[SOLVED] ECM3166 COMMUNICATIONS ENGINEERING Python

ECM3166: COMMUNICATIONS ENGINEERING

Tutor Marked Assessment 1

This assignment carries 10% of the module mark.  Completed work should be submitted as a single .pdf file via the submission point on ELE by 12 noon on 8 November 2024.

Q1 [40 marks]

(a)  Complete the code table shown below (table Q1) for a 4-bit PCM system using natural binary, and an input voltage range of 0 to 1.5 V.   [6 marks]

(b)  Shown in Figure Q1 is an output waveform. generated from an analog input signal using the PCM encoding scheme in table Q1 and anAMI (bipolar RZ) line code. Re-construct (i.e. sketch) the sampled signal, along with the original analogue signal from which the AMI waveform. of Fig. 1 originates (assume that the signal is periodic with a period equal to 10 TS, where TS is the sampling interval).   [18 marks]

(c)  What is the frequency of the original analogue input signal? Has this signal been sampledata high enough frequency to avoid aliasing?   [6 marks]

(d)  The 4-bit PCM code words are now Hamming (7, 4) channel coded. Add an additional column to Table 1 showing the Hamming codewords for each of the PCM codewords. You must define the  Hamming  code  and  include  working  to  demonstrate   how  you   have  calculated  the Hamming codewords.    [10 marks]

Table Q1: PCM code table – the MSB is a sign bit.

Figure Q1: AMI line code waveform. representing a PCM-coded analogue input signal

Q2 [35 marks]

(a)  Write down the standard equation for μ-Law compandingas used in PCM telephone systems and explain briefly why such companding is useful and/or necessary.   [5 marks]

(b)  Produce  a  simple  program   in  Matlab/python  to  demonstrate  the  effects  of  this   μ-Law companding on a 1 kHz sine wave having a peak amplitude of 1 V. Your program should be capable of calculating and plotting the input signal (the 1 kHz, 1 V sine wave) and the output signal after companding (by using the equation for the μ-Law). Plot, on a single graph, the compander output signals (over one complete period) for values of μ equal to 100 and to 255, along with the input signal.   [25 marks]

(c)  Calculate the approximate SQNR (in dB) for each of the above values of μ (assume an 8-bit system).   [5 marks]

Q3 [25 marks]

Research and write a short discussion (maximum of 1 page) about the importance of data security and briefly describe one method of encryption used in modern digital communications.