- •Общие сведения о системах электросвязи.
- •Что такое сообщение?
- •Что такое система электросвязи?
- •Что такое электрический сигнал?
- •Каковы основные характеристики сигнала?
- •Почему сигнал является детерминированным процессом для человека, передающего сообщение, и случайным для человека, принимающего сообщение?
- •Каковы основные характеристики системы связи ?
- •Что такое канал связи?
- •2. Математические модели сообщений, сигналов и помех.
- •Что такое ансамбль сообщений?
- •Каково различие между случайной величиной и случайной функцией?
- •Что такое реализация случайного процесса и что такое ансамбль
- •Что такое одномерное и многомерное распределение случайного процесса?
- •Дайте определение числовым характеристикам случайного процесса.
- •Какой случайный процесс является стационарным?
- •Дайте определение эргодического случайного процесса.
- •Как вычисляется функция корреляции случайного процесса?
- •Почему для случайных функций вводится понятие энергетический спектр?
- •Какова связь между функцией корреляции и энергетическим спектром?
- •Что такое белый шум?
- •Как ведет себя случайный процесс, подчиняющийся закону Гаусса, при линейных и нелинейных преобразованиях?
- •3. Основы теории модуляции и детектирования
- •1. Какие способы аппроксимации характеристик Вы знаете?
- •Каким методом можно рассчитать спектр тока на выходе нелинейного безынерционного элемента, если его вах аппроксимирована полиномом?
- •Каким методом можно рассчитать спектр тока на выходе нелинейного безынерционного элемента, если его вах аппроксимирована отрезками прямых?
- •Как можно рассчитать спектр тока на выходе нелинейного безынерционного элемента методами "трех ординат" и "пяти ординат"?
- •Метод «трёх ординат»
- •Метод «пяти ординат»
- •Запишите аналитическое выражение для сигнала am при гармонической модуляции.
- •Нарисуйте временную и спектральную диаграммы сигнала am при гармонической модуляции.
- •Нарисуйте принципиальную схему амплитудного модулятора и поясните назначение ее элементов.
- •Что такое смх для амплитудного модулятора и как по ней выбирается рабочий режим?
- •Запишите аналитическое выражение для сигнала чм при гармонической модуляции.
- •Нарисуйте временную и спектральную диаграммы сигнала чм при гармонической модуляции.
- •Нарисуйте принципиальную схему частотного модулятора и поясните назначение ее элементов.
- •Что такое смх для частотного модулятора и как по ней выбирается рабочий режим?
- •Нарисуйте принципиальную схему диодного амплитудного детектора.
- •Рассчитайте спектр тока на выходе квадратичного и линейного амплитудных детекторов.
- •Нарисуйте принципиальную схему частотного детектора.
- •Нарисуйте спектр сигнала однополосной am и поясните принципы когерентного детектирования такого сигнала.
- •4. Математические модели каналов связи. Преобразование сигналов в каналах связи
- •Что мы называем каналом связи?
- •Что такое математическая модель канала связи?
- •Какие параметры определяют модель дискретного канала?
- •Какие модели дискретных каналов используются в теории связи?
- •Какие каналы называются дискретными и какие называются непрерывными?
Каковы основные характеристики системы связи ?
Основные характеристики любой системы связи:
Пропускная способность (throughput, R)
– максимально достижимая скорость передачи полезных данных, бит/с.
Эффективность спектра
– число бит/с, приходящихся на 1 Гц полосы, бит·с⁻¹·Гц⁻¹; показывает, как плотно «упакована» информация.
Полоса частот канала (B)
– разность верхней и нижней частот, Гц, которую надо занять для заданной скорости.
Помехоустойчивость
– вероятность битовой ошибки (BER) при заданном отношении сигнал/шум; чем ниже BER, тем выше помехоустойчивость.
Дальность действия и зон покрытия
– максимальное расстояние источник-приёмник при сохранении заданного качества.
Задержка (latency)
– суммарное время прохождения сообщения от входа передатчика до выхода приёмника, мс; критична для голоса и видео.
Джиттер (jitter)
– вариация задержки от пакета к пакету; влияет на восприятие реального времени.
Достоверность и доступность
– вероятность правильной доставки и доля времени, когда система работает ( uptime, %).
Пропускная способность по многопользовательскому доступу
– суммарный трафик, который можно обслужить одновременно всем абонентам.
10) Энергоэффективность
– затраты энергии на передачу одного бита, Дж/бит; важна для мобильных и спутниковых систем.
11) Стоимость и масштабируемость
– цена за бит/с и возможность увеличения числа пользователей без резкого роста затрат.
12) Безопасность
– устойчивость к перехвату, подмене и помехам (уровень шифрования, аутентификации).
Именно по совокупности этих параметров сравнивают и проектируют современные системы электросвязи.
Что такое канал связи?
Канал связи — это физическая среда или логический путь, по которому электрический, оптический или радиосигнал передаётся от передатчика к приёмнику.
Проще:
Это дорога, по которой летит информация будь то провод, оптоволокно, воздух или даже космос.
2. Математические модели сообщений, сигналов и помех.
Что такое ансамбль сообщений?
Ансамбль сообщений — это множество всех возможных сообщений, которые источник может сформировать и передать в систему связи, с учётом их вероятностей появления.Иными словами, это не просто «набор слов», а полный статистический набор сообщений, где каждому сообщению приписана вероятность его возникновения.
Именно на этом ансамбле рассчитывают информационную энтропию и теоретическую производительность канала по Шеннону.
Почему сигнал является детерминированным процессом для человека, передающего сообщение, и случайным для человека, принимающего сообщение?
Передатчик сам формирует сигнал, поэтому знает заранее, какие символы и когда пойдут в линию — для него процесс полностью детерминированный. Приёмник не знает, какое именно сообщение придёт; для него каждый следующий символ — реализация случайной величины, поэтому сигнал воспринимается как случайный процесс.
Итого: знание превращает случайность в детерминизм, а его отсутствие — наоборот.