Радиофизический факультет

Скачать 120.04 Kb.

Название	Радиофизический факультет
Дата публикации	01.01.2015
Размер	120.04 Kb.
Тип	Документы

100-bal.ru > Журналистика > Документы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»

Радиофизический факультет

Кафедра радиотехники

УТВЕРЖДАЮ

Декан радиофизического факультета
____________________Якимов А.В.

«18» мая 2011 г.

Учебная программа
Дисциплины М2.В4.05 «Цифровые каналы передачи данных»
по направлению 011800 «Радиофизика»

Нижний Новгород

2011 г.

1. Цели и задачи дисциплины

Целью изучения дисциплины является ознакомление с видами и моделями информационных сигналов, с основными методами аналоговой и цифровой обработки сигналов в современных цифровых средствах передачи информации, методами построения физического уровня цифровых систем связи.
2. Место дисциплины в структуре магистерской программы

Дисциплина «Цифровые каналы передачи данных» относится к дисциплинам по выбору студента вариативной части профессионального цикла основной образовательной программы по направлению 011800 «Радиофизика».
3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате освоения дисциплины формируются следующие компетенции:

способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, защиты государственной тайны (ОК-l0);
способность к свободному владению знаниями фундаментальных разделов физики и радиофизики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своим профилем подготовки) (ПК-1);
способность к свободному владению профессионально-профилированными знаниями в области информационных технологий, использованию современных компьютерных сетей, программных продуктов и ресурсов Интернет для решения задач профессиональной деятельности, в том числе находящихся за пределами профильной подготовки (ПК-2);
способность использовать в своей научно-исследовательской деятельности знание современных проблем и новейших достижений физики и радиофизики (ПК-3);
способность самостоятельно ставить научные задачи в области физики и радиофизики (в соответствии с профилем подготовки) и решать их с использованием современного оборудования и новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-4).

В результате изучения дисциплины студенты должны:

- иметь представление о характеристиках и математических способах описания аналоговых и цифровых информационных сигналов;

- знать основные этапы преобразования сигнала в типичной системе цифровой связи, виды модуляции сигналов, способы их модуляции и демодуляции, методы удаления избыточности из сигналов, методы распределения ресурса связи по каналам, основы оптимального приёма сигналов, основные компромиссы в системах цифровой связи, методы борьбы с многолучевым распространением сигналов, основные типы архитектур приёмопередатчиков цифровых систем связи;

- уметь выполнять анализ физического уровня систем связи.
4.Объем дисциплины и виды учебной работы
4.Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.

Виды учебной работы	Всего часов	Семестры
Общая трудоемкость дисциплины	72	11
Аудиторные занятия	32	32
Лекции	32	32
Практические занятия (ПЗ)	0	0
Семинары (С)	0	0
Лабораторные работы (ЛР)	0	0
Другие виды аудиторных занятий	0	0
Самостоятельная работа	40	40
Курсовой проект (работа)	0	0
Расчетно-графическая работа	0	0
Реферат	0	0
Другие виды самостоятельной работы	0	0
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	зачет	зачет

5. Содержание дисциплины

5.1. Разделы дисциплины и виды занятий

№п/п	Раздел дисциплины	Лекции	ПЗ (или С)	ЛР
1.	Сигналы в радиотехнических системах	4
2.	Цифровые системы связи	2
3.	Кодирование источника	2
4.	Модуляция и передача сигнала в основной полосе частот	2
5.	Полосовая модуляция	2
6.	Полосовая демодуляция и оптимальный приём сигналов.	8
7.	Методы расширения спектра и множественный доступ	4
8.	Многолучевое распространение радиосигналов	4
9.	Архитектура цифровых приёмопередатчиков	4

5.2. Содержание разделов дисциплины
Тема 1. Сигналы в радиотехнических системах

Классификация сигналов. Цифровые сигналы. Дискретизация и квантование. Спектр цифрового сигнала. Теорема Котельникова. Шум квантования. Импульсно-кодовая модуляция.
Тема 2. Цифровые системы связи

Области применения цифровых систем связи. Сравнительные характеристики современных стандартов цифровой связи. Общая структура физического уровня цифровых систем связи. Основные этапы преобразования сигнала на физическом уровне цифровых систем связи.
Тема 3. Кодирование источника

Неравномерное квантование. Компандирование. Алгоритмы удаления избыточной информации из сигнала. Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция, дельта-модуляция, адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция. Вокодеры.
Тема 4. Модуляция и передача сигнала в основной полосе частот

Основные формы сигналов в основной полосе частот. Ограничение спектра сигналов. Передача сигналов с ограниченным спектром в основной полосе частот без межсимвольной интерференции. Фильтры Найквиста. Глазковые диаграммы.
Тема 5. Полосовая модуляция

Виды полосовой модуляции. Математическое представление сигналов с разными видами модуляции. Ширина полосы системы связи для различных видов модуляции. Модуляция с непрерывной фазой. Модуляция с минимальным сдвигом. Структуры модуляторов.
Тема 6. Полосовая демодуляция и оптимальный приём сигналов.

