МОДЕМ НА ОСНОВЕ LFM-BPSK СИГНАЛОВ

Введение 9
1 ФОРМИРОВАНИЕ ЛЧМ 12
1.1 Широкополосный сигнал 12
1.2 Линейно частотная модуляция 15
1.3 Корреляционный прием 25
2 РАЗРАБОТКА МОДЕМА 35
2.1 Разработка формирователя ЛЧМ-колебаний 37
2.3 Биполярный источник информации 39
2.4 Канал распространения 39
2.5 Приемник корреляционный 40
2.6 Разработка подсистемы измерителя мощности сигнала и шумов 42
2.7 Разработка подсистемы детектора ошибок 43
2.7 Второй варианта модели LFM-модема 44
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ 47
3.1 Результаты моделирования 48
Заключение 54
Список использованных источников 55
Приложение А (обязательное) Упрощенный вариант функцилнальной модели LFM-BPSK модема 57
Приложение Б (обязательное) Модернизированный вариант функцилнальной модели LFM-BPSK модема 58
Приложение В (обязательное) Функциональные схемы подсистем 59
Приложение Г (обязательное) Код построения водопадоподобной кривой 60

Весь текст будет доступен после покупки

В современном мире при проектировании сложных и крупных цифровых систем, требуется, чтобы устройства передавали цифровую информацию иным устройствам. Цифровая связь становится все более привлекательной так как постоянно растет спрос. Так же цифровая передача по сравнению с аналоговой предоставляет возможности обработки информации, которые не доступны для аналоговой, в тоже время аналоговый сигнал представляется в цифровом виде с некоторой неточностью.
Системы цифровой связи связаны с конечным набором дискретных сообщений. А в системах аналоговой связи сообщения определены как непрерывные. В отличии от аналоговой системы, в цифровой системе для передачи используется конечный набор данных, и при приеме необходимо определить конкретное состояние например (0 или 1). Собственно, для этой цели и было разработано такое количество технологий обработки сигналов.
Цифровая связь имеет плюсы по сравнению с аналоговой:
1. Помехи и шумы встречаются в цифровых сигналах значительно меньше;
2. Цена. В настоящее время цифровые системы стали более доступные чем аналоговые;
3. Надежность;
4. Простота разработки и т.д.
Современный мир уже невозможно представить без общения друг с другом. И на сегодняшний день наиболее распространено общение дистанционно, нежели в живую. Сейчас очень редко любой человек, неважно бизнесмен он, домохозяин может позволить себе полноценную жизнь и работу без телефона или компьютера. Если минимум два человека используют компьютер или телефон для общения друг с другом, то необходимо устройство, которое принимает сигнал из телефонной сети и преобразовывает его в цифровую информацию. Речь идет о модеме.
Сейчас, когда мы заходим в любой кабинет или даже квартиру, в глаза бросается большое количество проводов - телефонных кабелей. Эти кабели необходимы для передачи сигналов определённой несущей частоты. Для этого и существует устройство модуляции/демодуляции, задача которого перевод информации в сигналы определенной частоты. Для того что бы обмениваться информацией по телефонной сети, используется компьютер, и соответственно нужно устройство, которое принимает сигнал из телефонной сети и преобразовывает его в цифровую информацию. Модем – образован от слов модуляция\демодуляция. В передающей части производится модуляция несущей передаваемой информацией, а на приемной стороне соответственно демодуляция, и вот из этих двух слов и образуется слово модем. Задача модема – это замена сигнала, который поступает из компьютера, электрическим сигналом, с частотой, которая соответствует рабочему диапазону телефонной линии. Бывает два вида радиомодемов: широкополосный и узкополосный.
В данной работе будет рассмотрен случай широкополосного радиомодема с ЛЧМ-модуляцией.
Основные параметры радиомодемов:
1. Пропускная способность;
2. Рабочий диапазон частот;
3. Вид модуляции;
4. Уровень помехоустойчивости;
5. Ширина спектра радиосигнала.
В радиомодемах применяют различные виды цифровой манипуляции сигнала.
• Амплитудная манипуляция (ASK);
• Фазовая манипуляция (PSK);
• Квадратурная манипуляция (QAM);
• Амплитудно-фазовая манипуляция (APSK);
• Частотная манипуляция (FSK);
ЛЧМ-модуляция это один из вариантов частотной модуляции.
ЧМ – вариант аналоговой модуляции, при котором, частота несущей меняется по закону модулирующего низкочастотного сигнала, при этом амплитуда- постоянна. Одно из достоинств частотной модуляции является то, что она допускает уменьшение помех при приеме, поэтому часто она применяется в радиотелефонии или радиостанциях. Но нужно заметить, что этот плюс практически становится заметен только на достаточно коротких волнах, когда девиацию частоты есть возможность сделать достаточно большой.
При условии, что закон изменения мгновенный частоты носит линейный характер, эти сигналы называются ЛЧМ (линейная частотная модуляция). Пример такого сигнала можно увидеть на рисунке 1 [1].

