Проектирование цифровой системы передачи

 

 

 

Курсовая  работа

 

      Тема:  Проектирование цифровой системы передачи.

            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Задание на курсовой проект.........................................................................................................3

Раздел 1. Выбор частоты  дискретизации телефонных сигналов, расчет количества

разрядов в кодовой  комбинации и защищенности от шума квантования...............................4-5

Раздел 2. Разработка укрупненной  структурной схемы ЦСП..................................................6

Раздел 3. Разработка структуры  цикла и сверхцикла первичной  ЦСП и расчет

тактовой частоты сигнала  в линии..............................................................................................7-8

Раздел 4. Построение сигналов на входе регенератора для заданной кодовой

комбинации....................................................................................................................................9-10

Раздел 5. Размещение станций  разработка схемы организации связи  на базе системы

передачи ИКМ-120........................................................................................................................11

Раздел 5.1. Размещение станций  цифровой линии передачи на базе ИКМ-120.....................11-12

Раздел 5.2. Разработка схемы  организации связи.....................................................................13-15

Раздел 5.3. Расчет допустимой вероятности ошибки в проектируемом

линейном тракте............................................................................................................................15

Раздел 5.4. Расчет защищенности для регенераторов СП по симметричному  кабелю.........16

Раздел 5.5. Расчет вероятности  ошибки цифровой линии передачи ...................................17

Раздел 6. Оценка надежности ЦСП.............................................................................................18-20

Список литературы ......................................................................................................................21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание на курсовую работу

 

      Таблица №1

№	№ варианта	22
1	Протяженность линейного тракта, км	300
2	Количество каналов ТЧ, шт. n1	240
3	Количество переприемов каналов ТЧ. N	1
4	Коэффициент шума корректирующего усилителя	7
5	Амплитуда импульса на выходе регенератора, В	4
6	Защищенность от шума квантования выхода канала, дБ Аз	23
7	Среднее количество щелчков от цифровых ошибок, К	8
8	Кодовая последовательность символов	101010110101

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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]

 

Fв - частота верней 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.

 

Определяем количество разрядов кодовой комбинации по следующей формуле:       

         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(1+1) + 16]/ 6= 7

 

 

 

 

 

 

 

Определяем 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 • 7 + 1,8+20lg(1/4)= 31,75 дБ

 

Определяем 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- 30,3 - 10lg (п+1) - (2÷3) (дБ)       [5]

 

Решение: А кв•тах = 6 • т-10-10 lg (п+1) - (2÷3) = 6 • 7-10 -10lg(1+1) - 3 = 27 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) = 27- 4 = 23 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:

                                                                 

                                                                   N₁₂₀ = 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: N₁₂₀ = 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 = 7-1 = 6

                                  

                                    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) = 7 (31*2+1) = 434

 

Следует что: Тср = (Н/ 2^в+1) *То = (434/2⁷ + 1) *0,25 = (434/64 + 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 * 7 = 1792 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 * 1792 (1 + 0,04) = 14909,44 кГц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 4

 

Построение сигналов на входе регенератора для заданной кодовой комбинации.

 

Задание: Обосновать целесообразность применения в ЦСП линейного кода ЧПИ. Записать последовательность символов в коде ЧПИ. Символы, используемые в комбинации кода ЧПИ, могут иметь три уровня: -1, 0, +1.

Начертить и пояснить схему регенератора, показать на графике этапы восстановления сигналов в регенераторе.

Рисунок 5. Структурная схема линейного регенератора.

 

 

По заданию дана кодовая  комбинация: 101010110101

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6. Диаграмма линейного кода ЧПИ для кодовой комбинации 101010110101

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 5

Размещение станций  разработка схемы организации связи 

на базе систем передачи ИКМ-120

 

Задание: Определить значение затухания регенерационного участка, рассчитать число регенерирующих участков на секции ДП.

Разработать схему организации  связи, рассчитать защищенность цифрового  линейного сигнала.

 

Раздел 5.1

Размещение станций  цифровой линии передачи на базе ИКМ-120.

 

Задание: Размещение станций цифровой линии передачи на базе ИКМ-120.

 

Определим рассчитанное значение затухания регенерационного участка  по формуле:

                                               

                                         αру <Аоср - σocp - 10lgN- 24,7 (дБ), где     [15]

 

αру- затухание регенерационного участка

Аоср- среднее остаточная величина переходного затухания на дальнем конце для выбранного взаимного расположения влияющих пар (61,7)

σоср- стандарт отклонения сигнал/шум, (8,1)дБ,

N- Число одновременно работающих цифровых потоков системы передач ИКМ-120

24,7- запас соотношения сигнал/шум

Рассчитанное затухание на полутактовой частоте 0,5 fт = 1024 кГц должно находиться в пределах

 

10 ≤ ару ≤ 30 дБ

 

Решение: ару <Аоср – σоср - 10lgN - 24,7 (дБ) = 61,7 - 8,1 - 10lg4 - 24,7 ≤ 24,87 дБ

 

Произведем расчет длины  регенерационного участка по формуле:

                                      

                                        lpy = αру / λt max (км), где       [16]

 

λt max- километрическое затухание кабеля при max t° грунта

lpy - 5±0,5 норма

 

Решение: lpy = αру / λt max = 22,87 /4,98 = 4,59= 5 км

 

                                       λt max = λср max - ∆λt max (дБ/км), где     [17]

 

λср max- (3,4÷5,2) дБ/км среднее значение километрического затухания для проектируемого кабеля

 

∆λt max- стандарт отклонения километрического затухания принимаемым равным (±0,6 дБ/км)

 

Решение: λt max = λср max - ∆λt max = 4,38 + 0,6 = 4,98 дБ/км

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем число регенерационных  участков секции ДП по формуле:

 

                                    nру = Е (Lc/ lpy) +1 (шт), где        [18]

 

Е- функция целой части

Lc- проектная длина секции ДП для кабеля МКС равная 200 км.

 

Решение: nру = (Lc/ lpy) +1 = (200 / 5) +1 = 41 шт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 5.2

Разработка схемы  организации связи.

 

Схема организации связи  разрабатывается на основе произвольного  предварительного размещения ОРП и  НРП в процессе разработки схемы. Все расчетные данные внести в  таблицу №2.

Определим количество участков ОРП:

                      

                                        NучОРП = Lmp/Lcдn (шт), где     [19]

 

Lmp- протяженность линейного тракта по заданию.

Lcдn- длина секции ДП, для кабеля МКС равное 200 км.