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 

 

 

 

«   06   »       06       2017 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Радиосистемы передачи информации     

 




Направление подготовки

11.03.01 Радиотехника

Профиль подготовки

"Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов "

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.)

5

108 / 3  

24  

 

20  

2,4  

0,25  

46,65  

61,35  

Зач. с оц.  

Итого

108 / 3  

24  

 

20  

2,4  

0,25  

46,65  

61,35  

 

 

Муром, 2017 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: изучение принципов построения различных радиотехнических систем передачи информации (РСПИ), особенности многоканальных систем и систем с многостанционным доступом к общему ресурсу, характеристики этих систем, приемы, позволяющие реализовать требуемую помехоустойчивость различных РСПИ.

Основными задачами изучения дисциплины «РСПИ» студентами являются

- изучение принципов построения и характеристик РСПИ;

- изучение связи между методами работы, структурой построения РСПИ и видами применяемых радиосигналов, помехоустойчивость этих систем, а также технические приемы, обеспечивающие требования к РСПИ.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.ДВ.08.02))

Изучение "Радиосистем передачи информации" базируется на цикле физических и математических дисциплин средней общеобразовательной школы, а также "Радиотехнических цепей и сигналов", большинства разделов изучаемого курса "Высшей математики", "Теории вероятностей и математической статистики", "Информатике", «Статистической теории РТС» изучаемых студентами на предыдущих курсах.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-7 способность учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

знать современные методы построения и возможности электроники, вычислительной техники и информационных технологий (ОПК-7).

2) Уметь:

учитывать современные тенденции развития электроники, вычислительной техники и информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ОПК-7).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 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

Понятие информации

5

4

0

устный опрос

2

Сигналы и их представление

5

2

4

0

устный опрос

3

Шумы в РСПИ

5

2

4

0

устный опрос

4

Статистический синтез РСПИ

5

4

4

5

устный опрос

5

Синхронизация в РСПИ

5

2

0

устный опрос

6

Каналы связи

5

2

0

устный опрос

7

Помехоустойчивое кодирование

5

2

14

устный опрос

8

Цифровые системы передачи информации

5

2

12

устный опрос

9

Методы уплотнения каналов связи

5

2

4

0

устный опрос

10

Помехоустойчивость систем связи

5

2

4

30,35

устный опрос

Всего за  семестр

108

24

20

61,35

2,4

0,25

Зач. с оц.

Итого   

108

24

20

61,35

2,4

0,25

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 5

Раздел 1. Понятие информации

Лекция 1.

Введение. Определение понятий «информация», «сообщение», «сигнал». Непрерывные и дискретные сообщения. Количество информации в дискретных сообщениях. Избыточность со-общений. Качество передачи сообщений, связь между избыточностью сообщения и качеством передачи. Методы устранения избыточности в сообщениях. Классификация шумов и помех в РЭС. Обобщенная структурная схема радиосистем связи (2 часа).

Лекция 2.

Сигналы и их векторное представление. Аддитивный шум, модель «белого» шума. Поня-тие канала связи, непрерывные и дискретные каналы. Статистическое описание полезного сиг-нала и шума. Действие шумов и помех на примере непрерывного канала связи (2 часа).

Раздел 2. Сигналы и их представление

Лекция 3.

Оценка искажений при передаче сообщений на примере дискретных сообщений. Вероятностная мера искажений, ошибки при передаче дискретных сообщений (2 часа).

Раздел 3. Шумы в РСПИ

Лекция 4.

Оптимальный прием цифровых многопозиционных сигналов на фоне «белого» шума. Корреляционный приемник. Приемник на согласованных фильтрах (2 часа).

Раздел 4. Статистический синтез РСПИ

Лекция 5.

Связь качества передачи сообщений и энергетических соотношений в канале связи. Примеры построения структурных схем приемников для сигналов с постоянной огибающей и сигналов типа QAM-M (2 часа).

Лекция 6.

