Рабочая программа для студентов направления 010800. 62 «Радиофизика»

Скачать 484.98 Kb.

Название	Рабочая программа для студентов направления 010800. 62 «Радиофизика»
страница	1/4
Дата публикации	18.10.2014
Размер	484.98 Kb.
Тип	Рабочая программа

100-bal.ru > Физика > Рабочая программа

1 2 3 4

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»:

Проректор по учебной работе

_______________________ /Волосникова Л.М./

__________ _____________ 2014 г.
СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 010800.62 «Радиофизика»

Форма обучения очная

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы ______________/Чертенко А.Л./

«____»___________2013 г.
Рассмотрено на заседании кафедры радиофизики 10.01.2014 года. Протокол № 5. Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем ___25___стр.

Зав. кафедрой ______________________________/Михеев В.А./

«______»___________ 2014 г.
Рассмотрено на заседании УМК ИФиХ «____»______________ 2014 г., протокол №____. Соответствует ГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК _________________/Креков С.А./

«____»_____________2014 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

И.о директора ИБЦ _________________/ Ульянова Е.А./

«____»_____________2014 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. методическим отделом УМУ_____________/ Фарафонова И.Ю./

«____»_____________2014 г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт Физики и Химии

Кафедра радиофизики

Чертенко А.Л.

СИСТЕМЫ СВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 010800.62 «Радиофизика»

Форма обучения очная

Тюменский государственный университет

2014

Чертенко А.Л. Системы связи с подвижными объектами. Рабочая программа для студентов направления 010800.62 «Радиофизика», форма обучения очная. Тюмень, 2014, __25___ стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ГОС ВПО.

Рабочая программа дисциплины «Системы связи с подвижными объектами», опубликована на сайте ТюмГУ: «Системы связи с подвижными объектами», [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk.utmn.ru., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой радиофизики. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой радиофизики Михеев В.А.

Пояснительная записка.

Рабочая программа учебной дисциплины «Системы связи с подвижными объектами» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки студентов направления 010800.62 «Радиофизика».

Дисциплина «Системы связи с подвижными объектами» принадлежит к факультативным дисциплинам циклу ФТД. Она предусматривает изучение принципов действия, основных параметров, конструктивных особенностей стандартов систем подвижной радиосвязи (СПР), построение радиоприемных и радиопередающих устройств, антенно-фидерных трактов изучение структурных, функциональных схем и узлов.

При изучении дисциплины необходимо соблюдать единство терминологии и обозначении в соответствии с Государственными и международными стандартами.

Цели и задачи дисциплины

Изучение дисциплины "Системы связи с подвижными объектами" ставит своей целью формирование знаний по принципам построения систем подвижной радиосвязи (СПР), особенностям каналов, организуемых в СПР, методам расчета основных параметров частотного плана и энергетических параметров аппаратуры для СПР.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

"Системы связи с подвижными объектами" является факультативной дисциплиной цикла ФТД для направления 010800.62 «Радиофизика».

Содержание курса базируется на знаниях, приобретённых при изучении разделов математики и физики на первом и втором курсах, дисциплины «Основы теории колебаний». Теоретической базой для изучения данной дисциплины являются «Электротехника», «Основы построения систем связи».
В результате изучения данной дисциплины обучающийся должен:

знать:

направления реализации персональной связи;
принцип работы и архитектуру базовых станций;

основные направления развития взаимоувязанной сети связи Российской Федерации;
современные и перспективные стандарты систем связи с подвижными объектами (ПО);

способы защиты от несанкционированного доступа;
основные принципы пакетной передачи сообщений;

классификацию систем персональной спутниковой связи;
уметь:

классифицировать системы подвижной связи;
пользоваться пейджером;
эксплуатировать подвижную абонентскую станцию;
объяснить работу центра коммутации подвижной связи;
анализировать формат цифрового сообщения.

владеть:

-навыками по построению и технической эксплуатации системы подвижной связи

2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр - 5. Форма промежуточной аттестации – зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 60 часов.

Таблица 1.

Вид учебной работы	Всего часов
Вид учебной работы	Всего часов
Аудиторные занятия (всего)	60
В том числе:	-
Лекции	36
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)	24
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)	Зачет
Общая трудоемкость часов	60

3. Тематический план
Таблица 2.

