Министерство  информационных технологий и связи  РФ

    Федеральное агентство связи

    ГОУ ВПО «Сибирский государственный  университет 

    телекоммуникаций  и информатики»

    Уральский технический институт связи и  информатики (филиал) 
 
 
 
 
 
 
 
 

Домашняя  контрольная работа

Вариант 6 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

Горлов  Д.А.

Гр. АЕ-31 

Проверила:

Жабреева  Г.В. 
 
 
 
 
 
 
 

Екатернибург, 2006

 

    Задача 1

1. Определить количество разрядов в кодовом слове m, необходимое для обеспечения требуемой защищенности гармонического сигнала от искажений квантования А_{кв в} в каналах в пункте приема.
2. Рассчитать и построить зависимость защищенности гармонического сигнала от искажений квантования в пункте приема как функцию уровня этого сигнала. Определить диапазон изменения уровня входного сигнала (в дБ), в котором защищенность искажений квантования на приеме остается не ниже заданной.

 

    Таблица 1- Исходные данные

 

Повторите в чем суть квантования, что такое равномерное и неравномерное квантование. Обоснуйте, почему в системах с ИКМ и ВРК, предназначенных для передачи телефонных сигналов, следует применять неравномерное квантование с характеристикой компрессии, близкой к логарифмической. 

Ответ: 

      Процесс квантования это округление амплитуды  отсчета до ближайшего разрешеного  уровня, т.е. динамический диапазон сигнала  разбивают на определнное количество разрешенных уровней.

      Различают равномерное и неравномерное квантование сигналов.

      Расстояние  между двумя соседними разрешенными уровнями называется шагом квантования. При равномерном квантовании  шаг квантования постояный.

      Чтобы уменьшить шум квантования в  области меленьких, ампилтуд шаг квантования в ней уменьшают и увеличивают в области больших амплитуд- данная характеристика неравномерная.

      Эффект  неравномерного квантования может  быть получен с помощью сжатия динамического диапазона с последующим  раномерным квантованием. Сжатие динамического  диапазона осуществляется с помощью компрессора, обладающено нелинейной характеристикой. Для отрицательных сигналов характеристика имеет аналогичный вид. Для восстановления исходного динамического диапазона сигнала на приеме необходимо установить экспандер, амплитудная характеристика которого должна быть обратной амплитуде характеристики компрессора. Результирующая амплитудная характеристика должна быть линейной во избежание нелинейных искажений передаваемых сигналов.

      В современных ЦСП находят применение две логарифмические характеристики компандирования, которые удобно изображать и описывать в нормированном виде.

      Используют компрессию, основанную на 16-сегментной характеристике, соответствующей А-закону. Весь динамический диапазон делят на 16 отрезков (сегментов) по восемь для каждой полярности. В пределах каждого сегмента шаг квантования неизменен. Поскольку характеристика компрессии является нечетной функцией, обычно рассматривают только ее положительную ветвь (таблица 2).

    В нулевом и первом сегментах шаг  квантования минимален и равен δ а в каждом следующем сегменте, начиная со второго, величина шага удваивается. Количество шагов квантования во всех сегментах одинаково. 

    Таблица 2

 

    До тех пор пока амплитуда квантуемого гармонического сигнала не превосходит , где -напряжение, соответствующее порогу перегрузки кодера, квантование является равномерным. Поэтому защищенность сигнала от искажений квантования при  ( дБ) изменяется линейно с изменением уровня сигнала   .

    Максимум  защищенности в диапазоне уровней достигается при дБ и составляет

                            

 дБ       (1)

    где - количество разрядов в кодовом слове.

    При дБ защищенность от искажений квантования меняется незначительно, поскольку при увеличении уровня сигнала растут и искажения квантования (за счет увеличения шага). При наступает перегрузка кодера и защищенность резко падает (рисунок 1).

    Колебательный характер зависимости защищенности от уровня сигнала обусловлен скачкообразным изменением размера шага квантования  при переходе от сегмента к сегменту. Минимальная величина защищенности ниже рассчитанной по формуле (1) примерно на 2дБ. Кроме того, следует учесть аппаратурные погрешности, составляющие обычно 4...5 дБ.

