Информация по оценке знаний.

Дисциплина «Технология цифровой связи»

Сведения о преподавателе

Старший преподаватель Мирманов Арман Барлыкович, ст.преподаватель, зав.кафедрой «Радиотехники, электроники и телекоммуникаций»

Аудитория 523, 525

Телефон:

Кредиты – 3

Время пребывания на кафедре: 8³⁰ – 17³⁰.

Данные о дисциплине

«Технология цифровой связи» изучается в течение одного семестра. Лекций 15 часов, практических занятий 15 часов, лабораторных занятий 15 часов (30 академических), самостоятельная работа с преподавателем 30 часов, СРС 60 часов, курсовая работа.

Пререквизиты

Дисциплина «Технологии цифровой связи» (ТЦС) базируется на теоретических основах таких дисциплин, как: «Математика», «Физика», «Теория электрической связи», «Теория электрических цепей», «Основы радиотехники, электроники и телекоммуникаций», «Электроника и схемотехника аналоговых устройств», «Цифровые устройства и микропроцессоры» и др.

Постреквизиты

Дисциплина «Технологии цифровой связи» (ТЦС) является основой для изучения последующих дисциплин таких, как: «Конвергентные сети и NGN», «Системы коммутации», «Инновационные информационные технологии», «Цифровые системы передачи», «Информационная безопасность в телекоммуникационных системах» и др.

Цель преподавания дисциплины

Целью дисциплины является изложение принципов и методов передачи цифровых сигналов, научных основ и современное состояние технологии цифровой связи; дать представление о возможностях и естественных границах реализации цифровых систем передачи и обработки, уяснить закономерности, определяющие свойства устройств передачи данных и задачи их функционирования. Она углубляет и развивает подготовку инженеров связистов, овладевающих современной технологией построения и передачи цифровой информации.

Задачи изучения дисциплины

Основная задача «Технологии цифровой связи» - обучить студентов теоретическим знаниям и алгоритмам построения систем цифровой связи, а также привить им практические навыки по методологии инженерных расчетов основных характеристик и обучить методам технической эксплуатации цифровых систем и сетей.

Требования к студенту

В результате изучения дисциплины ТЦС студент должен:

- знать принципы построения систем передачи и обработки цифровых сигналов, аппаратные и программные методы повышения помехоустойчивости и скорости передачи цифровых систем связи, методы повышения

- эффективного использования каналов связи;

- уметь производить расчеты функциональных основных узлов, осуществлять анализ влияния внешних факторов на работоспособность средств связи;

- иметь навыки применения средств компьютерной техники для расчетов и проектирования программно-аппаратных средств связи.

Содержание дисциплины

Таблица 1 – Распределение часов по видам занятий

№ п/п	Название разделов	Лекции	Практические	Лабораторные (аудит.часов)	СРСП	СРС	Итого




	Введение
	Раздел 1. Элементы систем цифровой связи.			1(2)
	Раздел 2. Каналы связи и их характеристики.			1(2)
	Раздел 3. Узкополосная передача.			1(2)
	Раздел 4. Полосовая модуляция и демодуляция.			1(2)
Рубежный контроль 1			4(8)

	Раздел 5. Методы и устройства помехоустойчивого кодирования.			5(10)
	Раздел 6. Методы синхронизации в ЦСС			2(4)
	Раздел 7. Системы связи с обратной связью.
	Раздел 8. Сжатие данных в ЦСС.			4(8)
Рубежный контроль 2			11(22)
Итого			15(30)

Таблица 2 - Наименование тем лекционных занятий и их содержание

№ п/п	Наименование темы	Кол. часов

Рубежный контроль 1
	Содержание дисциплины и его задачи
	Назначение функциональных узлов, основные понятия, терминология и определения. Цифровые сигналы и их основные параметры.
	Определения понятий непрерывный, дискретного канала (ДК) и расширенный дискретный канал (РДК) и их основные характеристики.
	Определение понятия синхронного и асинхронного ДК. ДК каналы без памяти, с памятью. Помехи в каналах связи. Классификация помех. Краевые искажения и дробления
	Соотношение между скоростью передачи и шириной полосы канала, формула Шеннона. Теорема Найквиста.
	Алгоритмы цифрового кодирования: алфавитные коды, простейшие коды линейного сигнала (фазовое кодирование, манчестерское кодирование).
	Методы цифровой модуляции. Многопозиционная модуляция: пФМ, квадратурная амплитудная модуляция (КАМ) и амплитудно - фазовая модуляция (АФМ).
Рубежный контроль 2
	Обеспечение высокой удельной скорости передачи сообщений. Обеспечение высокой помехоустойчивости при передаче сообщений по каналам с сосредоточенными во времени помехами


