авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

«1 СОДЕРЖАНИЕ Стр. 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ...»

-- [ Страница 3 ] --

Амплитудно-манипулированные сигналы чаще всего применяют в кана лах слухового телеграфирования, которое называют также амплитудным те леграфированием (AT). Режим AT относится к видам работы с пассивной па узой и обладает низкой помехоустойчивостью. В связи с этим его не применя ют в каналах приема на автоматическую регистрирующую аппаратуру. Однако режим AT весьма эффективен в слуховых каналах приема, использующих код Морзе. Благодаря особенностям слухового аппарата человека прием телеграф ных сигналов возможен при даже при уровнях сигнала, сравнимых с уровнем помех или даже ниже его.

рис.1. Частотная модуляция При частотной модуляции (ЧМ) изменяется частота высокочастотного несущего колебания (1.1) пропорционально u (t ). Особенностью частотной мо дуляций является то, что амплитуда этого колебания остается неизменной во времени. Поэтому для высокочастотное колебание (1.1) с постоянной амплиту дой, но переменной частотой, можно представить в виде:

uЧМ (t ) U 0 cos (t ), (1.8) где (t ) - мгновенная фаза.

Фаза и частота колебания взаимосвязаны между собой. Для синусоидаль ного колебания (t ) 0 t 0, т.е. фаза растет пропорционально времени. Та кое колебание можно представить вектором, который вращается равномерно с постоянной угловой скоростью 0. В случае несинусоидального колебания ча стота непостоянна и вектор вращается с переменной скоростью. Мгновенное значение частоты определяется как производная по времени от фазы, т.е.

d. Из этого выражения можно найти переменную фазу колебания dt (t ) dt. Если подставить это выражение в формулу (1.8), то получим uЧМ (t ) U 0 cos( dt ), где определяется выражением (1.3). Подставляя 0 u(t ) под знак интеграла, получим:

uЧМ (t ) U 0 cos 0t u(t )dt, (1.9) где 2f g - частотное отклонение от 0 или девиация частоты.

Выражение (1.9) описывает частотно-модулированный (ЧМ) сигнал. Если до модуляции частота колебания (1.1) была постоянна, то теперь она будет из меняться по закону низкочастотного первичного сигнала или, что то же самое, модулирующей функции u (t ). Она может быть как непрерывной, так и дис кретной.

Для непрерывного сообщения функции u (t ), f (t ) и uЧМ (t ) приведены на рис.1.14, а.

рис.1.14 рис.1. Для дискретного сообщения, закодированного двоичным кодом, модули рующая функция u (t ) будет равна либо 1, либо 0. В этом случае частотную мо дуляцию называют частотной манипуляцией (рис.1,14,б).

Модуляция несущей частоты производится в устройстве, которое называ ется частотным модулятором. В состав частотного модулятора входят контур, параметры, а значит, и частота которого меняются под воздействием модули рующего сигнала.

ЧМ сигналы находят широкое применение в каналах телеграфирования, поэтому частотную манипуляцию называют частотным телеграфированием (ЧТ). Режим ЧТ относится к видам работы с активной паузой и обладает по вышенной помехоустойчивостью по отношению к AT.

Остановимся несколько подробней на рассмотрение частотного телегра фирования, поскольку оно находит широкое применение в различных системах проводной и радиосвязи.

Принцип ЧТ состоит в том, что при передаче токовой посылки передается колебание с частотой f1, а при передачи бестоковой посылки - колебание с ча стотой f 2. Согласно рекомендациям МККТТ f1 f 2.

В зависимости от вида кода различают:

- простые системы ЧТ, в которых применяется двоичный частотный код (m =2);

- система двойного частотного телеграфирования (ДЧТ) с основанием ча стотного кода m= 4;

- системы многопозиционного частотного телеграфирования (МЧТ) с ос нованием частотного кода m 2.

Отсюда следует, что ДЧТ является частным случаем МЧТ. На практике наибольшее распространение получили системы связи ЧТ и ДЧТ.

Основными параметрами сигнала ЧТ (рис. 1. 15) являются:

1. Среднее значение частоты, вокруг которой осуществляется манипу ляция частот токовой посылки f1 и бестоковой посылки f f 0 0,5( f1 f 2 ). (1.10) 2. Разнос частот токовой и бестоковой посылки f p f1 f 2. (1.11) 3. Девиация частоты – это отклонение частоты от ее среднего значения f p f g f1 f 0 f 0 f 2. (1.12) 4. Индекс частотной манипуляции f g 2f g f1 f 2, (1.13) mr 2 F F V где F -частота манипуляции, Гц;

V - скорость телеграфирования, Бод.

Скорость передачи (телеграфирования) определяет основную частоту ма нипуляции или частоту следования импульсов (рис.1.8,а):

1 V F. (1.14) T 2 Фазовая модуляция При фазовой модуляции (ФМ) модулирующий сигнал u (t ) меняет фазу несущего колебания (1.1), а его амплитуда остается постоянной. Для ФМ сиг нала формула (1.1), с учетом (1.4) преобразуется к виду:

uФМ (t ) U 0 0 t u(t ), (1.17) где - индекс фазовой девиации.

В формуле (1.17) начальная фаза 0 отброшена, так как она не меняется.

Как видно из формулы, модулирующая функция u (t ) здесь входит под знак ко синуса. Выражение (1.17) для ФМ сигнала и (1.9) для ЧМ сигнала отличаются только тем, что в первом случае под знаком косинуса находится сама модули рующая функция, а во втором случае - ее интеграл.

Для непрерывного ФМ сигнала ширина боковой полосы, по аналогии с ЧМ сигналом, находится как произведение индекса фазовой девиации на моду лирующую частоту, т.е., а полная ширина спектра равна 2. Для ЧМ сигнала эта ширина не зависит от, но для ФМ сигнала эта ширина зависит от, в чм и состоит отличие спектров ФМ и ЧМ сигналов.

Фазовую модуляцию широко применяют при передаче дискретных сооб щений. При кодировании дискретных сообщений двоичным кодом (1,0) фазо вую модуляцию называют фазовой манипуляцией. Поскольку фазовая мани пуляция широко применяется в телеграфных и телекодовых каналах связи, она получила название фазового телеграфирования (ФТ).

Различают несколько способов фазового телеграфирования:

- однократное (ФТ);

- многократное (МФТ);

- относительное (ОФТ).

При ФТ фаза несущего колебания меняется скачком на 180° при переходе от посылки ( 1 ) к паузе ( 0 ), и наоборот (рис.1.17). Фазовую телеграфию назы вают режимом работы с активной паузой.

рис.1. Сигналы МФТ используются для одновременной передачи по каналу свя зи n сообщений. Частным случаем МФТ является двойное фазовое телеграфи рование (ДФТ). Здесь есть прямая аналогия с сигналами двойного частотного телеграфирования (ДЧТ). Но там последовательно передавали одну из четырех частот ( f1, f 2, f 3 или f 4 ), а при ДФТ передаются колебания одной и той же ча стоты, но с четырьмя различными фазами ( 1, 2, 3 или 4 ). Если нужно пере давать n сообщений, то понадобится сформировать колебания с n фазами. Эти фазы находятся по формуле n 2 2n.

В чистом виде сигналы ФТ не применяют из-за так называемой "обратной работы". Дело в том, что в отличие от сигналов AT и ЧТ прием сигналов ФТ требует подачи на демодулятор опорного напряжения синхронного и синфаз ного с принимаемом высокочастотным сигналом. Если произойдет случайный скачок фазы у сигнала или опорного напряжения, то все посылки станут пауза ми, а паузы - посылками. Это и есть явление обратной работы. Для прима сигналов при наличии этого явления известный советский радиотехник Н.Т.

Петрович предложил способ относительного фазового телеграфирования (ОФТ).

Принцип ОФТ заключается в сравнении фаз несущего колебания n – й и предыдущий (n –1)–й посылок, когда информацию нест не фаза принимаемой посылки, а новый сигнал, полученный по определенному правилу при сравне нию фаз последующей и предыдущей посылок. Как правило, этот сигнал фор мируется до фазового манипулятора, поэтому сигналы на его выходе по виду ничем не отличаются от сигналов ФТ.

При ОФТ в случае передачи бестоковой посылки фаза ее колебаний оста ется такой же, как и предыдущей посылки, а при передаче токовой посылки изменяется на 180°. В принципе, это правило можно изменить на противопо ложенное. Но независимо от правила перекодирования в начале сеанса связи нужно передавать вспомогательный сигнал для определения фазы колебаний первой посылки.

Алгоритм перекодирования сигнала в передатчике имеет вид:

an bn1 bn, (1.18) где a n - п-я посылка;

bn1 - (n –1)-я посылка;

bn - посылка, формируемая в результате перекодирования посылка.

Пользуясь (1.18), легко показать, что исходная последовательность а п =101101001 в результате перекодирования дает последовательность bn =110110001. Эта операция иллюстрируется рис. 1.18. Технически перекодиро вание можно осуществить по схеме, приведенной на рис. 1.19. Посылки, посту пающие на манипулятор фазы, одновременно задерживаются на время 3 в элементе задержки и подаются на сумматор по модулю два, где и про исходит их перекодирование. В модуляторе фаза несущего колебания изменя ется только при изменении полярности посылок.

рис.1. На приемной стороне для восстановления исходного сообщения необхо димо произвести операцию декодирования по формуле аn bn bn1. (1.19) Эту операцию можно реализовать в схеме, приведенной на рис. 1.20.

рис.1.19 рис.1.20 рис.1. Можно показать, что принятая последовательность bn 110110001 бу дет преобразована в исходную последовательность 101101001.

