Введение в специальность, Учебная программа для высших учебных заведений (стр. 3 )

-  достоинства и недостатки способов доступа и методов разделения сигналов;

-  различия в требованиях к макро-, микро - и пикосотовым сетям;

приобрести навыки:

-  расчета основных параметров систем подвижной радиосвязи;

-  работы с функциональными устройствами и системами подвижной радиосвязи;

-  применения теоретических знаний на практике при проектировании и эксплуатации СПРиР.

Дисциплина «Системы подвижной радиосвязи и радиоопределения» является одной из основных дисциплин, необходимых для подготовки инженеров по телекоммуникациям по специальностям «Многоканальные системы телекоммуникаций» и «Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения».

Программа рассчитана на объем 72 учебных часа. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 48 часов, лабораторных работ – 24 часа (см. таблицу).

Таблица

№ п. п.	Наименование темы	Лекции, часов	Лабораторные занятия, часов	Всего
1	2	3	4	5
1	Раздел 1. Основы теории и техники подвижной радиосвязи и радиоопределения	12	4	16
1.1	Введение в основы подвижной радиосвязи	2		2
1.2	Классификация СПРиР по назначению и основным признакам	2		2
1.3	Основы организации подвижной радиосвязи	2	4	6
1.5	Распространение радиоволн в диапазонах частот подвижной радиосвязи	2		2
1.5	Энергетические соотношения для описания потерь на радиолиниях	2		2
1.6	Оценка качества обслуживания в СПРиР	2		2
2	Раздел 2. Системы персонального радиовызова (СПРВ)	4		4
2.1	Назначение и структура СПРВ	2		2
2.2	Стандарты кодирования	2		2
3	Раздел 3. Транкинговые системы подвижной радиосвязи (ТСПР)	4	4	8
3.1	Принципы организации радиосвязи в транкинговых системах	2	4	6
3.2	Особенности построения цифровых ТСПР	2		2
4	Раздел 4. Сотовые системы подвижной радиосвязи	18	12	30
4.1	Архитектура сотовой сети	2		2
4.2	Принципы функционирования аналоговых сотовых систем	2	4	6
4.3	Структурные схемы базовой и мобильной станций стандарта NMT –450	2	4	6
4.4	Классификация и характеристики цифровых СПР	2		2
4.5	Принципы формирования сигналов и функционирования подсистем стандарта GSM-900 (DCS-1800)	2	4	6

Окончание таблицы

1	2	3	4	5
4.6	Службы передачи данных	2		2
4.7	Технология CDMA с кодовым разделением каналов	2		2
4.8	Архитектура сети стандарта CDMA. Организация связи в сети CDMA.	2		2
4.9	Радиоудлинители телефонных линий. Микро - и пикосотовые радиосистемы. Система стандарта DECT.	2		2
5	Раздел 5. Спутниковые системы подвижной связи (ССПС)	6	4	10
5.1	Особенности построения ССПС	2	4	6
5.2	Спутниковые системы персональной связи	2		2
5.3	Спутниковая система радиоопределения подвижных средств	2		2
6	Раздел 6. Мобильные системы связи третьего поколения	4		4
6.1	ТКонцептуальные основы IMT-2000	2		2
6.2	Сравнительная характеристика проектов систем третьего поколения	2		2
	Всего	48	24	72

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ТЕХНИКИ ПОДВИЖНОЙ

РАДИОСВЯЗИ И РАДИОоПРЕДЕЛЕНИЯ

Тема 1.1. Введение В ОСНОВЫ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ

Литература основная и дополнительная. Концептуальные положения по технологиям наземных и спутниковых СПРиР. Этапы развития СПРиР. Состояние и перспективы внедрения новых технологий. Виды предоставляемых услуг. Динамика развития СПРиР.

Тема 1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ СПРиР ПО НАЗНАЧЕНИЮ И ОСНОВНЫМ

ПРИЗНАКАМ

Критерии распределения СПРиР по группам. Классификация сухопутных СПР общего пользования. Краткая характеристика СПР общего пользования. Методы многостанционного доступа.

Тема 1.3. осНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ

Полосы рабочих частот для СПРиР. Схемы организации мобильной радиосвязи. Используемые виды и методы разделения сигналов.

Тема 1.4. рАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН В ДИАПАЗОНАХ ЧАСТОТ

ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ

Затухание сигналов на радиолиниях. Статические и динамические отражения радиоволн. Дифракция. Многолучевость. Частотные и временные замирания сигналов.

Тема 1.5. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ПОТЕРЬ

НА РАДИОЛИНИЯХ

Напряженность поля и уровень сигналов в точке приема. Влияние рельефа местности и высот подвеса антенн на потери энергии сигналов. Определение зоны радиопокрытия. Модели предсказания потерь на радиолиниях (эмпирические модели, теоретические и смешанные модели). Критерии выбора модели предсказания потерь на радиолиниях.

