Выбор частоты дискретизации телефонных сигналов, расчет количества разрядов кодовой комбинации и защищенности от шума квантования.

Задание на курсовую работу

 

Таблица №1

№	№ варианта
	Протяженность линейного тракта, км
	Количество каналов ТЧ, шт. n1
	Количество переприемов каналов ТЧ. N
	Коэффициент шума корректирующего усилителя
	Амплитуда импульса на выходе регенератора, В
	Защищенность от шума квантования выхода канала, дБ Аз
	Среднее количество щелчков от цифровых ошибок, К
	Кодовая последовательность символов

 

Раздел 1.

 

Выбор частоты дискретизации телефонных сигналов, расчет количества разрядов кодовой комбинации и защищенности от шума квантования.

 

Задание: Выбрать частоту дискретизации телефонных сигналов, обосновать выбор. Определить количество разрядов в комбинации, необходимые для обеспечения требуемой защищенности от шума

Выбор Fд определяется по следующей формуле:

 

Fд > 2Fв где [1]

 

F в - частота верхней боковой = 3,4 кГц

 

Данный диапазон частот ТЧ = (0,3÷3,4) кГц

 

Для выбора Fд необходимо рассчитать по 2 способам:

1) Fд = 2Fв 2) Fд > 2Fв

Fд = 2 * 3,4 = 6,8 кГц Fд > 2 * (2,3 ÷ 2,4) = 8 кГц

6,8 - 0,3 = 6,5 8 - 0,3 = 7,7

6,8 - 3,4 = 3,4 fc 8 - 3,4 = 4,6 fc

Рисунок 1. Частота дискретизация

при Fд= 2Fв

Рисунок 2. Частота дискретизация

при Fд >2Fв

Вывод: Выбираем Fд > 2Fв, так как данный вид решения позволяет нам не использовать фильтр идеального параметра т.е. фильтр любого типа.

Рассчитаем количество разрядов кодовой комбинации:

т=Ц [Аз + 10 lg (п+1) + (15+17)] /6, где [2]

т- количество разрядов

Ц- ближайшее целое от числа, стоящего в скобках

Аз- защищённость от шумов квантования на выходе канала

п- количество переприемов по ТЧ

Расчет защищенности от шума квантования определяет величину защищенности при равномерном квантовании.

Решение: т= Ц [ Аз+ 10 lg (п+1) + (15+17) ] /6 = [ 23 +10lg(3+1) + 16 ] / 6= 7,1 ≈ 8

Рассчитаем защищенность от шума квантования:

А кв•р = 6•т + 1,8 + 20lg (Um/Uo) (дБ), где [3]

т- количество разрядов кодовой комбинации

Uo- напряжение соответствующее порогу перегрузки АЦП

Um- амплитуда гармонического сигнала при равномерном квантовании, принимается равным 0.

 

Максимальная защищенность при неравномерном квантовании достигает при Um= Uo/4 и составляет

 

А кв•тах = 6 • т + 1,8 + 20 lg (1/4) (дБ) [4]

 

Решение: А кв•тах = 6 • т + 1,8 + 20 lg (1/4) = 6 • 8 + 1,8+20lg(1/4)= 37,8 дБ

Рассчитаем защищенность при неравномерном квантовании:

 

Определим максимальную защищенность сигнала в пункте приема с учетом заданного числа переприемов по тональной частоте и аппаратных погрешностей АЦП, которые составляют 2-3 дБ

 

А кв•тах = 6•т- 10 - 10lg (п+1) - (2÷3) (дБ) [5]

Решение: А кв•тах = 6 • т-10-10 lg (п+1) - (2÷3) = 6 • 8-10 -10lg(3+1) - 3 = 29 дБ

Минимальная величина будет на (3÷4) дБ меньше максимальной

 

А кв•min = А кв•тах - (3÷4) (дБ) [6]

 

Решение: А кв•min = А кв•тах - (3÷4) = 29- 4 = 2 5 дБ

Раздел 2

 

Разработка укрупненной структуры схемы ЦСП

Задание: разработать и вычертить структурную схему ЦСП соответствующую заданному количеству каналов. Указать значение блоков и дать краткое описание их взаимодействия.