	Основные принципы обнаружения и исправления ошибки. Кодовое расстояние и корректирующая способность кода. Коды Хемминга.
	Классификация корректирующих кодов. Линейные блоковые коды. Методы декодирования корректирующих кодов.
	Порождающая и проверочная матрица. Циклические коды. Декодирование циклических кодов.
	Сверточные коды. Алгебраическое декодирование. Декодирование сверточных кодов. Алгоритм декодирования Витерби.
	Определение понятий: синхронизация поэлементная, групповая и цикловая синхронизация. Устройства и принципы работы поэлементной синхронизации.
	Характеристики системы с обратной связью и их особенности. Структурная схема системы с информационной обратной связью /ИОС/ и решающей обратной связью /РОС/, характеристики и алгоритм работы.
	Применение эффективного (статистического) кодирования для сжатия данных. Алгоритмы сжатия без потерь: Хаффмана.
Итого

Таблица 3 - Наименование тем практических занятий и их содержание

№ п/п	Наименование темы	Кол-во часов
Рубежный контроль 1
	Решение задач по структуре ПДС. Сигналы.
	Решение задач по структуре ПДС. Помехи.
	Решение задач по теореме Шеннона. Энтропия.
	Применение теоремы Найквиста
	Решение задач по модуляции
	Решение задач по цифровой модуляции
Рубежный контроль 2
	Решение задач на основе коррертирующих кодов.
	Решение задач с циклическим кодом. Кодирование.
	Решение задач с циклическим кодом. Декодирование
	Решение задач на основе алгоритма Витерби.
	Решение задач по синхронизации
	Решение задач по синхронизации
	Решение задач систем с РОС
	Решение задач систем с РОС - ОЖ
	Решение задач по алгоритму Хаффмана
Итого

Таблица 4 - Наименование тем лабораторных занятий и их содержание

№ п/п	Наименование темы	Кол-во часов

Рубежный контроль 1
	Лабораторная работа №1 «Методы коммутации в сетях ПДС»
	Лабораторная работа №2 «Синтез сигналов по дискретным отсчетам. Теорема Котельникова - Найквиста»
Рубежный контроль 2
	Лабораторная работа №3 «Линейные корректирующие коды. Код Хемминга. Метод Гаусса»
	Лабораторная работа №4 «Циклические коды»
	Лабораторная работа №5 «Изучение поэлементной синхронизации»
	Лабораторная работа №6 «Эффективное кодирование информации по алгоритму Хаффмана»
	Лабораторная работа №7 «Аппретурное сжатие передаваемого сигнала»
Итого

Таблица 5 - Наименование тем самостоятельных занятий с преподавателем и их содержание

№ п/п	Задание	Форма проведения (контроль)	Методические рекомендации	Литература	Кол.Час.


Рубежный контроль 1
	Классификация сигналов.	Тренинг (решение задач)	Для сигналов определить значения амплитуды, частоты и фазы	1[31:35]. 2[18:22].
	Расчет скорости передачи данных	Дискуссия (решение задач)	Найти среднее нормированную мощность сигнала.	1[46:49]. 2[27:28].
	Особенности сопряжения анизохронного и изохронных дискретных сигналов с синхронном.	Тренинг (реферат)	Привести структурную схему показать преобразование написать реферат.	2[11:20]. [19:23]. 7[14:16].
	Беспроводные каналы.	Дискуссия (решение задач)	Найти параметры канала связи: ширину пропускания, время прохождения, диапазон частот	1[38:39]. 2[28:29].