На практике обработку принимаемого сигнала часто ведут не по низкой, а по высокой частоте. При этом посылки переменного тока поступают на входы фазового детектора и схемы задержки на время 3 0, а с нее через фазовра щатель ФВ – на другой вход ФД (рис. 1.21). В фазовом детекторе роль опорно го напряжения для п-й посылки играет (п – 1)-я посылка. В результате сравне ния последующей высокочастотной посылки с предыдущей формируется ис ходная кодовая комбинация.

Выбранные алгоритмы перекодирования и декодирования сигналов прак тически устраняют «обратную работу», характерную для ФТ. Изменение по лярности посылок на входе сумматора по модулю два не изменяет полярности выходных сигналов, за исключением двух посылок, непосредственно примыка емых к моменту скачка фазы.

Вид спектров сигнала ОФТ зависит от способа сравнения посылок на приемном конце, т.е. от способа обработки принятого сигнала – сравнением полярностей или сравнением фаз. Способ сравнения фаз называют ОФТ-1, а способ сравнения полярностей ОФТ-2. Ширины спектров сигналов ОФТ-1 и ОФТ-2 почти не отличаются от спектра сигналов ФТ.

При ОФТ, как при ФТ, возможна реализация многократного телеграфи рования и, в частности, двукратного ОФТ (ДОФТ). Для этого необходимо на передающей стороне расщепить несущее колебание на два колебания со сдви гами фаз относительно исходного на 45. На приемном конце эти колебания анализируют по способу сравнения фаз (ДОФТ-1) или полярностей (ДОФТ-2).

Следует отметить, что в каналах относительного фазового телеграфиро вания нужно обеспечит высокую стабильность частоты колебаний, причем эти требования возрастают с повышением рабочей частоты и скорости телеграфи рования.

В настоящее время методы относительного фазового телеграфирования находят все большее применение в системах радиосвязи.

В отличие от сигналов ЧТ, где для передачи информации используются колебания двух частот, сигналы ОФТ передаются колебанием только одной ча стоты, как при AT. Отсюда следует, что ширина спектра сигналов ОФТ и AT совпадает. Различие состоит лишь в уровнях гармоник. У сигнала ОФТ ампли туды гармоник зависят от значения индекса фазовой девиации.

Спектр сигнала при многократном фазовом телеграфировании по ширине совпадает со спектром сигнала ОФТ. Вторым преимуществом сигналов фазо вой телеграфии является работа с активной паузой, при которой лучше реали зуется мощность сигнала. И, наконец, третьим преимуществом является то, что за счет когерентной обработки сигналов фазового телеграфирования на прием ной стороне их уровень по сравнению с сигналами АТ возрастает в два раза, что эквивалентно увеличению отношения сигнал/помеха по мощности в четыре раза.

Узкополосность сигналов ОФТ и их хорошие энергетические показатели обеспечивают системам связи с относительным фазовым телеграфированием высокую помехоустойчивость, превышающую помехоустойчивость систем связи с ЧТ, а тем более, с АТ. Поэтому сигналы ОФТ считаются весьма пер спективными.

Шумоподобные сигналы Остановимся на вопросах использования в качестве переносчика инфор мации шумоподобных сигналов (ШПС). Для этой цели годятся только ШПС, которые не случайны, а формируются по определенному алгоритму. Характе ристики этих сигналов неизменны во времени. Модуляция в данном случае за ключается в воздействии модулирующей функции на какие-либо характери стики ШПС. Шумоподобные (сложные) сигналы относят к классу широкопо лосных сигналов, база которых база больше 1.

Простые дискретные сигналы являются узкополосным, а их база равна 1.

База - это произведение длительности сигнала на его ширину спектра F ( F ). Для узкополосных сигналов справедливо соотношение F, т.е. для узкополосных сигналов F 1.

Для получения ШПС сигнал длительностью разбивают на N бинарных элементов длительностью /N, что дат тот же сигнал длительностью, но с полосой F N. Так как F F, то база шумоподобного сигнала F.

Ш Спектр ШПС распределен в широкой полосе частот, а уровень спектраль ных составляющих может быть даже ниже уровня шума в канале связи. Приме нение ШШС в системах связи позволяют повысить их устойчивость к сосредо точенным и импульсным помехам, обеспечить скрытность работы, а также осуществить многоканальную передачу информации.

Значительный вклад в теорию систем связи с ШПС внесли Л.Е. Варакин, Н.Т. Петрович, В.Б. Пестряков и др.

Лекция 6 (2 часа). Многоканальные системы и системы с множе ственным доступом.

Многоканальные системы передачи информации. Частотное, временное, кодовое разделение сигналов. Комбинированное разделение сигналов. Пробле ма множественного доступа. Одночастотные системы с синхронным и асин хронным кодовым разделением сигналов. Многочастотные системы с кодовым разделением сигналов.

Классификация многоканальных систем связи Рост потоков передаваемой информации требует более эффективно ис пользовать дорогостоящие сооружения связи. Эта проблема находит свое ре шение путем применения многоканальных систем связи.

Система N–канальной - это совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая одновременную и независимую передачу сообщений от N источников к N получателям по одной линии связи. Функцио нальную схему многоканальной системы связи дат рис. 2.1.

Первичные сигналы C1 (t ), C2 (t ),.... N (t ) в формирователях канало преобра C зуют в сигналы V1 (t ),V2 (t ),...,VN (t ), которые называют канальными. Групповой N сигнал V(t) получают суммированием канальных сигналов V (t ) Vi (t ). Та i кие многоканальные системы называются аддитивными.

Рис.

2. Системы, в которых формирование группового сигнала осуществляется иными способами, называются комбинационными. В настоящее время наибольшее применение получили многоканальные аддитивные системы как в проводной, так и в радиосвязи.

Задача разделения каналов - это задача разделения сигналов. Характери стики сигналов различных каналов могут быть выбраны по нашему усмотре нию из условий наилучшего разделения этих сигналов. Для этого сигналы нужно наделить некоторыми вполне определенными признаками, по которым их можно легко разделить. Вопросы, связанные с приданием отличительных признаков каждому канальному сигналу, решает каналообразующая аппара тура (КОА) или аппаратура уплотнения (АУ).

Для выделения сигнала некоторого канала из смеси сигналов, поступаю щих из линии связи, необходимо произвести операцию разделения.

Если операция разделения сигналов, принадлежащих различным каналам, происходит посредством линейных фильтров, такая многоканальная система называется линейной. Если же разделение сигналов осуществляется нелиней ными фильтрами, то система называется нелинейной. Кроме того, она является синхронной или асинхронной в зависимости от того, являются ли фильтры, разделяющие сигналы, фильтрами с постоянными или переменными во време ни параметрами.

В многоканальных системах возникает специфический вид помех: поме хи от соседних каналов, возникающие из-за несовершенства разделения сигна лов. Для обеспечения максимальной помехоустойчивости многоканальной си стемы, необходимо и достаточно, чтобы переносчики канальных сигналов бы ли ортогональны.

Различают следующие многоканальные системы передачи:

с разделением каналов по частоте (ЧРК);

с разделением каналов по времени (ВРК);

цифровые многоканальные системы передачи (ЦСП);

асинхронные адресные системы передачи (ААСП);

комбинационные системы передачи (КСП);

нелинейные системы передачи (НСП).

Системы передачи с ЧРК и ВРК относятся к аддитивным линейным си стемам и находят широкое применение как в проводных системах, так и в си стемах радиосвязи. Эти многоканальные системы используют в радиорелейной и спутниковой связи, работающих в диапазонах с большой частотной емко стью. В этих системах применяют двойную, а иногда и тройную модуляцию.

При использовании многоканальной аппаратуры вводят специальные обозна чения применяемых видов модуляции. Например, в системах с ВРК: АИМ – ЧМ;

ШИМ – АМ и т.д. Здесь первичная модуляция АИМ или ШИМ, а вторич ная (в радиопередатчике) ЧМ или АМ.

К системам многоканальной передачи предъявляют требования:

- обеспечение необходимого числа каналов на требуемую дальность связи;

- высокое качество связи;

- использование в качестве основного канала – канала тональной частоты с по лосой 0,33,4 кГц.

Перечисленные методы разделения каналов называют первичным уплотнением. Часто каналы тональной частоты уплотняют с помощью аппара туры вторичного уплотнения десятками телеграфных сигналов, используя принципы частотного или временного разделения каналов.

Системы передачи с разделением каналов по частоте (ЧРК) В системах передачи с ЧРК каждому каналу отводится своя независимая полоса частот (рис. 2.2).

Рис.

2. N Общий диапазон частот группового сигнала S (t ) S i (t ). Здесь каждо i му сигналу Vi(t) соответствует свой канальный спектр Si(f).

Отсюда следует условие ортогональности:

B при i n;

fN (2.1) Si ( f ) S n ( f )df i 0 при i n, f где Bi – некоторая константа, определяющая энергию i –того сигнала.

Из выражения (2.1) видно, что спектры канальных сигналов ортогональ ны. Пользуясь преобразованием Фурье, можно доказать [3], что и сами времен ные канальные сигналы также ортогональны, т.е.:

Bi при i n;

Vi (t ) Vn (t )dt 0 (2.2) при i n, В системах с ЧРК спектры канальных сигналов размещают в неперекры вающихся частотных полосах. Размещение спектров первичных сигналов в со ответствующих частотных полосах осуществляется при помощи амплитудной, частотной или фазовой модуляции. В качестве переносчиков используют гар монические колебания (поднесущие частоты) вида:

U (t ) U cos(t ) U cos(2ft ) (2.3) Поднесущие частоты выбираются так, чтобы спектры модулирован-ных колебаний не перекрывались. В результате полоса каждого канала f k состоит из полосы сигнала f c и защитного интервала f з (рис. 2.2.). На приемной сто роне канальные сигналы разделяют частотными фильтрами.

