Правительство Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"

Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"

Департамент электронной инженерии

Программа дисциплины «Общая теория связи»

для направления 210700.62 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи подготовки бакалавра»

Автор программы доцент ,  *****@***ru

Одобрена Департаментом электронной инженерии

Руководитель _______________ «____»______________ 2015 г.

Рекомендована секцией УМС "Электроника" «____»______________ 2015 г.

Председатель ________________

Утверждена УС МИЭМ «___» _______________ 2015 г.

Ученый секретарь _______________

Москва 2015

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы

Область применения и нормативные ссылки

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.

Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки бакалавров специальности 210700.62 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», изучающих дисциплину «Общая теория связи».

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Область профессиональной деятельности бакалавров специальности 210700.62 включает совокупность технологий, средств, способов и методов человеческой деятельности, направленных на создание условий для обмена информацией на расстоянии по проводной, радио, оптической системам, ее обработки и хранения, в том числе - технологические системы и технические средства, обеспечивающие надежную и качественную передачу, прием, обработку и хранение различных знаков, сигналов, письменного текста, изображений, звуков по проводной, радио, оптической системам.

Программа разработана в соответствии с Федеральным Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 210700 инфокоммуникационные технологии и системы связи (квалификация (степень) "бакалавр"), Зарегистрировано в Минюсте РФ 5 февраля 2010 г. N 16275.

Цели освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Общая теория связи» (ОТС) является изучение основных закономерностей передачи информации в инфокоммуникационных системах, основных видов сигналов, используемых в телекоммуникационных системах, особенностей передачи различных сигналов по каналам телекоммуникационных систем. Задача изучения дисциплины ОТС состоит в том, чтобы ознакомить студентов с современными методами анализа и синтеза систем передачи информации в условиях мешающих воздействий, умению творчески применять и самостоятельно повышать свои знания в области инфокоммуникаций.


3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Бакалавр по направлению подготовки 210700 Инфокоммуникационные технологии и системы связи готовится к следующим видам профессиональной деятельности:

сервисно-эксплуатационная;

расчетно-проектная;

экспериментально-исследовательская;

организационно-управленческая.

В результате освоения дисциплины студент должен:

Знать:

·  физические свойства сообщений, аналоговых и цифровых сигналов, помех и каналов связи, их основные виды и информационные характеристики (ОК-1,ОК-9,ПК-1);

·  принципы и основные закономерности формирования и обработки, передачи и приёма различных сигналов в телекоммуникационных системах (ОК-1,ОК-9);

·  методы оптимизации сигналов и устройств их обработки (ОК-1,ОК-2, ОК-9);

·  методы многоканальной передачи и распределения информации (ОК-1,ОК-9).

Уметь:

·  составлять математические модели сигналов, элементов канала и системы связи (ОК1, OK-9, ПК-18);

·  проводить анализ физических процессов в аналоговых и цифровых элементах системы связи (ОК-9, ПК-18);

·  рассчитывать основные параметры инфокоммуникационной системы (ОК-9, ПК-17).

Иметь навыки (приобрести опыт):

·  компьютерного моделирования сигналов и их преобразований при передаче информации по системе связи (ПК-2);

·  решения задач оптимизации сигналов и систем для улучшения качества передачи информации (ОК-9, ПК-17).

В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:

Компетенция

Код по ФГОС/ НИУ

Основные признаки освоения (показатели достижения результата)

Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции

Владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

ОК-1

Знает и умеет использовать основные методы передачи информации.

Лекции, семинары, практические занятия, контрольные.

Уметь аргументированно и ясно строить устную и письменную речь

ОК-2

Может объяснить материал, изложенный в лекции, реферате, задать конкретные вопросы по материалу дисциплины.

Лекции, семинары, практические занятия, контрольные.

Использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования (ОК-9);

ОК-9

Знает и может использовать знания, полученные при изучении математики, владеет компьютером и рядом практических программных приложений, необходимых при изучении дисциплины.

Лекции, семинары, практические занятия, контрольные.

Способностью применять современные теоретические методы исследования с целью создания новых перспективных средств электросвязи и информатики; (ПК-17)

ПК-17

Владеет навыками компьютерного моделирования.

Практические занятия, в том числе с использованием ЭВМ, самостоятельная работа.

Способностью построить адекватную модель, использовать ее в дальнейшем при решении задач создания и эксплуатации инфокоммуникационного оборудования (ПК-18);

ПК-18

Может провести моделирование прохождения сигналов через элементы системы связи при наличии помехи, определить основные параметры модели устройства.

Практические занятия, в том числе с использованием ЭВМ, домашние задания.

