Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  РТ 

 

 

 

«   31   »       05       2016 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Функциональное моделирование радиоэлектронных устройств     

 




Направление подготовки

11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Профиль подготовки

"Системы радиосвязи и радиодоступа "

Квалификация (степень)выпускника

бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

7

180 / 5  

28  

 

16  

4,8  

0,35  

49,15  

104,2  

Экз.(26,65)  

Итого

180 / 5  

28  

 

16  

4,8  

0,35  

49,15  

104,2  

26,65  

 

Муром, 2016 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: ввести студентов в круг проблем, связанных с научными исследованиями с применением цифрового моделирования процессов в радиоэлектронных устройствах, ознакомить и приобщить к практической и научно-исследовательской работе по этой тематике.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.ДВ.08.01))

Изучение дисциплины базируется на физико-математической подготовке, которую студенты получают при изучении дисциплин «Математика», «Физика», «Теория электрических цепей», а также профессиональных дисциплин «Схемотехника телекоммуникационных устройств», «Радиоприемные устройства систем радиосвязи и радиодоступа», «Радиопередающие устройства систем радиосвязи и радиодоступа» при обучении по направлению бакалавриата. Базирующими дисциплинами являются «Сети и системы широкополосного радиодоступа», «Системы радиочастотной идентификации», ВКР. .

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-4 способность иметь навыки самостоятельной работы на компьютере и в компьютерных сетях, осуществлять компьютерное моделирование устройств, систем и процессов с использованием универсальных пакетов прикладных компьютерных программ.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

основные методы математического описания и цифрового моделирования радиоустройств и радиосистем (ОПК-4).

2) Уметь:

использовать стандартные пакеты прикладных программ для решения практических задач моделирования (ОПК-4).

составлять модели конкретных радиоустройств и проводить их исследование (ОПК-4).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Введение. Понятие о моделировании.

7

2

6

тестирование, экзамен

2

Формирование математических моделей радиосистем

7

4

12

тестирование, экзамен

3

Функциональное моделирование методом несущей

7

6

4

22

тестирование, выполнение и защита лабораторных работ, экзамен

4

Функциональное моделирование методом комплексной огибающей

7

10

4

44

тестирование, выполнение и защита лабораторных работ, экзамен

5

Моделирование радиосигналов и радиопомех

7

6

8

20,2

тестирование, выполнение и защита лабораторных работ, экзамен

Всего за  семестр

180

28

16

104,2

4,8

0,35

Экз.(26,65)

Итого   

180

28

16

104,2

4,8

0,35

26,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 7

Раздел 1. Введение. Понятие о моделировании.

Лекция 1.

Введение. Общие сведения о моделировании: физическое, математическое, полунатурное. Методы исследования радиосистем. Методы анализа: аналитический, экспериментальные. Методы синтеза: математический, инженерный (2 часа).

Раздел 2. Формирование математических моделей радиосистем

Лекция 2.

Описание и математическая модель системы. Основные принципы перехода от описания радиосистем к ее математической модели (2 часа).

Лекция 3.

Функциональная схема и особенности моделирования радиосистем на ЭВМ. Методы моделирования радиосистем. Классификация, краткий обзор (2 часа).

Раздел 3. Функциональное моделирование методом несущей

Лекция 4.

Понятие метода несущей. Функциональное моделирование. Модели сигналов и помех (2 часа).

Лекция 5.

Модели преобразующей части. Выбор масштабов при функциональном моделировании на несущей частоте (2 часа).

Лекция 6.

Примеры составления математических моделей радиоустройств по методу несущей (2 часа).

Раздел 4. Функциональное моделирование методом комплексной огибающей

Лекция 7.

Понятие метода комплексной огибающей. Моделирование сигналов и помех. Моделирование преобразующей части. Модели линейных безинерционных систем (2 часа).

Лекция 8.

Классификация нелинейных систем: нелинейные безинерционные, функциональные разомкнутые, функциональные замкнутые, нефункциональные (2 часа).

Лекция 9.

Моделирование типовых нелинейных преобразований сигналов и помех: детектирование, амплитудное ограничение, преобразование частоты (2 часа).

Лекция 10.

Цифровые модели непрерывных линейных динамических систем, основанные на дискретной свертке. Цифровые модели линейных динамических систем на основе реккурентных уравнений. Моделирование узкополосных систем с помощью комплексных реккурентных разностных уравнений (2 часа).

Лекция 11.

Примеры моделирования радиоустройств методом комплексной огибающей (2 часа).

Раздел 5. Моделирование радиосигналов и радиопомех

Лекция 12.

Алгоритмы цифрового моделирования сигналов и помех: на основе численного решения дифференциальных уравнений, на основе разложения формул в степенные ряды, на основе использования реккурентных уравнений. Примеры (2 часа).

Лекция 13.

Моделирование функций, зависящих от случайных параметров Моделирование случайных величин с заданным законом распределения. Метод нелинейного преобразования, обратного функции распределения. Метод Неймана. Метод кусочной аппроксимации. Специальные методы моделирования случайных величин (2 часа).

Лекция 14.

Моделирование нормальных случайных процессов методом скользящего суммирования, с помощью реккурентных разностных уравнений. Моделирование ненормальных стационарных случайных процессов. Примеры. Организация расчетов на ЦВМ для вычисления статистических характеристик. Заключение (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 7

Раздел 1. Функциональное моделирование методом несущей

Лабораторная 1.

Моделирование радиосигналов и устройств методом несущей (4 часа).

Раздел 2. Функциональное моделирование методом комплексной огибающей

Лабораторная 2.

Моделирование радиосигналов методом комплексной огибающей (4 часа).

Раздел 3. Моделирование радиосигналов и радиопомех

Лабораторная 3.

Моделирование случайных величин (4 часа).

Лабораторная 4.

Моделирование случайных процессов (4 часа).

 

Методические указания к лабораторным работам приведены в https://www.mivlgu.ru/iop/mod/folder/view.php?id=15750.

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Методы исследования радиосистем. Методы анализа: аналитический, экспериментальные. Методы синтеза: математический, инженерный.

2. Основные принципы перехода от описания радиосистем к ее математической модели.

3. Оособенности моделирования радиосистем на ЭВМ.

4. Понятие метода несущей и функционального моделирования.

5. Модели сигналов методом несущей.

6. Модели функциональных звеньев методом несущей.

7. Выбор масштабов при функциональном моделировании на несущей частоте.

8. Метод комплексной огибающей. Особенности его применения.

9. Модели сигналов методом комплексной огибающей.

10. Модели преобразующей части радиосистем методом комплексной огибающей.

11. Особенности моделирования нелинейных систем.

12. Моделирование типовых нелинейных преобразований сигналов и помех.

13. Цифровые модели непрерывных линейных динамических систем, основанные на дискретной свертке.

14. Цифровые модели линейных динамических систем на основе реккурентных уравнений.

15. Алгоритм получения квадратурных составляющих узкополосного сигнала.

16. Алгоритмы цифрового моделирования сигналов и помех.

17. Методы моделирования функций, зависящих от случайных параметров. Моделирование случайных величин с заданным законом распределения.

18. Методы моделирования нормальных случайных процессов.

19. Организация расчетов на ЦВМ для вычисления статистических характеристик.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). Выполнение лабораторных работ проводится с помощью компьютерной техники.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Функциональное моделирование радиоэлектронных устройств

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Ромашов В.В., Смирнов М.С. Функциональное моделирование радиоэлектронных устройств: Учебное пособие для студентов образовательных программ 11.03.01 Радиотехника, 11.04.01 Радиотехника, 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые дан. (1,69 Мб). - Муром: МИ ВлГУ, 2016. - 1 электрон. опт. диск (CD-R). – Систем. требования: процессор х86 с тактовой частотой 500 МГц и выше; 512 Мб ОЗУ; Windows ХР/7/8; видеокарта SVGA 1280x1024 High Color (32 bit); привод CD-ROM. - Загл. с экрана. - https://www.mivlgu.ru/iop/mod/folder/view.php?id=15764

2. Функциональное моделирование радиоэлектронных устройств: Практикум для студентов образовательных программ 11.03.01 Радиотехника; 11.03.02 Ин-фокоммуникационные технологии и системы связи / Ромашов В.В., Смирнов М.С. [Электронный ресурс]. - Электрон, текстовые дан. (1,84 Мб). - Муром.: МИВлГУ, 2016. – 1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - Систем, требования: процессор х86 с тактовой частотой 500 МГц и выше; 512 Мб ОЗУ; Windows ХР/7/8; видеокарта SVGA 1280x1024 High Color (32 bit); привод CD-ROM. - Загл. с экрана. - https://www.mivlgu.ru/iop/mod/folder/view.php?id=15750

3. Вершинин А.С. Моделирование беспроводных систем связи – Томск: ТУСУР, 2014 г. , 231 с. - https://ibooks.ru/reading.php?productid=356469

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Бакалов В.П. Цифровое моделирование случайных процессов: уч. пособие. – М.: САЙНС-ПРЕСС. – 2002. 5 экз. - 5 экз.

2. Ю.Б. Колесов, Ю.Б. Сениченков Моделирование систем. Динамические и гибридные системы: уч. пособие - СПб.: БХВ - Петербург. – 2006. 15 экз. - 15 экз.

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Информационно-справочная социальная сеть радиотехников и электроников www.umup.ru/ .

Радиотехнический сайт RADIOTRACT. Радиотехника и электроника для разработчиков и радиолюбителей http://radiotract.ru/link_sprav.html.

Радиотехнические системы http://rateli.ru/ .

Программы по радиотехнике и электронике http://creatiff.realax.ru/?cat=programs&page=progrm1 .

Программное обеспечение:

Лаборатория моделирования устройств и систем

Microsoft Windows 7 (подписка DreamSpark Premium Electronic Software Delivery (3 year) Renewal, договор №453 от 16.12.2014 года)

Kaspersky Endpoint Security для бизнеса – Стандартный Russian Edition (Договор №436 от 11.11.2014 года)

Microsoft Office Standard 2010 Open License Pack (Договор №3099711 от 23.11.2010 года)

Mathcad Education – University Edition (100 pack) v.15 (Государственный контракт №1, от 10.01.2012 года)

MicroCap 9.0 (freeware)

PSpice Student 9.1 (freeware)

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

mivlgu.ru

ibooks.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лаборатория моделирования устройств и систем

Рабочая станция НР Core 2 DUO, 3 GHz; 2 GB, DVD-RW/HP19” 15 шт.

Проектор NecNP40

Проекторный экран Da-Lite

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Лабораторная работа проводятся в компьютерном классе. Обучающиеся выполняют задачу компьютерного моделирования в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Функциональное моделирование радиоэлектронных устройств»

по направлению подготовки 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи

 

Рабочая программа дисциплины «Функциональное моделирование радиоэлектронных устройств» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 180 час. (5 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен .

Цель дисциплины: ввести студентов в круг проблем, связанных с научными исследованиями с применением цифрового моделирования процессов в радиоэлектронных устройствах, ознакомить и приобщить к практической и научно-исследовательской работе по этой тематике.

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Функциональное моделирование радиоэлектронных устройств» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 11.03.02 Инфокоммуникационные технологии и системы связи.

 

31.05.2016 г.