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 

 

 

 

«   22   »       05       2018 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Основы теории кодирования и шифрования в современных радиотехнических систем     

 




Направление подготовки

11.04.01 Радиотехника

Профиль подготовки

"Системы и устройства передачи, приема и обработки сигналов"

Квалификация (степень)выпускника

магистр









          

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.)

2

144 / 4  

26  

 

16  

4,6  

0,35  

46,95  

70,4  

Экз.(26,65)  

Итого

144 / 4  

26  

 

16  

4,6  

0,35  

46,95  

70,4  

26,65  

 

Муром, 2018 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: изучение основных закономерностей передачи информации в цифровых телекоммуникационных системах.

Основной задачей дисциплины является формирование у студентов компетенций, позволяющих самостоятельно проводить математический анализ физических процессов в аналоговых и цифровых устройствах формирования, преобразования и обработки сигналов, оценивать реальные и предельные возможности пропускной способности и помехоустойчивости телекоммуникационных систем и сетей.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.ДВ.02.02))

Теоретической базой курса являются основные сведения из дисциплин естественнонаучного и профессионального циклов подготовки магистров: математический аппарат теории сигналов и систем, статистическая теория связи, цифровая обработка сигналов, устройства приема и обработки сигналов, радиосистемы передачи информации. Изучаемая дисциплина является предшествующей при изучении специальных и профилирующих дисциплин: теория и техника радиолокации и радионавигации, математическое моделирование радиотехнических устройств и систем, а также может быть использована при подготовке выпускной квалификационной работы.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-4 способность самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения в своей предметной области.

ПК-1 способность самостоятельно осуществлять постановку задачи исследования, формирование плана его реализации, выбор методов исследования и обработку результатов.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

достижения науки и техники в стране и за рубежом в области разработки и производства радиоэлектронного оборудования (ОПК-4).

Методы анализа и синтеза сетей связи, в т.ч. современные отечественные и зарубежные пакеты программ для решения схемотехнических, системных и сетевых задач (ПК-1).

2) Уметь:

осуществлять сбор и анализ научно-технической информации (ОПК-4).

Осуществлять подготовку научных исследований и технических разработок (ПК-1).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: высшее.

Срок обучения 2г.

 

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

Элементы кодирующих устройств

2

6

4

19

Устный опрос

2

Кодирование для сокращения избыточности

2

6

21

Устный опрос

3

Помехоустойчивое кодирование

2

6

4

22

Устный опрос

4

Методы шифрования

2

8

8

8,4

Устный опрос

Всего за  семестр

144

26

16

70,4

4,6

0,35

Экз.(26,65)

Итого   

144

26

16

70,4

4,6

0,35

26,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 2

Раздел 1. Элементы кодирующих устройств

Лекция 1.

Линейные цифровые фильтры и генераторы последовательностей символов (2 часа).

Лекция 2.

Свойства псевдослучайных последовательностей. Операции с целыми числами (2 часа).

Лекция 3.

Избыточность и ее роль. Кодирование источника (эффективное кодирование). Цель сжатия данных и типы систем сжатия. Статистическое кодирование (2 часа).

Раздел 2. Кодирование для сокращения избыточности

Лекция 4.

Коды Шеннона-Фано, Хаффмана, блоковое кодирование. Словарные методы кодирования. Метод Зива- Лемпела (2 часа).

Лекция 5.

Методы сжатия с потерей информации. Сжатие речевых сигналов. Модифицированный код Хаффмана. Алгоритмы JPEG, MPEG-2, MPEG-4, MP-2 (2 часа).

Лекция 6.

Циклические коды. Порождающий полином. Способы кодирования и декодирования циклических кодов (2 часа).

Раздел 3. Помехоустойчивое кодирование

Лекция 7.

Коды БЧХ, Рида-Соломона. Сверточные коды (СК). Структура и основные характеристики СК (2 часа).

Лекция 8.

Кодирование в каналах с памятью, перемежение символов. Комбинирование кодов, понятие об итеративных, каскадных и турбокодах (2 часа).

Лекция 9.

Методы защиты информации в процессе ее передачи. Обеспечение скрытности передачи и криптоустойчивости (2 часа).