№	Тема	недели семестра	Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.				Итого часов по теме	Итого количество баллов
№	Тема	недели семестра	Лекции*	Семинары *	Лабораторные занятия*	Самостоятельная работа*
1	2	3	4	5	6	7	8	10
	Модуль 1.
1.1	Раздел 1. Общие сведения о системах связи с подвижными объектами. Тема 1.1 Современное состояние и классификация систем связи с подвижными абонентами.	1-5	2			1	3	0-10
1.2	Тема 1.2 Тенденция и перспективы развития подвижных систем связи.		2			1	3	0-10
1.3	Раздел 2. Организация профессиональных систем связи с ПО. Тема 2.1 Организация сетей без разделения и с разделением на группы. Тема 2.2 Использование ретрансляторов для связи с ПО. Особенности полудуплексного и дуплексного режима работы при работе с ретрансляцией сигнала, назначение ретрансляторов, функции диспетчерской станции и способы защиты от несанкционированного доступа. Тема 2.3 Сигнальные системы селективного вызова, интерфейс с ТФОП. Раздел 3. Транкинговые системы связи . Тема 3.1 Стандарты ТСС. Принципы организации и структурные схемы однозоновых ТСС. Многозоновые ТСС, перспективы развития ТСС. Стандарт МРТ 1327.		6			4	10	0-10
	Всего		10			6	16	0-30
	Модуль 2.
1.4	Раздел 4. Системы персонального радиовызова (СПРВ). Тема 4.1 Общие характеристики и принципы построения систем ПРВ. Сравнительная характеристика стандартов. Стандарт POCSAG.	6-12	3			2	5	0-10
2.1	Раздел 5. Аналоговые сотовые системы подвижной связи.		1			1	2	0-5
2.2	Тема 5.1 Организация ССПС, принципы повторного использования частот, оценка емкости сети для различных стандартов ССПС. Тема 5.2 Аналоговые ССПС NMT- 450, (AMPS). Осуществление соединения, нумерация абонентов.		3			2	5	0-10
3.1	Раздел 6. Цифровая сотовая система стандарта GSM.		1			1	2	0-5
3.2	Тема 6.1 Общие характеристики стандарта. Состав оборудования и структурные схемы. Тема 6.2 Распространение радиоволн при связи с подвижными абонентами. Использование разнесенного приема, направленных антенн, с изменяемой диаграммой направленности. Сетевые и радиоинтерфейсы. Тема 6.3 Структура служб. Формирование сигналов в стандарте GSM. Формирование логических и физических сигналов. Тема 6.4 Информационная безопасность. Скрэмблирование. Использование интеллектуальных SIM карт.		8			6	14	0-20
	Всего		16			12	28	0-50
	Модуль 3.
3.3	Раздел 7.Системы беспроводной связи СТ2, DECT. Тема 7.1 Общие характеристики стандартов. Изучение протоколов и форматов приема и передачи информации для стандартов СТ2 (DECT). Раздел 8. Спутниковые системы связи с подвижными объектами. Тема 8.1 Общие характеристики спутниковых систем связи для фиксированной и подвижной связи. Тема 8.2 Основные характеристики, структурные схемы организации связи с подвижными объектами системы IRIDIUM, GLOBALSTAR, INMARSAT-P (ICO). Тема 8.3 Методы модуляции и сравнительные характеристики многостанционного доступа с частотным, временным и кодовым разделением каналов. Тема 8.4 Использование помехоустойчивых кодов и перемежения в цифровых системах связи.	13-18	10			6		0-20
	Всего		10			6		0-20
	Итого (часов, баллов):		36			24		0-100

Таблица 3.
Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля

№ темы	Устный опрос			Письменные работы					Технические формы контроля		Информационные системы и технологии		Итого количество баллов
№ темы	коллоквиумы	собеседование	ответ на семинаре		контрольная работа	тест	реферат	эссе	программы компьютерного тестирования	комплексные ситуационные задания	электронные практикум	другие формы
Модуль 1
1.1					0-10								0-10
1.2					0-10								0-10
1.3					0-10								0-10
Всего					0-30								0-30
Модуль 2
1.4					0-10								0-10
2.1						0-5							0-5
2.2						0-10							0-10
3.1						0-5							0-5
3.2					0-10	0-10							0-20
Всего					0-20	0-30							0-50
Модуль 3
3.3					0-20								0-20
Всего					0-20								0-20
Итого													0 – 100

Таблица 4.

