Розрахунок ефективності системи передачі
Під ефективністю системи в широкому значенні розуміють степінь використання нею її основних ресурсів. У системах зв'язку основними ресурсами можна вважати пропускну здатність каналу Ск, ширину смуги частот каналу Fк, потужність сигналу Рs.
Найбільш загальною оцінкою ефективності систем зв'язку є коефіцієнт використання пропускної здатності каналу
hк= Rк/Ск, (7.1)
шо дістав назву інформаційної ефективності. У реальних каналах зв'язку швидкість передавання інформації завжди менша за пропускну здатність, тому 0 £ hк £ 1. У даному випадку Rк = 1,29×105 біт/с, Ск = 7,71 105 біт/с. Тому hк= Rк/Ск = 1,29×105/7,71 105 = 0,17. Через використання широкосмугової частотної модуляції маємо відчутний запас за пропускною здатністю каналу (тобто швидкістю передачі) навіть при такому відносно великому значенні імовірності помилки як 0,1.
У системах зв'язку з обмеженою смугою частот важливою характеристикою є коефіцієнт використання ширини смуги частот каналу що дістав назву частотної ефективності:
gк = Rк/Fк. (7.2)
Для проектованої системи маємо FкЧМ = 6,45×105 Гц, тому величина коефіцієнту gк становить gк = Rк/Fк = 1,29×105/6,45×105 = 0,2, що не так багато, тобто система використовує порівняно широку, можливо більш ніж це було б варто смугу частот.
Для ряду практичних випадків потрібною оцінкою є коефіцієнт використання потужності сигналу Рs при спектральній густині потужності завади N0:
bк = Rк/(Рs/N0), (7.3)
що дістав назву енергетичної ефективності. Зважаючи, що Рs = 20,8 В2, N0=2,5×10-5 В2/Гц, отримуємо bк = Rк/(Рs/N0) = 1,29×105/(20,8/2,5×10-5) = 0,16. Потужність сигналу системою використовується слабо, тобто енергетична ефективність системи є невисокою.
Висновки
В проектованій ЦСП з ІКМ, застосованій з метою підвищення якості передачі, як і в інших завадостійких системах модуляції, наприклад ЧМ, відбувається "заміна" відношення сигнал – завада на смугу частот. Проте, оскільки смуга частот розширюється за логарифмічним законом, а відношення сигнал – шум квантування зростає за показниковим законом, у системі з ІКМ ця "заміна" здійснюється значно ефективніше, ніж у системах з аналоговою модуляцією. За цим показником нині не існує модуляції, кращої за ІКМ.
Імовірність помилки Рпом= 0,41, отримувана при початковому рівні сигналу 1,6 В є небажаною. Вона виходить через перевищення сигналу шумом – оскільки h2 є меншим 1. Для можливості нормальної роботи системи необхідно збільшити рівень сигналу принаймі до 4,56 В.
В даному випадку, щоб забезпечити достатню завадостійкість необхідні відносно невеликі енергетичні затрати (9,1 дБ), як це характерно для цифрових систем передачі, у яких енергія сигналу вигідно обмінюється на безпомилковість функціонування.
Використання завадостійкого коду приводить до зменшення тривалості символу і збільшення внаслідок цього співвідношення сигнал/шум. В даному випадку імовірність помилки символів зростає від 0,1 до 0,19 а імовірність однократної помилки декодування Рпд кодової комбінації при цьому зменшується від 0,387 до 0,285. Отже, використання коректуючого коду буде технічно доцільним.
В системі блок демодулятора сигналів із ЧМ-2 виконаний за схемою для оптимального некогерентного прийому за критерієм ідеального спостерігача – мінімальної імовірності помилки.
У даному випадку для системи отримуємо значення hк = 0,17. Воно обумовлене використанням широкосмугової частотної модуляції і вказує на недовантаження системи за передаючими можливостями, тобто маємо деякий запас за пропускною здатністю каналу (швидкістю передачі) навіть при такому відносно великому значенні імовірності помилки як 0,1. Величина коефіцієнту gк становить gк = 0,2, що не так багато, тобто система використовує порівняно широку, можливо більш ніж це було б варто смугу частот. Енергетична ефективність bк = 0,16 є невисокою, потужність сигналу системою використовується недостатньо. В сумі можна стверджувати, що в розрахованій ЦСП маємо відчутний запас за швидкістю передачі. Є також запаси за смугою частот і енергетикою.
Список літератури
1. Теория передачи сигналов. Учебник для вузов . Зюко А.Г., Кловский Д.Д. Назаров М.В., Финк Л.М. – М.: Радио и связь, 1986
2. Теорія електричного зв'язку. Підручник для ВНЗ. Панфілов І.П., Дирда В.Ю., Капацін А.В. – К.: Техніка, 1998.
3. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебное пособие для вузов / Д.В.Васильев, М.Р.Витоль и др.: Под ред. К.А.Самойло: – М.: Радио и связь, 1982
4. Методичні вказівки для виконання курсової роботи з навчальної дисципліни "Теорія електричного зв'язку" для спеціальностей за напрямком підготовки 0924 – телекомунікації. / В. К. Стеклов, Л. Н. Беркман і ін. – К.:КІЗ, 2001.
5. Навчальний посібник для виконання курсової роботи з дисципліни "Теорія електричного зв'язку" для студентів спеціальностей за напрямком підготовки 0924 – телекомунікації. / І. Р. Хархаліс. – Львів.:ДУІКТ, 2002.