Структурная схема многоканальной системы передачи с ЧРК показана на рис. 2.3. Предположим, что передаче подлежат телефонные сигналы с полосой 0,3-3,4 кГц от отправителей О1-О3. Канальные сигналы в передающей аппара туре формируются модуляторами М1-М3, на второй вход которых подают под несущие колебания f1, f2 и f3 такой величины, чтобы спектры модулированных канальных сигналов не перекрывались. Вид модуляции из условия более эко номичного использования спектра частот. Расширение полосы частот при ЧМ и ФМ существенно сужает область применения этих видов модуляции, особенно в проводной связи, но при передаче по радиорелейным линиям в условиях больших помех целесообразно применять помехоустойчивые виды модуляции ЧМ или ФМ.

Рис. 2. Из всех возможных методов АМ передача одной боковой полосы частот (ОБП) позволяет более рационально использовать спектр частот, так как шири на спектра канального сигнала при ОБП минимальна и равна ширине спектра первичного сигнала f c. При ОБП подавляется несущая и вторая боковая поло са, что позволяет увеличить мощность оставшейся боковой полосы и вдвое сузить ширину канального сигнала. Все это обеспечивает лучшую помехо устойчивость ОБП по сравнению с другими методами АМ и уменьшить нели нейные искажения передаваемых сигналов. Восстановление сигнала ОБП в примнике требует применения местного высокостабильного генератора, не сущие колебания которого совпадали бы с несущими колебаниями передачи.

В настоящее время системы с ЧРК строятся по индивидуальному (рис.

2.3) и групповому принципу. На схеме рис. 2.3 каждый канал образуется от дельным оборудованием, что ведет к громоздкости аппаратуры при большом числе каналов. Достоинством такой системы является простота выделения лю бого канала в промежуточных пунктах.

При групповом принципе все оборудование, кроме индивидуальных пре образователей со своими генераторами и фильтрами на передающем и прием ном конце, является общим для всех каналов (рис. 2.4).

Первоначально создают первичные группы так, как это показано на рис.

2.3 (передающая часть). Затем спектры таких первичных групп переносят в от веденный им диапазон частот с помощью групповых модуляторов ГМ1-ГМ3 с поднесущими fГ1-fГ3 (рис. 2.4). Здесь также выделяется однополосный, но групповой сигнал, что позволяет сократить полосу частот передаваемого груп пового сигнала в два раза.

Для выделения на приемной стороне требуемого канального сигнала, необходимо произвести обратные преобразования спектров сигналов сначала в групповых, а потом в индивидуальных системах.

Используя групповой принцип, можно создать систему с ЧРК на любое число каналов. Предельное количество каналов будет определяться граничной частотой линии связи.

Рис. 2. В системах с ЧРК пользуются следующими показателями:

- полоса частот сигнала f c f в f н ;

- защитный интервал f з 0,1f c ;

- канальный интервал f к f с f з ;

- поднесущие частоты f п f1 f к (n 1), где n – число каналов;

- верхняя частота группового сигнала Fв f1n n f к.

Каналообразующая аппаратура (КОА) является универсальной для про водных систем связи и систем радиорелейной связи. Здесь главной задачей яв ляется обеспечить необходимое число каналов на заданную дальность при требуемом качестве связи. Поэтому главными требованиями к системам даль ней многоканальной связи являются:

- основным каналом должен быть канал ТЧ с полосой 0,33,4 кГц;

- необходимое число каналов должна обеспечивать типовая КОА путем наращивания каналов ТЧ;

- все характеристики КОА должны быть унифицированы, что позволит со прягать любые каналы связи на любую дальность;

- величина остаточного затухания должна быть стабильной, что необходи мо для вторичного уплотнения канала ТЧ и исключения его самовозбуж дения.

В заключение следует отметить, что рациональное использование спектра частот и высокая помехоустойчивость метода ОБП сделали его основным в многоканальных системах передачи с ЧРК.

Системы передачи с разделением каналов по времени При временном разделении каналов каждому абоненту отводится свой независимый интервал времени, не перекрывающийся по времени с другими абонентами. Сообщения абонентов передаются последовательно одно за дру гим с частотой следования канальных импульсов, определяемой теоремой В.А.

Котельникова. Для обеспечения синхронной работы передающего и приемного устройства в системе предусмотрены сигналы синхронизации (СС). Распреде ление каналов при ВРК показывает рис. 2.5.

Рис. 2. N Групповой сигнал V (t ) Vi (t ) лежит на общем интервале времени Ткi, i но временные интервалы канальных сигналов не перекрываются, т.е.:

Ei при i j;

Tкi Vi (t )V j (t )dt 0 (2.4) при i j.

Следовательно, такие сигналы ортогональны.

Системы с ВРК характеризуются следующими параметрами:

- период следования канальных импульсов Т ki 1 Fв, где Fв – верхняя частота в спектре аналогового сигнала, где 2 ;

- длительность канального импульса ci 1 Fв N ;

- защитный интервал зi (0,1 0,5) ci ;

- канальный интервал кi ci зi ;

- частота следования N каналов Fк NFкi Fкi 1 Tкi ;

- полоса спектра сигнала f c 1 с.

В системах передачи с ВРК в качестве переносчиков используются пери одические последовательности импульсов. Модулируя какой-либо из парамет ров импульса, можно получить:

- амплитудно-импульсную модуляцию (АИМ);

- широтно-импульсную модуляцию (ШИМ);

- временную импульсную модуляцию (ВИМ), разновидностью которой яв ляется фазо-импульсная модуляция (ФИМ);

- частотно-импульсную модуляцию (ЧИМ).

На рис. 2.6 приведена структурная схема системы с ВРК.

Рис. 2. На этом рисунке приняты обозначения: ГТИ – генератор тактовых им пульсов;

ГКИ – генератор канальных импульсов;

СС – система синхронизации, формирующая синхроимпульсы;

КМ – канальный модулятор;

– сумматор ка нальных импульсов;

О – отправитель сообщения;

ЛС – линия связи;

ВСК – временный селектор каналов;

КД – канальный демодулятор;

ГСИ – генератор селекторных импульсов;

П – получатель сообщения;

ФНЧ – фильтр нижних ча стот с полосой 0,3-3,4 кГц. Работой временных селекторов каналов и преобра зователей одного вида импульсной модуляции в другой управляет ГСИ, син хронизируемый СС.

В приведенной системе может использоваться любой из ранее перечис ленных видов модуляции канального импульса при передаче телефонных сиг налов. Телефонные сигналы ограничиваются полосой частот 0,3-3,4 кГц с по мощью фильтров нижних частот, стоящих перед канальными модуляторами.

Сигналы поступают на входы канально-импульсных модуляторов, при помощи которых речевые сигналы преобразуются в сигналы АИМ посредством им пульсных переносчиков, поступающих от ГКИ.

Сигналы АИМ менее помехоустойчивы, чем сигналы ФИМ, поэтому при помощи преобразования АИМ – ФИМ производится преобразование импульс ных сигналов, модулированных по амплитуде, в сигналы, модулированные по фазе. Затем все канальные сигналы объединяются в групповой сигнал в сумма торе и подаются вместе с синхроимпульсом в линию связи. Сам синхросиг нал отличается от канальных сигналов определенными признаками, что позво ляет выделить его на приемной стороне.

В приемной части аппаратуры сигналы поступают на временные селекто ры каналов, поочередно открывающиеся и пропускающие импульсы, относя щиеся только к данному каналу. Далее осуществляется преобразование ФИМ – АИМ, а восстановление непрерывного сигнала производится ФНЧ с полосой частот 0,3 – 3,4 кГц.

В принципе системы передачи с ВРК могут использовать только АИМ или ШИМ. В этом случае после канальных демодуляторов сигналы поступают на ФНЧ, где восстанавливаются аналоговые сигналы. Если использовалась ФИМ или ВИМ, то сначала делают обратные преобразования ФИМ–АИМ или ВИМ–ШИМ, а затем сигнал подают на ФНЧ.

В отличие от систем с ЧРК системы с ВРК, обладая более высокой поме хоустойчивостью, имеют существенный недостаток. С увеличением числа ка налов, длительность канального импульса уменьшается, что ведет к расшире нию спектра частот сигнала. В связи с этим в системах с временным разделени ем число каналов обычно не превышает 48.

В заключение отметим, что взаимные помехи между каналами в системах передачи с ВРК появляются вследствие ограничения полосы пропускания группового тракта, неравномерности его амплитудно-частотной и нелинейно сти фазо-частотной характеристик.

Цифровые многоканальные системы передачи В системах с цифровой передачей информации используется дискретиза ция непрерывных сообщений согласно теореме В.А. Котельникова. Затем при меняют квантование дискретного сигнала по уровню. Шаг квантования выби рается таким, чтобы помеха не превосходила половину шага квантования. Шаг квантования устанавливает разрешенные уровни квантования сигнала. Это поз воляет аналоговые первичные сигналы представить последовательностью им пульсов с частотой дискретизации FД 1 TД, где Т Д 1 2Fв, Fв – максимальная (верхняя) частота спектра сигнала.

Квантованные сигналы позволяют повысить помехоустойчивость и ис ключить накопление помех в линии связи путем восстановления сигнала в рам ках разрешенных значений, если, помеха не выше половины уровня квантова ния. С ростом шага квантования влияние помех уменьшается.

Известно, что наилучшую помехоустойчивость обеспечивают двоичные сигналы (0,1). Поэтому целесообразно АИМ сигналы преобразо-вать в двоич ный код. Эту операцию называют кодированием, а сочетание квантования по уровню и кодирования называется импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). В примнике последовательность двоичных ИКМ сигналов вновь преобразуют в квантованный АИМ сигнал. Эта операция называется декодированием. Для восстановления исходного аналогового сигнала квантованный АИМ сигнал подают на ФНЧ с полосой среза Fв.