Тема 1.6. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ В СПРиР

Характеристика обслуживания абонентов сети. Время обслуживания. Параметры потоков вызовов. Адресное установление связи в СПРиР. Синхронизация и фазирование в каналах радиосвязи.

Раздел 2. СИСТЕМЫ ПЕРСОНАЛЬНОГО РАДИОВЫЗОВА (СПРВ)

Тема 2.1. НАЗНАЧЕНИЕ И СТРУКТУРА СПРВ

Основные требования к СПРВ. Принципы передачи сообщений. Односторонние ведомственные, городские и региональные СПРВ. Двухсторонние СПРВ.

Тема 2.2. СТАНДАРТЫ КОДИРОВАНИЯ

Международный стандарт POCSAG и структура протокола. Общеевропейский стандарт ERMES. Высокоскоростной стандарт FLEX. Многоцелевой стандарт RDS. Структурные схемы построения пейджеров.

Раздел 3. ТРАНКИНГОВЫЕ СИСТЕМЫ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ (ТСПР)

Тема 3.1. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ РАДИОСВЯЗИ В ТРАНКИНГОВЫХ

СИСТЕМАХ

Классификация систем. Организация связи. Структура однозоновых и многозоновых систем. Адресация и управление в аналоговых системах стандарта SMART NET.

Тема 3.2. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ТСПР

Структура построения цифровых ТСПР. Функционирование многозоновой цифровой ТСПР. Особенности построения и функционирования мобильной станции. Технические характеристики.

Раздел 4. СОТОВЫЕ СИСТЕМЫ ПОДВИЖНОЙ РАДИОСВЯЗИ

Тема 4.1. АРХИТЕКТУРА СОТОВОЙ СЕТИ

Деление зон обслуживания на соты. Модели кластеров. Эффективность сотовой сети. Состав оборудования.

Тема 4.2. ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АНАЛОГОВЫХ СОТОВЫХ СИСТЕМ

Виды аналоговых СПР и их характеристики. Состав оборудования стандарта NMT-450 (NMT-900). Принцип организации связи в системах NMT-450. Установление входящих и исходящих вызовов. Нумерация и маршрутизация.

Тема 4.3. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ БАЗОВОЙ И МОБИЛЬНОЙ СТАНЦИЙ

СТАНДАРТА NMT–450

Структурная схема и принцип работы базовой станции. Эстафетная передача при организации связи. Структурная схема и принцип работы абонентского радиотелефона.

Тема 4.4. КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВЫХ СПР

Виды цифровых СПР и их характеристики. Состав оборудования и схемы построения систем GSM-900 (DCS-1800) и D-AMPS.

Тема 4.5. Принципы формирования сигналов и ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ подсистем СТАНДАРТА GSM-900 (DCS-1800)

Формирование сигналов в системе. Структура кадров. Методы модуляции сообщений. Компрессирование речевых сигналов. Защита передаваемой информации. Роуминг.

Тема 4.6. СЛУЖБЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

Технологии передачи данных. Архитектура пакетной передачи данных GPRS. Канальная структура и кодирование. Пропускная способность радиоинтерфейса GPRS. Система радиодоступа EDGE.

Тема 4.7. технология cdma С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

Общая характеристика системы. Принципы формирования сигналов с расширенным спектром. Основы функционирования системы стандарта MA. Управление мощностью передатчика.

Тема 4.8. архитектура сети стандарта CDMA. организация связи

в сети CDMA

Схема построения, состав оборудования. Кодирование речи. Организация эстафетной передачи. Процедура обработки и кодирования сигналов в прямом и обратном каналах. Установление входящего и исходящего вызовов. Основные модификации стандарта. Технология CDMA-450.

Тема 4.9. Радиоудлинители телефонных линий. Микро -

и пикосотовые радиосистемы. СИСТЕМА СТАНДАРТА DECT

Бесшнуровые телефоны. Архитектура микро - и пикосотовых радиосистем. Система стандарта DЕCТ.

Раздел 5. спутниковые системы

подвижной связи (ССПС)

Тема 5.1. особенности построения ССПС

Классификация систем. Типы используемых орбит. Космический и наземный сегменты. Структура спутниковой сети подвижной связи. Услуги, предоставляемые ССПС.

Тема 5.2. спутниковые системы персональной связи

Структура спутниковой сети. Пользовательский сегмент. Глобальные и региональные системы и их характеристики. Концепция спутниковой связи в IMT-2000.