Рисунок 1 – ЛЧМ сигнал
Обычно ЛЧМ-радиосигналы применялись в радиолокации. Но за последние года список их применения значительно расширился:
1. Современные РЛС.
2. Геолокация.
3. Гидролокация.
4. Медицина.
5. Радиовысотомеры.
6. Физические измерения.
7. В разных областях радиотехники.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ФОРМИРОВАНИЕ ЛЧМ
1.1 Широкополосный сигнал
Рассмотрим относительно недавно появившийся вид носителя информации, который называется широкополосный, шумоподобный сигнал (ШПС). Шумоподобные сигналы используются в таких отраслях как [2]:
1. Связь;
2. Радиолокация;
3. Навигация;
4. Гидролокация.
ШПС содержит в себе абсолютно новые качества, благодаря которым на сегодняшний день его применяют в решении достаточно сложных и проблемных задач. Применение ШПС позволило решить проблемы между разрешающей способностью и дальностью действия систем, увеличить эффективность пользования радиодиапазона благодаря кодовому разделению каналов. Понижение пиковой мощности излучения в следствии чего повышение качества экологии в зоне действия радиоизлучателей. Обеспечение передачи информации и определении координат в любой точке нашего мира [2].
ШПС делятся на несколько видов:
• частотно-модулированные (ЧМ) сигналы.
• многочастотные (МЧ) сигналы.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Линейная частотная модуляция [Электронный ресурс]: сайт lektsii.org. URL:https://lektsii.org/9-33442.html (дата обращения: 11.03.2021).
2. Шумоподобные сигналы. Анализ, синтез, обработка. [Электронный ресурс]: сайт bookse.org. URL:https://booksee.org (дата обращения: 11.03.2021).
3. Анализ шумободобных сигналов для радиолокационных и связных станций.[Электронный ресурс]:сайтstorage.tusur.ru. URL:https://storage.tusur.ru/files/(дата обращения:11.03.2021).
4. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. – М.: Радио и связь, 1985.– 384 c.
5. Методы расширения спектра.[Электронный ресурс]: сайтsiblec.ru.
URL:https://siblec.ru (дата обращения:11.03.2021).
6. FHSSпротивDSSS[Электронный ресурс]: сайтesdifferent.com URL:https://ru.esdifferent.com (дата обращения:11.03.2021).
7. Методы расширения спектра. [Электронный ресурс]: сайтhelpiks.org
URL:https://helpiks.org/6-82907.html (дата обращения:11.03.2021).
8. Особенности формирования и применения ЛЧМ-сигналов. [Электронный ресурс]: сайтstud21.ru URL:https://www.stud24.ru(дата обращения: 15.03.2021)
9. Догматырко Д. Г. Моделирование ЛЧМ-сигналов и их достоинства перед другими сложными сигналами // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2010. С. 1-6.
10. Антипенский Р. Исследование применения ЛЧМ-сигналов для передачи данных по радиоканалу // Современная электроника. 2007. №9. С. 46-49.

Весь текст будет доступен после покупки