Синхронизация в РЭС на примере работы канала связи. Влияние ошибок синхронизации на качество передачи сообщений. Методы выделения сигналов синхронизации из принимаемо-го сигнала, слежение за параметром принимаемого сигнала (2 часа).

Раздел 5. Синхронизация в РСПИ

Лекция 7.

Скорость передачи дискретных сообщений. Соотношение скорости передачи сообщений с характеристиками канала связи. Пропускная способность канала связи (2 часа).

Раздел 6. Каналы связи

Лекция 8.

Формула Шеннона для непрерывного канала с дискретным сообщением (2 часа).

Раздел 7. Помехоустойчивое кодирование

Лекция 9.

Методы модуляции и помехоустойчивого кодирования. Удельные расходы полосы и энергии для современных сочетаний методов модуляции и кодирования (2 часа).

Раздел 8. Цифровые системы передачи информации

Лекция 10.

Цифровые системы передачи информации. Метод пакетной передачи. Многоканальные системы передачи. Методы уплотнения и разделения информации в многоканальных системах (2 часа).

Раздел 9. Методы уплотнения каналов связи

Лекция 11.

Методы модуляции с расширением спектра сигнала (2 часа).

Раздел 10. Помехоустойчивость систем связи

Лекция 12.

Общая характеристика методов прямого расширения спектра и программной перестройки рабочей частоты сигнала (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 5

Раздел 1. Сигналы и их представление

Лабораторная 1.

Исследование системы с сигналами Уолша (4 часа).

Раздел 2. Шумы в РСПИ

Лабораторная 2.

Изучение процесса дискретизации аналогового сигнала и восстановление его формы (4 часа).

Раздел 3. Статистический синтез РСПИ

Лабораторная 3.

Исследование процесса преобразования сигнала с амплитудно - импульсной модуляцией в сигнал с импульсно - кодовой модуляцией и обратно (4 часа).

Раздел 4. Методы уплотнения каналов связи

Лабораторная 4.

Исследование временных соотношений 4-х канальной системы передачи с временным разделением каналов (4 часа).

Раздел 5. Помехоустойчивость систем связи

Лабораторная 5.

Исследование схемных решений, позволяющие осуществлять временное уплотнение каналов связи (4 часа).

 

Методические указания к лабораторным работам расположены на информационном ресурсе https://www.mivlgu.ru/iop/mod/folder/view.php?id=15442.

 

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. Прием и различение сигналов в условиях априорной неопределенности.

2. Вероятность ошибочного приема информационного символа при использовании различных структур сигналов. КИМ-АМ, КИМ-ЧМ, КИМ-ФМ.

3. Вероятность ошибочного приема информационного символа при использовании различных структур сигналов. КИМ-ЧМ-АМ, КИМ-ЧМ-ФМ, КИМ-ЧМ-ЧМ.

4. Влияние на помехоустойчивость рассогласования согласованного фильтра.

5. Вероятность ошибочного приема сообщения при посимвольном приеме.

6. Общая характеристика методов помехоустойчивого кодирования. FEC-протоколы.

7. Укорочение корректирующих кодов.

8. Общая характеристика систем передачи информации с обратной связью. ARQ-протоколы.

9. Помехоустойчивость и скорость передачи информации в системах с обратной связью.

10. Системы передачи информации с решающей обратной связью.

 

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.

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее профессиональное.

Срок обучения 3г 6м.

 

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

промежуточного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

4

108 / 3  

4  

 

4  

2  

0,5  

10,5  

93,75  

Зач. с оц.(3,75)  

Итого

108 / 3  

4  

 

4  

2  

0,5  

10,5  

93,75  

3,75  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Понятие информации. Сигналы и их представление. Шумы в РСПИ. Статистический синтез РСПИ. Синхронизация в РСПИ.

4

2

41

устный опрос

2

Каналы связи. Помехоустойчивое кодирование. Цифровые системы передачи информации. Методы уплотнения каналов связи. Помехоустойчивость систем связи.