При ИКМ каждому разрешенному дискретному уровню квантованного АИМ сигнала ставится определенная двоичная кодовая комбинация. Для каж дой кодовой комбинации отводится временной интервал ТД, который разбит на позиции по числу значности кода. Например, квантованный АИМ сигнал имеет 8 уровней. При основании кода m = 2 значимость кода равна n=3 (N = mn = 23 = 8). Нулевое значение сигнала будет представлено комбинацией 000, единица – 001, двойка – 010, четверка – 100, …, семерка – 111. Действительно, от 0 до 7 – восемь уровней.

Системы с ИКМ находят широкое применение в цифровых устройствах передачи информации в силу ряда своих достоинств:

высокая помехоустойчивость даже при большом уровне помех;

возможность регенерации сигналов при передаче их на большие расстояния и при ретрансляции сигналов;

универсальная форма представления сигналов в виде кодовых комбинаций, независимо от того, какой это сигнал – речь, музыка, телевизионное изображе ние, команды управления и т.п.;

простота согласования цифровых систем передачи с ЦВМ;

применение малогабаритных цифровых фильтров для селекции сигналов;

слабая зависимость неидеальности и нестабильности характеристик аппарату ры на качество передачи.

Наряду с достоинствами системы с ИКМ имеют недостатки:

необходимость в высокоточной синхронизации сигналов;

значительное расширение спектра сигнала, а значит, и увеличение диапазона занимаемой полосы частот каналов;

ограничение дальности при фазовых ошибках тактовой синхронизации.

Тем не менее, цифровые методы передачи информации в виде систем с ИКМ нашли широкое применение в многоканальных проводных системах и различных системах радиосвязи.

В системах с цифровой передачей информации применяются кодово импульсная модуляция (ИКМ) и дельта-модуляция (ДМ).

Рассмотрим принцип построения систем с ИКМ. В этих системах могут применяться различные переносчики для передачи цифровых сигналов и раз личные способы разделения канальных сигналов, чаще всего ЧРК и ВРК. На рис. 2.7 приведена структурная схема многоканальной системы ИКМ–ВРК. Эта система предназначена для передачи телефонных сигналов с полосой частот 0,3-3,4 кГц.

Рис. 2. На передающей стороне аналоговые сигналы через фильтры нижних ча стот (ФНЧ) подают на канальные дискретизаторы КД, управляемые сигналами распределителя канальных импульсов (РКИ) с частотой дискретизации для каждого сигнала ТД, которые сдвинуты во времени относительно друг друга на канальный интервал tк TД N. Все эти сигналы объединяются в групповой АИМ сигнал и поступают на кодирующее устройство – кодер К. Кодер каждо му из отсчетов ставит соответствующую кодовую комбинацию, предваритель но автоматически проквантовав сигнал по уровню.

С выхода кодера групповой сигнал в виде кодовых комбинаций подается на устройстве объединения УО, где он объединяется с сигналами управления и взаимодействия СУВ. К этим сигналам относятся вызов, набор номера, отбой и т.д. Кроме того, к УО подводится сигнал цикловой синхронизации СЦС от схе мы формирования синхроимпульсов СФСИ, управляемой генератором каналь ных импульсов ГКИ.

Итак, ИКМ сигнал представляет собой двоичную последовательность импульсов, а совокупность всех канальных интервалов tк, входящих в один пе риод дискретизации ТД, образуют цикл передачи. Эту структуру поясним на принципе работы 30 – канальной системы с ИКМ (рис. 2.8).

Рис. 2. В цикле такой системы тридцать каналов являются информационными, один канал служит для передачи сигналов управления и взаимодействия (СУВ) и еще один канал отводится для передачи сигналов цикловой синхронизации (СЦС). Таким образом, в одном цикле ТД количество канальных интервалов tк равно 32.

В цикле такой системы тридцать каналов являются информационными, один канал служит для передачи сигналов управления и взаимодействия (СУВ) и еще один канал отводится для передачи сигналов цикловой синхронизации (СЦС). Таким образом, в одном цикле ТД количество канальных интервалов tк равно 32.

Синхронную работу при формировании и обработке сигналов осуществ ляет генераторное оборудование, содержащее ГКИ, РКИ и СФСИ.

Поскольку при передаче по линии связи (ЛС) сигналы могут искажаться, на приемной стороне устанавливаются регенераторы (Р), которые восстанав ливают длительность и форму сигналов. Затем эти сигналы подаются на устройство разделения (УР), которое направляет телефонные сигналы, сигналы управления и взаимодействия, а также сигналы цикловой синхронизации в со ответствующие ветви оборудования.

Телефонные канальные кодовые группы в декодере (Д) преобразуют в квантованные АИМ сигналы, поступающие на канальные селекторы (КС), ко торые осуществляют разделение каналов по времени. С выхода КС сигналы подают на ФНЧ для восстановления аналоговых сигналов.

Синхронной работой приемного устройства управляет генераторное обо рудование (ГО), которое синхронизовано с передающей системой при выделе нии тактовой частоты FТ и сигнала цикловой синхронизации (СЦС), формиру ющего моменты начала и конца кодовой группы данного цикла.

В системе ИКМ–ВРК тактовая частота группового сигнала равна FT FД N m, (2.5) где - частота дискретизации первичного сигнала;

FД 1 TД N NТЛФ N СУВ N СЦС - суммарное число каналов;

m – количество разрядов в кодовых группах.

Для телефонных сигналов в системах с разделением по времени частота дискретизации FД должна быть больше 2Fв, где Fв = 3,4 кГц. В аппаратуре ИКМ – ВРК FД = 8 кГц, ТД = 125 мкс. В системе ИКМ–30 FД =8 кГц, N = 32, m = 8, а FТ = 2048 кГц, t к 3,91 мкс, а t И 0,48 мкс.

Полоса частот при передаче группового ИКМ сигнала почти в 2т раз шире, чем в системах с ЧРК.

В отличие от систем ИКМ–ВРК в системах ИКМ–ЧРК дискретизации, квантованию и кодированию подвергается весь групповой сигнал системы с ЧРК, а частота дискретизации определяется верхней частотой группового сиг нала. Количество разрядов т в кодовой группе ограничено допустимым уров нем шумов квантования. Цикл передачи в системе ИКМ – ЧРК состоит из од ной кодовой группы. Все элементы в цифровой части аппаратуры ИКМ с ВРК и с ЧРК совпадают.

Разновидностью цифровой системы передачи является система с дельта модуляцией (ДМ). В этой системе выполняется как дискретизация, так и кван тование сигнала по уровню. Однако передается не величина приращения сиг нала, а только знак этого приращения. В результате в линию связи поступают стандартные импульсы с амплитудой, равной шагу квантования, положитель ного или отрицательного знака.

4.3. Краткое описание лабораторных работ 4.3.1. Перечень рекомендуемых лабораторных работ Лабораторная работа № 1. Исследование зависимости вероятности оши бочного приема от вида манипуляции двоичных сигналов.

Лабораторная работа № 2. Моделирование зависимостей вероятностей ошибочного приема от отношений сигнал/шум для сигналов с различной моду ляцией в канале с рэлеевскими замираниями.

Лабораторная работа № 3. Моделирование зависимостей вероятностей ошибочного прима от глубины перемежения кодовых символов для канала с замираниями.

Лабораторная работа № 4. Исследование зависимости вероятности ошибочного прима от скорости замираний.

Лабораторная работа № 5. Исследование системы передачи информации с амплитудно- импульсной модуляцией.

Лабораторная работа № 6. Исследование канала передачи информации с импульсно-кодовой модуляцией.

Лабораторная работа № 7. Исследование помехозащищености систем пе редачи информации с временным уплотнением каналов, использующих сигна лы с АИМ и ИКМ.

Лабораторные работы 1-4 выполняют с применением программы «Авто матизированное рабочее место для проектирования систем передачи информа ции» (АРМСПИ).

Актуальность работ 1-4. В последние годы возрождается интерес к ис пользованию КВ диапазона (т.е. радиоволн с частотами в диапазоне 3-30 МГц) для дальней радиосвязи, в том числе радиосвязи с удаленными труднодоступ ными регионами, с подвижными объектами (самолетами, кораблями и т.д.), для радиосвязи в чрезвычайных ситуациях.

Такой интерес обусловлен, во-первых, возможностью надежного приема КВ на расстояниях нескольких тысяч километров от передатчика, во-вторых, значительным прогрессом в области микроэлектроники и техники цифровой обработки сигналов. Результаты этого прогресса в настоящее время с успехом используются в различных системах передачи информации. Однако в КВ диапазоне используют устаревшую приемо-передающая аппаратуру и далекие от современного уровня принципы организации систем передачи информации, что существенно уменьшает надежность и скорость передачи информации. По этому важно исследовать возможности применения современных технологий цифровой обработки сигналов в приемо-передающих средствах КВ диапазона, что важно для существенного повышения эффективности систем КВ радиосвя зи.

Эффект замирания сигнала в радиоканале К каналам, параметры которых непрерывно и случайно меняются в про цессе передачи информации, относят тропосферные, ионосферные и метеорные каналы связи. Каналы со случайными параметрами условно подразделяют на каналы с прямой волной и каналы с отраженно-рассеян-ной волной. В каналах первого типа сигнал распространяется в пределах прямой видимости передаю щей и примной антенн, а параметры среды случайным образом меняются. В каналах второго типа нет прямой видимости этих антенн и для радиосвязи ис пользуют рассеяние и переизлучение волн природными средами. Если пара метры среды меняются, то возникают замирания сигнала, т.е. случайные откло нения его амплитуд от средних значений. При замираниях уровень сигнала мо жет существенно снизиться, из-за чего качество принимаемой информации ухудшается.