Определим количество систем ИКМ-30:

N ₃₀ = N _кан / 30, где [7]

N кан- заданная величина

N зо- количество каналов ТЧ в первичной СП

Решение; N ₃₀ = N кан / 30 = 240/30 = 8 шт.

Определим число ИКМ-120:

N ₁₂₀ = N ₃₀ /4, где [8]

N ₃₀- количество первичных СП

4- количество первичных СП входящих в состав вторичной СП (полученное значение округлить в большую сторону целого числа)

Решение: N ₁₂₀ = N ₃₀ / 4 = 8 /4 = 2 шт.

 

Рисунок 3. Схема организации связи системы передачи ИКМ-120.

 

 

Раздел 3

 

Разработка структуры и сверхцикла первичной ЦСП, расчет тактовой частоты сигнала в линии.

 

Задание: Разработать структуру цикла и сверхцикла проектируемой ЦСП используемой аппаратуры ИКМ-30.

 

Рисунок 4. Структура цифрового линейного сигнала ИКМ-30 (первичный цифровой поток)

 

Определим среднюю величину периода цикловой синхронизации по формуле:

Тср = (Н/2^в+1) *То, где [9]

Н- число информационных позиций, заключенных между двумя соседними

синхрокомбинациями

т- количество разрядов

То- временной интервал между двумя ближними синхрокомбинациями

в- количество символов в синхрокомбинации

в = т-1 [10]

Решение: в = т-1 = 8-1 = 7

То = 2 * Тц = 2/fд, мс [11]

Решение: То = 2 * Тц = 2/fд = 2/8 = 1/4 = 0,25 мс

Н = 31*2*m+m = m (31 *2+1) [12]

Решение: Н = 31 *2*m+m = m (31*2+1) = 8 (31*2+1) = 504

Следует что: Тср = (Н/ 2^в +1) *То = (504/ 2⁷ + 1) *0,25 = (504/128 + 1) *0,25 = 1,2

Определим тактовую частоту первичного цифрового потока по формуле:

ft1 = N *fд * m, где [13]

fд- частота дискретизации, равная 8 кГц

N- количество интервалов в первичном цифровом потоке

т- количество разрядов

Решение: ft1= N * fд * т = 32 * 8 * 8 = 2048 кГц

Определим ft2 при объединении первичных цифровых потоков по следующей формуле:

ft2 = n1 *ft1 (1+q) (кГц), где [14]

n1- количество объединяемых цифровых потоков.

q- отношение числа дополнительных символов в цикле объединяемого

 

При синхронном объединении q = 0,03

При асинхронном объединении q = 0,04

Решение: ft2 = n1 *ft1 (1+q) = 8 * 2048 (1 + 0,04) = 17039 кГц

Раздел 4

 

Рисунок 5. Структурная схема линейного регенератора.

Рисунок 6. Диаграмма линейного кода ЧПИ для кодовой комбинации 101011101010

Раздел 5

Раздел 5.1

Раздел 5.2

Рисунок 7. Схемы организации связи и расположения ОРП, НРП.

 

 

Раздел 5.3

Раздел 5.4.

Раздел 5.5

Раздел 6.

Оценка надежности.

 

Задание: Оценить надежности проектируемой ЦСП по следующим показателям: интенсивность отказов к среднему времени наработки, вероятность безотказной работы в течении суток, месяца, года, коэффициент готовности.

 

Вероятность противоположное действие — безотказной работы на этом интервале равна:

P(t) = 1 — q(t) [31]

 

Удобной мерой надежности элементов и систем является интенсивность отказов λ(t) представляющая собой условную плотность вероятности отказа в момент времени t, при условии что до этого момента отказов не было. Между функциями λ(t) и P(t) существует взаимосвязь:

 

T P(t) = е ^-S (to)λ(t) dt [32]

Интенсивность отказов примерно постоянно:

λ(t) = λ, в этом случае

P(t) = е^{- λ}

 

Среднее время безотказной работы, наработки на отказ находится как математическое ожидание случайной величины «время безотказной работы»:

tcp = So^∞t [ dq(t) / d(t)] dt = λ [33]

 

Следовательно, среднее время безотказной работы в период нормальной эксплуатации обратно пропорционально интенсивности отказов:

tcp = 1 /λ [34]

 

Оценим надежность, некоторой сложной системы состоящей из множества разнотипных элементов.

