней мощности сигнала к средней мощности шума(SNR). В цифровой связи в качестве критерия использ-ся соотношение:SNR=Eв/No=S*Tв/(N/∆F)=(S/C)/(N/∆F)=(S/N)*(∆F/С) Где Ев - энергия бита; Nо - спектральная плотность мощности шума; N - мощность шума; S - мощность сигнала; Tв - время передачи бита; С - скорость передачи бита; ∆F – ширина полосы. Т.о. в цифровой связи критерием качества является отношение мощности сигнала к мощности шума, нормир-ой на ширину полосы и скорость передачи бита. 5 Ширина полосы рабочих частот Ширина диапазона частот передаваемого системой сигнала зависит от применяемого метода модуляции линейного кода, скорости передачи и измеряется в Гц. Варианты определения частотного диапазона зависят от требований, которые пред-ся к сигналу по качеству: 1 половинная мощность для сигнала выбирается такой частотный диапазон, чтобы в него входила 50% мощности сигнала 2 по нулям 3 процентное отношение (90-95%) 4 по затуханию (35дБ; 50дБ) a = 10 lg(P1/P2) P1=100% P2 = 50, 10, 5, 1% Параметры также: Скоросто дискретной модуляции Скоросто передачи информации Отношение сигнал/шум 6 Скорость модуляции и скорость передачи информации Скорость модуляции В определяется количеством элементарных импульсов, переданных в единицу времени. Чем меньше длительность элементарного импульса, тем больше их количество можно передать в единицу времени. Максимально возможная скорость модуляции определяется критерием Найквиста. Она связана с шириной полосы частот канала F соотношением В = 2F Количество информации, передаваемой по линии или каналу связи в единицу времени, называется скорость передачи информации. Скорость передачи информации зависит от свойств источника сообщений, метода кодирования, свойств линий и каналов связи. Наибольшая теоретически достижимая скорость передачи информации называется пропускной способностью. Если в канале связи отсутствуют помехи, то пропускная способность С полностью определяется числом значащих позиций модуляции m и скоростью телеграфирования В : С = В log 2 m Количество информации, содержащейся в единичной посылке многопозиционного сигнала I = log 2 m, где m – число позиций модулированного сигнала, т.е. уровней АМ, частот при ЧМ и фаз ВМ или ОФМ. В простейшем случае двухпозиционного сигнала (m = 2) (однократная модуляция) каждая посылка модулированного сигнала содержит I = log 2 2 = 1 бит информации. В четырехпозиционном сигнале (m = 4) (двукратная модуляция) – I=log 2 4=2 бит или 1 дибит информации, в восьмифазном сигнале (m = 8) (трехкратная модуляция) – I= log 2 8=3 бит или трибит информации и т.д. Путем увеличения числа значащих позиций модуляции, например, увеличением числа используемых уровней, частот или фаз модулированных сигналов можно достичь любой пропускной способности канала, так как при m  ∞ и С  ∞. При использовании многопозиционной модуляции значительно уменьшается помехоустойчивость СПДС. Поэтому в настоящее время практическое применение находит многофазная модуляция, при которой помехоустойчивость остается еще на уровне. В остальных случаях, как правило, используют однократную модуляцию, при которой обеспечивается наивысшая помехоустойчивость при двоичном кодировании. На практике многократная модуляция впервые нашла применение в системах с двукратной (четырехпозиционной) частотного телеграфирования (ДЧТ), а также в системах телеуправления и телесигнализации на железнодорожном транспорте (диспетчерской централизации типа “Нева” и “Луч” В настоящее время многократная модуляция широко применяется в модемах. Параметры также: Частотный диапазон Отношение сигнал/шум 7 Отношение сигнал/шум Отношение средней мощности сигнала к средней мощности шума(SNR). В цифровой связи в качестве критерия использ-ся соотношение: SNR=Eв/No=S*Tв/(N/∆F)=(S/C)/(N/∆F)=(S/N)*(∆F/С) Где Ев - энергия бита; Nо - спектральная плотность мощности шума; N - мощность шума; S - мощность сигнала; Tв - время передачи бита; С - скорость передачи бита; ∆F – ширина полосы. Таким образом в цифровой связи критерием качества является отношение мощности сигнала к мощности шума, нормированнойой на ширину полосы и скорость передачи бита. Параметры также: Скоросто дискретной модуляции Скоросто передачи информации Частотный диапазон 8 Основные методы модуляции Модуляция – процесс преобразования дискретного информационного сигнала в непрерывный