86

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Тихоокеанский государственный университет"

Кривошеев И.А.

ТЕОРИЯ

ИНФОРМАЦИИ

Лабораторный практикум по курсу "Теория информации"

для студентов специальности 210100 "Управление и информатика в технических системах" и 071900 “Информационные системы и сети”

Хабаровск

Издательство ТОГУ

2006

УДК 681.3.07

ББК

К

Рецензенты: кафедра «Оптические системы связи» Дальневосточного государственного университета путей сообщения (зав. кафедрой профессор Прокопович М.Р.)

Ершов Н.Е. к.ф.-м.н., зам директора ВЦ ДВО РАН

Кривошеев И. А. Теория информации: лабораторный практикум по курсу Теория информации для студентов специальности 210100 «Управление и информатика в технических системах» / Хабаровск: Изд-во Тихоокеанского государственного университета, -2006. - 87

Лабораторный практикум соответствует государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования направления подготовки дипломированных специалистов 210100 "Управление и информатика в технических системах" и 071900 “Информационные системы и сети” по дисциплинам «Теория информации» и «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей».

В лабораторном практикуме, предназначенном для выполнения лабораторных работ на персональном компьютере с эмуляцией, приведены теоретические и практические вопросы, связанные с представлением сигналов, преобразованием, эффективным кодированием сигналов в системах передачи информации. Рассматривается помехоустойчивость простого кода при передаче по каналу под воздействием помех и без них.

Настоящий лабораторный практикум предназначен для студентов 3-го курса дневной формы обучения специальностей 210100 "Управление и информатика в технических системах" и 071900 “Информационные системы и сети” по дисциплинам «Теория информации» и «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей».

Печатается в соответствии с решениями кафедры «Автоматика и системотехника» и методического совета института информационных технологий.

© Тихоокеанский государственный

университет, 2006

© Кривошеев И. А.

Введение

Изучение дисциплины "Теория информации" является составной частью фундаментальной подготовки студентов специальности 071900 и 210100. Она преподается в течение одного семестра и, предполагает освоение минимума необходимого теоретического материала по курсу данного предмета

Технология выполнения лабораторных работ единообразна и включает в себя следующие этапы:

• теоретическое усвоение материала в объеме данных методических указаний и соответствующих разделов курса лекций;

• получение задания на работу, осмысление его и проведение необходимых подготовительных работ;

• выполнение задания с использованием разработанных лабораторных комплексов;

• оформление отчета;

• защиту выполненной лабораторной работы.

Каждая лабораторная работа рассчитана на два аудиторных часа. Для всех лабораторных работ составляется отчет. Он должен включать титульный лист и другие листы, оформленные согласно СТП 21600.33-10-84 "Выполнение и оформление отчетов по лабораторным работам".

Лабораторная работа № 1

“Исследование математических моделей сигналов”.

Цель. Исследование математических моделей сигналов.

Задание.

1) Исследование детерминированных сигналов.

Среди представленных графиков различных функций необходимо выбрать следующие сигналы:

1.сигнал непрерывной функции и непрерывного аргумента;

2.сигнал непрерывной функции и дискретного аргумента;

3.сигнал дискретной функции и непрерывного аргумента;

4.сигнал дискретной функции и дискретного аргумента.

2) Исследование спектров периодических сигналов.

Определение спектра амплитуд и спектра фаз периодических сигналов на примере периодической последовательности прямоугольных импульсов с заданными параметрами (длительностью импульса, амплитудой и с заданной частотой следования).

Зарисовать спектры амплитуд и спектры фаз периодической последовательности прямоугольных импульсов при различных значениях их параметров (амплитуды, длительности, частоты).

3) Распределение энергии в спектре периодических сигналов.

Определение, какая часть средней мощности, выделяемая резистором с сопротивлением периодической последовательностью прямоугольных импульсов приходится на 5 первых гармоник ряда Фурье.

Зарисовать графики пяти первых гармоник ряда Фурье. Записать значения средней мощности, приходящейся на каждую гармонику и на их сумму, и сделать вывод, сколько в процентном отношении приходится средней мощности на 5 первых гармоник и постоянной составляющей.

4) Исследование спектров непериодических сигналов.

а) Исследование спектра одиночного прямоугольного импульса

Определение спектров непериодических сигналов на примере рассмотрения одиночного прямоугольного импульса с заданными параметрами (длительностью импульса и амплитудой).

Зарисовать спектр одиночного прямоугольного импульса и сравнить с огибающей периодической последовательности таких прямоугольных импульсов (см. п. 2).

б) Исследование спектра сигнала дельта-функции.

Определение спектра непериодического сигнала на примере рассмотрения единичного импульсного сигнала дельта-функции.

Нарисовать графическое представление единичного импульсного сигнала – дельта-функции и её спектральной характеристики.

4) Исследование спектра последовательности радиоимпульсов.

Определение спектра амплитуд и спектра фаз периодических сигналов на примере периодической последовательности радиоимпульсов с заданными параметрами (длительностью импульса, амплитудой, частотой следования и частотой заполнения).

Зарисовать спектры амплитуд и спектры фаз периодической последовательности радиоимпульсов при различных значениях их параметров (амплитуды, длительности, частоты, частоты заполнения).

Отчет по лабораторной работе должен содержать для каждого пункта цели:

- краткие теоретические сведения.

- различные варианты входных данных и графики для них.

- зарисовать графики форм перечисленных сигналов.

- выводы.