Лабораторные работы №№1-3 по дисциплине: Многоканальные телекоммуникационные системы. Вариант №16

Лабораторная работа 1

Лабораторное занятие по теме: «Нелинейный кодер»
1. Цель работы.
Целью работы является изучение работы нелинейного кодера.
2. Подготовка к работе.
.....2.1 Изучить теоретический материал изложенный в разделе 1.5
«Нелинейный кодер».
Выполнение работы
2.1 Запустить программу Start в папке “Нелинейный кодер»
2.2 Ввести в предложенное поле «Студент1» свою фамилию, инициалы, No
группы
2.3 Изучить теоретический материал, предложенный программой
2.4 В конце теоретического раздела нажать ссылку «Перейти к вводному
тесту»
2.5 Вводный тест содержит 10 вопросов.
Чтобы правильно ответить на вопросы вводного теста, следует помнить
следующее:
- если не указан шаг квантования, считать его равным Δ=1 В;
- максимальное напряжение квантованного сигнала рассчитывается по
формуле Uкв max = (2
m-1)*Δ, где m – разрядность кода;
-если предложено закодировать отсчет натуральным кодом, без указания
разрядности кодовой комбинации, закодировать отсчет следует кодом с
минимально возможным числом разрядов.
Вопросы и ответы на них следует занести в отчет.
Привести скриншот результатов вводного теста.
Тест считается пройденным, если Вы правильно ответили на 9 вопросов
из 10.
2.6 После прохождения вводного теста можно перейти к демонстрации
работы кодера, пояснив для себя работу схемы.
2.7 Перейти к практике кодирования. В работе следует закодировать
отсчет, выбранный согласно варианту по последней цифре
студенческого билета.
Варианты для выполнения кодирования отсчета:
N
вари
анта
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
UАИМ
, мВ
345 -777 896 -1033 654 -444 2066 -809 1666 -489
Δ,
мВ
1.2 2 3 3 2 4 5 2 4 3
Значения на выходе каждого блока схемы нелинейного кодера в начале и
конце каждого такта кодирования следует внести в отчет.
2.8 Перейти к выполнению итогового теста можно только после
безошибочного выполнения кодирования отсчета.
2.9 При выполнении итогового теста следует помнить следующее:
- если не указан шаг квантования, считать его равным Δ=1 В;
-если спрашивается название блока нелинейного кодера, следует вводить его
полное название (не аббревиатуру) маленькими буквами.
-при определении амплитуды отсчета на выходе нелинейного декодера с
учетом коррекции, к полученной амплитуде отсчета следует добавить
корректирующий вес, равный половине шага квантования сегмента. Сложение
выполняется по модулю;
- если задано напряжение ограничения, то минимальный шаг квантования
нелинейного кодера можно найти по следующей формуле:
Δ =
Uогр
2048
- Все вопросы, ответы на них и решение задач следует привести в отчете.
Тест считается пройденным, если даны правильные ответы как минимум на 8
вопросов из 10.
Скриншот с результатом прохождения итогового теста следует внести в отчет.
3. Отчет по лабораторной работе должен содержать:
3.1 Вопросы и ответы вводного теста, скриншот с результатом его
прохождения.
3.2 Результаты кодирования отсчета, согласно варианту, с приведением
промежуточных результатов в начале и конце каждого такта
кодирования.
3.3 Вопросы и задачи итогового теста с решением и ответами. Скриншот
результата прохождения итогового теста