Дальнее распространение КВ возможно благодаря отражению радиоволн от ионосферы Земли, т.е. верхней части атмосферы, где при воздействии уль трафиолетового и рентгеновского излучения Солнца на молекулы газов атмо сферы образуются свободные электроны, из которых формируется отражаю щий радиоволны слой ионосферы с максимумом плотности электронов на вы сотах около 300 км, который образуется в результате наложения двух законо мерностей: 1) уменьшение плотности атмосферы с высотой;

2) уменьшение ин тенсивности жестких компонент излучения Солнца по мере проникновения в ионосферу.

При проектировании систем радиосвязи КВ диапазона важное значение имеет учет особенностей распространения радиоволн, таких как многолуч вость, случайные изменения амплитуд радиосигнала (замирания), существен ная зависимость качества радиосвязи от выбора рабочих частот.

Многолучвость обусловлена различием траекторий распространения радиоволн между приемником и передатчиком, когда радиоволны могут испы тывать разное число отражений от различных слоев ионосферы. Из-за магнит ного поля Земли траектории радиоволн разделяются на две - обыкновенную и необыкновенную. Причиной многолучвости сигнала в пункте приема являют ся также случайные крупномасштабные (размером ~100 км) неоднородности плотности электронов в области отражения радиоволн. Случайные изменения фаз радиоволн, пришедших по разным траекториям, приводят к случайным из менениям амплитуд суммарного сигнала (так называемым замираниям) в пунк те приема.

В результате замираний амплитуд сигнала существенно возрастают веро ятности ошибок приема дискретной информации. Эффективным методом уменьшения этих вероятностей является разнесенный прием, который можно реализовать различными методами:

– пространственным – разнесение антенн приемника на расстояния не меньше 10-20, где - длина волны;

– временным – повторение одной и той же информации через определен ный интервал времени, превышающий время корреляции замираний;

– частотным – одновременное дублирование информации на разных ча стотах;

– поляризационным – прием радиоволн на две антенны с различной по ляризацией.

Многолучвость сигнала приводит к ограничению скорости передачи ин формации, так как для уменьшения вероятностей сбоев в решающем устрой стве длительность элементарной посылки, несущей один бит информации, должна быть больше разности групповых запаздываний приходящих в пункт наблюдения лучей. В КВ диапазоне на радиолиниях короче 3000 км это запаз дывание редко превышает 2 мс.

Канал с замираниями Большинство из используемых в настоящее время каналов передачи ин формации, основанных на свободном распространении радиоволн через раз личные среды, относятся к классу каналов со случайными изменениями ампли туд сигналов. Такие изменения характерны для систем сотовой радиосвязи в условиях города, а также для радиосвязи в КВ диапазоне, для радиолиний тро посферного рассеяния.

Основная причина случайных изменений амплитуд сигналов обус ловлена многолучвостью распространения радиоволн между передатчиком и приемником, из-за чего в пункте приема происходит интерференция лучей, фа зовые пути которых случайным образом меняются во времени. Если амплиту ды сигнала меньше их средних значений, то уменьшаются отношения мощно стей сигнала и помехи, а, следовательно, и вероятности ошибок приема, т.е.

ухудшается качество передачи информации.

4.4. Краткое описание практических занятий 4.4.1. Перечень практических занятий (наименования, темы) Практическое занятие № 1. Источники сообщений.

Практическое занятие № 2. Каналы передачи.

Практическое занятие № 3. Кодирование для канала передачи.

Практическое занятие № 4. Основы оптимального приема радиосигналов.

Практическое занятие № 5. Основы оптимальной демодуляции сигналов.

Практическое занятие № 6. Синхронизация приемника в РСПИ.

Практическое занятие № 7. Подведение итогов изучения дисциплины и тестирование на ЭВМ по специальной программе.

4.4.2. Методические указания по выполнению заданий на практических занятиях Практическое занятие № 1 (2 часа). Источники сообщений.

Цель занятия: углублнное изучение раздела 2 «Источники сообщений и основы теории информации» дисциплины на основе решения задач и представ ления докладов в интерактивном режиме.

Задание на занятие.

На предыдущем занятии магистрантам распределяются задачи 1-10, ре зультаты решения которых они должны представить на данном занятии в виде презентации с необходимыми теоретическими пояснениями. Даются также темы докладов, которые выбирают и готовят 3 магистранта.

1. Примеры источников сообщений.

2. Математические модели источников непрерывных и дискретных сооб щений (ИДС).

3. Информационные характеристики ИДС: количество информации, эн тропия, производительность.

1) Амплитуда сигнала на выходе канала распределена по закону Рэлея.

Полоса частот сигнала F=4 кГц, а его длительность 10 с. Найти объем сигнала, если за максимальный и минимальный уровень мощности приняты значения, которые соответственно не превышаются и превышаются с вероятностью 0,001.

2) Источник сообщений состоит из 4-знаков алфавита, вероятности появ ления которых 0.125, 0.25, 0,5, 0,125. Найти количество информации, получае мой при приеме каждого символа, энтропию и избыточность источника.

3) Найти ширину полосы частот, которую занимает в эфире амплитудно манипулированный телеграфный сигнал со скоростью 5 знаков/сек при одина ковых длительностях паузы и посылки.

4) Верхняя граничная частота спектра аналогового сигнала равна 7. МГц. Отрезок этого сигнала длительностью 60 мкс дискретизируется в соот ветствии с теоремой Котельникова, квантуется на 256 уровней и представляет ся двоичными кодовыми группами. Какой объем памяти (в битах) требуется для записи этого сигнала?

5) Сигнал U(t) = A exp (-bt) при t0 дискретизируется по времени с шагом. Найти, для которого на граничной частоте гр = / модуль спектраль ной плотности S ( / ) =0.01 S (0).

6) Сигнал модулирован по частоте однотональным сигналом с F=12 кГц при индексе модуляции m=25. Найти практическую ширину спектра такого ЧМ-сигнала.

7) Однотональный ЧМ-сигнал имеет девиацию частоты 60 000 рад/c.

Найти максимальную частоту модуляции F, для которой в спектре ЧМ-сигнала нет колебания несущей частоты.

8) АМ сигнал описывается выражением U(t) =12(1+0.6 cos t +0.2 cos 2t) cost [Вольт], имеет длительность 10 с и =6280 рад/сек. Найти объем сигнала.

9) Источник выдает за время 106 с двоичными посылками длительности 10 мс 107 бит информации. За какое время и каким количеством двоичных по сылок можно передать эту информацию при оптимальном кодировании? Опре делить избыточность источника.

10) Найти максимальное количество информации в кадре телевизионного сигнала, имеющем 625 строк разложения и 833 элемента в строке, квантован ных по яркости на 16 уровней?

Требования к отчетным материалам и документам.

Каждый из 10-ти магистрантов представляет презентацию с решением своей задачи и необходимыми теоретическими положениями. Представ-ляются также 3 презентации с докладами.

Ход занятия.

На представление решений 10-ти задач выделяется 60 минут. На пред ставление 3-х докладов выделяется 30 минут. Докладчики отвечают нам вопро сы аудитории и преподавателя. Затем преподаватель подводит итог занятия и выдат задание для занятия № 2.

Практическое занятие № 2 (2 часа). Каналы передачи.

Цель занятия: углублнное изучение раздела 3 «Каналы передачи» дисци плины на основе решения задач и представления докладов в интерактивном режиме.

Задание на занятие.

На предыдущем занятии магистрантам распределяются задачи 1-10, ре зультаты решения которых они должны представить на данном занятии в виде презентации с необходимыми теоретическими пояснениями. Даются также темы докладов, которые выбирают и готовят 3 магистранта.

1. Математические модели каналов: дискретные, непрерывные.

2. Пропускная способность дискретного канала.

3. Формула Шеннона для непрерывного канала.

1) Амплитудно-модулированный (АМ) сигнал с длительностью 10 с и по лосой частот F=100 Гц предполагается передать по каналу с объемом VК =10000, согласованному по времени и полосе частот с сигналом. Найти допу стимый коэффициент глубины модуляции сигнала.

2) Возможна ли неискаженная передача однотонального АМ-сигнала длительностью 100 с, коэффициентом модуляции 0,9 и частотой модуляции Гц по каналу с объемом VК=1 000 000?

3) Канал с полосой FК =10 кГц, объемом VК =1 000 000 и спектральной плотностью мощности помехи N0=10 –4 мВт/Гц можно использовать в течение 10 с. Какова предельная мощность передачи сигнала по каналу?

4) Какое минимальное число проверочных символов должен иметь поме хоустойчивый код, исправляющий 2 ошибки в кодовой комбинации?

5) Техническая скорость передачи двоичных символов по каналу бит/c. Какова реальная пропускная способность канала, если вероятность оши бочного приема символа равна 1/64?

6) Чему равна пропускная способность канала, если средняя мощность сигнала 1 мВт, а помехой является тепловой шум приемника, имеющего полосу частот 10 кГц и температуру 20°C?

7) Текст из ста букв передается по телефонному каналу с полосой частот 3.1 кГц за 30 с. Тот же текст за то же время передается пятизначным двоичным кодом по телеграфному каналу с тем же динамическим диапазоном. Во сколько раз телеграфный канал экономичнее телефонного, если ширина полосы частот FТЛГ 3 /, где – длительность посылки?

8) Колебание с угловой модуляцией описывается выражением:

u(t)=15 cos (108t + 3 sin 106t + 1,4 sin 105t + /4). Найти мгновенную частоту это го сигнала в момент t=1 мкс.

9) АМ-сигнал описывается выражением: u(t)=12 (1 + 0,6 соs t + +0,2 соs 2t) cos 0t. Найти наибольшее и наименьшее значение огибающей данного сигнала.

10) Передатчик с АМ в режиме молчания излучает несущее колебание мощностью P0=4 кВт. Найти максимальную излучаемую мощность Pmax при од нотональной АМ c коэффициентом глубины модуляции М=0,8.

Ход занятия.