4. Место дисциплины в структуре образовательной программы

Для специализации 210700.62 " Инфокоммуникационные технологии и системы связи"

настоящая дисциплина является базовой (Б3Б).

Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:

·  Физика.

·  Линейная алгебра и геометрия.

·  Математический анализ.

·  Основы теории функций комплексной переменной

·  Основы теории вероятностей

·  Дискретная математика.

Для освоения учебной дисциплины, студенты должны владеть следующими знаниями и компетенциями:

·  Использовать основные законы математики и физики, необходимые для освоения данной дисциплины;

·  Понимать статистическое описание случайных величин;

·  Пользоваться понятиями информатики и компьютером, интернетом;

·  Уметь ясно строить устную и письменную речь:

·  Уметь пользоваться библиографией, в том числе на английском языке, понимать суть найденной ссылки или статьи.

Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин:

·  Схемотехника телекоммуникационных устройств.

·  Информационные технологии в инфокоммуникациях.

·  Моделирование средств инфокоммуникаций.

·  Цифровая обработка сигналов.

·  Основы построения инфокоммуникационных сетей и систем.

·  Электромагнитные поля и волны.

·  Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства.

·  Основы информационной безопасности и криптографии.

·  Оптические и микроволновые линии связи.

·  Методы и средства отображения информации.

5 Тематический план учебной дисциплины

№№

Название раздела

Всего часов

Аудиторные часы

Самостоя-тельная работа

Лекции

Семинары

Практич. занятия

1

Общие сведения о системах связи и сгналах.

2

-

-

2

2

Детерминированные сигналы.

10

6

6

24

3

Случайные сигналы.

-

4

2

2

10

4

Каналы связи. Передача и кодирование сообщений.

-

8

4

4

18

5

Теория помехоустойчивости систем связи

4

2

2

10

6

Принципы многоканальной связи

2

-

2

4

Контрольная работа, 1 модуль

Домашнее задание, 2 модуль

Экзамен, 2 модуль

Итого:

128

30

14

16

68

6. Формы контроля знаний студентов

Тип контроля

Форма контроля

семестр

Параметры

1 модуль

2 модуль

Текущий

Контроль активности на семинарах

*

*

Ответы на вопросы, решение задач, участие в дискуссиях, оценка - Осем

Текущий

Выполнение практических заданий

*

*

Отчеты по заданиям, оценка - Опркт

Текущий

Контрольная работа

*

Письменно, вопросы и задачи по материалу 1 модуля, оценка - Ок. р.

Текущий

Домашнее задание

*

Письменная работа, оценка - Од. з.

Итоговый

Экзамен

*

Устный экзамен, 2 вопроса и задача в билете, оценка - Оэкз

·  текущий контроль предусматривает:

-  учет активности студентов в ходе проведения семинаров и практических занятий, выступления, участие в дискуссиях;

-  контрольную работу;

-  выполнение домашнего задания;

·  промежуточный контроль не предусмотрен;

·  итоговый контроль в форме экзамена проводится в устной форме.

Оценки по всем формам текущего и итогового контроля выставляются по 10-ти балльной шкале. Итоговая оценка определяется суммой экзаменационной Оэкз и накопленной Онакопл оценками, причем 0.4Оэкз + 0.6Онакопл ≤ 10.

Накопленные оценки за каждый модуль:

Онакопл,1 = 0.2Осем1+ 0.4Опркт1+ 0.4Ок. р. ≤ 10

Онакопл,2 = 0.3Осем2+ 0.4Опркт2+ 0.3Од. з. ≤ 10

Онакопл = (Онакопл,1 + Онакопл,2 )/2 ≤ 10

ВАЖНО: если за одну из следующих форм контроля – контрольная работа Ок. р., домашнее задание Од. з., практическая работа Опркт – получена неудовлетворительная оценка (0, 1, 2, 3), то накопленная оценка за соответствующий модуль выставляется 0 баллов. В отличие от этих оценок, оценка за работу на семинаре Осем может принимать любые значения от 0 до 10 и при этом учитываться в общей формуле.

Оценка за работу на семинаре Осем выставляется как среднее арифметическое (с учетом правил округления до целого числа баллов) оценок за каждый семинар. Оценка за каждый семинар определяется с учётом следующих оценок: оценки за выполнение текущей домашней работы с весом 0.4 и оценки за работу у доски (классная работа) с весом 0.6,

0.4* Дом. раб. + 0.6*Классн. раб.