Планирование самостоятельной работы студентов

№	Модули и темы	Виды СРС		Неделя семестра	Объем часов	Кол-во баллов
№	Модули и темы	обязательные	дополнительные	Неделя семестра	Объем часов	Кол-во баллов
Модуль 1
Раздел 1.
1.1		Работа с литературой.	Подготовка к контрольной работе	1-5	1	0-10
1.2		Работа с литературой.	Подготовка к контрольной работе		1	0-10
1.3		Работа с литературой.	Подготовка к контрольной работе		4	0-10
	Всего по модулю 1:				6	0-30
Модуль 2
1.4		Работа с литературой.	Подготовка к контрольной работе	6-12	2	0-10
Раздел 2.
2.1		Работа с литературой.	Подготовка к тесту		1	0-5
2.2		Работа с литературой.	Подготовка к тесту		2	0-10
Раздел 3.
3.1		Работа с литературой.	Подготовка к тесту		1	0-5
3.2		Работа с литературой.	Подготовка к контрольной работе .Подготовка к тесту.		6	0-20
	Всего по модулю 2:					0-50
Модуль 3
3.3		Работа с литературой.	Подготовка к контрольной работе	13-18		0-20
	Всего по модулю 3:					0-20
	Итого за семестр (часов, баллов):					0-100

4. Содержание дисциплины.

Раздел 1. Общие сведения о системах связи с подвижными объектами.

Тема 1.1 Современное состояние и классификация систем связи с подвижными объектами. Краткая характеристика и назначение отечественных и зарубежных профессиональных систем подвижной связи. Краткая характеристика систем персонального радиовызова, основные стандарты: POCSAG, RDS, ERMES, FLEX.

Федеральные и региональные стандарты сотовой связи, спутниковой связи и систем беспроводных телефонов, их краткая характеристика и область применения.

Тема 1.2 Тенденция развития подвижных систем связи. Концепция персональной связи, перспективы объединения сетей с целью организации глобальных сетей связи общего пользования с ПО.

В результате изучения раздела студент должен:

знать:

-направления реализации персональной связи;

-способы взаимодействия сетей различных стандартов;

-стандарты, реализованные в 2-х и 3-х модовых терминалах;

уметь:

-классифицировать системы подвижной связи.
Раздел 2. Организация профессиональных систем связи с подвижными объектами.

Тема 2.1 Организация сетей без разделения и с разделением на группы.Принципы организации одноканальных аналоговых симплексных систем связи, использование аналоговых и цифровых систем шумоподавления для разделения абонентов на группы.

Тема 2.2 Использование ретрансляторов для связи с ПО. Особенности полудуплексного и дуплексного режима работы при работе с ретрансляцией сигнала, назначение ретрансляторов, функции диспетчерской станции и способы защиты от несанкционированного доступа.

Тема 2.3 Сигнальные системы селективного вызова, интерфейс с телефонными сетями общего пользования. Типы сигнальных систем, сравнительные характеристики основных (DTMF, MDS-1200), коммутационное и управляющее оборудование ретрансляторов, типы контролеров с телефонным интерфейсом.

В результате изучения раздела студент должен:

знать:

-принцип работы аналоговых и цифровых систем шумоподавления;

-назначение и архитектуру базовых станций;

-принцип организации одноканальных и многоканальных симплексных сетей связи и способы разделения абонентов на группы;

-режимы работы ретрансляторов, способы защиты от несанкционированного доступа;

уметь:

-контролировать основные характеристики сигнальной системы селективного вызова (DTMF).
Раздел 3 Транкинговые системы связи

Тема 3.1 Стандарты ТСС

Основные характеристики распространенных стандартов, методы передачи речевой информации, тип многостанционного доступа, количество зон (сот), способ поиска и назначения, тип канала управления _и скорость обмена управляющей информацией.

Тема 3.2 Принципы организации и структурная схема однозоновой ТСС. Особенности построения антенно-фидерного тракта, сопряжение с приемопередающей аппаратурой. Назначение и функции коммутационного и управляющего оборудования, интерфейс с ТФОП и сетью пакетной передачи.