Раздел 4. Методы шифрования

Лекция 10.

История зарождения и развития криптологии. Цели шифрования. Три состояния безопасности информации - конфиденциальность, целостность, идентифицируемость (2 часа).

Лекция 11.

Криптостойкость шифра. Абсолютно стойкие системы (2 часа).

Лекция 12.

Вычислительная сложность полного перебора. Блочный и поточный методы шифрования (2 часа).

Лекция 13.

Симметричные системы шифрования. Асимметричное шифрование (с открытым ключом). Управление ключами (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 2

Раздел 1. Элементы кодирующих устройств

Лабораторная 1.

Системы кодирования (4 часа).

Раздел 2. Помехоустойчивое кодирование

Лабораторная 2.

Помехоустойчивое кодирование (4 часа).

Раздел 3. Методы шифрования

Лабораторная 3.

Методы шифрования (4 часа).

Лабораторная 4.

Кодирующие устройства (4 часа).

 

Методические указания к лабораторным работам находятся на информационном ресурсеhttps://www.mivlgu.ru/iop/mod/folder/view.php?id=15710

 

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. Свойства псевдослучайных последовательностей.

2. Операции с целыми числами.

3. Методы сжатия с потерей информации.

4. Сжатие речевых сигналов.

5. Модифицировынный код Хаффмана.

6. Алгоритмы JPEG, MPEG-2, MPEG-4, MP-2.

7. Комбинирование кодов, понятие об итеративных, каскадных и турбокодах.

8. Три состояния безопасности информации - конфиденциальность, целостность, идентифицируемость.

9. Асимметричное шифрование (с открытым ключом).

10. Управление ключами.

11. Перспективные направления развития методов коди рованиия сигналов и систем защиты информации.

 

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). 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 Основы теории кодирования и шифрования в современных радиотехнических систем

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Основы теории передачи информации : учебное пособие / О.С. Литвинская, Н.И. Чернышев. — Москва : КноРус, 2015. — 168 с. - https://www.book.ru/book/916705/view

2. Лузин В.И. Основы формирования, передачи и приема цифровой информации [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Лузин В.И., Никитин Н.П., Гадзиковский В.И.— Электрон. текстовые данные.— М.: СОЛОН-ПРЕСС, 2014.— 320 c. - http://www.iprbookshop.ru/26924.

3. Винокуров В.М. Цифровые системы передачи [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Винокуров В.М.— Электрон. текстовые данные.— Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, 2012.— 160 c. - http://www.iprbookshop.ru/13999

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Бояринов И.М. Помехоустойчивое кодирование числовой информации / Бояринов И.М. - М.: Наука, 1983. - 196c - 2 экз.

2. Витерби А.Д., Омура Дж.К. Принципы цифровой связи и кодирования / Витерби А.Д., Омура Дж.К., Омура Дж.К.;под ред. К.Ш. Зигангирова - М.: Радио и связь, 1982. - 536c. - 3 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 сигнальных процессоров и цифровой обработки сигналов

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

iprbookshop.ru

 

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

Лаборатория сигнальных процессоров и цифровой обработки сигналов

Рабочая станция HP Core 2 DUO, 3 GHz; 2 GB, DVD-RW/HP 19” 6 шт.

Интерактивная доска IQ Board PS S080 с проектором Acer

 

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 – 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

«Основы теории кодирования и шифрования в современных радиотехнических систем»

по направлению подготовки 11.04.01 Радиотехника

 

Рабочая программа дисциплины «Основы теории кодирования и шифрования в современных радиотехнических систем» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 11.04.01 Радиотехника.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 144 час. (4 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен .

Цель дисциплины: изучение основных закономерностей передачи информации в цифровых телекоммуникационных системах.

Основной задачей дисциплины является формирование у студентов компетенций, позволяющих самостоятельно проводить математический анализ физических процессов в аналоговых и цифровых устройствах формирования, преобразования и обработки сигналов, оценивать реальные и предельные возможности пропускной способности и помехоустойчивости телекоммуникационных систем и сетей.

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 «Основы теории кодирования и шифрования в современных радиотехнических систем» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 11.04.01 Радиотехника.

 

22.05.2018 г.