Лабораторная работа 2



Лабораторное занятие по теме: «Регенератор»
... 1 Цель работы.
Целью работы является изучение работы регенератора с полным
восстановлением временных соотношений.
...2 Подготовка к работе.
2.1 Изучить теоретический материал изложенный в разделе 1.8 «Регенерация
сигналов».
2.2 Изучить структурную схему, принцип работы и назначение основных узлов
лабораторного макета.
... 3 Теоретические сведения.
Процесс регенерации цифрового сигнала состоит в опознавании переданных
кодовых символов, восстановлении в соответствии с опознанными символами
формы, амплитуды и временного положения импульсов и пробелов в
регенерируемом сигнале и передаче их на вход следующего регенерационного
участка. Опознавание кодовых символов осуществляется методом однократного
отсчета, заключаемся в сравнении уровня регенерируемого сигнала с эталонным
пороговым уровнем (порогом опознавания) в момент опознавания. Если в момент
опознавания уровень сигнала превышает порог, то принимается решение о том,
что на вход регенерационного участка был передан импульс, если не превышает
–пробел. В процессе опознавания кодового символа, которому соответствует
импульс положительной полярности, регенерируемый сигнал сравнивается с
положительным пороговым уровнем, отрицательной полярности – с
отрицательным пороговым уровнем.
В результате воздействий помех и наличия различных дестабилизирующих
факторов на регенерационном участке при регенерации возникают ошибки,
представляющие собой неверно опознанные отдельные кодовые символы, и
временные флуктуации, представляющие собой неверное восстановление
импульсов и пробелов по временному положению. Соответственно качество
передачи цифрового сигнала характеризуется коэффициентом ошибок, равным
отношению числа ошибочно регенерированных кодовых символов к общему числу
регенерационных кодовых символов, и величенной временных флуктуаций,
равной отношению смещения временного положения регенерированных
импульсов от тактовых точек к длительности тактового интервала. Для получения
максимальной вероятности верного опознавания абсолютное значение обоих
пороговых уровней в регенераторе выбрано одинаковым и равным половине
амплитуды импульса, регенерируемого в условиях полного отсутствия помех и
дестабилизирующих факторов на регенерационном участке.
...4 Описание лабораторного макета.
Схема лабораторного макета приведена на рисунке 9.1 и состоит из :
Рисунок 9.1 Схема лабораторного макета.
- Корректирующий усилитель (К) – предназначен для коррекции импульсов,
искаженных на предыдущем участке кабеля, и усиление их до величены,
обеспечивающей надежную работу решающего устройства;
- Разделяющее устройство (РУ) – предназначено для разделения положительных
и отрицательных компонентов сигнала, действующего на выходе
корректирующего усилителя, с последующим изменением знака отрицательной
компоненты так, что на выходах разделяющего устройства действуют два
положительных сигнала;
- Пороговое устройство (ПУ) – происходит сравнение полученного из РУ сигнала с
пороговым напряжением и ограничение по минимуму на уровне этого порога;
- Схема умножения (&) – происходит перемножение кодовой последовательности
со стробирующими импульсами;
- Формирователь импульсов (ФУ) – на его выходе образуются импульсные
последовательности, одна из которых представляет собой последовательность
положительных, а другая – инвертированных отрицательных регенерированных
импульсов;
- Объединяющее устройство (ОУ) – объединяются сигналы, сформированные в
ФИ, с учетом знака и усиливаются по мощности, образуя на выходе ОУ
регенерированный сигнал;
- Выпрямитель (В) – выпрямляет откорректированную последовательность
импульсов цифрового сигнала;
- Узкополосный фильтр выделителя тактовой частоты (ФВТЧ) – на его выходе
образуется квазигармоническое колебание тактовой частоты;
- Линия задержки (ЛЗ) – предназначена для того, чтобы строб-импульс попал на
середину регенерируемого импульса;
- Формирователь строб-импульсов (ФСИ) – с его помощью из квазигармонического
сигнала формируются стробирующие импульсы для управления схемой
умножения.
...
... 5 Методические указания к выполнению работы.
5.1. Для запуска программы откройте папку Regenegator и запустите файл
Regenerator.exe
5.2. Прочитайте пункт меню «Методические указания»
5.3. Прочитайте пункт меню «Теория»
5.4.Выберите пункт «Допуск» и ответьте на вопросы теста (всего 5 вопросов).
Повторите данный пункт, если Вы набрали меньше 4-х правильных ответов .
Приведите скриншот с результатом тестирования.
5.5 Выберите пункт «Выполнение», зарисуйте структурную схему регенератора.
Приведите временные диаграммы сигнала в 14-ти точках схемы.
5.6 Нажмите кнопку «С ошибкой». Приведите временные диаграммы сигнала в 14-
ти точках при регенерации сигнала с ошибкой. Объясните появление ошибки.
5.7 Выберите пункт «Защита».
Студенты с нечетным номером варианта (последняя цифра студенческого билета)
решают задачи варианта No1, с четным номером варианта – задачи варианта No2.
Формулы для решения задач и информацию для решения можно найти в верхней
строке меню, пункт «Помощь». Дробная часть в задачах No2 и No3 отделяется
запятой.
Приведите решение задач и скриншоты с результатами решения.
6. Содержание отчета.
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
..- Название лабораторной работы;
.- Цель работы;
- Скриншот с результатом допуска к лабораторной работе
.- Структурную схему регенератора;
- Осцилограммы в каждой точке схемы при регенерации без ошибки и с ошибкой,
с пояснением причины возникновения ошибки.
- Анализ полученных результатов и выводы по проделанной работе;
- Решение задач пункта «Защита» и скриншоты с результатами решения
7 Контрольные вопросы.
1. Назначение регенератора?
2. Классификация регенераторов?
3. Поясните отличие регенераторов прямого и обратного действий.
4. Как влияет на структуру регенератора число уровней цифрового линейного
кода?
5. Каким образом в регенераторах осуществляется тактовая синхронизация?
6. Укажите причины, приводящие к появлению ошибок на выходе регенератора и
фазовому дрожанию цифрового сигнала.
7. Как влияет число регенерационных участков на коэффициент ошибки ЦЛТ?
8. Для чего используется глаз-диаграмма?
9. Что понимают под помехоустойчивостью регенератора?