	Обеспечение высокой удельной скорости передачи дискретных сигналов.	Тренинг (решение задач)	Расчет скорости модемов.	2[21:23]. 4[22:27]. 6[14:19].
Рубежный контроль 2
	Алгоритмы цифрового кодирование. Алфавитные коды.	Дискуссия (решение задач)	Построить таблицу кодирования, дерево кодирования, определить среднюю длину закодированного сообщения.	6[14:22]. 7[28:30].
	Простейшие коды линейного сигнала NRZ RZ	Тренинг (опрос)	Основные понятие фазового кодирования.	1[55:60]. 2[28:32]. 4[12:15]. 5[29:31].
	Оценка помехоустойчивости модулированных сигналов и их сигналов.	Тренинг (опрос)	Для непрерывных и дискретных случайных сигналов основные характеристики: вероятность, математическое ожидание.	2[25:26]. 4[27:37]. 7[90:119].
	Циклические коды, коды Рида -Соломона.	Дискуссия (опрос)	Описать привести примеры.	1[65:73]. 2[45:53]. 4[20:34]. 7[32:46].
	Построение схемы помехоустойчивого непрерывного кодирования и декодирования.	Тренинг (решение задач)	По алгоритму кодирования и декодирования непрерывных кодов определить избыточную кодовую комбинацию.	2[25:26]. 4[27:37]. 7[90:119].
	Алгоритм декодирования Витерби.	Тренинг (опрос)	Методика выбора кодов для аппаратуры передачи дискретных сообщений.	1[35:43]. 2[28:32].
	Повышение достоверности передачи сообщений	Дискуссия (опрос)	Структурная схема двусторенной системы ПДС.	2[33:45].


	Рекомендация G.722 МСЭ-Т. CELP - кодирование (линейно - прогнозируемое кодирование с кодовой книгой	Тренинг (опрос)	Варианты декодирование JPEG, MPEG	2[885:889]. 2[52:60].
	Методы кодирования видеоизображений	Тренинг (опрос)	Факсимильная передача сигналов, преобразование оптического сигнала в цифровой сигнала.	6[382:390]. 2[60:67].
	Оценка вероятности ошибок модулированных цифровых сигналов с различными типами модуляции	Тренинг (опрос)	Моделирование различных устройств ЦСТ	1[45:56]. 2[68:77].
	Сети и службы ДЭС. Архитектура взаимодействия открытых систем. Сети передачи данных, компьютерные сети	Тренинг (опрос)	Общие понятия архитектуры связи. Понятие сетей и служб связи. СЕМИУРОВНЕВАЯ МОДЕЛЬ ВОС. Локальные вычислительные сети (ЛВС)	1[45:56]. 5[68:77].
Итого

Таблица 6 - Наименование тем самостоятельных занятий и их содержание

№ п.п.	Задание	Методические рекомендации	Литература	Кол. Час.

	Оценка вероятности ошибок цифровых сигналов в гауссовом шуме	Изучить способы цифровых сигналов в шуме.	4[25:26]. 6[27:37]. 7[90:119].
	Оценка вероятности ошибок модулированных цифровых сигналов с различными типами модуляции	Определить вероятности ошибок при различных модуляциях.	4[25:26]. 6[27:37]. 7[90:119].
	Расчет параметров согласованного фильтра.	Детектирование антиподных сигналов согласованного фильтра.	4[25:26]. 6[27:37]. 7[90:119]. 15[25:26].
	Синтез корреляционного приемника.	Отличие эквалайзера , реализовывающий метод обращения в нуль незначащих коэффициентов	4[25:26]. 6[27:37]. 7[90:119].
	Синтез модулятор и демодулятора nФМ, КАМ. Построение сигнальных созвездии для КАМ.	.Модуляция с эффективным использованием полосы частот	2[577:585]. 6[27:37]. 7[90:119].
	Устройств модуляции-демодуляции, использующих различные виды модуляции дискретных сигналов	Привести пример выбор схемы модуляции. Спектральная эффективность.	5[587:589]. 6[27:37]. 7[90:119].
	Синтез различных алфавитных кодов	Перечислить и характеризовать различных видов. Алфавитных кодов	4[25:26]. 6[27:37]. 7[90:119].
	Реализация алгоритмов кодирования и декодирования различных циклических корректирующих кодов.	Методика выбора корректирующих кодов.	6[288:290]. 4[27:37]. 6[90:119].
	Реализация алгоритмов кодирования сверточных кодов при различных кодовой скорости. Построение решетчатой диаграммы для сверточного кода	Изучить методы кодирования сверточных кодов, определить недостатки и достоинства, способы кодирования.	1[25:26]. 2[27:37]. 3[90:119].
	Синтез алгоритма декодирования сверточного кода (алгоритмы Фано и Витерби).	Привести пример светочного декодирование Витерби.	2[440:446]. 6[27:37]. 7[90:119].
	Сверточного кода и алгоритма декодирования Витерби на микропроцессорах.	По алгоритму кодирования и декодирования Витерби кодов определить избыточную кодовую комбинацию.	4[25:26]. 6[27:37]. 7[90:119].
	Расчет параметров синхронизации	Расчет параметров устройств поэлементной синхронизацией.	3[335:352]. 5[27:37].
	Расчет помехоустойчивости систем с обратной связью	Система РОС и адресным переспросом РОС-АП.	4[25:26]. 6[27:37]. 7[90:119].
	Реализация различных алгоритмов сжатия данных.	Использую модифицированный код Хаффмана для кодирование.	4[25:26]. 6[27:37]. 7[90:119].
	Устройств защиты от ошибок, использующих различные виды помехоустойчивого кодирования	Применение эквалайзера Витерби в системе GSM	4[25:26]. 6[27:37]. 7[90:119].