Тема 5.3. спутниковая система РАДИООПРЕДЕЛЕНИЯ подвижных средств

Характеристики, структура и принцип функционирования систем радиоопределения. Системы позиционирования GPS и ГЛОНАСС. Региональные системы радиоопределения. Дифференциальный режим позиционирования. Навигационная аппаратура мобильного терминала и диспетчерского пункта.

Раздел 6. МОБИЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ

ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ

Тема 6.1. Концептуальные основы IMT-2000

Динамика внедрения услуг подвижной связи. Микросотовая и пикосотовая структура сетей. Принципы распределения спектра частот. Радиоинтерфейсы сети. Сетевая архитектура.

Тема 6.2. сравнительная характеристика проектов систем третьего поколения

Технология радиодоступа UMTS. Характеристики FMA1 и FMA2. Сравнение систем IMT-2000 на базе CDMA. Архитектура семейства стандартов.

Примерный перечень лабораторных работ

1.  Измерение и контроль параметров в системе радиосвязи.

2.  Исследование влияния параметров устройств на системные показатели радиосредств.

3.  Исследование характеристик радиосистемы с временным разделением каналов.

4.  Исследование характеристик модуляторов-демодуляторов радиосистемы.

5.  Исследование и контроль параметров базовой станции.

6.  Исследование характеристик наземного терминала спутниковой системы.

Примерный перечень компьютерных программ,

необходимого оборудования и дополнительных

материалов

1.  Демонстрационные макеты и промышленные образцы устройств систем подвижной радиосвязи.

2.  Демонстрационные плакаты, отражающие состояние и тенденции развития средств подвижной радиосвязи и радиоопределения.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1.  , Соколов мобильной связи. – СПб.: BHV–Санкт-Петербург, 1998.

2.  , Чайников мобильной связи: В 2 т. Т. 1. Системы связи подвижной службы общего пользования. – СПб.: Наука и техника, 2001.

3.  Громаков и системы подвижной радиосвязи. – М.: Эко-Трендз, 1998.

4.  Ламекин связь. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1997.

5.  Невдяев связь 3-го поколения / Под ред. . –М.: МЦНТИ, 2000.

6.  , Смирнов энциклопедия пейджинговой связи. –М.: Эко-Трендз, 1997.

7.  , , Сергеев стандарты цифровой транкинговой радиосвязи. – М.: МЦНТИ, 2000.

8.  Корташевский подвижной связи. – М.: Эко-Трендз, 2001.

Дополнительная

1.  Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра: Пер. с англ. / Под ред. . – М.: Радио и связь, 2000. 

2.  и др. Системы подвижной радиосвязи. – М.: Радио и связь, 1986.

3.  Ли, Техника подвижных систем связи. – М.: Радио и связь, 1985.

4.  , , Сподобаев -фидерные устройства систем сухопутной подвижной радиосвязи. – М.: Радио и связь, 1997.

5.  Туляков системы и сети персонального радиовызова. Пейджинг – от теории до практики. – М.: Радио и связь, 1997.

6.  , Невдяев стандарты широкополосной радиосвязи на базе технологий WCDMA. – М.: МЦНТИ, 1999.

7.  , Смирнов подвижная спутниковая связь. – М.: Эко-Трендз, 1997.

8.  ГОСТ . Радиосвязь. ТО.

9.  ГОСТ . Системы радиосвязи с использованием шумоподобных сигналов. Общие требования.

Утверждена

УМО вузов Республики

Беларусь по образованию в области

информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-45-003/тип.

УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯХ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям

1Многоканальные системы телекоммуникаций,

1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения

Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.

Составитель:

, доцент кафедры систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук

Рецензенты:

, начальник информационно-аналитического отдела Проектного и научно-исследовательского республиканского унитарного предприятия «Гипросвязь»;

Кафедра телекоммуникационных систем Учреждения образования «Высший государственный колледж связи» (протокол от 01.01.2001 г.)

Рекомендовано к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол от 01.01.2001 г.);

Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.)

Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности

Ответственный за редакцию:

Ответственный за выпуск:

пояснительная запИска

Типовая программа дисциплины «Управляющие системы в телекоммуникациях» разработана для студентов высших учебных заведений по специальностям 1Многоканальные системы телекоммуникаций и 1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения. Целью изучения дисциплины являются современные управляющие системы отрасли связи. Особое место уделяется изучению математического и программного обеспечения управляющих систем. Изложение материала строится с учетом знания студентами математического анализа, линейной алгебры, современных алгоритмических языков, принципов построения сетей и систем связи.