4

2

4

52,75

устный опрос

Всего за  семестр

108

4

4

+

93,75

2

0,5

Зач. с оц.(3,75)

Итого   

108

4

4

93,75

2

0,5

3,75

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 4

Раздел 1. Понятие информации. Сигналы и их представление. Шумы в РСПИ. Статистический синтез РСПИ. Синхронизация в РСПИ.

Лекция 1.

Введение. Определение понятий «информация», «сообщение», «сигнал». Непрерывные и дискретные сообщения. Количество информации в дискретных сообщениях. Избыточность сообщений. Качество передачи сообщений, связь между избыточностью сообщения и качеством передачи. Методы устранения избыточности в сообщениях. Классификация шумов и помех в РЭС. Обобщенная структурная схема радиосистем связи (2 часа).

Раздел 2. Каналы связи. Помехоустойчивое кодирование. Цифровые системы передачи информации. Методы уплотнения каналов связи. Помехоустойчивость систем связи.

Лекция 2.

Формула Шеннона для непрерывного канала с дискретным сообщением. Методы модуляции и помехоустойчивого кодирования. Удельные расходы полосы и энергии для современных сочетаний методов модуляции и кодирования (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 4

Раздел 1. Каналы связи. Помехоустойчивое кодирование. Цифровые системы передачи информации. Методы уплотнения каналов связи. Помехоустойчивость систем связи.

Лабораторная 1.

Схемные решения, позволяющие осуществлять временное уплотнение каналов связи (4 часа).

 

4.2.2.4. 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. Понятия информации, сообщения, сигнала. Виды сигналов.

2. Обобщенная структурная схема системы передачи информации.

3. Каналы передачи информации. Кодек, модем.

4. Кодирование дискретных сообщений. Теорема Шеннона о кодировании источников.

5. Скорость передачи информации и пропускная способность радиоканала.

6. Удельные характеристики систем передачи информации.

7. Статистическое описание процесса передачи дискретных сообщений.

8. Оптимальная обработка сигналов при посимвольном приеме сообщений.

9. Оптимальные приемники бинарных сигналов. Различение нулевого и ненулевого сигналов.

10. Оптимальные приемники бинарных сигналов. Различение сигналов с одинаковой энергией.

11. Прием и различение сигналов в условиях априорной неопределенности.

12. Потенциальная помехоустойчивость при различении нулевого и ненулевого сигналов.

13. Потенциальная помехоустойчивость при различении сигналов с одинаковой энергией.

14. Вероятность ошибочного приема информационного символа при использовании различных структур сигналов. КИМ-АМ, КИМ-ЧМ, КИМ-ФМ.

15. Вероятность ошибочного приема информационного символа при использовании различных структур сигналов. КИМ-ЧМ-АМ, КИМ-ЧМ-ФМ, КИМ-ЧМ-ЧМ.

16. Влияние на помехоустойчивость рассогласования согласованного фильтра.

17. Влияние на помехоустойчивость расстройки согласованного фильтра.

18. Повторение символов кода при передаче дискретных сообщений.

19. Вероятность ошибочного приема сообщения при посимвольном приеме.

20. Общая характеристика методов помехоустойчивого кодирования. FEC-протоколы.

21. Кодовое расстояние. Границы Хэмминга для корректирующих кодов.

22. Условия эффективного применения корректирующих кодов.

23. Энергетический выигрыш от кодирования.

24. Укорочение корректирующих кодов.

25. Общая характеристика систем передачи информации с обратной связью. ARQ-протоколы.

26. Помехоустойчивость и скорость передачи информации в системах с обратной связью.

27. Системы передачи информации с решающей обратной связью.

28. Системы передачи информации с информационной обратной связью.

 

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

1. 1. Прием и различение сигналов в условиях априорной неопределенности.

2. 2. Вероятность ошибочного приема информационного символа при использовании различных структур сигналов. КИМ-АМ, КИМ-ЧМ, КИМ-ФМ.

3. 3. Вероятность ошибочного приема информационного символа при использовании различных структур сигналов. КИМ-ЧМ-АМ, КИМ-ЧМ-ФМ, КИМ-ЧМ-ЧМ.