Список литературы

1. Телекоммуникационные системы и сети. - М.: Горячая линия - Телеком, 2004.

2. Скляр Б. Цифровая связь. - М., Санкт-П, Киев: Изд. дом «Вильямс», 2003.

3. Гаранин М.В., Журавлев, Кунегин С.В. Системы и сети передачи информации. - М.: Радио и связь, 2001.

4. Лагутенко О.И. Современные модемы. - Эко-Тредз, 2002.

5. Шувалов В.П. и др. Передача дискретных сообщений. - М.: Радио и связь, 1990.

6. Купинов Ю.П. и др. Основы передачи дискретных сообщений -М.: Радио и связь, 1992.

7. Захарченко И.Б. и др. Основы передачи дискретных сообщений. -М.: Радио и связь, 1990.

8. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. - СПб.: Питер, 2002.

9. Шелухин О.И., Лукьянцев Н.Ф. Цифровая обработка и передача речи.- М.: Радио и связь, 2000.

10. Ватолин Д.С. Алгоритмы сжатия изображений. - М.: МГУ, 1999.

11. Абдуллаев Д.А., Арипов М.Н. Передача дискретных сообщений в задачах и упражнениях. - М.; Радио и связь, 1985.

12. Емельянов Г.А., Шварцман B.C. Передача дискретной информации. - М.: Радио и связь,1982.

13. Аджемов А.С. и др. Многоканальная электросвязь и каналообразующая телеграфная аппаратура. - М.: Радио и связь, 1981.

14. Коржик В.И. и др. Расчет помехоустойчивости систем передачи дискретных сообщений. Справочник, - М.: Радио и связь, 1981

15. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки. - М.: Мир, 1976.

Оборудование

1. Класс ЭВМ, ауд 501; 504а;

2. Лабораторные стенды, ауд. 501; 504а;

Политика курса

1. Не опаздывать на занятия.

2. Не разговаривать во время занятий

3. Не читать газеты, отключить сотовый телефон, не жевать резинку.

4. Не пропускать занятия, в случае отсутствия по болезни предоставить справку.

5. Пропущенные занятия по уважительной причине отрабатывать в определенное преподавателем время.

6. В случае невыполнения заданий в установленные сроки, итоговая оценка снижается.

7. Активно участвовать в учебном процессе.

8. Быть терпимым, открытым, откровенным и доброжелательным к сокурсникам и преподавателям.

Информация по оценке знаний.

Текущий контроль (40 баллов) – посещение занятий и работа на практических и лекционных занятиях, решение задач, устный опрос, выполнение и контроль домашнего задания, проверка конспектов лекций.

Промежуточный контроль (20 баллов) – Два рубежных контроля (сдача модулей) по 10 баллов

Итоговый контроль(40 баллов)– сдача экзамена устно.