В результате освоения курса дисциплины «Управляющие системы в телекоммуникациях» студент должен:

знать:

-  назначение управляющих систем в связи;

-  функциональную часть систем управления;

-  структуру магистральных, региональных и местных систем управления;

-  информационное, математическое и программное обеспечение управляющих систем;

уметь характеризовать:

-  особенности программных и технических средств управляющих систем;

-  возможности использования современных вычислительных средств и микропроцессорной техники в системах управления телекоммуникаций;

уметь анализировать:

-  тенденции развития программных и аппаратных средств систем управления;

-  способы функционирования элементов и систем управления вцелом;

приобрести навыки:

-  построения сетей передачи данных между вычислительными центрами и предприятиями отрасли;

-  расчета экономической эффективности управляющих сетей;

-  работы с прикладными математическими программами.

Программа рассчитана на объем 64 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекции – 32 часа, лабораторных работ – 32 часа (см. таблицу).

Таблица

№ п. п.	Наименование темы	Лекции, часов	Лабораторные занятия, часов	Всего
1	2	3	5	6
	Введение. Цель и задачи курса.	1	-	1
1	Раздел 1. Общая характеристика управляющих систем в телекоммуникациях
1.1	Сущность и функции управления в отрасли связи	2		2
1.2	Управляющие системы отрасли связи	2		2

Окончание таблицы

1	2	3	5	6
1.3	Функциональная часть системы управления	2		2
2	Раздел 2. Управляющие системы магистральных сетей связи
2.1	Управляющие системы магистральных сетей связи	2		2
2.2	Управляющие системы местных сетей связи	2		2
2.3	Управление технологическими процессами МТС и МЦК	2		2
3	Раздел 3. Информационное и программное обеспечение управляющих систем
3.1	Информационное обеспечение УС	2		2
3.2	Математическое обеспечение УС	4	8	12
3.3	Программное обеспечение УС	6	16	22
3.4	Сети вычислительных центров отрасли связи	2		2
4	Раздел 4. Экономическая эффективность управляющих систем телекоммуникаций
4.1	Организация работ по внедрению управляющих систем	2	4	6
4.2	Экономическая эффективность УС	3	4	7
		32	32	64

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Общая характеристика управляющих систем

в телекоммуникациях

Тема 1.1. Сущность и функции управления в отрасли связи

Связь как отрасль материального производства. Процесс управления в отрасли: прогнозирование, планирование, организация работ, регулирование, контроль. Основные принципы управления.

Тема 1.2. Управляющие системы отрасли связи

Определение управляющей системы. Классификация систем управления. Состав и структура управляющей системы. Принципы системного подхода. Методы описания.

Тема 1.3. Функциональная часть системы управления

Факторы, определяющие состав управляющей системы. Подсистемы проектирования. Подсистемы планирования. Технологические подсистемы управления сетями.

Раздел 2. Управляющие системы МАГИСТРАЛЬНЫХ

сетей связи

Тема 2.1. Управляющие системы магистральных сетей связи

Структура магистральных сетей Республики Беларусь. Принципы управления на магистральной сети. Управляющие системы на сетях SDH. Управление на зоновых сетях связи. Оборудование управляющих систем магистральных сетей связи.

Тема 2.2. Управляющие системы местных сетей связи

Управление технологическими процессами на городских телефонных сетях. Комплекс задач автоматизированного бюро ремонта, аппаратуры поминутного учета соединений, централизованный контроль таксофонов, комплекс задач выявления неисправного оборудования на местной сети, измерение нагрузки и потерь в пучках. Автоматизация управления на сетях сельской связи.

Тема 2.3. Управление технологическими процессами МТС и МЦК

Назначение систем управления междугородной связи. Управление расчетами с абонентами за услуги междугородной связи; автоматизирование систем поиска неисправностей и предотказных состояний технологического оборудования МТС и МЦК.

Раздел 3. Информационное и программное обеспечение управляющих систем

Тема 3.1. Информационное обеспечение УС

Информационная база отрасли связи. Методы описания данных. Проектирование банков данных: внешнего уровня, семантического уровня, логического уровня, физического уровня. Системы управления базами данных.

Тема 3.2. Математическое обеспечение УС

Общая характеристика математического обеспечения. Методы нелинейного, линейного и динамического программирования в управляющих системах. Применение теории информации в управляющих системах. Использование методов теории массового обслуживания.

Тема 3.3. Программное обеспечение УС

Общее и специальное программное обеспечение. Операционные системы. Системы программирования. Пакеты прикладных программ: максимизация потока на сети связи, нахождение кратчайшего маршрута, оптимальное резервирование каналов связи, оптимизация потоков. Методы реализации вычислительных алгоритмов.

Тема 3.4. Сети вычислительных центров отрасли связи

Архитектура и принципы построения сетей передачи данных отрасли. Локальные сети предприятий отрасли. Элементная база сетей.

Раздел 4. Экономическая эффективность управляющих систем телекоммуникаций

Тема 4.1. Организация работ по внедрению управляющих систем

Управление работами по созданию управляющих систем отрасли. Разработка проектов. Ввод УС в эксплуатацию. Автоматизация проектирования.

