Одесская национальная академия связи им. А.С. Попова
Кафедра теории электрической связи им. А.Г. Зюко
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к ИЗУЧЕНИЮ ПЕРВОЙ ЧАСТИ ДИСЦИПЛИНЫ
“ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВЯЗИ”
И КОМПЛЕКСНОЕ ЗАДАние
для студентов заочной формы обучения
Составители – П.В. Иващенко, М.Ф. Иванов
ОДОБРЕНО на заседании кафедры ТЭС и рекомендовано в печать. Протокол № 9 от 11 марта 2010 г.
Одесса 2010
Общие указания по изучению первой части дисциплины ТЭС
Учебная дисциплина “Теория электрической связи” (ТЭС) относится к числу фундаментальных дисциплин подготовки бакалавров по направлению “Телекоммуникации”. При изучении дисциплины ТЭС студенты овладевают современными методами анализа и синтеза систем и устройств электросвязи различного назначения. В дисциплине применен единый подход к изучению преобразований сообщений и сигналов в системах связи. ТЭС базируется на знаниях, полученных студентами при изучении высшей математики и теории электрических цепей. Дисциплина ТЭС разделёна на три части и изучается на протяжении трёх семестров.
На изучение первой части отводится 126 часов.
На лекциях (6 ч. в период установочной сессии и 8 ч. в период экзаменационной сессии) студенты изучают основные теоретические положения ТЭС. В межсессионный период студенты самостоятельно детально изучают первую часть дисциплины по учебникам [1, 2, 3]. При этом студенты составляют конспект согласно приведенному ниже перечню тем (табл. 0) и выполняют комплексное задание (исходные данные приведены ниже), которое сдают преподавателю в начале сессии на рецензирование.
Во время экзаменационной сессии студенты выполняют три лабораторные работы с целью изучения и экспериментального исследования методов формирования и преобразования сигналов в системах электросвязи [4], защищают допущенное к защите комплексное задание. По теоретической части ТЭС проводится экзамен. На экзамене студент предъявляет конспект самостоятельной работы над дисциплиной, зачтенные комплексное задание и протоколы лабораторных работ.
Программа первой части дисциплины тэс
Таблица 0 – Перечень разделов и тем
|
Раздел, тема |
Номера подразделов в учебниках |
||
|
[1] |
[2] |
[3] |
|
|
1 ВВЕДЕНИЕ. Современные телекоммуникационные системы Общие понятия о системах электросвязи. Информация, сообщение, сигнал. Классификация сообщений. Обобщенная структурная схема системы передачи сообщений электрическими сигналами. Преобразование сообщений в сигналы и обратное преобразование. Каналы связи. Сеть связи. Создание каналов связи в сетях связи. Системы передачи и системы доступа. Помехи и искажения сигналов в каналах связи. Классификация систем электросвязи по назначению, способам действия и технической реализации. Телекоммуникационная система. Примеры современных телекоммуникационных систем и их основные характеристики. Структура, цели и задачи дисциплины ТЭС. Литература. |
Введение |
1.1…1.7 |
1.1…1.7, 9.1, 9.6.1 |
|
2 Элементы общей теории сигналов Классификация сигналов на детерминированные и случайные. Энергетические и корреляционные характеристики детерминированных сигналов. Векторные и функциональные пространства и их базисы. Метрики в теории сигналов и их свойства. Примеры представления сигналов в ортогональных базисах: тригонометрический (ряд Фурье) и экспоненциальный (ряд и преобразования Фурье). Классификация сигналов на низкочастотные и полосовые. Ширина спектра сигнала. Базис функций отсчетов (ряд и теорема В.А. Котельникова, дискретизация непрерывных сигналов). Базис функций Уолша. |
1.1…1.3, 1.5, 1.6 |
2.1…2.4 |
2.5…2.7, 8.1 |
|
3 Случайные сигналы и их математическое описание Определение случайного сигнала, реализации сигнала. Классификация случайных сигналов (стационарные, эргодические). Вероятностные характеристики случайных сигналов (функции распределения вероятностей и плотность вероятности). Числовые характеристики случайных сигналов (среднее значение, средняя мощность, дисперсия, среднее квадратическое отклонение). Корреляционная функция случайного сигнала и ее свойства. Спектральная плотность мощности сигнала и ее связь с функцией корреляции – теорема Хинчина-Винера. Интервал корреляции и ширина спектра сигнала. Статистические характеристики типичных случайных сигналов: белый и квазибелый НЧ шумы, низкочастотный гауссовский (нормальный) шум, флуктуационный шум, цифровой сигнал и марковский процесс. Линейные и нелинейные преобразования случайных сигналов. Методы расчетов статистических характеристик случайных сигналов при линейных и нелинейных преобразованиях. |
3.1…3.6 |
2.5…2.8 |
2.1, 2.2, 3.2 |
|
4. Математическое описание полосовых сигналов Квазигармоническое и комплексное представление узкополосных сигналов. Огибающая и фаза узкополосного сигнала. Квадратурное представление узкополосных сигналов. Статистические характеристики типичных случайных полосовых сигналов: квазибелый полосовой шум, гармоническое колебание со случайной амплитудой или фазой. Аналитический сигнал. Выделение (детектирование) огибающей, амплитуды, мгновенной частоты, мгновенной фазы узкополосного сигнала. Дискретизация полосовых сигналов. |
1.6, 3.6 |
2.5, 2.7 |
2.2. 2.3, 2.4 |
|
5. Модулированные сигналы Классификация методов модуляции: аналоговая модуляция, цифровая модуляция, модуляция импульсного переносчика, модуляция сложного переносчика. Принципы аналоговой модуляции, основные характеристики сигналов аналоговой модуляции: АМ, БМ, ОМ, ФМ и ЧМ сигналы. Принципы цифровой модуляции при последовательной передаче. Сигналы с компактным спектром. Условие отсчетности импульсов. Спектр Найквиста. Минимальная полоса частот сигнала (граница Найквиста). Одномерные и двумерные сигналы АИМ-М, АМ-М, ФМ-М, АФМ-М, КАМ-М, ЧМ-2 – сигнальные созвездия, ширина спектров сигналов. Частотная модуляция минимального сдвига. Многопозиционная частотная модуляция ЧМ-М. Формирование сигналов АИМ-М, АМ-М, ФМ-М, АФМ‑М, КАМ-М, ЧМ-М. Передача цифровых сигналов широкополосными сигналами (ШПС). Спектральные и корреляционные свойства ШПС. Формирование ШПС. Параллельно-последовательная передача методом OFDM – временные и частотные свойства, формирование сигнала. Понятие об аналоговой модуляции импульсного переносчика. |
4.1…4.5, 4.8, 2.1...2.7 |
3.1, 3.2, 3.4, 3.5, 3.6 4.4, 9.3 |
9.3, 9.4 |