    Таким образом, минимальную величину защищенности от искажений квантования при  неравномерном квантовании с  характеристикой типа А в диапазоне  уровней  дБ можно оценить следующим образом:

                            

, дБ     (2)

    Если  в ЦСП предусмотрены переприемы по ТЧ, то защищенность на выходе любого из каналов будет меньше рассчитанной по формуле (2).

                            

    (3)

    где - количество переприемов по ТЧ. 

    

 

    Рисунок 1- График зависимости защищенности от искажений квантования

    на  выходе канала от уровня сигнала. 

    Отсюда  следует формула для определения  количества разрядов в кодовом слове

                             (4)

    где символ означает ближайшее целое число, большее числа, стоящего в квадратных скобках. 

    Определяем по формуле (3) минимальную величину защищенности сигнала в пункте приема в диапазоне уровней дБ с учетом заданного числа переприемов по ТЧ и аппаратурных погрешностей

     . дБ 
 

    Максимальная  величина защищенности в том же диапазоне  будет примерно на 3 дБ больше минимальной

     дБ

 

     Задача 2

    1. Обосновать целесообразность применения в ЦСП квазитроичных кодов. Изобразить заданную в таблице 3 двоичную последовательность символов в кодах с ЧПИ и КВП-3. Указать основной недостаток кода с ЧПИ.

    2. Рассчитать и построить, временную диаграмму сигнала на выходе корректирующего усилителя регенератора (в ТРР), соответствующую заданной последовательности символов в коде КВП-3. На этой диаграмме указать пороги решения и моменты времени, в которые они выносятся. Доказать, что при отсутствии помех регенерация происходит без ошибок. 

Таблица 3 – Исходные данные

 
 

Ответ: 

      Алгоритм  перехода от двоичного сигнала к  коду ЧПИ состоит в том. Что  символу 0 в обоих случаях соответствует  пауза, а символу 1 в коде ЧПИ соответствуют импульсы положительной или отрицательной полярности. Строгое чередование полярности импульсов позволяет резко уменьшить линейные искажения второго рода и частично ослабить линейные искажения первого рода.

      Существенным  недостатком кода ЧПИ является трудность реализации УВТЧ. Если в двоичном сигнале появляется подряд множество символов 0, то на входе УВТЧ будет действовать длительная пауза, что может привести к срыву его работы. Суть модификации кода ЧПИ состоит в том, что в паузу, длина которой превышает 3 нуля,  помещают балластные сигналы. Они препятствуют ухудшению работы УВТЧ, могут быть обнаружены и изъяты на приеме. 

      Таблица 4

 

Задача 3

    Рассмотрите вопросы, связанные с измерениями в ЦСП

1. Укажите, какие искажения, помехи или повреждения контролируются заданной характеристикой или методом.
2. Кратко поясните причину этих искажений, помех или повреждений.
3. Начертите схему измерения и поясните методику измерения.
4. Приведите и кратко поясните нормы.
5. Начертить шаблон норм и пояснить в каких пределах должна проходить характеристика.

Таблица 5 - Исходные данные

 
 

Ответ:

        Остаточное затухание канала может составлять 7 ; 3,5  и 1,8  дБ в зависимости от места измерения. Его установка и измерения должны производиться по гармоническому сигналу частоты 800 Гц с точностью ±0,5дБ

    АЧХ канала ТЧ представляет собой зависимость приращения остаточного затухания на частоте, отличной от опорной, по отношению к остаочному затуханию на опорной частоте (800 Гц).

         Рассмотрим схему измерения отсаточного затухания канала на частотах 0.3; 0.4; 0.6; 1.0; 1.4; 2.4; 2.8; 3.0; 3.4 кГц. Рекомендация использовать эти частоты ориентируясь на погрешность установки частоты в процессе измерений и нестабильности частоты генератора, что исключает влияние на результат измерений начальной фазы измерительного сигнала.

    Отклонение остаточного затухания на частоте 804 … 806 кГц должно находиться в пределах, указанных в таблице (6). 
 
 
 

    Таблица 6– Отклонение остаточного затухания