Тема 4.2. Экономическая эффективность УС

Общие положения по оценке экономической эффективности. Основные показатели управляющих систем. Расчет экономической эффективности.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.  Оптимальное резервирование на сетях связи – 4 ч.

2.  Оптимизация каналов в пучке – 4 ч.

3.  Нахождение кратчайшего расстояния на сети связи – 4 ч.

4.  АСУ ГТС – 4 ч.

5.  Определение мест расположения сетевых узлов абонентского кабеля –4 ч.

6.  Управление сетью радиосвязи коллективного пользования – 4 ч.

7.  Радиопередающая сеть звукового вещания – 4 ч.

8.  Оптимизация технического обслуживания ЛАЦ МТС – 4 ч.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ

1.  Операционные системы UNIX, Windows NT.

2.  Программа, реализующая симплекс-метод.

3.  Программа, реализующая методы нелинейного программирования.

4.  Программа, реализующая метод динамического программирования.

ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНАЯ

1.  Робачевский система UNIX. –СПб.: BHV – Санкт-Петербург, 1997.

2.  Мак Мален UNIX М. Компьютер, 1996 .

3.  , , Автоматизирование систем управления в связи. – М.: Радио и связь, 1988.

4.  Слепов цифровые сети SDH. – М.: Эко Трендз, 1998.

5.  Убайдуллаев -оптические сети. – М.: Эко Трендз, 1998.

6.  Хацкевич систем управления в связи: Метод. пособие для студентов специальности «Телекоммуникационные системы». – Мн.: БГУИР, 1998.

7.  Хацкевич подвижной связи в Республике Беларусь: Учеб.–метод. пособие по курсовому и дипломному проектированию по курсу «Организация, планирование и управление предприятиями связи» для студентов специальности «Телекоммуникационные системы». – Мн.: БГУИР, 1998.

8.  , , Хацкевич магистральной связи в Республике Беларусь: Метод. пособие для студентов специальности «Телекоммуникационные системы». – Мн.: БГУИР, 2000.

9.  Хацкевич подвижной связи в Республике Беларусь: Метод. пособие для студентов специальности «Телекоммуникационные системы». – Мн.: БГУИР, 1998.

10.  , , Хацкевич организации глобальных сетей связи: Метод. пособие для студентов специальности «Телекоммуникационные системы». – Мн.: БГУИР, 1999.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

1.  Введение в исследование операций: В 2 т. –М.: Радио и связь, 2001.

2.  Основы оптимизационных методов. – М.: Радио и связь, 1991.

3.  , Яковлев систем. – М.: Высш. шк., 1985.

4.  , Лазарев управление потоками информации в сетях связи. – М.: Радио и связь, 1983.

5.  Якубайтис -вычислительные сети. – М.: Финансы и статистика, 1984.

Утверждена

УМО вузов Республики

Беларусь по образованию в области

информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-45-005/тип.

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям

1Многоканальные системы телекоммуникаций,

1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения

Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.

Составитель:

, доцент кафедры систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», старший научный сотрудник, доцент, кандидат технических наук

Рецензенты:

, заведующий НИЛ математического моделирования в электронике Учреждения образования «Белорусский государственный университет», член корреспондент Международной академии информатизации, доцент, кандидат технических наук;

Кафедра телекоммуникационных систем Учреждения образования «Высший государственный колледж связи» (протокол от 01.01.2001 г.)

Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол от 01.01.2001 г.);

Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.)

Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности

Ответственный за редакцию:

Ответственный за выпуск:

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа дисциплины «Моделирование систем телекоммуникаций» разработана для специальностей-1Многоканальные системы телекоммуникаций и 1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения высших учебных заведений. Она предусматривает чтение лекций и проведение практических занятий.

Цель преподавания дисциплины - изучение методов построения математических моделей систем и устройств телекоммуникаций (ТК), используемых при этом методов описания сигналов, помех, функциональных звеньев и методов моделирования.

Задачи изучения дисциплины - в результате изучения дисциплины студент должен:

уметь характеризовать:

- методы анализа и синтеза информационных систем и этапы построения их математических моделей;

уметь анализировать:

- неформальное и формальное описание систем и устройств ТК;

знать:

- принципы математического моделирования систем и устройств ТК, методы построения математических моделей, включая методы описания сигналов, помех, функциональных звеньев и методы моделирования;

приобрести навыки

- практического использования математического моделирования при проектировании и разработке аппаратуры ТК различного назначения.

Курс «Моделирование систем телекоммуникаций» занимает важное место в системе подготовки инженеров по специальностям 1Многоканальные системы телекоммуникаций и 1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения, поскольку математическое моделирование - неотъемлемая часть анализа и синтеза информационных систем.

Программа рассчитана на объем 80 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 56 часов; практических занятий – 24 часа.

Таблица

№ пп	Наименование темы	Лекции, часов	Практи- ческие занятия, часов	Ввсе-го
1	2	3	4	5
1	Раздел 1. Общие принципы математического моделирования систем ТК	12	-	12
1.1	Задачи и методы исследования информационных систем	6	-	6

Окончание таблицы

1	2	3	4	5
11.2	Методология построения математических моделей систем ТК	6	-	6
22	Раздел 2. Методы математического описания сигналов и помех	14	10	24
22.1	Математическое описание континуальных детерминированных сигналов	10	6	16
22.2	Математическое описание дискретных детерминированных сигналов	2	2	4
22.3	Математическое описание случайных сигналов и помех	2	2	4
33	Раздел 3. Методы математического описания функциональных звеньев систем ТК	14	4	18
33.1	Математическое описание линейных звеньев	10	4	14
33.2	Математическое описание нелинейных и линейных параметрических звеньев	4	-	4
44	Раздел 4. Методы математического моделирования искажений сигналов	16	10	26
44.1	Методы математического моделирования линейных искажений сигналов	6	6	12
44.2	Математическое моделирование линейных искажений сигналов в ТВ системах	4	2	6
44.3	Универсальный метод расчета линейных искажений	2	-	2
44.4	Математическое моделирование искажений сигналов в нелинейных системах	4	2	6

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Раздел 1. Общие принципы математического

моделирования систем ТК

Тема 1.1. Задачи и методы исследования информационных

систем

Введение: моделирование как метод научного познания. Понятие системы. Общее описание и свойства реальных систем. Информационные системы. Показатели качества систем ТК. Точность. Функция потерь. Классификация методов анализа и синтеза информационных систем. Методы анализа: экспериментальный, аналитический, формульный, математическое моделирование. Методы синтеза: оптимизация параметров, математический синтез, эвристический, эмпирически-интуитивный.

Тема 1.2. Методология построения математических

моделеЙ систем ТК

Сущность процедуры математического моделирования. Особенности систем ТК как объектов моделирования. Задачи оптимизации процесса моделирования систем ТК на ЭВМ. Неформальное и формальное описание систем ТК. Специализация, иерархичность и автоматизация – главные принципы системного подхода к проектированию сложных систем ТК. Декомпозиция систем ТК и ее возможные варианты. Основные принципы перехода от формального описания к математической модели. Классификация методов построения математических моделей систем ТК. Процедура преобразования системы связи с амплитудной модуляцией.

Раздел 2. Методы математического описания сигналов

и помех

Тема 2.1. Математическое описание континуальных детерминированных сигналов

Виды сигналов и помех в системах ТК, их классификация. Представление (не)периодического сигнала ортогональной системой функций. Обобщенный ряд Фурье по системе ортогональных комплексных функций. Выбор подходящей ортогональной системы. Описание сигналов рядом Фурье в комплексной и тригонометрической формах. Представление финитных и бесконечно протяженных сигналов рядом Котельникова. Использование в качестве ортогональных систем функций полиномов Лежандра, Чебышева, Лагерра, Эрмита. Функции Радемахера и Уолша, их свойства, применение для описания сигналов. Гармонический анализ непериодических сигналов. Обобщенные функции, их применение для описания и анализа свойств детерминированных сигналов. Представление сигналов на комплексной плоскости: преобразование Лапласа, его свойства. Разложение в ряд Фурье с помощью преобразования Лапласа.

Тема 2.2. Математическое описание дискретных

детерминированных сигналов

Дискретный сигнал. Описание дискретного сигнала с помощью дельта-функции, преобразований Фурье и Лапласа. Дискретное преобразование Фурье. Z-преобразовние дискретных сигналов. Быстрое преобразование Фурье. Преимущества и недостатки различных методов описания дискретных сигналов применительно к задачам моделирования систем ТК.

Тема 2.3. Математическое описание случайных

сигналов и помех

Описание сигналов и помех моментными и корреляционными функциями. Взаимосвяь энергетических спектров и корреляционных функций случайного процесса. Особенности представления узкополосных случайных сигналов и помех. Классификация методов описания сигналов и помех.

Раздел 3. Методы математического описания функциональных звеньев систем ТК

Тема 3.1. Математическое описание линейных

звеньев

Классификация звеньев: линейные с постоянными и переменными параметрами; нелинейные. Описание линейных звеньев во временной области. Описание линейных звеньев в частотной области. Описание линейных звеньев на комплексной плоскости: операторная передаточная функция, свойства операторных передаточных функций минимально - и неминимально-фазовых звеньев. Взаимосвязь временных и частотных характеристик звеньев систем ТК. Задача аппроксимации частотных характеристик звеньев. Методы аппроксимации. Фильтры нижних частот с характеристиками Баттерворта, Чебышева, Золотарева-Кауэра. Преобразование передаточной функции ФНЧ-прототипа в передаточную функцию фильтра верхних частот, полосового и заграждающего фильтров. Сравнительный анализ известных методов описания АЧХ и ФЧХ линейных звеньев.

