- •1 Нормативні дані з дисципліни
- •2. Мета і завдання дисципліни
- •3 Перелік забезпечуючих дисциплін
- •4 Структура залікових кредитів
- •5 Навчально–методичне забезпечення дисципліни
- •5.1 Література
- •5.2 Методичні посібники та вказівки
- •Лекція 1 Система передачі інформації. Основні поняття і визначення
- •1. Місце інформаційних систем у сучасному світі
- •2. Класифікація систем передачі інформації
- •3. Узагальнена структурна схема системи передачі інформації
- •4.Основні інформаційно-технічні характеристики спи
- •4.1 Вірогідність передачі інформації
- •Завадостійкість передачі інформації
- •Швидкість передачі інформації
- •Пропускна здатність каналів зв'язку
- •Висновки
- •Тестові запитання
- •1.Кількість інформації в повідомленні
- •Логарифмічна міра добре відображає адитивність інформації.
- •2 .Джерело дискретних повідомлень і його ентропія
- •Ентропію джерела не рівноімовірних попарно залежних повідомлень, позначимо , дамо розрахункову формулу
- •3.Джерело неперервних повідомлень
- •Висновки
- •Тестові запитання
- •Практичне заняття №1
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •Лекція 3 Передача інформації з дискретними і неперервними каналами зв'язку
- •1.Продуктивність джерела дискретних повідомлень
- •2.Швидкість передачі інформації з дискретних каналів без перешкод. Оптимальне статистичне кодування
- •3.Швидкість передачі інформації й пропускна здатність дискретних каналів з завадами
- •4.Пропускна здатність двійкового симетричного каналу зв'язку з завадами
- •5.Швидкість передачі інформації неперервними каналами з завадами.
- •6. Пропускна здатність неперервного каналу з нормальним білим шумом
- •Пропускна здатність неперервного каналу зв'язку при довільних спектрах сигналів і завад.
- •Висновки
- •Тестові запитання
- •Практичне заняття №2
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •Лекція 4 завадостійке кодування. Основні положення теорії завадостійкого кодування
- •1.Постановка задачі застосування завадостійких кодів
- •2.Класифікація завадостійких кодів
- •3. Основні числові характеристики завадостійких кодів
- •4.Кодова відстань і її зв'язок із кратністю помилок що виявляються й або, що виправляються.
- •Висновки
- •Лекція 5 Систематичні блокові лінійні коди
- •Загальні методи кодування і декодування систематичних блокових лінійних кодів
- •Код з парним числом одиниць
- •Інверсний код
- •Код з подвоєнням елементів
- •Коди Хемінга
- •Висновки
- •Лабораторна робота №1 вивчення принципу дії та дослідження завадостійкості радіосистеми передавання інформації із блоковим кодом
- •1 Мета роботи
- •2 Методичні вказівки
- •Позиції, що займають одиниці в одиничній матриці, вказують номера позицій контрольних символів, що використовуються у кожній перевірці на парність.
- •3 Опис лабораторної установки
- •4 Порядок виконання роботи
- •6 Контрольні запитання і завдання
- •Лекція 6 циклічні коди
- •Основні властивості циклічного коду й способи побудови
- •Способи кодування і декодування циклічних кодів
- •Матричне подання циклічних кодів
- •Висновки
- •Тестові запитання
- •Лабораторна робота №2 Вивчення властивостей і принципів побудови циклічних кодів.
- •1 Ціль роботи
- •2 Методичні вказівки
- •3 Порядок виконання роботи
- •5 Контрольні запитання.
- •Практичне заняття №3
- •Розв’язання. Визначимо кількість інформаційних і контрольних символів у кодовій комбінації:
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •Лекція 7 Оптимальний когерентний прийом дискретних сигналів
- •1.Основні положення теорії оптимального приймання сигналів
- •Синтез, правила розрізнення сигналів у випадку приймання повністю відомих сигналів на фоні нормального білого шуму
- •Структурні схеми оптимальних приймачів
- •Обчислення завадостійкості (імовірності помилок розрізнення сигналів) оптимальних когерентних приймачів
- •Виходячи з цього, можна записати формули для обчислення імовірностей помилок в системах когерентного приймання фазовою, частотною та амплітудною маніпуляцією.