Тема 3.3 Многозоновые ТСС, перспективы развития ТСС. Структурные схемы многозоновых ТСС с распределенной и централизованной коммутацией, их сравнительные характеристики. Функциональные особенности ТСС, виды услуг пользователям, преимущества ТСС для организации корпоративной сети связи.

Тема 3.4 Стандарт МРТ1327. Сравнительные характеристики основных стандартов трантинговой связи МРТ 1375, (SMARTRUNK. TETR А).

В результате изучения раздела студент должен:

знать:

-архитектуру однозоновых и многозоновых ТСС;

-виды услуг пользователям;

-основные характеристики стандартов: Алтай, Smar Trank. MPT 1327, TETRA;

-основное оборудование базовых станций;
уметь:

- эксплуатировать подвижную станцию.

Раздел 4. Системы персонального радиовызова

Тема 4.1 Общие характеристики и принципы построения систем ПРВ. Структурные схемы систем ПРВ малой и большой емкости, достоинства различных стандартов систем ПРВ, типы сообщений, особенности пейджеров различных производителей. Функции контроллера системы. Организация физического канала передачи информации.

Тема 4.2 Сравнительные характеристики стандартов СПРВ. Стандарты PQCSAG, RDS, ERMES, FLEX. Особенности синхронного и асинхронного способа передачи информации, организация логического канала передачи информации, особенности протоколов указанных стандартов.

Тема 4.3 Изучение стандартов POCSAG. Формат записи сообщения в стандарте POCSAG, помехоустойчивое кодирование (линейный циклический код БЧХ 31,21).

В результате изучения раздела студент должен:

знать:

-принцип организации сетей ПРВ;

-работу контроллера СПРВ;

-запись формата сообщения для отдельных стандартов;

-принципы пакетной передачи сообщений;
уметь:

-обслуживать пейджинговый терминал;

-пользоваться пейджером;

-передавать сообщение на буквенно-цифровой пейджер;

Раздел 5 Аналоговые сотовые системы подвижной связи.

Тема 5.1 Организация ССПС. Структурная схема ССПС, назначение базовой станции, центра коммутации подвижной связи. Основные характеристики, защитное отношение, коэффициент уменьшения сокональных помех, число каналов на соту и т.д. для основных стандартов ССПС, частотный план для некоторых стандартов ССПС.

Тема 5.2 Аналоговые ССПС NMT-450, (AMPS). Принципы организации, структурные схемы, сигнализация, типы подвижных станций, виды услуг пользователям. Функции канала управления, возможности сигнализации. Регулировка мощности передатчиков.

Тема 5.3 Осуществление соединения, нумерация абонентов. Протокол установления входящего и исходящего вызова и принцип «эстафетной передачи». Национальная и международная система нумерации.

В результате изучения раздела студент должен:

знать:

-архитектуру ССПС;

-оборудование базовой станции;

-оборудование центра коммутации подвижной связи;

-характеристики стандартов;

-принцип повторного использования частот;

-систему нумерации;

уметь:

-пояснить принцип «эстафетной передачи» при перемещении абонента;

-объяснить работу центра коммутации подвижной связи;

-эксплуатировать подвижную абонентскую станцию;
Раздел 6 Цифровая сотовая система стандарта GSM

Тема 6.1 Общие характеристики стандарта.. Частотный план. Основные характеристики временного и частотного разделения каналов. Вид модуляции радиосигнала. Полоса частот канал. Скорость передачи информации в радиоканале передачи.

Тема 6.2 Состав оборудования и структурные схемы. Структурная схема абонентского терминала. Функции антенного блока, приемопередающего блока и блока управления. Назначение оборудования базовой станции: базовых приемопередающих станций, контроллера БС, транскодера. Функции центра коммутации подвижной связи. Содержание бах данных. Интерфейс с внешними сетями. Уровни управления сетями GSM.

Тема 6.3 Распространение радиоволн при связи с подвижными объектами. Особенности многолучевого распространения сигналов. Физика возникновения быстрых замираний. Способы маскировки искажений при возрастании битовых ошибок.Тема 6.4 Использование разнесенного приема, направленных антенн, антенн с измеряемой диаграммой направленности. Устранение быстрых замираний сигналов, проблемы уменьшения сокональных помех и увеличение емкости сети.

Тема 6.5 Сетевые и радиоинтерфейсы. Временная и информационная структура интерфейса. Системы сигнализации с внешними сетями.

Тема 6.6 Структура служб. Формирование сигналов в стандарте GSM. Основные характеристики функций передачи и телефункций (телеслужб).

Тема 6.7 Формирование логических и физических каналов. Структура логических каналов связи и управления. Алгоритм установления связи и «эстафетной передачи».

Тема 6.8 Информационная безопасность. Скремблирование. Использование интеллектуальных SIM карт. Алгоритмы аутентификации, шифрование передаваемых сообщений, защита от несанкционированного доступа в базы данных.

В результате изучения раздела студент должен:

знать:

-характеристики антенно-фидерного тракта;

-порядок установления связи в сетях GSM;

-назначение режима «медленных скачков по частоте»;

-состав оборудования и структурную схему ССПС;

-функции сотовой связи;

-назначение STM карт;
уметь:

-пояснять функции аппаратной и программной части ЦКПС
Раздел 7 Системы беспроводной связи.

Тема 7.1 Общие характеристики стандартов. Диапазоны частот, количество каналов, ширина полосы занимаемых частот, радиус действия, мощность передатчиков базовых станций (радиопортов) и подвижных станций. Виды обслуживания. Формирование физических и логических каналов. Сетевые и радиоинтерфейсы. Порядок обслуживания входящих и исходящих вызовов. Система сигнализации.

Тема 7.2 Построение сетей связи с использованием указанных стандартов. Структурная схема системы микросотовой связи с ПО. Организация взаимодействия сетей, использующих стандарт DECT и GSM.

Тема 7.3 Изучение протоколов и форматов приемо-передачи. Информации для стандартов CT2(DECT). Изучение коммутационного и управляющего оборудования сети СТ2, котроллера радиопортов.

В результате изучения раздела студент должен:

знать:

-систему динамического разделения каналов в сетях с микросотовой
структурой;

-систему сигнализации;

-достоинства микросотовых систем связи с ПО;

-скорости передвижения;

-достоинства абонентских терминалов с временным разделение каналов;

уметь:

-приводить основные характеристики стандартов;

-приводить структурные схемы организации сети с использованием
стандарта СТ2
Раздел 8 Спутниковые системы связи.

Тема 8.1 Общие характеристики. Спутниковые системы связи для фиксированной и подвижной связи. Зоны обслуживания, характеристики орбит, запаздывание сигналов (эффект Доплера), срок службы ИСЗ, характеристика антенн и излучаемой мощности ИСЗ.

Тема 8.2 Основные характеристики, структурные схемы организации связи с подвижными объектами системы IRIDIUM, GLOBALSTAR.JNMARSAT-P.

Основные характеристики абонентских фидерных и межспутниковых линий (диапазоны частот, число каналов, скорость передачи, ЭИИМ, G/T). Спутниковые схемы Российского сегмента систем JRJDIUMu GLOBALSTAR. Виды услуг, скорость передачи. Протокол обмена сообщениями, система сигнализации. Интеграция спутниковых подвижных систем с наземными сетями связи.

Тема 8.3 Методы модуляции и сравнительные характеристики многостанционного доступа с частотным, временным и кодовым разделением каналов.

Сравнительная характеристика методов модуляции в цифровых системах передачи, спектральная эффективность радиосигнала, частота битовой ошибки, помехозащищенность. Функциональные схемы для реализации многостанционного доступа с частотным, временным и кодовым разделением каналов, сравнительные характеристики. Защищенность от узкополосных помех, полосы частот, защищенность от многолучевого приема, емкость сети.

Тема 8.4 Использование помехоустойчивых кодов и перемежения в цифровых системах связи. Принцип защиты от ошибок в канале передачи данных. Использование блочного и сверточного кодирования. Использование линейных циклических кодов. Структурные схемы кодеров. Блочное и диагональное перемежение.

В результате изучения раздела студент должен:

знать:

классификацию систем персональной спутниковой связи;
характеристики абонентских терминалов;
характеристики космических аппаратов, отдельных систем спутниковой связи;;

уметь:

приводить характеристики абонентских станций;
приводить сравнительные параметры КА;
анализировать формат цифрового сообщения и проводить расчет
контрольных битов;

5. Практические занятия

Практические занятия учебным планом ООП не предусмотрены.