Лабораторная работа 3


Лабораторное занятие по теме: «Методы объединения цифровых
потоков»
1 Цель работы.
1 Исследование принципов объединения цифровых потоков;
2 Исследование возникновения временных сдвигов и неоднородностей
2 Подготовка к работе.
Изучить теоретический материал изложенный в разделе 1.9 «Объединение
цифровых потоков».
3 Теоретические сведения.
Интенсивное развитие цифровых систем передачи (ЦСП) объясняется их
существенными преимуществами перед аналоговыми системами передачи.
Благодаря регенерации передаваемых сигналов, искажения в пределах
регенерационного участка ничтожны. Поэтому качество передачи
практически не зависит от длины линии связи. Параметры каналов не зависят
от структуры сети.
К настоящему времени уже сложилась и нормализована МСЭ-Т иерархия
цифровых систем передачи – первичные, вторичные, третичные и
четверичные системы.
Первичные строятся на принципе импульсно-кодовой модуляции
передаваемых непрерывных сигналов. Цифровые системы передачи второй и
более высоких ступеней иерархии строятся на принципе объединения
цифровых потоков, сформированных в ЦСП более низких ступеней
иерархии. При этом скорость результирующего потока получается в 4 раза
больше скорости исходных потоков.
Временное группообразование может быть осуществлено синхронным или
асинхронным способом. На современном этапе внедрения ЦСП на сети связи
в основном применяется последний способ, однако при этом, как правило,
обеспечивается возможность перехода к синхронному режиму работы.
При асинхронном временном группообразовании объединяемые цифровые
потоки обычно являются плезиохронными, т.е. передаются с одинаковой
номинальной скоростью, но мгновенные значения скорости передачи из-за
нестабильности местных задающих генераторов могут изменяться в
некоторых пределах.
В процессе объдинения цифровых потоков осуществляется их запись в
запоминающее устройство с частотой Fз, равной тактовой частоте входного
сигнала, а затем считывание с частотой Fсч, кратной тактовой частоте
входного сигнала.
Если Fз > Fсч, то временной интервал между моментами записи и
считывания постепенно уменьшится до некоторого минимального значения,
а при следующем считывании окажется максимальным. В результате в
считанной последовательности произойдет положительный временной сдвиг.
При этом в считанной последовательности появится позиция, не несущая
информации, которая на приеме убирается из потока.
Если Fз < Fсч, то происходит обратный процесс временной интервал между
моментами записи и считывания увеличивается до тех пор. Пока не
достигнет максимального значения, а при следующем считывании он
оказывается минимальным. Вследствие этого произойдет отрицательный
временной сдвиг в считанной импульсной последовательности. При этом
один импульс записи передается по дополнительному каналу (служебному) и
только на приеме восстанавливается в потоке.
Для примера, в аппаратуре ИКМ-120 четыре первичных цифровых потока со
скоростью 2048 кбит/с объединяются в один поток со скоростью 8448 кбит/с.
4 Задание к работе.
Решить задачу.
Рассчитать число информационных символов между временными сдвигами и
период временного сдвига, а также период неоднородности согласно данных
варианта. Определите, какое согласование скоростей потребуется для
устранения возникшей неоднородности
Таблица 1 Варианты для решения задачи.
No варианта (последняя
цифра студенческого
билета)
Период записи Тз, мкс. Период считывания Тсч,
мкс.
0 19 15
1 25 19
2 13 11
3 59 45
4 54 50
5 37 32
6 61 55
7 42 37
8 29 24
9 38 31
При решении задачи следует использовать следующие соотношения:
Число информационных символов между временными сдвигами можно
рассчитать по следующим формулам:
R =
Тсч
|Тз − Тсч|
=
1
fсч
fз
− 1
= П ±
n

