МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) ___________________________________________________________________________________________________________

Направление специалитета: 210601 Радиоэлектронные системы и комплексы

Специализации подготовки: Радиоэлектронные системы передачи информации

Квалификация (степень) выпускника: специалист

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ»

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

вариативная, дисциплина специализации

№ дисциплины по учебному плану:

ИРЭ; С3.2.07

Часов (всего) по учебному плану:

72

Трудоемкость в зачетных единицах:

2

9 семестр

Лекции

36 час

Практические занятия

Лабораторные работы

18 час

9 семестр

Расчетные задания

4 час

9 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

18 час

9 семестр

Экзамены

9 семестр

Курсовые проекты (работы)

10 семестр

Москва – 2011

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение методов построения основных типов радиотехнических систем передачи информации (РТС ПИ) при использовании методов и возможностей цифровой обработки в передатчике и приемнике.

Задачами дисциплины являются:

- изучить особенности функционирования цифровых РТС ПИ, связанные с обработкой сигналов при цифровом построении трактов и использовании современной элементной базы.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к дисциплинам специализации вариативной части основной образовательной программы подготовки специалистов по специальности 210601 Радиоэлектронные системы и комплексы.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Основы теории радиосистем передачи информации», «Устройства генерирования и формирования сигналов»; «Устройства приема и преобразования сигналов», «Основы теории систем и комплексов радиоэлектронной борьбы», «Устройства СВЧ и антенны», «Цифровая обработка сигналов».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении дипломной работы и изучении дисциплин «Широкополосные системы передачи информации» и «Мобильные системы передачи информации», «Методы и устройства синхронизации в радиосистемах передачи информации».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

а) общекультурные компетенции (ОК)

- способность к восприятию, анализу, обобщению, информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1);

- способность логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

- способность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6);

- способностью осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК‑8);

- способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК‑10);

-  способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК‑11);

- способность владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, наличием навыков работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

- способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13).

б) профессиональные компетенции (ПК):

Общепрофессиональные компетенции:

- способность выявить естественно-научную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК‑2);

- готовность учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК‑3);

- способность собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК‑6).

Компетенции по видам деятельности:

Проектно-конструкторская деятельность

- способность осуществлять анализ состояния научно-технической проблемы, определять цели и выполнять постановку задач проектирования (ПК‑8).

Научно-исследовательская деятельность

- способность выполнять математическое моделирование объектов и процессов по типовым методикам, в том числе с использованием стандартных пакетов прикладных программ (ПК-14);

- способность изучать и использовать специальную литературу и другую научно-техническую информацию, отражающую достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области радиотехники (ПК‑15).

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

- способность разрабатывать структурные и функциональные схемы цифровых систем передачи информации (ПСК-2.1);

- способность оценивать основные показатели качества систем передачи информации с учетом характеристик каналов связи (ПСК-2.2);

- способность проводить оптимизацию радиосистем передачи информации и отдельных ее подсистем (ПСК-2.3);

- способность проводить компьютерное проектирование и моделирование радиоэлектронных систем передачи информации и их подсистем (ПСК-2.4).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа учебных занятий.

№

п/п

Раздел дисциплины

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля
успеваемости

(по разделам)

лк

пр

лаб

сам.

1

Основы построения цифровых РСПИ. Архитектура, протоколы и стандарты сетей передачи данных. Протоколы канального уровня.

5

9

4

–

–

1

Контрольная работа в виде теста

2

Среда передачи. Характеристики каналов. Искажения сигналов в каналах. Модели каналов

9

9

6

–

2

1

Защита лабораторной работы

3

Кодирование источника. Теоремы Шеннона. Кодеры речи. Сжатие звука и изображений. Ошибки кодеров и способы их уменьшения

9

9

4

–

4

1

Защита лабораторной работы

4

Модулированные сигналы. Сигналы с постоянной огибающей. Сигналы АФМ. Сигналы OFDM. Оптимальный прием сигналов со случайной начальной фазой. Характеристики демодуляторов. Помехоустойчивость

17

9

8

–

8

1

Защита лабораторных работ

5

Современные виды канального помехоустойчивого кодирования. Сравнительные характеристики кодеков.

9

9

6

–

2

1

Защита лабораторной работы

6

Уплотнение и множественный доступ. Алгоритмы множественного доступа.

7

9

4

–

2

1

Защита лабораторной работы

7

Организация беспроводных сетей связи. Спутниковая связь. Сотовая связь. Бесшнуровые системы и беспроводные абонентские линии. Беспроводные локальные сети

5

9

4

–

–

1

Контрольная работа в виде теста

Расчетное задание

4

9

–

–

–

4

Презентация и выступление с докладом, защита расчетного задания

Экзамен

7

9

–

–

7

Итого:

72

9

36

–

18

18

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Основы построения цифровых РСПИ. Общие сведения о сетях передачи данных. Архитектура, протоколы и стандарты сетей передачи данных. Протоколы канального уровня. Функции, контроль ошибок. Синхронные протоколы канального уровня.