На представление решений 10-ти задач выделяется 60 минут. На пред ставление 3-х докладов выделяется 30 минут. Докладчики отвечают нам вопро сы аудитории и преподавателя. Затем преподаватель подводит итог занятия и выдат задание для занятия № 3.

Практическое занятие № 3 (2 часа). Кодирование для канала передачи.

Цель занятия: углублнное изучение раздела 4 «Кодирование для канала передачи» дисциплины на основе представления докладов в интерактивном режиме.


Задание на занятие. На предыдущем занятии магистрантам выданы темы докладов 1-10, которые они должны представить на данном занятии в виде пре зентации с необходимыми теоретическими пояснениями.

1. Цели и задачи кодирования для каналов передачи информации.

2. Линейные блоковые коды, способы кодирования и декодирования.

3. Циклические коды, способы кодирования и декодирования.

4. Сверточные коды. Способы кодирования и декодирования.

5. Алгоритм Витерби.

6. Перспективные коды.

7. Турбокоды.

8. Итеративное декодирование.

9. Оценка эффективности кодов.

10. Код Рида-Соломона. Коды БЧХ.

Ход занятия.

На представление 10-ти докладов выделяется 85 минут. Докладчики отве чают нам вопросы аудитории и преподавателя. Затем преподаватель подводит итог занятия и выдат задание для занятия № 4.

Практическое занятие № 4 (2 часа). Основы оптимального приема радиосигналов.

Цель занятия: углублнное изучение раздела 6 «Основы оптимального приема радиосигналов» дисциплины на основе представления докладов в ин терактивном режиме.

Задание на занятие. На предыдущем занятии магистрантам выданы темы докладов 1-10, которые они должны представить на данном занятии в виде пре зентации с необходимыми теоретическими пояснениями.

1. Модель канала с аддитивным белым гауссовским шумом (АБГШ).

2. Понятие об оптимальном приеме радиосигналов.

3. Критерии качества приема.

4. Понятие потенциальной помехоустойчивости прима.

5. Постановка задачи оптимального прима для канала с АБГШ.

6.Оптимальный приемник для сигнала, наблюдаемого на фоне АБГШ.

7. Корреляционный приемник.

8. Оптимальный прием сигнала со случайной фазой.

9. Оптимальный прием сигнала со случайной амплитудой.

10. Расчт вероятностей ошибочного приема радиосигналов.

На представление 10-ти докладов выделяется 85 минут. Докладчики от вечают нам вопросы аудитории и преподавателя. Затем преподаватель подво дит итог занятия и выдат задание для занятия № 5.

Практическое занятие № 5 (2 часа). Основы оптимальной демодуля ции сигналов.

Цель занятия: углублнное изучение раздела 7 «Основы оптимальной де модуляции сигналов» дисциплины на основе представления докладов в интер активном режиме.

Задание на занятие. На предыдущем занятии магистрантам выданы темы докладов 1-10, которые они должны представить на данном занятии в виде пре зентации с необходимыми теоретическими пояснениями.

1.Задача синтеза оптимального алгоритма демодуляции радиосигнала на фоне помехи при цифровой модуляции для канала без памяти.

2. Демодуляция при когерентном приеме радиосигналов.

3. Демодуляция при некогерентном приме радиосигналов.

4. Оптимальный демодулятор при цифровой ФМ-М.

5. Оптимальная демодуляция сигнала при КАМ-М.

6. Задача синтеза оптимального алгоритма демодуляции радиосигнала на фоне помехи при цифровой модуляции для канала с памятью.

7. Принцип динамического программирования в системах передачи ин формации.

8. Последовательный алгоритм максимального правдоподобия демодуля ции сигналов с ЧМ-НФ.

10. Оптимальная демодуляция радиосигналов с относительной фазовой манипуляцией.

На представление 10-ти докладов выделяется 85 минут. Докладчики отве чают нам вопросы аудитории и преподавателя. Затем преподаватель подводит итог занятия и выдат задание для занятия № 6.

Практическое занятие № 6 (2 часа). Многоканальные системы и си стемы с множественным доступом.

Цель занятия: углублнное изучение раздела 9 «Многоканальные системы и системы с множественным доступом» дисциплины на основе представления докладов в интерактивном режиме.

Задание на занятие. На предыдущем занятии магистрантам выданы темы докладов 1-10, которые они должны представить на данном занятии в виде пре зентации с необходимыми теоретическими пояснениями.

1. Общие принципы построения многоканальных систем передачи ин формации.

2. Многоканальные системы с частотным разделением каналов.

3. Многоканальные системы с временным разделением каналов.

4. Многоканальные системы с кодовым разделением каналов.

5. Комбинированное разделение сигналов.

6. РСПИ со многими пользователями, проблема множественного доступа.

7. Понятие трафика системы с множественным доступом.

8. Расчт вероятностей ошибочного прима для различных моделей мно жественного доступа.

9. Одночастотные системы с синхронным кодовым разделением сигналов.

10. Одночастотные системы с асинхронным кодовым разделением сигна лов.

Практическое занятие № 7 (1 час). Подведение итогов изучения дис циплины и тестирование на ЭВМ по специальной программе.

В ходе этого занятия магистранты выполняют тест из 120-ти вопросов по 10-ти темам. Преподаватель подводит итоги изучения дисциплины.

4.5. Краткое описание видов самостоятельной работы 4.5.1. Общий перечень видов самостоятельной работы 1. Подготовка к докладам на практических занятиях (12 часов).

2. Решение задач (2 часа).

3. Подготовка отчтов по лабораторным работам (12 часов).

4. Самостоятельное изучение раздела 8 дисциплины (4 часа).

5. Выполнение курсовой работы (12 часов).

4.5.2. Методические рекомендации для выполнения для каждого за дания самостоятельной работы 1. При подготовке к докладам на практических занятиях магистранты ис пользуют основную и дополнительную литературу по дисциплине, а также ре сурсы Интернета. Выбор литературы осуществляется по рекомендациям препо давателя. Доклады по отдельным вопросам дисциплины оформляются в виде презентаций и представляются с использованием проектора. Каждый маги странт готовит и представляет 5 докладов.

2. Задачи решаются с использованием материалов лекций, а также основ ной и дополнительной литературы по дисциплине. Решения оформляются виде презентаций и представляются через проектор.

3. Оформляются отчты по лабораторным работам. Для защиты работ по вторяются материалы лекций и методические указания.

4.5.3.Описание курсовой работы Тема:

«Расчет характеристик кодированных информационных сигналов»

Общие сведения о кодировании сигналов 1.

Кодирование – это преобразование сигналов в вид, наиболее удобный для передачи. Сигнал – это зависимость тока или напряжения от времени, отобра жающая передаваемую информацию. В зависимости от вида информации сиг налы бывают непрерывные по времени (или аналоговые) и дискретные. На ос новании теоремы Котельникова непрерывный сигнал можно представить в ви де дискретных отсчтов, заданных для определнных точек на оси времени.

При квантовании дискретных отсчтов по уровню получают цифровые сигна лы, которые затем представляют в виде двоичных кодовых групп из двух зна чений: 0 и 1. Современные системы передачи информации имеют дело, в ос новном, с двоичными сигналами, что дает ряд весьма существенных преиму ществ по сравнению с передачей аналоговых сигналов.

К двоичным сигналам можно применять методы оптимального и поме хоустойчивого кодирования. Оптимальное кодирование позволяет уменьшить число двоичных символов для передачи данного сообщения. Помехоустойчи вое кодирование позволяет обнаружить и устранить ошибки прима символов, обусловленные влиянием помех. Кроме того, в современных системах передачи информации широко используют кодовое разделение сигналов абонентов, т.е.

разделение сигналов по форме элементарной посылки (0 или 1). Используют также специальные коды, позволяющие существенно уменьшить влияние слу чайных изменений амплитуд сигналов (замираний) на качество передачи ин формации.

Цель проекта – применение методов оптимального и помехоустойчивого кодирования информации для кодирования дискретной информации в виде букв и цифр, а также расчет характеристик кодированных сигналов.

Задание 1) Закодировать буквы русского алфавита кодом Шэннона-Фэно [1,2], т.е.

представить эти буквы в виде кодовых групп из различного числа 0 и 1. При кодировании использовать таблицу безусловных вероятностей Pi появления букв в тексте, где буквы, число которых m=32, расположены в порядке убыва ния вероятностей и предполагается, что вероятности появления букв независи мы:

Буква Вероятность Буква Вероятность Буква Вероятность Пробел м Ч 0,175 0,026 0, О д Й 0,090 0,025 0, Е п Х 0,072 0,023 0, А у Ж 0,062 0,021 0, И я Ю 0,062 0,018 0, Т ы Ш 0,053 0,016 0, Н з Ц 0,053 0,016 0, С ь, ъ Щ 0,045 0,014 0, р б Э 0,040 0,014 0, в г Ф 0,038 0,013 0, л 0, к 0, При кодировании кодом Шэннона-Фэно буквы разбивают на две группы по критерию наиболее близких суммарных вероятностей. Для всех букв пер вой группы первый кодовый символ равен 0, а для букв 2-ой группы первый символ равен 1. Затем каждую группу делят на две подгруппы с наиболее близ кими суммарными вероятностями и буквам первых подгрупп присваивают вто рой кодовый символ 0, а для букв вторых подгрупп второй кодовый символ ра вен 1. Процесс деления на подгруппы продолжают до тех пор, пока в каждой подгруппе не останется по одному сообщению. Результаты кодирования пред ставляются в виде таблицы 1.

2) Найти энтропию источника H(Pi), выдающего текст из букв русского алфавита, при отсутствии статистических связей между буквами. Оценить оп тимальность кода Шэннона-Фэно, рассчитав среднее число кодовых символов n на одну букву и сравнив с энтропией источника. В расчтах использовать выражения [1]:

m n m Pi log n P, H (P ), i i i P i i 1 i где ni – число символов в кодовой комбинации согласно таблице 1.

