96

одеська національна академія ЗВ’ЯЗКУ ім. О.С. ПОПОВА

Кафедра теорії електричного зв’язку ім. А.Г. Зюко

П.В. Іващенко, І.С. Перекрестов

Теорія зв’язку

Модуль 1 Сигнали електрозв’язку

Навчальний посібник для студентів, що навчаються за напрямом вищої освіти 6.050903 – Телекомунікації

Одеса – 2012

удк 621.391 План НМВ 2013 р.

ББК 32.88

Іващенко П.В. Сигнали електрозв’язку: навч. посіб. з вивчення модуля 1 дисципліни Теорія зв’язку / П.В. Іващенко, І.С. Перекрестов. – Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2012. – 97 с.

Навчальний посібник містить матеріали до вивчення модуля 1 дисципліни «Теорія зв’язку». Матеріали подано як конспект лекцій. У вступному розділі наведені загальні відомості про системи електрозв’язку. Окремі розділи присвячені елементам загальної теорії сигналів, математичному опису та характеристикам випадкових процесів, сигналів аналогових та цифрових видів модуляції. Кожний розділ завершується контрольними питаннями.

Навчальний посібник призначений для студентів, які навчаються за напрямом 6.050903 – Телекомунікації.

Затверджено методичною радою академії зв’язку. Протокол № від __.__.2012 р.

Схвалено на засіданні кафедри теорії електричного зв’язку ім. А.Г. Зюко і рекомендовано до друку. Протокол № 6 від 02.02. 2011 р.

ЗМІСТ

ВСТУП 5

1 Загальні поняття про системи електрозв’язку 6

1.1 Визначення основних понять 6

1.2 Повідомлення й первинні сигнали 7

1.3 Канал зв'язку 8

1.4 Мережа зв'язку 8

1.5 Системи передавання 8

1.6 Завади та спотворення 9

1.6 Основні характеристики систем електричного зв’язку 10

2 Елементи загальної теорії сигналів 12

2.1 Класифікація сигналів 12

2.2 Енергетичні характеристики неперервних детермінованих сигналів 14

2.3 Подання сигналів в ортогональних базисах 17

2.4 Геометричне подання сигналів 19

2.5 Спектральний аналіз періодичних сигналів 20

2.6 Спектральний аналіз неперіодичних сигналів 22

2.7 Спектральне представлення дискретних сигналів 24

2.8 Теорема й ряд Котельникова 26

2.9 Подання смугових сигналів 29

2.10 Аналітичний сигнал 30

2.11 Дискретизація смугових сигналів 32

3 Опис випадкових процесів 35

3.1 Визначення випадкових процесів 35

3.2 Імовірнісні характеристики випадкових процесів 36

3.3 Числові характеристики і кореляційна функція випадкових процесів 38

3.4 Спектральна густина потужності стаціонарного випадкового процесу 42

3.5 Гауссів випадковий процес 44

3.6 Білий шум 46

3.7 Перетворення випадкових процесів лінійними електричними колами 46

3.8 Перетворення випадкових процесів нелінійними електричними колами 48

4 Сигнали аналогових видів модуляції 52

4.1 Загальні відомості про аналогову модуляцію 52

4.2 Амплітудна модуляція і її різновиди 52

4.3 Частотна й фазова модуляція 57

4.4 Формування модульованих сигналів (модулятори) 62

4.5 Детектування сигналів 65

5 Сигнали цифрових видів модуляції 69

5.1 Загальні відомості про цифрову модуляцію 69

5.2 Вибір форми канальних символів 70

5.3 Амплітудноімпульсна модуляція 74

5.4 Одновимірні смугові сигнали цифрової модуляції 76

5.5 Двовимірні смугові сигнали цифрової модуляції 77

5.6 Широкосмугові сигнали 81

5.7 Паралельно-послідовне передавання 85

РЕКОМЕНДАЦІЇ ЩОДО САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ 92

ПЕРЕЛІК ЗНАНЬ І УМІНЬ, ЯКІ ПОВИНЕН НАБУТИ СТУДЕНТ ПІД ЧАС ВИВЧЕННЯ МОДУЛЯ 1 93

ЛІТЕРАТУРА 95

ВСТУП

У навчальному посібнику викладені методи математичного опису та характеристики сигналів електрозв’язку. Зміст посібника відповідає вимогам до модуля 1 навчальної програми дисципліни «Теорія зв’язку».

Вивчення матеріалу модуля 1 базується на знаннях, отриманих під час вивчення дисциплін «Вища математика», «Основи теорії кіл» та «Основи схемотехніки».

До посібника увійшли методи математичного опису і характеристики сигналів електрозв’язку, які необхідні для вивчення наступних модулів теорії зв’язку «Основи теорії інформації та її використання в телекомунікаційних системах» (модуль 2), «Теорії завадостійкості приймання сигналів електрозв’язку» (модуль 3) та «Основи теорії завадостійкого кодування в телекомунікаційних системах» (модуль 4).

Перелік знань і вмінь, необхідних для вивчення навчального матеріалу модуля 1, які повинен набути студент у процесі вивчення попередніх дисциплін, подано в табл. В.1. Для перевірки засвоєння знань рекомендується використовувати переліки контрольних питань, розміщені наприкінці кожного розділу посібника.

Таблиця В.1 – Перелік вхідних знань і умінь

Найменування	Зміст	Попередня дисципліна
Знання
Вх.Зн. 1	Матриці, вектори, дії над ними (лінійна алгебра)	Вища математика
Вх.Зн. 2	Методи обчислення похідної та інтегрування функцій	Вища математика
Вх.Зн. 3	Основні характеристики випадкових подій та величин (теорія ймовірностей)	Вища математика
Вх.Зн. 4	Подання функцій рядами, ряд Фур’є, перетворення Фур’є	Вища математика
Вх.Зн. 5	Математичний опис фільтрів у частотній та часових областях	Основи теорії кіл
Вх.Зн. 6	Функціональні елементи аналогової та цифрової схемотехніки	Основи схемотехніки
Уміння
Вх.Ум. 1	Виконувати математичні операції над векторами та матрицями	Вища математика
Вх.Ум. 2	Виконувати диференціювання та інтегрування функцій за допомогою математичних довідників та комп’ютерних програм	Вища математика
Вх.Ум. 3	Виконувати розрахунки спектрів періодичних та імпульсних сигналів	Вища математика
Вх.Ум. 4	Розраховувати ймовірнісні та числові характеристики випадкових подій та величин	Вища математика
Вх.Ум. 5	Будувати схеми пристроїв за алгоритмами їх роботи, використовуючи функціональні елементи схемотехніки	Основ схемотехніки