 

Пусть P1(t), Р2(t)... Рп(t)- вероятность безотказной работы каждого элемента на интервале времени

от 0…t.

п- количество элементов в системе

Если отказы отдельных элементов происходят независимо, а отказ хотя бы одного элемента ведет к отказу всей системы, то вероятность безотказной работы отдельных элементов определяется временем безотказной работы системы:

Tcp cucm = 1 / λ сист[35]

Задание на курсовую работу

 

Таблица №1

№	№ варианта
	Протяженность линейного тракта, км
	Количество каналов ТЧ, шт. n1
	Количество переприемов каналов ТЧ. N
	Коэффициент шума корректирующего усилителя
	Амплитуда импульса на выходе регенератора, В
	Защищенность от шума квантования выхода канала, дБ Аз
	Среднее количество щелчков от цифровых ошибок, К
	Кодовая последовательность символов

 

Раздел 1.

 

Выбор частоты дискретизации телефонных сигналов, расчет количества разрядов кодовой комбинации и защищенности от шума квантования.

 

Задание: Выбрать частоту дискретизации телефонных сигналов, обосновать выбор. Определить количество разрядов в комбинации, необходимые для обеспечения требуемой защищенности от шума

Выбор Fд определяется по следующей формуле:

 

Fд > 2Fв где [1]

 

F в - частота верхней боковой = 3,4 кГц

 

Данный диапазон частот ТЧ = (0,3÷3,4) кГц

 

Для выбора Fд необходимо рассчитать по 2 способам:

1) Fд = 2Fв 2) Fд > 2Fв

Fд = 2 * 3,4 = 6,8 кГц Fд > 2 * (2,3 ÷ 2,4) = 8 кГц

6,8 - 0,3 = 6,5 8 - 0,3 = 7,7

6,8 - 3,4 = 3,4 fc 8 - 3,4 = 4,6 fc

Рисунок 1. Частота дискретизация

при Fд= 2Fв

Рисунок 2. Частота дискретизация

при Fд >2Fв

Вывод: Выбираем Fд > 2Fв, так как данный вид решения позволяет нам не использовать фильтр идеального параметра т.е. фильтр любого типа.

Рассчитаем количество разрядов кодовой комбинации:

т=Ц [Аз + 10 lg (п+1) + (15+17)] /6, где [2]

т- количество разрядов

Ц- ближайшее целое от числа, стоящего в скобках

Аз- защищённость от шумов квантования на выходе канала

п- количество переприемов по ТЧ

Расчет защищенности от шума квантования определяет величину защищенности при равномерном квантовании.

Решение: т= Ц [ Аз+ 10 lg (п+1) + (15+17) ] /6 = [ 23 +10lg(3+1) + 16 ] / 6= 7,1 ≈ 8

Рассчитаем защищенность от шума квантования:

А кв•р = 6•т + 1,8 + 20lg (Um/Uo) (дБ), где [3]

т- количество разрядов кодовой комбинации

Uo- напряжение соответствующее порогу перегрузки АЦП

Um- амплитуда гармонического сигнала при равномерном квантовании, принимается равным 0.

 

Максимальная защищенность при неравномерном квантовании достигает при Um= Uo/4 и составляет

 

А кв•тах = 6 • т + 1,8 + 20 lg (1/4) (дБ) [4]

 

Решение: А кв•тах = 6 • т + 1,8 + 20 lg (1/4) = 6 • 8 + 1,8+20lg(1/4)= 37,8 дБ

Рассчитаем защищенность при неравномерном квантовании:

 

Определим максимальную защищенность сигнала в пункте приема с учетом заданного числа переприемов по тональной частоте и аппаратных погрешностей АЦП, которые составляют 2-3 дБ

 

А кв•тах = 6•т- 10 - 10lg (п+1) - (2÷3) (дБ) [5]

Решение: А кв•тах = 6 • т-10-10 lg (п+1) - (2÷3) = 6 • 8-10 -10lg(3+1) - 3 = 29 дБ

Минимальная величина будет на (3÷4) дБ меньше максимальной

 

А кв•min = А кв•тах - (3÷4) (дБ) [6]

 

Решение: А кв•min = А кв•тах - (3÷4) = 29- 4 = 2 5 дБ

Раздел 2