3) Закодировать свою фамилию кодом Шэннона-Фэно (использовать ре зультаты задания 1) с представлением таблицы и графика, где 1 соответствуют импульсы прямоугольной формы длительностью 1 мс и амплитудой 1В, а 0 – такие же импульсы отрицательной полярности.

4) Представить 1 и 0 в виде функции Уолша [1,5], порядок которой равен m+2 (m –последняя цифра номера зачтной книжки) и привести щие графики, где 0 кодируется в виде инверсии функции Уолша.


5) Разработать структурную схему генератора функции Уолша порядка m+2 с использованием блоков: триггер, перемножитель и генератор тактовых импульсов.

6) Закодировать дату своего рождения, например, 31051984, используя двоичных разряда согласно представлению десятичных чисел в виде двоич ных, и представить результаты в виде таблицы.

7) Закодировать дату рождения линейным двоичным блочным кодом (7,4) []1-5], где n=7 – число позиций в кодовой группе, k=4 – число информацион ных символов и r=3 - число проверочных символов, блок которых находится в конце кодового слова. При этом можно использовать приведнный ниже алго ритм кодирования и декодирования. Результаты кодирования представляются в виде таблицы.

8) Рассчитать вероятности ошибочного прима одного символа P1 при использовании относительной фазовой манипуляции (ОФМ) по схеме сравне ния фаз (некогерентный прим) для отношения энергии сигнала к спектральной плотности помехи h2=E1/N0=m+3 при отсутствии кодирования (задание 6) и для помехоустойчивого кода (7,4) – задание 7, где по формуле (2) рассчитыва ется эквивалентная вероятность ошибки P1К в расчте на один символ кодового слова. Сравнить эти вероятности и сделать выводы об эффективности приме нения помехоустойчивого кода. Использовать формулы [1,2,4]:

P1=0.5 exp( - h2 ) (1) n P К Cn P i (1 P ) ni, i (2) 1 1 n i a где a – число ошибок, исправляемых при декодировании (для кода (7,4) a=1), и n!

С nj - число сочетаний из n по j. Сравнить результаты расчтов по j!n j !

формулам (1) и (2) и сделать выводы об эффективности применения помехо устойчивого кода (7,4) для сигналов с ОФМ. Оценить выигрыш в мощности передатчика V в результате применения этого кода, для чего из (1) рассчитать значение h12, которое необходимо для обеспечения значения P1K, рассчитан ного по формуле (2):

h12 = ln [1/ (2 P1K)], (3) 2 а затем рассчитать значение V= h1 / h.

9) Выполнить задание 8 для некогерентного прима сигналов с ампли тудной манипуляцией (АМ), когда:

P1=0.5 exp( - h2/4) (4) Cравнить результаты заданий 8, 9 и сделать выводы об эффективности применения ОФМ по сравнению с АМ. Сравнить результаты расчтов по фор мулам (2) и (3) и сделать выводы об эффективности применения помехоустой чивого кода (7,4) для сигналов с АМ. Оценить выигрыш в мощности передат чика V в результате применения этого кода по методике, изложенной выше в пункте 8 с использованием формулы (3).

10) Разработать структурную схему кодирующего и декодирующего устройств [1,3] для линейного двоичного блочного кода (7,4) с использованием блоков триггер и генератор тактовых импульсов.

11) Выполнить задание 8 для сигналов из заданий 6,7, модулированных методом ОФМ со сравнением фаз (когерентный прим), при отношениях эф фективных мощностей сигнала и помехи h2=m+3. Для расчта вероятности ошибочного прима одного символа без кодирования и с применением помехо устойчивого кода использовать выражения (5) и (2) соответственно [1,4]:

P1=2[1 - Ф( 2 h)], (5) - где интеграл вероятностей Ф(x) для малых вероятностей ошибок P110 можно рассчитывать по асимптотической формуле:

x e dt 1 - [exp (-x2/2)]/( 2 x) t 2 / ( x) Сравнить результаты заданий 8, 10 и сделать выводы об эффективности приме нения когерентного прима сигналов с ОФМ по сравнению с некогерентным примом, включая применение помехоустойчивого кода (7,4).

12) Разработать структурные схемы модулятора и демодулятора сигналов с ОФМ для когерентного и некогерентного прима, используя блоки: генера тор несущей частоты, генератор тактовых импульсов, триггер, умножитель ча стоты, делитель частоты.

13) Рассчитать модули спектральных плотностей сигналов из заданий 3,4,7. Для сигналов из задания 7 несущая частота равна 10 кГц, длительность элементарной посылки равна 1 мс.

14) Для задания 8 рассчитать пропускную способность канала передачи C (бит/сек) дискретной информации с технической скоростью передачи V = бод (бит/сек) при расчте P1, P1К по формулам (1-3). Использовать формулы (5,6) [1,4]:

C = V [1 + P1 log P1 + (1- P1) log(1- P1 ) ], (6) C = V (k/n )[1 + P1K log P1K + (1- P1K) log(1- P1K ) ], (7) В заключении к работе делаются выводы об эффективности примене ния помехоустойчивых и оптимальных кодов для передачи информации.

5. Образовательные технологии, применяемые для реализации программы Лекции читаются с применением презентации. Предполагается при изу чении ряда тем использовать опережающее самостоятельное обучение, когда аспиранты знакомятся с презентацией и самостоятельно готовятся к теме с об суждением этой темы на занятиях. Такой подход позволяет перейти от записы вания лекционного материала к его вдумчивому изучению.

Выполнение лабораторных работ производится с применением компью терных технологий, в частности программ, моделирующих характеристики ра диоволн КВ и УКВ диапазонов, сред программирования MatCAD;

MatLAB, Delfi. Внедрение вычислительной техники способствует интенсификации про цесса обучения, что особенно важно в условиях быстро увеличивающегося объема научно-технической информации, а также помогает освоить основы ме тодов вычислительного эксперимента в условиях интерактивного взаимодей ствия ЭВМ и магистрантов.

6. Оценочные средства и технологии Текущий контроль: защита отчтов по лабораторным работам, контроль выполнения домашних заданий. Промежуточный контроль – проведение кон трольных работ. Контрольные работы проводятся в компьютерном классе по специальной тестирующей программе в течении 30 минут. Проверка выполне ния расчетных работ. Итоговый контроль – экзамен, на котором магистранты отвечают на два теоретических вопроса и решают одну задачу.

7. Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины 7.1.Основная учебная литература 1. Литвинская, О.С. Основы теории передачи информации: учеб. По собие для вузов / О. С. Литвинская, Н. И. Чернышев. – М.: КноРус, 2010. – 168 с.

2. Воробьев, Л. В. Системы и сети передачи информации: учеб. пособие для вузов / Л. В. Воробьев, А. В. Давыдов, Л. П. Щербина. – М.: Академия, 2009. – 328 с.

3. Галкин, В. А. Цифровая мобильная радиосвязь: учеб. пособие для вузов / В. А. Галкин. – М.: Горячая линия-Телеком, 2011. – 590 с.

4. Першин, В. Т. Основы современной радиоэлектроники: учеб. пособие для вузов / В. Т. Першин. – Ростов н/Д: Феникс, 2009. – 540 с.

7.2.Дополнительная учебная и справочная литература 1) Информационные технологии в радиотехнических системах: учеб. посо бие для вузов по специальностям «Радиотехника» / В. А. Васин [и др.];

под ред. И. Б. Федорова. – М.: Изд-во МГТУ, 2004. – 764 с.

2) Хохлов, Г. И. Основы теории информации: учеб. пособие для вузов / Г.

И. Хохлов. – М.: Академия, 2008. – 170 с.

3) Биккенин, Р. Р. Теория электрической связи: учеб. пособие для вузов по направлению подгот. «Телекоммуникации» / Р. Р. Биккенин, М. Н. Чес ноков. – Москва: Академия, 2010.– 327 с.

4) Системы коротковолновой радиосвязи с подавлением многолучвости сигнала / А. И. Агарышев [и др.];

Иркут. гос. техн. ун-т, Физ.-техн. ин-т. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. – 160 с.

М2.Б. АННОТАЦИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ (РАБОЧЕЙ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ) «ОСНОВЫ ТЕЛЕВИДЕНИЯ»

Направление подготовки: 210400 «Радиотехника»

Профиль подготовки: «Радиотехнические телекоммуникационные устройства и системы»

Квалификация (степень) магистр 1. Цели и задачи освоения дисциплины Дисциплина «Основы телевидения» входит в базовую часть профессио нального цикла (М.2) и обеспечивает подготовку магистрантов в области тео рии и некоторых вопросов технической реализации систем телевидения.

Целью преподавания дисциплины является изучение вопросов формиро вания, хранения, преобразования и передачи по каналам связи сигналов изоб ражения, анализа и синтеза аналоговых и цифровых телевизионных систем, воспроизведения цветных изображений. Магистранты изучают принципы по строения современных аналоговых и цифровых систем вещательного и при кладного телевидения.

2. Компетенции обучающегося, формируемые освоения дисциплины В результате освоения программы дисциплины обучающийся должен:

- способностью использовать результаты освоения фундаментальных и при кладных дисциплин магистерской программы (ПК-1);

- способностью самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ПК-4);

- способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК-5);

- способностью с использованием современных языков программирования раз рабатывать и обеспечивать программную реализацию эффективных алгоритмов решения сформулированных задач (ПК-18);

- способностью организовывать работу коллективов исполнителей (ПК-21);

- готовностью участвовать в поддержании единого информационного про странства планирования и управления предприятием на всех этапах жизненно го цикла разрабатываемой и производимой продукции (ПК-22).