4. 4. Влияние на помехоустойчивость рассогласования согласованного фильтра.

5. 5. Вероятность ошибочного приема сообщения при посимвольном приеме.

6. 6. Общая характеристика методов помехоустойчивого кодирования. FEC-протоколы.

7. 7. Укорочение корректирующих кодов.

8. 8. Общая характеристика систем передачи информации с обратной связью. ARQ-протоколы.

9. 9. Помехоустойчивость и скорость передачи информации в системах с обратной связью.

10. 10. Системы передачи информации с решающей обратной связью.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины Статистическая теория радиотехнических систем применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении практических работ применяется имитационный или симуляционный подход. Шаги решения задач студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

 

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 Радиосистемы передачи информации

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Основы теории передачи информации : учебное пособие / О.С. Литвинская, Н.И. Чернышев. — Москва : КноРус, 2017. — 168 с. — ISBN 978-5-406-04090-4. - https://www.book.ru/book/920023/view

2. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации : учебное пособие / А.П. Пятибратов под ред., Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко. — Москва : КноРус, 2017. — 372 с. — Для бакалавров. — ISBN 978-5-406-05577-9. - https://www.book.ru/book/920409/view

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Перов А.И. Статистическая теория радиотехнических систем. – М.: Радиотехника, 2003. – 458 с. - 20 экз.

2. Латхи Б.П. Системы передачи информации: пер. с англ. / Б.П. Латхи; под ред. Б.И. Кувшинова - М.: Связь, 1971. - 320c. - 23 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/

Программное обеспечение:

Лаборатория приемопередающих устройств и радиосистем

Microsoft Windows XP (DreamSpark Premium Electronic Software Delivery (3 year) Renewal (подписка на программное обеспечение Microsoft для академических организаций, договор №453 от 16.12.2014 года))

Kaspersky Endpoint Security для бизнеса, стандартный Russian Edition, антивирусный пакет (500-999 Node 2 year Educational Renewal License, договор №436 от 11.11.2014 года).

Mathcad Education – University Edition (100 pack) v.14 (Государственный контракт №1, от 10.01.2012 года).

Оpen office.org 3.0.0 (freeware)

 

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

book.ru

 

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

Лаборатория приемопередающих устройств и радиосистем

Рабочая станция HP Core 2 DUO, 3 GHz; 2 GB, DVD-RW/HP 19” 2 шт.

Видеопроектор Nec NP40G

Экран настенный Da-Lite

Осциллограф НМО 1012 2 шт.

Генератор HMF 2550

Мультиметр НМ 8112

Учебная система разделения каналов ЭЛБ-ИРК

Осциллограф С1-65

Осциллограф С1-55

Генератор Г3-112 2 шт.

Вольтметр В7-38

Анализатор спектра С4-25

Частотомер АСН-1310

Коммутатор 3 СОМ

 

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 индивидуальную задачу компьютерного моделирования в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике в классе 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 – зачет с оценкой. 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

«Радиосистемы передачи информации»

по направлению подготовки 11.03.01 Радиотехника

 

Рабочая программа дисциплины «Радиосистемы передачи информации» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 11.03.01 Радиотехника.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 108 час. (3 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет с оценкой .

Цель дисциплины: изучение принципов построения различных радиотехнических систем передачи информации (РСПИ), особенности многоканальных систем и систем с многостанционным доступом к общему ресурсу, характеристики этих систем, приемы, позволяющие реализовать требуемую помехоустойчивость различных РСПИ.

Основными задачами изучения дисциплины «РСПИ» студентами являются

- изучение принципов построения и характеристик РСПИ;

- изучение связи между методами работы, структурой построения РСПИ и видами применяемых радиосигналов, помехоустойчивость этих систем, а также технические приемы, обеспечивающие требования к РСПИ.

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 «Радиосистемы передачи информации» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 11.03.01 Радиотехника.

 

06.06.2017 г.