Тема 3.2. Математическое описание нелинейных и линейных параметрических звеньев

Виды нелинейных звеньев: инерционные, безынерционные. Аппроксимация характеристик нелинейных звеньев: степенная, кусочно-линейная. Описание параметрических звеньев. Комплексная передаточная функция параметрического звена.

Раздел 4. Методы математического моделирования искажений сигналов

Тема 4.1. Методы математического моделирования линейных искажений сигналов

Метод численного решения дифференциальных уравнений. Метод моделирования по формуле Дюамеля. Метод разностных рекуррентных соотношений. Спектральный метод. Видоизменение спектрального метода в форме метода огибающей. Метод моделирования на основе операционного исчисления. Анализ линейных систем методом графов и методом пространства состояний.

Тема 4.2. Математическое моделирование линейных искажений сигналов в ТВ системах

Математические модели прохождения измерительных сигналов в виде sin2- и П-импульсов. Моделирование их линейных искажений, определение допусков на неравномерность (нелинейность) частотных характеристик.

Тема 4.3. Универсальный метод расчета линейных

искажений

Методы представления в замкнутом виде реакции линейной системы на периодическое воздействие. Реакция линейной системы на произвольное периодическое воздействие в замкнутом виде. Универсальный метод расчета линейных искажений.

Тема 4.4. Математическое моделирование искажений

сигналов в нелинейных системах

Метод гармонического анализа. Метод решения дифференциальных уравнений. Метод фазовой плоскости. Метод функциональных рядов Вольтерра-Винера.

Примерный перечень практических занятий

1. Представление периодического сигнала ортогональной системой функций.

2. Спектральное описание непериодических сигналов в задачах моделировния систем ТК.

3. Описание детерминированных сигналов на комплексной плоскости. Преобразование Лапласа.

4. Математическое описание дискретных детерминированных сигналов.

5. Математическое описание случайных сигналов и помех.

6. Денормирование передаточных функций. Преобразование передаточной функции ФНЧ-прототипа в передаточную функцию ФВЧ.

7. Преобразование передаточной функции ФНЧ-прототипа в передаточную функцию ФВЧ, ПФ и ЗФ.

8. Метод моделирования по формуле Дюамеля. Спектральный метод.

9. Метод моделирования на основе операционного исчисления.

10. Многофункциональная программа моделирования линейных искажений сигналов в системах ТК.

11. Моделирование линейных искажений сигналов в ТВ системах.

12. Моделирование искажений сигналов в нелинейных системах.

Примерный перечень необходимого оборудования

и дополнительных материалов

1. Электронные автономные модули генерирования-имитации сигналов (реакций).

2. Персональные ЭВМ.

3. Пакет прикладных программ математического моделирования телекоммуникационных систем и устройств на функциональном уровне.

4. Контрольные задания для самостоятельной работы студентов по курсу “Моделирование систем телекоммуникаций”.

5. Плакаты по разделам курса.

Примерный перечень компьютерных программ

1. Программа нормирования/денормирования моделей звеньев ТК.

2. Программа перемножения моделей звеньев ТК.

3. Программа преобразования модели ФНЧ-прототипа в модель ФВЧ.

4. Программа преобразования модели ФНЧ-прототипа в модель ПФ.

5. Программа преобразования модели ФНЧ-прототипа в модель ЗФ.

6. Программа формирования лапласовских изображений сигналов.

7. Программа расчета частотных характеристик звеньев ТК.

8. Программа расчета амплитудных и фазовых спектров, абсолютной (относительной) энергии (мощности) на входе и выходе звена.

9. Программа моделирования шумовых характеристик базовых приемных устройств систем ТК с амплитудной модуляцией.

10. Программа моделирования сквозных частотных характеристик и нелинейных свойств системы с амплитудной модуляцией.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. , Цветнов моделирование радиотехнических систем и устройств. - М.: Радио и связь, 1985.

2. Тарасик моделирование технических систем: Учеб. для вузов. - Мн.: Дизайн ПРО, 1997.

3. Машинные методы расчета и проектирования систем электросвязи и управления: Учеб. пособ. для вузов/ , , .Г. Моисеев. - М.: Радио и связь, 1990.

4. Прикладные матемиатические методы анализа в радиотехнике: Учеб. пособие для вузов/ Под ред. . - М.: Высшая школа, 1985.

5. , Харисов анализ и синтез радиотехнических устройств и систем: Учеб. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1991.