2. Среда передачи. Кабельные, оптические и радиоканалы передачи сигналов. Многолучевые каналы. Характеристики каналов. Особенности распространения сигналов в этих каналах. Искажения сигналов в каналах. Модели каналов.

3. Кодирование источника. Постановка задачи. Критерии кодирования. Теоремы Шеннона. Кодеры речи. Сжатие звука и изображений. Алгоритмы сжатия. Ошибки кодеров и способы их уменьшения.

4. Модулированные сигналы. Сигналы с постоянной огибающей. Сигналы АФМ. Ортогональные ансамбли сигналов. Сигналы OFDM. Оптимальный прием сигналов со случайной начальной фазой. Некогерентный прием сигналов. Характеристики демодуляторов. Помехоустойчивость работы демодуляторов.

5. Современные виды канального помехоустойчивого кодирования. Сравнительные характеристики кодеков. Особенности реализации кодеров и декодеров. Компромиссы при использовании модуляции и кодирования.

6. Уплотнение и множественный доступ. Архитектура систем связи со множественным доступом. Алгоритмы множественного доступа. Примеры использования множественного доступа в цифровых системах связи.

7. Организация беспроводных сетей связи. Спутниковая связь. Сотовая связь. Бесшнуровые системы и беспроводные абонентские линии. Беспроводные локальные сети.

4.2.2. Практические занятия учебным планом не предусмотрены

4.3. Лабораторные работы

1. Особенности формирования и декодирования помехоустойчивых кодов.

2. Модели дискретных и непрерывных каналов связи.

3. Разработка модели кодека источника и проверка ее функционирования.

4. Методы оптимального приема сигналов КАМ и OFDM.

5. Система с кодовым уплотнением сигналов: разработка схемы и проверка функционирования.

4.4. Расчетные задания

Построение структурной схемы цифровой РТ СПИ с заданным видом мультиплексирования сигналов (с заданным видом множественного доступа) и эскизный расчет параметров и помехоустойчивости приемника. Вид модуляции – М-ФМ, М-ЧМ, М-КАМ. Тракт приемника считается линейным.

4.5. Курсовой проект

Разработка структурной схемы цифровой РТ СПИ с ШПС или OFDM и эскизный расчет параметров приемника. В состав системы связи входят кодек источника и кодек канала. Создание и отладка цифровой модели в одном из пакетов графического программирования (Simulink, SystemView, LabView или др.). Усиление группового сигнала производится в усилителе с нелинейной характеристикой (транзисторном или на ЛБВ). Оценка интермодуляционных искажений на входе приемника канального сигнала. Расчет характеристики помехоустойчивости BER при действии на входе приемника внутреннего шума и помехи типа интермодуляционных искажений.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с элементами компьютерных презентаций и с использованием тест-опросов по результатам лекции.

Практические занятия проводятся в традиционной форме.

Лабораторные занятия проводятся в традиционной форме в компьютерном классе с применением электронных симуляторов измерительных стендов.

Самостоятельная работа включает подготовку к опросам и расчеты для практических и лабораторных занятий; подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются контрольные вопросы по темам; контрольные работы на практических и лабораторных занятиях; устные опросы.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за 9 семестр = оценка, полученная студентом на экзамене.

В матрикул по окончании обучения вносится оценка за 9 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Радиотехнические системы передачи информации: Учебное пособие для вузов /, , и др.; под ред. и . – М.: Горячая линия-Телеком, 2005.

2. , , Шинаков цифровой радиосвязи: базовые методы и характеристики: Учебн. пособие.– М.: Эко-Тренд, 2005.

3. Горячкин по статистической теории систем радиотехники и связи. Учебное пособие.– М.: Радиотехника, 2008.

б) дополнительная литература:

1. Перов теория радиотехнических систем. – М.: Радиотехника, 2003.

2. Беспроводные линии связи и сети.: Пер. с англ. — М.: Издательский дом "Вильямс", 2003. — 640 с.

3. Электронные системы связи. — М.: Техносфера, 2007. — 1360 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

1. Операционная система WINDOWS XP и приложение MICROSOFT OFFICE.

2. Специализированные библиотеки программ и алгоритмов систем для научных исследований MATLAB, SystemView, LabView.

б) другие:

1. Оригинальные программы для выполнения лабораторных работ путем имитационного моделирования на ЭВМ.

2. Специализированные библиотеки программ, алгоритмов и демонстрационных файлов среды для создания инженерных приложений SIMULINK, а также аналогичных библиотек SystemView, LabView.

3. Наборы оригинальных презентаций для практических занятий.

4. Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций и показа учебных фильмов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по специальности 210601 Радиоэлектронные системы и комплексы.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛА:

к. т.н., доцент

Зав. кафедрой Радиотехнические системы

д. т.н., профессор

Директор ИРЭ

к. т.н., профессор