синусоидальный. При модуляции синусоида на интервале времени Т(период) называется цифровым символом. Модуляция необходима для переноса сигнала в нужный диапазон частот. Сигналом-переносчиком могут быть гармоническое колебание, периодическая последовательность импульсов, шумовое колебание. Гармоническое колебание = Um cos(w0f + w) характеризуется параметрами: амплитудой Um , круговой частотой w0 и начальной фазой ф . Поэтому можно получить амплитудную (AM), частот­ную (ЧМ) и фазовую (ФМ) модуляцию. Если сигналом-переносчи­ком является периодическая последовательность импульсов, то при заданной их форме возможны следующие основные виды ана­логовой импульсной модуляции: амплитудно-импульсная (АИМ), широтно-импульсная (ШИМ), фазо-импульсная (ФИМ) и частот­но-импульсная (ЧИМ). При дискретной модуляции один из пара­метров сигнала-переносчика изменяется по закону закодированно­го сообщения. В этом случае в качестве переносчика обычно ис­пользуют гармоническое колебание и поэтому возможны AM, ЧМ и ФМ. Процесс модуляции является основным процессом при переда­че информации. Модуляция не только решает задачу одновремен­ной передачи нескольких сигналов, но и обеспечивает возмож­ность их эффективного излучения. Помехоустойчивость/сложность растет: АМ-ЧМ-ФМ-КАМ 9 Сравнение основных методов модуляции с использованием модуляционного поля Модуляторы нужны для преобр. цифр. сигнала в вид, удобный для передачи по ЛС. Существует понятие совместимости канала и сигнала. Tk-время, в котором канал свободен для передачи сигнала. Fk-макс. Частота, которую можно передать по каналу. Dk-динамический диапазон канала. Характеризует мощность сигнала. Зависит от макс. мощности, кот. можно передать в канале и от макс. мощности шумов, кот. присутствуют в канале без сигнала. Для сигнала сущ. те же самые параметры. Динамический диапазон зависит от min и max мощностей сигнала. Если «V» сигнала умещается в «V» канала, то можно говорить о совместимости сигнала и канала. И по такому каналу можно передавать данный сигнал. Если сигнал не умещается в канал, то при его передаче возникнут искажения. Для согласования сигналов и каналов используют следующее: F: 1) ΔFk>ΔFc осуществить преобразование спектра, путём перемещения в другой диапазон f. 2) ограничивать спектр сигнала ΔFc>ΔFk D: 1) уменьшение мощности сигнала 2) уменьш. Мощности шумов в канале Модуляция предполагает изменение одного из параметров сигнала в зависимости от импульсов информационного (входного) сигнала, кроме комбинированной модуляции. Моделяционное поле (рис мишень U1, U2, U3…) Радиус обозначает амплитуду, а угол, относительно вертикали, – фазу. Любая точка на этом поле имеет свою фазу и амплитуду. Расстояние между точками модуляции и на модуляционном поле может качественно говорить о помехоустойчивости такого способа модуляции.

Похожие:

	Учебно-методический комплекс по дисциплине Каналообразующие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи Каналообразующие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название)		Экзаменационные вопросы по дисциплине «История государства и права России» Государственный строй Киевской Руси (форма правления, форма государственного устройства, политический режим)
	Экзаменационные вопросы по дисциплине «Основы банковского дела» Задания для контрольной работы, экзаменационные вопросы по дисциплине «Основы банковского дела»		Ответы на экзаменационные вопросы интернет-курсов интуит (intuit): 275. Телекоммуникационные сети и устройства
	Экзаменационные вопросы оценки теоретических и методических знаний по дисциплине «физическая культура» в рост гму Экзаменационные вопросы оценки теоретических и методических знаний по дисциплине физическая		Экзаменационные вопросы по дисциплине
	Экзаменационные вопросы по истории и философии науки Программы курса и экзаменационные вопросы по первым двум частям курса представлены ниже		Рабочая программа дисциплины Каналообразующие устройства полное наименование дисциплины для специальности (ей)/ направления подготовки специалистов 190400 «Системы обеспечения движения поездов» Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный университет путей...
	Экзаменационные вопросы по дисциплине «Теория вероятностей и математическая статистика»		Экзаменационные вопросы по дисциплине «Физика» для студентов 1 курса за 2 семестр