Технологии цифровой связи

Конспект лекций

для студентов всех форм обучения специальности B5071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации

Шымкент 2012

СОСТАВИТЕЛЬ: Тасанбаев С.Е.. Технологии цифровой связи. Конспект лекций для студентов всех форм обучения специальности В5071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации.- Шымкент, 2012- 61с.

Конспект лекций посвящен вопросам элементов систем цифровой связи, каналам связи и их характеристикам, узкополосной передаче, методам цифровой модуляции, методам синхронизации, методам и устройствам помехоустойчивого кодирования, принципам применение системы связи с обратной связью и применению эффективного кодирования для сжатия данных, которые необходимы при изучении дисциплин, связанных с этой тематикой. Конспект лекций предназначен для студентов всех форм обучения по специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации.

Содержание

Введение

1 Лекция №1. Элементы систем цифровой связи

1. История развития и перспективы цифровых систем передачи.

2. Роль и место передачи цифровой информации в современном мировом сообществе.

3. Функциональная схема и основные элементы системы цифровой связи Назначение функциональных узлов, основные понятия, терминология и определения.

4. Элементы систем цифровой связи.

5. Цифровые сигналы и их основные параметры.

6. Классификация сигналов, случайные и детерминированные, основные характеристики и параметры: спектральная плотность, автокорреляция, взаимокорреляция, ортогональность.

2 Лекция №2. Каналы связи и их характеристики

1. Проводные, волоконно - оптические и беспроводные каналы. Математические модели каналов связи.

2. Определения понятий непрерывный, дискретного канала (ДК) и расширенный дискретный канал (РДК) и их основные характеристики. Определение понятия синхронного и асинхронного ДК.

3. Особенности сопряжения анизохронного и изохронных дискретных сигналов с синхронным ДК.

3 Лекция №3. Математические модели каналов связи

1. Линейный фильтровой канал.

2. Метод Стаффинга.

3. ДК каналы без памяти, с памятью, дискретный симметричный канал.

4. Марковские модели ДК модель Гильберта.

5. Симметричный канал со стиранием.

6. Помехи в каналах связи.

7. Классификация помех.

8. Аддитивные и мультипликативные помехи и их воздействие на полезные сигналы.

9. Краевые искажения и дробления.

4 Лекция №4.

1. Соотношение между скоростью передачи и шириной полосы канала, формула Шеннона.

2. Обеспечение высокой удельной скорости передачи дискретных сигналов. Критерий качества, отношение сигнал - шум.

3. Демодуляция/обнаружение цифровых сигналов.

4. Обнаружение двоичных сигналов в гауссовом шуме.

5. Межсимвольная интерференция.

6. Согласованный фильтр.

7. Оценка вероятности ошибки.

5 Лекция №5.

1. Особенности передачи цифровых сигналов по каналам с ограниченной полосой пропускания.

2. Теорема Найквиста.

3. Импульс Найквиста, методы парциальных отсчетов (методы парциального кодирования).

4. Принципы использование парциально кодированных импульсов.

5. Выравнивание.

6. Типы эквалайзеров, эквалайзеры с решающей обратной связью.

6 Лекция №6.

1. Формирование энергетического спектра.

2. Преобразование цифровых потоков в линейные (канальные) сигналы. Алгоритмы цифрового кодирования: алфавитные коды (mBnB, mBnT, mBnQ), простейшие коды линейного сигнала NRZ, RZ, ЧПИ (AMI), PST, BHZS, HDBn, РЕ (фазовое кодирование, манчестерское кодирование), CDP, CMI и их спектры.

3. Скремблирование.

7 Лекция №7

1. Методы цифровой модуляции.

2. Многопозиционная модуляция: пФМ квадратурная амплитудная модуляция (КАМ) и амплитудно - фазовая модуляция (АФМ).

3. Оптимальный прием ДС сигналов.

4. Аналитическое и векторное представление.

5. Спектральные характеристики модулированных колебаний.

6. Прием сигнала в гауссовом шуме.

7. Оптимальный приемник.

8. Когерентный и некогерентный прием.

9. Цифровой согласованный фильтр

10. Оценка помехоустойчивости модулированных сигналов и их сравнение. Особенности передачи и приема сигналов в каналах с изменяющимися во времени характеристиками.

11. Обеспечение высокой удельной скорости передачи сообщений.

12. Обеспечение высокой помехоустойчивости при передаче сообщений по каналам с сосредоточенными во времени помехами.

8 Лекция №8

1. Оценка параметров сигнала.

2. Восстановление несущей и тактовая синхронизация при демодуляции сигнала.

3. Синхронизация в синхронных и асинхронных системах.

4. Определение понятий: синхронизация поэлементная, групповая и цикловая синхронизация.

5. Устройства и принципы работы поэлементной синхронизации.

6. Понятие о допустимой величине фазового рассогласования.

7. Принципы работы замкнутых устройств синхронизации по элементам.

8. Оценка параметров устройств синхронизации

9 Лекция №9.

1. Основные принципы обнаружения и исправления ошибки.

2. Кодовое расстояние и корректирующая способность кода.

3. Границы для кодового расстояния.

4. Границы Варшамова - Гильберта, Плоткина.

5. Классификация корректирующих кодов.

10 Лекция №10 Методы и устройства помехоустойчивого кодирования

1. Линейные блоковые коды.

2. Порождающая и проверочная матрица.

3. Коды Хемминга.

4. Циклические коды: Хемминга, Боуза - Чоудхури - Хоквингема (БЧХ), Файра, Рида - Соломона.

11 Лекция №11.Помехоустойчивые коды и методы декодирования корректирующих кодов

1. Сверточные коды.

2. Методы декодирования корректирующих кодов. Мягкое и жесткое декодирование. Алгебраическое и мажоритарное декодирование. Сравнение качества декодирования мягких и жестких решений. Декодирование сверточных кодов.

3. Алгоритм Возенкрафта и Фано.

4. Модуляция и кодирование в каналах с ограниченной полосой.

12 Лекция №12.

1. Решетчатое (треллис) кодирование.

2. Алгоритм декодирования Витерби.

3. Техническая реализация кодирующих и декодирующих устройств, декодирование циклических кодов.

4. Методика выбора кодов для аппаратуры передачи дискретных сообщений.

13 Лекция №13.

1. Характеристики системы с обратной связью и их особенности.

2. Структурная схема системы с информационной образной связью (ИОС) решающей обратной связью (РОС), характеристики и алгоритм работы.

3. Виды системы с РОС: системы с ожиданием служебных сигналов, системы непрерывной передачей и блокировкой, системы с адресным переспросом.

4. Алгоритм защиты от наложения и потери информации.

5. Повышение достоверности передачи сообщений.

6. Сравнительная характеристика систем корректирующим кодом, РОС и ИОС.

14 Лекция №14

1. Применение эффективного (статистического) кодирования для сжатия данных.

2. Алгоритмы сжатия без потерь: RLE, LZW (Лемпелла - Зива - Узлча), Хаффмана.

3. Особенности применения алгоритма Хаффмана в факсимильной связи (Использование алгоритма с фиксированной таблицей CCIT).

15 Лекция №15

1. Сжатие аудиосигналов.

2. Адаптивная дифференциальная ИКМ (АДИКМ), полосно - разделенная АДИКМ.

3. Рекомендация C.722 МCЭ - Т. CELP кодирование (линейно - прогнозируемое кодирование с кодовой книгой).

4. Алгоритмы сжатия MPEG, уровни 1,2,3.

5. Сжатие изображений.

6. Алгоритм сжатия JPЕG.

Заключение

Список литературы

Дата добавления: 2014-10-22