3. Основная структура дисциплины Вид учебной работы Трудоемкость, часов Всего Семестр № Общая трудоемкость дисциплины 72 Аудиторные занятия, в том числе: 28 лабораторные работы 14 практические занятия 14 Самостоятельная работа 44 Вид промежуточной аттестации (итогово- Зачет Зачет го контроля по дисциплине) 4. Содержание дисциплины 4.1. Краткий перечень основных разделов и тем (дидактических единиц) теоретической части дисциплины Изображение и его характеристики, фотометрические величины.

Зрительное восприятие.

Форма и спектр электрического сигнала яркости;

формирование сигнала изоб ражения.

Фотоэлектрические преобразователи изображений.

Передача цветных изображений;

аналоговые системы цветного телевидения (NTSC, PAL, SECAM).

Цифровая обработка и кодирование сигналов изображения;

системы цифрового телевидения Визуализация телевизионного сигнала.

Консервация видеоинформации.

Организация телевещания.

4.2. Перечень рекомендуемых практических занятий 1. Решение задач по темам «Фотометрические величины» и «Форма и спектр видеосигнала»

2. Работа с аналоговым и цифровым телевизионным осциллографом 3. Работа с анализатором телевизионных сигналов 4. Работа с комплектом индивидуального приема спутникового телевидения 5. Решение задач по теме «Спутниковое телевидение»

6. Контрольная работа 7. Семинар по теме «Телевизионные системы различного назначения»

4.3. Перечень рекомендуемых видов самостоятельной работы 1) Подготовка к занятию «Решение задач по теме «Фотометрические величи ны»

2) Подготовка к занятию «Решение задач по теме «Форма и спектр видеосиг нала»

3) Самостоятельное изучение темы «Черно-белые и цветные кинескопы»

4) Подготовка к контрольной работе 5) Самостоятельное изучение темы «Аналоговые и цифровые видеомагнито фоны»

6) Подготовка к семинару «Телевизионные системы различного назначения»

7) Подготовка к зачету 5. Образовательные технологии, применяемые для реализации программы Лекции, в т.ч. с применением мультимедиа-проектора для демонстрации различных телевизионных и видеоэффектов. Практические занятия, посвящен ные развитию навыков решения реальных инженерных задач, работы с обору дованиям и проведения измерений в области телевидения.

6. Оценочные средства и технологии Для текущего контроля успеваемости предусмотрено проведение письменной контрольной работы. Контрольная работа выполняется по инди видуальным вариантам и содержит теоретические вопросы и задачи.

Изучение дисциплины заканчивается зачетом. Зачет проводится в фор ме собеседования по списку вопросов.

7. Рекомендуемое информационное обеспечение дисциплины 1) Основы радиосвязи и телевидения: учеб. пособие для вузов по специально стям 210404 Мамчев Г.В. "Многоканал. телекоммуникац. системы". - М.:

Горячая линия – Телеком, 2007. - 414 с.

2) Телевидение: Учебник для вузов / В.Е. Джакония, А.А. Гоголь, Я.В. Друзин и др.;

Под ред. В.Е. Джаконии. 2-е изд. - М.: «Горячая линия-Телеком», 2002. – 639 с.

М2.В.ОД. АННОТАЦИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ (РАБОЧЕЙ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ) «СЕТЕВЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»

Направление подготовки:210400 «Радиотехника»

Профиль подготовки: Радиотехнические телекоммуникационные устройства и системы Квалификация (степень): Магистр 1. Цели и задачи освоения дисциплины Цель дисциплины: Целью дисциплины является изучение основных концепций и принципов построения информационных сетей с современными тенденциями их развития.

Задачи дисциплины: Ознакомить с основными технологиями получения и об работки информации в информационных сетях и выработать соответствующие практические навыки.

2. Компетенции обучающегося, формируемые при освоении дисциплины - способностью самостоятельно приобретать и использовать в практиче ской деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности (ПК 4);

способность анализировать состояние научно-технической проблемы пу тем подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (ПК-7);

- способностью выполнять моделирование объектов и процессов с целью анализа и оптимизации их параметров с использованием имеющихся средств исследований, включая стандартные пакеты прикладных про грамм (ПК 17);

- способностью с использованием современных языков программирова ния разрабатывать и обеспечивать программную реализацию эффектив ных алгоритмов решения сформулированных задач (ПК 18).

В результате освоения программы дисциплины обучающийся должен:

Знать:

основы архитектуры информационных сетей (модель OSI, логическая структура коммуникационных сетей с маршрутизацией и селекцией ин формации и их компонентов);

виды основных служб (сервисов), особенности их организации и исполь зования;

основные тенденции современного развития информационных сетей: ин теграция информационных сетей разного масштаба, интеграция сетей по движной и фиксированной связи, интеграция сервисов на единой цифро вой технологической основе передачи данных;

место и роль радиоэлектронных систем и устройств, входящих в инфор мационные сети, и основные требования, предъявляемые к ним.

Уметь:

настраивать под свои нужды и пользоваться современными браузерами для работы в WWW;

пользоваться основными сетевыми службами, в том числе электронной почтой;

пользоваться основными информационно-справочными системами в Internet, а также системами баз данных, имеющих отношение к профилю профессиональной работы;

составлять документы в формате HTML.

3. Основная структура дисциплины Вид учебной работы Трудоемкость, часов Всего Семестр № Общая трудоемкость дисциплины 108 Аудиторные занятия, в том числе: 56 лекции 14 лабораторные работы 14 практические/семинарские занятия 28 Самостоятельная работа 52 Вид промежуточной итогового контроля экзамен экзамен по дисциплине 4. Содержание дисциплины 4.1. Краткий перечень основных разделов и тем (дидактических единиц) теоретической части дисциплины Распределнная обработка информации. Виды распределнной обра ботки информации и их характеристика: мониторинг пространственно распре делнных объектов, управление объектами, формирование распределнных информационных ресурсов и доступ к ним, электронная почта и обмен файла ми, удалнный доступ к процедурам решения задач, коллективное решение научных и производственных задач, электронная торговля и т.д.). Основные понятия сетевой обработки информации.понятие об архитектуре информаци онных систем, архитектура информационной сети, особенности основных сете вых архитектур ("терминал-главный компьютер", "клиент-сервер", одно ранговой архитектуры).

Телефонные сети общего пользования и сети передачи данных. Логи ческая структура информационной сети. Глобальные и местные информацион ные сети. Сети и средства абонентского проводного и радиодоступа. Типы си стем, типы абонентских терминалов, логическая структура одномашинной и многомашинной абонентской системы. Модемы для телефонных и радиокана лов, протоколы обмена.

Эталонная модель взаимосвязи открытых систем (OSI Reference Model). Однородные и неоднородные сети. Необходимость стандартизации.

Международные организации в области стандартизации телекоммуникаций.

Общая характеристика, назначение и область применения эталонной модели взаимосвязи открытых систем (OSI Reference Model). Сетевые стандарты и ин терфейсы.

Коммутационные системы и устройства. Назначение и типы коммута ционных систем, классификация по обслуживаемым уровням эталонной моде ли OSI. Логическая структура и особенности коммутационных систем разных типов (узлы коммутации каналов, узлы смешанной коммутации, шлюзы, марш рутизаторы, мосты, повторители). Концентрация и маршрутизация информаци онных потоков.

Сетевые ресурсы, управление и контроль. Сетевая служба и е логиче ская структура. Служба управления сетью и административные системы.

Служба управления файлами и доступа к ним. Служба управления заданиями, служба электронной почты и т.д.

Особенности локальных информационных сетей. Определение, физи ческая среда, основные детерминированные и недетерминированные методы доступа, топология. Сети типа Ethernet и Fast Ethernet, Arcnet, IBM Token Ring, Fiber Channel. Особенности сетевых операционных систем, операционные си стемы MS Windows NT 4.0/2000, NetWare 4.0.

Глобальная информационная сеть Internet. Принципы построения.

Стек протоколов TCP/IP. Адресация в Internet, разбиение сети на подсети, вы бор маски сети. Общая характеристика основных служб Internet, включая базы данных и сервисы WWW.

Современные тенденции развития корпоративных информационных сетей (технология Intranet). Сопоставительный анализ архитектур "файл сервер", двухзвенной и трхзвенной архитектуры "клиент-сервер" и Web архитектуры (HTTP-сервер и CGI). Дополнительные возможности Web архитектуры (Java-машина, языки Java и Java Script и т.д.) для разработки поль зовательских приложений в корпоративной сети. Современная WWW/Intranet архитектура. Основные понятия языка HTML.

Интегральные информационные сети. Интеграция специализированных сетей, передача, обмен и обработка пространственно распределнных различ ных видов информации (данные, аудио, подвижные и неподвижные изображе ния и их комбинации) на единой цифровой технологической основе в цифро вых сетях с интеграцией служб (ЦСИС). Основные службы ЦСИС и требова ния к качеству сервиса. Узкополосные и широкополосные ЦСИС. Назначение, структура, основные компоненты, интерфейсы и протоколы узкополосных ЦСИС.

Плезиохронная и синхронная цифровая иерархия (PDH и SDH). Осо бенности, структура, область применения, иерархия скоростей, недостатки PDH. Принципы мультиплексирования и демультиплексирования в сетях с SDH. Особенности построения ЦСИС по технологии SDH. Область примене ния, иерархия скоростей, аппаратные средства. Особенности построения си стемы синхронизации.

Синхронный (STM) и асинхронный (ATM) режимы передачи инфор мации. Назначение, основные понятия (ячейка, виртуальный путь и виртуаль ный канал), структура, эталонная модель режима АТМ. Особенности построе ния ЦСИС по технологии ATM. Классы сообщений, параметры трафика и ка чества обслуживания. Характеристика протоколов уровней ATM и AAL. Осо бенности и аппаратные средства передачи трафика протоколов верхних уров ней. Возможность использования протоколов АТМ в радиоканалах.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.