Оптимальный корреляционный приёмник для канала с аддитивным белым гауссовским шумом. Корреляционный когерентный приёмник двоичных сигналов. Когерентный и некогерентный приём сигналов с видами модуляции без памяти. Критерий принятия решений в двоичном когерентном приёмнике. Вероятность ошибок при передаче сигнала по каналу с гауссовым шумом. Кодировка Грея. Системные компромиссы в цифровых системах связи. Теорема Шеннона о пропускной способности канала связи.
Тема 7. Методы расширения спектра и множественный доступ

Преимущества широкополосных сигналов. Расширение спектра методами прямой последовательности, скачков по частоте и скачков по времени. Случайные последовательности и их свойства. Помехоустойчивость сигналов с расширенным спектром. Методы множественного доступа. Ортогональное частотное разделение с мультиплексированием.
Тема 8. Многолучевое распространение радиосигналов

Многолучевой радиоканал. Мелкомасштабные и крупномасштабные замирания. Модели импульсной характеристики многолучевого радиоканала. Профиль временного рассеяния. Числовые характеристики многолучевых радиоканалов. Стандартные модели радиоканалов. Искажения сигналов, вызванные многолучевым распространением. Методы борьбы с замираниями.
Тема 9. Архитектура цифровых приёмопередатчиков

Смеситель с подавлением зеркального канала. Супергетеродинные приёмники. Приёмник с прямым преобразованием. Приёмник с низкой промежуточной частотой. Широкополосный приёмник с двойным преобразованием частоты. Приёмник с субдискретизацией. Приёмник с цифровой промежуточной частотой.
6. Лабораторный практикум

Не предусмотрен.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

7.1. Рекомендуемая литература

а) основная литература:

1. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. -М.: Издательский дом “Вильямс”, 2007.

2. Волков Л.Н., Немировский М.С., Шинаков Ю.С. Системы цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики. - М.: Эко-Трендз, 2005.

3. Шахнович И.В. Современные технологии беспроводной связи. - М.: Техносфера, 2006.

4. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. - М.: “Дрофа”, 2006.

5. Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра.: Пер. с англ. /Под ред. В.И.Журавлева. - М.: “Радио и связь”, 2000.
б) дополнительная литература:

1. Вишневский В.М., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. - М.: Техносфера, 2005.

2. Журнал «Беспроводные технологии», адрес сайта: www.wireless-e.ru
8. Вопросы для контроля

1. Классификация сигналов в радиотехнических цепях.

2. Дискретизация и равномерное квантование. Ограничение на частоту дискретизации.

3. Шум квантования. Отношение сигнал/шум при квантовании. Импульсно-кодовая модуляция.

4. Неравномерное квантование. Компандирование. Стандартные характеристики сжатия. Отношение сигнал/(шум квантования) для µ-закона сжатия.

5. Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция. Структура и описание работы ДИКМ-модулятора и демодулятора.

6. Вычисление оптимальных коэффициентов предсказания ДИКМ-модулятора. Выигрыш от предсказания.

7. Дельта-модуляция. Структура и описание работы дельта-модулятора и демодулятора. Шум перегрузки по крутизне и шум квантования при дельта-модуляции.

8. Основные формы физического представления цифровых сигналов в основной полосе частот.

9. Фильтры Найквиста. АЧХ и импульсные характеристики фильтров Найквиста. Ширина полосы системы с фильтром Найквиста.

10. Виды и типы модуляции. Сигнальные созвездия.

11. Структуры модуляторов.

12. Оптимальный корреляционный приём сигналов в канале с АБГШ.

13. Двоичный корреляционный приёмник.

14. Когерентный приём сигналов с амплитудно-фазовой манипуляцией.

15. Когерентный приём сигналов с частотной манипуляцией.

16. Преимущества и недостатки когерентного приёмника.

17. Некогерентный приём сигналов с частотной манипуляцией.

18. Некогерентный приём сигналов с дифференциальной двоичной фазовой манипуляцией.