Оценка за практическую работу Опркт определяется как среднее арифметическое (с учетом правил округления до целого числа баллов) оценок за каждую лабораторную работу. Если за одну из лабораторных работ получена неудовлетворительная оценка (0, 1, 2, 3), то оценка за практическую работу в данном модуле Опркт = 0 баллов. Если не сданы две лабораторные работы на положительные оценки (4 и более), то к выполнению следующей студент не допускается.

Оценка за каждую лабораторную работу определяется с учётом следующих оценок: оценки за допуск к работе (заранее подготовленный конспект выполняемой лабораторной работы) с весом 0.1, за выполнение работы с весом 0.1, за сдачу теоретического материала по теме лабораторной работы с весом 0.6 и за представление результатов измерений и расчетов (производятся дома) с весом 0.2,

0.1* Консп. + 0.1*Вып.+ 0.6*Теория + 0.2*Рез.

Консп. – оценка за конспект к выполняемой лабораторной работе. Конспект должен быть подготовлен дома и показан преподавателю на занятии до выполнения лабораторной работы. Оценка выставляется по десятибалльной шкале при условии сдачи этого этапа в срок и по восьмибалльной шкале в ином случае. При получении неудовлетворительной оценки (0, 1, 2, 3) за этот этап к выполнению следующего этапа студент не допускается.

Вып. – оценка за выполнение лабораторной работы. Выставляется по десятибалльной шкале. Положительная оценка может быть выставлена только в том случае, если результаты эксперимента занесены в рабочую тетрадь студента ручкой. При получении неудовлетворительной оценки (0, 1, 2, 3) за этот этап к выполнению следующего этапа студент не допускается.

Сдача теоретического материала (Теория) по теме лабораторной работы и представление результатов измерений и расчетов (Рез.) проходят на следующем практическом занятии после выполнения лабораторной работы. Оценка выставляется по десятибалльной шкале при условии сдачи этого этапа в срок и по восьмибалльной шкале в ином случае.

Оценки за контрольную работу Ок. р. (первый модуль) и за домашнее задание Од. з. (второй модуль) выставляются по десятибалльной шкале при условии сдачи в срок и по восьмибалльной шкале в ином случае. Требования к контрольной работе и домашнему заданию будут озвучены в течении курса.

Изменить накопленную оценку (только для Онакопл = 0), т. е. сдать долги, возможно в период пересдач (январь-февраль 2016 года).

Итоговая оценка определяется суммой экзаменационной Оэкз и накопленной Онакопл оценками, причём

0.4Оэкз + 0.6Онакопл ≤ 10.

Итоговый экзамен по дисциплине проводится в конце изучения курса после 2 модуля в присутствии преподавателя. Перед началом экзамена по дисциплине студенту выдаётся два вопроса и задача по пройденному материалу, как на лекционных, так и на практических занятиях. Ответы на предложенные вопросы излагаются в устной форме. Использование каких-либо текстов, калькуляторов, телефонов и др. средств связи запрещается. Возможны дополнительные вопросы и/или задачи не из билета. При пересдаче экзамена оценка ставится по десятибалльной шкале.

Все округления производятся в соответствии с арифметическим способом. Оценки за курс определяются по количественной десятибалльной и качественной шкалам.

Количество набранных баллов

Оценка по десятибалльной шкале

Оценка по качественной шкале

9,5-10

10

блестяще

8,5-9,4

9

отлично

7,5-8,4

8

отлично

6,5-7,4

7

очень хорошо

5,5-6,4

6

хорошо

Количество набранных баллов

Оценка по десятибалльной шкале

Оценка по качественной шкале

4,5-5,4

5

удовлетворительно

3,5-4,4

4

удовлетворительно

2,5-3,4

3

не зачтено

1,5-2,4

2

не зачтено

0–1,4

1

не зачтено

6.  Содержание дисциплины

Модуль 1.

Тема 1.1 Общие сведения о системах связи и сгналах (лекции: 2 часа)

Общие сведения о системах электрической связи. Основные понятия и определения. Преобразование сообщения в электрический сигнал. Классификация сигналов. Элементы функционального анализа сигналов.

Тема 1.2 Детерминированные сигналы (лекции: 10 часов, семинары: 6 часов, практические занятия: 6 часов)

Спектральное представление сигналов. Спектр периодических и непериодических сигналов. Теоремы о спектрах. Преобразование Фурье. Дельта-функция Дирака. Спектральные представления сигналов с использованием негармонических функций. Сигналы с ограниченным спектром. Теорема Котельникова. Узкополосные сигналы. Аналитический сигнал и преобразования Гильберта. Основы корреляционного анализа сигналов. Автокорреляционная функция сигналов. Модулированные сигналы. Амплитудная модуляция. Угловая модуляция. Элементы цифровой обработки сигналов. Дискретное преобразование Фурье. Быстрое преобразование Фурье. Z-преобразование.