Где:
fсч – частота считывания,
fз – частота записи.
П – целое, число информационных символов между временными сдвигами в
однородном цифровом потоке;
± - тип возникшей неоднородности (положительная или отрицательная).
Следует помнить, что положительная неоднородность для своего устранения
требует отрицательного согласования скоростей, а отрицательная
неоднородность – положительного.
n - количество возникших неоднороднстей;
l – количество периодов временного сдвига в периоде неоднородности.
Период временного сдвига рассчитывается по формуле:
Твс = (П + 1) ∗ Тсч
Период неоднородности рассчитывается по формуле:
Тн = ∗ Твс ± n ∗ Тсч
5. Выполнение работы
5.1.В папке «Объединение потоков» запустить файл Ор.exe.
5.2. Изучить теоретический раздел «Мультиплексирование в PDH»
5.3. Перейти к разделу «Объединение потоков».
- Изучить краткую теорию;
- решить задачи No1, 2, 3. В отчете по лабораторной работе привести
скриншоты с решением задач и результатами решения.
- выйти в меню.
5.4. Перейти в пункту «Временные сдвиги»
– Изучить теорию по вопросам «Временные сдвиги» и «Неоднородности»
– Решить задачи No1, No3, No4. Решение задач No2 и No5 – по желанию.
– Привести решение задач, скриншоты с результатами решения.
– Внимание! При решении задач No3 и No4 следует вводить ответ Тн без
учета n*Тсч, т.е. рассчитанный по упрощенной формуле:
Тн = ∗ Твс
– Ответы Твс и Тн в задачах 1 и 3 вводятся в мкс.
– При решении задачи No4 при расчете R правильно выразите целую и
дробную часть числа, с учетом типа указанного согласования скоростей.
Например, если при расчете получилось R=17,5 и указано, что для
устранения неоднородности применяется положительное согласование
скоростей, то Вы должны сделать вывод, что неоднородность –
отрицательная, а значит R = 18 −
1
2
.
5.5. Выйти в меню и перейти к пункту «Тест»
Вам будет предложено ответить на 10 вопросов, время каждого ответа
ограничено (шкала времени находится с правой стороны экрана). Вы должны
ответить правильно как минимум на 8 вопросов из 10.
Приведите скриншот с результатом тестирования.

Оценка: зачет
Дата оценки: 16.11.2021

Помогу с вашим вариантом, другой работой, дисциплиной или онлайн-тестом.
E-mail: sneroy20@gmail.com
E-mail: ego178@mail.ru