19. Преимущества и недостатки некогерентного приёмника.

20. Критерий принятия решений в двоичном когерентном приёмнике.

21. Вероятность битовой ошибки в двоичном когерентном приёмнике на фоне АБГШ.

22. Теорема Шеннона. Предел Шеннона.

23. Системные компромиссы. Плоскость «спектральная эффективность – отношение сигнал/шум».

24. Расширение спектра методом прямой последовательности. Помехоустойчивость системы DSSS.

25. Множественный доступ с кодовым разделением.

26. Случайные последовательности и их свойства.

27. Последовательности Баркера. М-последовательности, их свойства и способ генерации.

28. Расширение спектра с помощью скачкообразной перестройки рабочей частоты.

29. Множественный доступ с частотным разделением.

30. Многолучевой радиоканал. Мелкомасштабные и крупномасштабные замирания.

31. Модели импульсной характеристики многолучевого радиоканала. Профиль временного рассеяния.

32. Числовые характеристики многолучевых радиоканалов.

33. Стандартные модели радиоканалов.

34. Искажения сигналов, вызванные многолучевым распространением.

35. Методы борьбы с замираниями.

36. Смеситель с подавлением зеркального канала.

37. Супергетеродинные приёмники.

38. Приёмник с прямым преобразованием.

39. Приёмник с низкой промежуточной частотой.

40. Широкополосный приёмник с двойным преобразованием частоты.

41. Приёмник с субдискретизацией.

42. Приёмник с цифровой промежуточной частотой.
9. Критерии оценок

Зачтено	Студент после подготовки с использованием конспекта лекций может последовательно изложить ответ на один контрольный вопрос, знает и владеет основными понятиями и определениями.
Не зачтено	Студент после подготовки с использованием конспекта лекций не может последовательно изложить ответ на один контрольный вопрос, не знает и не владеет основными понятиями и определениями.

10. Примерная тематика курсовых работ и критерии их оценки

Курсовые работы не предусмотрены.

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом по направлению 011800 «Радиофизика».

Автор программы _________________ Ивлев Д.Н.

Программа рассмотрена на заседании кафедры 4 марта 2011 года протокол № 10

Заведующий кафедрой ___________________ Орлов И.Я.

Программа одобрена методической комиссией факультета 11 апреля 2011 года

протокол № 05/10

Председатель методической комиссии_________________ Мануилов В.Н.

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Радиофизический факультет Дисциплины 02 «Полупроводниковые лазеры в оптической связи и измерительных системах»		Радиофизический факультет Дисциплины р12 «Взаимодействие электронных потоков с электромагнитными полями»
	Радиофизический факультет Данная дисциплина относится к общепрофессиональным дисциплинам федерального компонента, преподается в 9 семестре		Радиофизический факультет Данная дисциплина относится к дисциплинам специализации федерального компонента, преподается в 6 и 7 семестрах
	Радиофизический факультет ...		Радиофизический факультет Цель курса – сформировать у студентов представления о квантовомеханических закономерностях, лежащих в основе современной физики и...
	Радиофизический факультет Целью преподавания дисциплины «Дискретная математика» является подготовка специалистов к деятельности в сфере разработки, исследования...		Радиофизический факультет Содержание дисциплины направлено на расширение знаний электродинамики плазменных процессов, обусловленных ионизационной нелинейностью...
	Радиофизический факультет Цель изучения дисциплины состоит в освоении студентами методологии и технологии моделирования (в первую очередь компьютерного) информационных...		Радиофизический факультет Содержание дисциплины направлено на углубленное изучение методов физики твердого тела, знакомство с некоторыми современными проблемами...
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Факультет русской филологии и журналистики. Факультет истории и юриспруденции. Факультет татарской и сопоставительной филологии....		Радиофизический факультет Дисциплина базируется на знаниях студентов, приобретенных в курсах общей физики, полупроводниковой электроники, электродинамики и...
	Радиофизический факультет Большое внимание в курсе уделено сопутствующему математическому описанию указанных процессов и их использованию для расчета основных...		Радиофизический факультет Дисциплина «Физическая электроника» относится к дисциплинам базовой части профессионального цикла основной образовательной программы...
	Радиофизический факультет Основное внимание при чтении лекций уделяется приближенным методам решения задач распространения и рассеяния скалярных волн в средах...		Радиофизический факультет Содержание дисциплины направлено на изучение разделов аналитической геометрии и высшей алгебры, необходимых для понимания других...

Радиофизический факультет

Похожие: