Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебное пособие по ТЭС модуль4.doc
Скачиваний:
298
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
2.55 Mб
Скачать

В. Перечень знаний и умений, которые должен приобрести студент в процессе изучения материалов модуля 4

Знания:

1. Роль корректирующего кодирования как эффективного метода передачи цифровой информации в современных телекоммуникационных системах.

2. Место и функциональное назначение кодеков корректирующих кодов в составе типовой структурной схемы системы передачи дискретной информации.

3. классификация корректирующих кодов.

4. блоковые корректирующие коды: основные параметры, методы построения, алгоритмы кодирования/декодирования и сложность их реализации. Важные классы блоковых кодов (коды Хемминга, циклические коды). Помехоустойчивость декодирования блоковых кодов.

5. сверточные коды: классификация, структура и характеристики. Алгоритмы кодирования/декодирования сверточных кодов. алгоритм Витерби. структура декодера Витерби. Помехоустойчивость декодирования сверточных кодов, энергетический выигрыш.

6. Критерии эффективности и пути повышения эффективности цифровых телекоммуникационных систем. Предельная эффективность телекоммуникационных систем и граница К. Шеннона. Перспективные пути дальнейшего повышения эффективности телекоммуникационных систем

7. Перспективные методы кодирования в цифровых телекоммуникационных системах (каскадные коды, турбокоды, сигнально-кодовые конструкции пространственно-временное кодирование).

Умения:

1. Расчеты помехоустойчивости декодирования блоковых и сверточных кодов.

2. Выбор кодов и оптимизация их характеристик применительно к условиям использования кодов в телекоммуникационных системах для повышения показателей помехоустойчивости и эффективности.

3. Разработка функциональных схем кодеков корректирующих кодов и способов их согласования с модемами.

Г. Примечательные вехи в развитии теории электрической связи

Заканчивая изучение курса теории электрической связи, полезно обратиться к истории развития этой науки и вспомнить имена выдающихся ученых, работа, ум и талант которых позволили внести важный вклад в теорию, тем самым продвинуть развитие знаний человечества о телекоммуникациях и достичь современный уровень техники связи.

1838 С. Морзе (S. Morse) предлагает код для телеграфной передачи («код Морзе»–первый пример статистического кода, учитывающего статистику букв английского текста).

1900 – первые эксперименты с передачей АМ радиосигналов.

1922 – изобретение однополосной модуляции (ОМ).

1924 Х. Найквист (H. Nyquist) устанавливает, что число разрешимых импульсов, которые могут быть переданы в течение единицы времени по каналу с ограниченной полосой пропускания, пропорционально полосе пропускания этого канала. В результате теоретического анализа Найквист приходит к выводу, что максимальное число разрешимых импульсов, передаваемых в течение интервала времени T (с) через канал с полосой пропускания W (гц), равно kTW, где k – коэффициент пропорциональности, не превосходящий 2, точное значение которого определяется формой импульса и выбором способа определения его ширины спектра.

1928 Р. Хартли (R. Hartley) публикует соображения о выборе количественной меры информации, основанные на понятии выбора сообщений из множества, подлежащего передаче. Работа Хартли явилась инициатором ряда последующих работ по теории информации, среди которых – фундаментальная работа К. Шеннона.

1936 – первое практическое применение частотной модуляции (ЧМ) для подавления шумов.

1937-1938  – Изобретение метода импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) и испытания системы передачи телефонии с ИКМ.

1939 А. Колмогоров публикует фундаментальную работу по фильтрации случайных процессов (позже, в 1942г. аналогичные результаты были опубликованы американским математиком Н. Винером (N. Wiener). В работе Винера в теорию связи был впервые введен термин «оптимальность» (оптимальный линейный фильтр Колмогорова-Винера).

1939 – Изобретение вокодера для передачи речевых сигналов.

1940 – применение в системах связи широкополосных сигналов.

1043 Д. Норс (D.O. Narth) разрабатывает теорию согласованного фильтра.

1946 Д. Габор (D. Gabor) вводит комплексное представление узкополосных случайных процессов.