Тема 1.3 Случайные сигналы (лекции: 4 часа, семинары: 2 часа, практические занятия: 2 часа)

Основы теории случайных процессов. Характеристики случайных процессов и их измерение. Спектральное представление стационарных случайных процессов. Теорема Винера-Хинчина. Типовые модели случайных сигналов. Узкополосные случайные сигналы.

Самостоятельная работа (36 часов): изучение конспектов лекций (9 часов), подготовка к семинарским занятиям (6 часов), подготовка к практическим работам (12 часов), подготовка к контрольной работе (9 часов).

Модуль 2.

Тема 2.1 Каналы связи. Передача и кодирование сообщений (лекции: 8 часов, семинары: 4 часа, практические занятия: 4 часа)

Общие сведения о каналах электросвязи и их классификация. Математические модели непрерывных и дискретных каналов связи. Основные положения теории передачи информации. Информационные параметры сообщений и сигналов. Взаимная информация. Эффективное кодирование дискретных сообщений. Информация в непрерывных сигналах. Пропускная способность канала связи. Теорема Шеннона. Эпсилон-энтропия.

Тема 2.2 Теория помехоустойчивости систем связи (лекции: 4 часа, семинары: 2 часа, практические занятия: 2 часа)

Оптимальный приём дискретных сообщений. Понятие помехоустойчивости. Элементы теории решений. Критерии качества оптимального приёмника. Алгоритм оптимального приёма при полностью известных сигналах. Когерентный приём. Алгоритм оптимального приёма на основе согласованных фильтров. Приём сигналов с неопределённой фазой (некогерентный приём).

Тема 2.3 Принципы многоканальной связи (лекции: 2 часа, практические занятия: 2 часа)

Основы теории разделения сигналов. Методы частотного, временного и фазового разделения сигналов. Другие виды разделения сигналов. Пропускная способность многоканальных систем. Основные понятия теории распределения информации.

Самостоятельная работа (32 часа): изучение конспектов лекций (8 часов), подготовка к семинарским занятиям (6 часов), подготовка к практическим работам (10 часов), выполнение письменного домашнего задания (8 часов).

7.  Образовательные технологии

При проведении практических занятий предусматриваются активные и интерактивные формы проведения занятий - разбор практических задач и выполненных домашних заданий.

Методические указания студентам даются устно, или при помощи передачи информации по электронной почте и LMS.

8.  Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента

Примерные вопросы/ задания для контрольной работы, домашнего задания и экзамена будут озвучены в течение курса.

9.  Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

· Базовый учебник

Гоноровский цепи и сигналы. Уч. Пособие для ВУЗов. М., Дрофа, 2006.

· Основная литература

1. , , Назаров электрической связи. Учебник для вузов. Под ред. . М., Радио и связь, 1998.

2. Баскаков цепи и сигналы. М., Высшая школа, 2000.

3. Харкевич радиотехники. Москва, Физматлит 2007.

· Дополнительная литература

1. Харкевич. общей теории связи. М.: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1955.

2. .. Борьба с помехами. М.:Издательство «Наука», 1965.

3. Клюев электрической связи – Минск.: Дизайн ПРО, 1998.

4. Баскаков цепи и сигналы. Руководство к решению задач – М.:: Высшая школа, 1987.

5. , Шилкин передачи сигналов в задачах – М.: Радио и связь, 1990.

6. Прокис Дж. Цифровая связь. Пер. с англ. / Под редакцией – М. Радио и связь, 2000.

7. , и др. Помехозащищённость систем радиосвязи / Под ред. – М.: Радио и связь, 2003.

8. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е изд.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2003.

9. Каганов + компьютер + Math CAD. М.: Горячая линия, 2001.

· Источники в Интернете

1. , , ; под общ. ред. Васильева пособие «Теория электрической связи».-Ульяновск: УлГТУ, 2008.

2. Теория электрической связи. Конспект лекций. Под общей ред. .-СПб: НИУ ИТМО, 2012.

3. . Основы теории связи. Теория и практика кодирования ч.1. Учебное пособие. Харьков, ХАИ, 2005.

10.  Материально-техническое обеспечение дисциплины

Лекции, семинары и практические занятия проводится в общеинститутских аудиториях.

Программа подготовлена на базе программы предыдущих лет, составленной к. т.н., доцентом Андреевской выражает ей свою благодарность.

Автор программы: __________________ //