6. Гоноровский цепи и сигналы: Учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1986.

7. , Шабат теории функций комплексного переменного: Учеб. пособие для ун-тов. 5-е изд., испр. - М.: Наука, 1987.

8. Лебедев в научно-технических исследованиях. - М.: Радио и связь, 1989.

9. Методы автоматизированного расчета электронных схем в технике связи: Учеб. для вузов/ , , . - М.: Радио и связь, 1990.

Дополнительная

1.  , Филимонов машинное моделирование средств связи. - М.: Радио и связь, 1988.

2.  Купер Дж., Вероятностные методы анализа сигналов и систем: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989.

3.  Системы: декомпозиция, оптимизация и управление/ Сост. М. Сингх, А. Титли; Пер. с англ. . - М.: Машиностроение, 1986.

4.  , Ерошенков моделирование стохастических систем. - Мн.: Наука и техника, 19с.

5.  Кузнецов проектирование радиосвязи: Методы и обеспечение. Ч. 1. Системотехника/ Воронеж. НИИ связи. - Воронеж, 1994.

6.  Белецкий линейных электрических цепей: Учеб. для вузов. - М.: Радио и связь, 1986.

7.  Теория передачи сигналов: Учеб. для вузов/ , , . 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1986.

8.  Шипилло -рекуррентный анализ электрических цепей и систем. - М.: Энергоатомиздат, 1991.

9.  Разевиг программ P-CAD и PSPICE для схемотехнического моделирования на ПЭВМ/ Под общ. ред. . - М.: Радио и связь, 1992.

10.  Финаев задач по курсу “Моделирование систем”: Учеб. пособие - Таганрог: ТРТИ, 1991.

11.  Ильинков моделирование линейных искажений в телевизионных системах: Метод. пособие - Мн.: МРТИ, 1992.

12.  Справочник по расчету фильтров: Пер. с нем./ Под ред . - М.: Радио и связь, 1983.

Утверждена

УМО вузов Республики

Беларусь по образованию в области

информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.

Регистрационный № ТД-45-009/тип.

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ И СЕТЕЙ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальностям

1Многоканальные системы телекоммуникаций,

1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения,

1Сети телекоммуникаций

Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР

« 28 » мая 2003 г.

Составитель:

, профессор кафедры систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доктор технических наук

Рецензенты:

, заведующий кафедрой последипломного образования Учреждения образования «Высший государственный колледж связи», профессор;

Кафедра телекоммуникационных систем Учреждения образования «Высший государственный колледж связи» (протокол от 01.01.2001 г.)

Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол от 01.01.2001 г.);

Научно-методическим советом по направлению 1-45 Телекоммуникации УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол от 01.01.2001 г.)

Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности

Ответственный за редакцию:

Ответственный за выпуск:

пояснительная запИска

Типовая программа по дисциплине «Основы построения систем и сетей телекоммуникаций» разработана для студентов высших учебных заведений по специальностям 1Многоканальные системы телекоммуникаций и 1Системы радиосвязи, радиовещания и телевидения, 1Сети телекоммуникаций.

Целью преподавания дисциплины является изучение методов и принципов построения телекоммуникационных систем и сетей, их основных характеристик и способов реализации основных компонентов интегральных сетей на основе перспективных широкополосных цифровых систем передачи.

Задачи изучения дисциплины – дать студентам знания об общих принципах построения телекоммуникационных систем и сетей связи, научить их применять полученные знания на практике при разработке систем и сетей телекоммуникаций различного назначения, а также при участии в создании интегральных цифровых информационных сетей.

Дисциплина «Основы построения систем и сетей телекоммуникаций» базируется на общеобразовательных и общетехнических предметах и занимает важное место в системе подготовки инженеров по специальности, поскольку в настоящее время самым большим и динамично развивающимся сектором мировой экономики является рынок телекоммуникаций.

В результате освоения дисциплины «Основы построения систем и сетей телекоммуникаций» студент должен:

знать принципы построения систем и сетей телекоммуникаций и их основные характеристики;

уметь характеризовать способы реализации основных компонентов систем и сетей с интеграцией служб;

уметь анализировать состояние и перспективы развития систем и сетей телекоммуникаций;

приобрести навыки в выборе основных параметров систем и сетей телекоммуникаций.

Программа рассчитана на объем 68 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 51 час, лабораторных работ – 17 часов (см. таблицу).

Таблица

№ п. п.	Наименование темы	Лекции , часов	Практические занятия, часов	Лабораторные занятия, часов	Всего
1	2	3	4	5	6
1.	Раздел 1. Системы телекоммуникаций	26		12	38
1.1	Принципы построения систем передачи с частотным разделением каналов (ЧРК)	2			2

Окончание таблицы