1947 В. Котельников защищает диссертацию «Теория потенциальной помехоустойчивости», в которой поставлена и решена задача статистического синтеза оптимального приемника сигналов, с новых позиций проанализированы различные системы связи и установлены предельные ограничения на возможные методы модуляции.

1948 К. Шеннон (C. Shannon) публикует статью «Математическая теория связи», в которой заложены основы применения теории информации к задачам связи, введены понятия энтропия и пропускная способность канала.

1950 – Р. Хемминг (R. Hamming) разрабатывает теорию блокового кода, корректирущего однократные ошибки (код Хемминга).

1951 – Р. Фано (R. Fano) разрабатывает теорию построения статистического кода для экономного кодирования источников дискретных сообщений (код Шеннона-Фано).

1952 д. Хаффман (D. Haffman) предлагает «метод построения кодов с минимальной избыточностью» (Код Хаффмана).

1953 Р. Баркер (R. Barker) предлагает структуру последовательностей с хорошими автокорреляционными свойствами, называемых затем кодами Баркера.

1954 Н. Петрович изобретает способ относительной фазовой модуляции (ОФМ) для передачи дискретной информации по каналам с медленно меняющейся фазой.

1955 П. элайес (P. Elias) предлагает концепцию сверточного кода.

1955 А. Зюко, основываясь на понятии пропускной способности канала вводит новые характеристики эффективности систем связи: информационная, энергетическая и частотная эффективность.

1956 – разработка теории сжатия широкополосных сигналов в согласованном фильтре.

1957 Р. Варшамов устанавливает соотношение между длиной кода, кодовым расстоянием и скоростью кода, определяющее предельные корректирующие свойства линейного кода, известное впоследствии, после публикации аналогичных результатов Э. Гилбертом (E.N. Gilbert) как верхняя граница Варшамова-Гилберта.

1957 Д. Возенкрафт (J.M. Wozenkraft) разрабатывает алгоритм последовательного декодирования сверточных кодов (алгоритм Возенкрафта).

1959 Н. Цирлер (N. Zierler) разрабатывает теорию синтеза рекуррентных последовательностей максимальной длины (М-последовательности).

1959 – Р. Боуз, Д. Чаудхури и А. Хоквенгейм (R. Bose, D. Chaudhuri, A. Hocquenghem) предлагают привлекательный класс блоковых корректирующих кодов, известные ныне, как коды БЧХ.

1960 – И. Рид и Г. Соломон (I. Reed, G. Solomon) разрабатывают алгоритм построения мощных блоковых кодов (коды РС), которые находят затем широкое применение, благодаря способности исправлять пакеты ошибок.

1960 Д. Миддлтон (D. Middleton) публикует фундаментальную монографию по основам статистической теории связи, в которой завершает разработку Байесовской теории синтеза приемных систем.

1962 П. Бейкер (P. Baker) предлагает метод модуляции «квадратурная ФМ с относительным кодированием и фазовым сдвигом на π/4» (π/4-DQPSK), допускающий автокорреляционный прием.

1965 – Практическое применение биортогональных кодов в системе дальней космической связи « Диджилок».

1965Е. Бэрлекемп (E. Berlecamp) разрабатывает эффективный алгоритм декодирования циклических кодов (Алгоритм Бэрлекемпа).

1966 Д. Форни (D. Forney) предлагает структуру каскадных кодов, повышающую корректирующую способность без усложнения входящих в нее компонентов (каскадные коды Форни).

1967 А. Витерби (A. Viterbi) разрабатывает алгоритм декодирования сверточных кодов по критерию максимума правдоподобия (алгоритм Витерби), который определил технологический прорыв в технике помехоустойчивого кодирования.

1976 М. Саймон (M. Simon) предлагает метод формирования и демодуляции сигналов минимального частотного сдвига (MSK).

1993 К. Берроу, А. Главью и П. Титимаяшима (C. Berrou, A. Glaieux, P. Thitimajashima) изобретают новый класс помехоустойчивых кодов (турбокоды), применение которых позволяет приблизиться к пределу Шеннона при приемлемой сложности алгоритма декодирования.