- •Висновки
- •3 Порядок виконання роботи
- •5 Контрольні запитання
- •Лекція 8 оптимальний некогерентний прийом дискретних сигналів і його завадостійкість
- •Модель лінії зі змінними параметрами
- •Алгоритм прийняття рішення при прийманні сигналів з випадковою початковою фазою
- •Приймання сигналів з випадковою початковою фазою і флуктуючою амплітудою
- •Некогерентні приймачі сигналів з використанням обробки за огинаючою
- •Некогерентний приймач ортогональних сигналів
- •Приймання сигналів з випадковою початковою фазою при використанні відносної фозової маніпуляції
- •Висновки
- •Тестові запитання
- •3 Порядок виконання роботи.
- •4 Структура звіту
- •5 Контрольні запитання і завдання
- •Практичне заняття № 4 "Когерентне и не когерентне приймання дискретних сигналів та його завадостійкість"
- •Приклади розв’язання основних типів задач
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •Лекція 9 оптимальний і квазиоптимальНіЙ прийом неПерервних сигналів і його завадостійкість
- •1.Особливості приймання неперервних сигналів з аналоговою модуляцією
- •2. Завадостійкість прийому сигналів з амплітудною модуляцією
- •3.Завадостійкість прийому сигналів з фазовою модуляцією
- •4.Завадостійкість прийому сигналів з частотною модуляцією
- •Висновки
- •Лекція 10 цифрові методи передачі неЗперервних повідомлень
- •Імпульсно – кодова модуляція
- •2.Завадостійкисть систем зв’язку з імпульсно-кодовою модуляцією
- •3.Диференціальна імпульсно-кодова модуляція. Дельта модуляція
- •Висновки
- •Тестові запитання
- •Практичне заняття № 5
- •Приклади розв’язання основних типів задач
- •Задачі для самостійного розв’язання
- •Лекція 11 багатоканальні системи передачі інформації
- •1.Узагальнена структура багатоканальної системи зв’язку
- •2.Системи зв’язку із частотним поділом каналів
- •3Системи зв’язку із часовим поділом каналів
- •Висновки
- •Тестові запитання
- •Лекція 12
- •1. Поняття про багатостанційний доступ
- •Системи з часовим поділом каналів
- •Системи із частотним поділом каналів
- •Системи з кодовим поділом каналів
- •Асинхронно-адресні системи передачі інформації (аас)
- •Висновки
5 Навчально–методичне забезпечення дисципліни
5.1 Література
1. Мазурков М.І. Основи теорії передавання інформації. Навч. посіб. для
вищ. навч.закл. / Одес.нац.політех.ун-т. – Одеса: Наука і техніка, 2004. – 168 с.
2. Сідоров Г.І. Основи теорії передавання інформації в прикладах та задачах [Текст]; навч. посіб. –Х. і компанія СМІТ, 2009. -320с
3. Зюко А.Г. Элементы теории передачи информации. – Киев: «Техника» 1969. – 300 с.
4. Кузьмин И.В., Кедрус В.А. Основы теории информации и кодирования. - Киев: Вища шк., 1986. 238 с.
5. Радиотехнические системы передачи информации: Учеб.пособие для вузов/В.А. Борисов, В.А. Калмыков, Я.М. Ковальчук и др./Под ред. В.А. Калмыкова. – М.: Радио и связь, 1990. – 304 с.
6. Пенин П.И., Филиппов Л.И. Радиотехнические системы передачи информации: Учеб.пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1984. – 256 с.
7. Игнатов В.А. Теория информации и передачи сигналов. – М.: Сов.радио, 1979. – 280 с.
5.2 Методичні посібники та вказівки
8. Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Основи теорії передачі інформації”/Упорядники Г.І. Сідоров, О.В. Зубков, – Харків: ХНУРЕ, 2008. – 109 с.
9. Методичні вказівки до самостійної роботи студентів з дисципліни “Основи теорії передачі інформації”/Упорядник Г.І. Сідоров, - Харків: ХНУРЕ, 2006. – 42 с.
10. Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни “Основи теорії передачі інформації”/Упорядники Сідоров Г.І, Зубков О.В., Савченко І.В. Харків: ХНУРЕ, 2007,33с
Лекція 1 Система передачі інформації. Основні поняття і визначення
Мета лекції – вивчення наступних питань:
Застосування інформаційних систем для вирішення різноманітних задач у сучасному світі.
Класифікація систем передачі інформації.
Узагальнена структурна схема системи передачі інформації.
Основні інформаційно-технічні характеристики систем передачі інформації
Вірогідність передачі інформації
Завадостійкість передачі інформації
Швидкість передачі інформації
Пропускна здатність каналів зв'язку.
1. Місце інформаційних систем у сучасному світі
Інформаційні системи - це насамперед системи зв'язку й керування. До інформаційних пристроїв ставляться також вимірювальні прилади й апарати, що сприймають інформацію про стан різних процесів і об'єктів і передавальній її людині або автомату.
Розглянемо інформаційну систему з погляду процесів, що відбуваються в ній. У системі зв'язку джерелом інформації є відправник повідомлення, а споживачем її одержувач. У радіоастрономічній системі джерелом інформації буде досліджуваний космічний об'єкт, а в системі керування - керований об'єкт. В останньому випадку цим об'єктом може бути верстат, насосна станція, цех, завод, космічний корабель. Споживач інформації в цих випадках являє собою єдину систему використання інформації. Залежно від призначення й завдань, що обчислюються інформаційною системою, отримана споживачем інформація направляється для зберігання або для виробітку сигналів керування.
Інформація від джерела сприймається за допомогою датчиків, які являють собою первинні перетворювачі інформації в електричні або інші сигнали, зручні для подальших перетворень. Потім ці сигнали надходять у накопичувач або систему передачі.
Системи передачі (системи зв'язку) служать для перенесення інформації в просторі. Існує багато різних систем зв'язку.
У системах телекерування й системах зв'язку інформація може передаватися як в прямому (від джерела до споживача) так і у зворотному напрямку. Зворотний канал при цьому використовується для передачі сигналів впливу на джерело інформації (керований об'єкт) з метою зміни режиму його роботи, у тому числі режиму передачі інформації.
Функції переробки інформації виконуються або безпосередньо людиною, або спеціальними автоматами. У результаті переробки видається інформація, що використовується споживачем або передається в накопичувач для зберігання. У системах керування в результаті переробки отриманої інформації виробляються командні сигнали, які потім через систему передачі й виконавчі органи впливають на керований об'єкт.
Основними видами систем передачі інформації є системи електричного зв'язку, об'єктом передачі яких є повідомлення, що несе інформацію для передачі від відправника до одержувача.
По типі переданих повідомлень системи зв'язку можна розділити на дискретні (цифрові) і аналогові. Прикладом дискретних систем є система передачі даних. Системи радіомовлення й телефонії можуть бути віднесені до числа аналогових. Система передачі безперервних повідомлень за допомогою імпульсно-кодової модуляції є системою змішаного типу.
Система телевимірювання (телеметрії) подібна до системи зв'язку. У цій системі фізична величина, що підлягає виміру (температура, тиск, швидкість і т.п.) за допомогою датчиків впливає на передавальну систему, де вона перетвориться в сигнал і передається по каналі. На прийомному кінці передана фізична величина або її зміни виділяється із сигналу й спостерігається або регулюється за допомогою приладів.
Під інформацією розуміють будь-які відомості про яку-небудь подію, об'єкт, процесі. Інформація, виражена в певній формі, являє собою повідомлення. Сигнал є матеріальним носієм інформації.
Повідомлення й відповідні їм сигнали бувають дискретними й безперервними. Дискретне повідомлення являє собою дискретну послідовність окремих елементів. Сигнал у цьому випадку також являє собою дискретну послідовність окремих елементів, що відповідають елементів переданого повідомлення. Перетворення дискретного повідомлення в сигнал складається із двох операцій: кодування й модуляції. Безперервні повідомлення - це деяка фізична величина, що приймає будь-які значення в заданому інтервалі. Також повідомлення за допомогою датчиків може бути перетворене в електричну величину, що безупинно змінюється, u(t).
У нашім курсі ми, насамперед, будемо орієнтуватися на вивчення процесів передачі інформації в радіотехнічних системах.