Қазахстан Республикасының ғылым және білім министрлігі

 

Алматы энергетика және байланыс институты

 

Радиотехника және байланыс факультеті

 

Автоматтық электрбайланыс кафедрасы

 

 

 

                                                                «Бекітемін»

                                                                         РТ ж/е Б Фдеканы

                                                        ___________ Дүйсенов С. А.

 

 

 

 

« Электрлік байланыс теориясы » пәні бойынша

жұмыстық бағдарламасы

3801 Автоматты электр байланыс

3802 Көпканалды телекоммуникациялық жүйелер

3503 Өнеркәсіптік электроника

мамандықтарының студенттері үшін

 

 

Курс - 3                                                                                                                    

Семестр – 5,6                                                                      

Барлығы – 285 сағ.  

Аудиториялық сабақтар – 111 сағ.                                                       

Лекциялар – 60 сағ.

Лабораториялық сабақтар – 17 сағ.

Практикалық сабақтар – 34 сағ. 

Өзіндік жұмыс – 174 сағ.

Курстық жұмыс – 5 семестр

Семестрлік тапсырмасы – 5,5,5,6,6,6 семестрлер

Емтихан – 5,6 семестрлер                                                                 

 

 

 

 

 

 

Алматы 1999 ж.

 

Жұмыстық бағдарлама «Автоматты электр байланыс» кафедрасының  9. 07. 1999 жылы, № 10 протокол, мәжілісінде қаралды және қуатталды.

 

Жұмыстық бағдарламаны құрастырған АЭБ кафедрасының доценты Казиева Г.С. және аға оқытушы Омаров А Т.

 

 

 

АЭБ кафедрасының

меңгерушісінің  орынбасары                                           Т.К.Бектыбаев.

 

 

Келістірілген:

 

ӨЭ кафедрасының меңгерушісі                                         А. Берікұлы

 

 

 

 

 

 

1       Пәнінің есебі мен мақсаты

 

Электрлік байланыс теориясы пәнін оқыту мақсатты – хабарларды таратуына арналған сигналдардың сипаттамаларын оқыту,  байланыс каналымен берілентін мәліметтерді таратып беру әдістері және негізгі заңдылықтарын үйрету.

Сабақтың алдына қойған негізгі мәселе - студенттерге электр байланысындағы мәселелерді шешудің бірден бір жолын ықтималдық үлгілер негізінде үйрету.

Бұл сабақты оқып үйрену үшін жоғарғы математика,физика, электр тізбектерінің теориясы, электрондық аспаптар және микроэлектроника пәндердің білімі керек.

 

2.      Пәнінің мазмұны

 

2.1  Лекциялық сабақтардың мазмұны

 

I Бөлім

 

Кіріспе – 0,5 сағ.

Пәнінің мазмұны және оны оқу әдістері. Байланыс тәсілдер дамуының тарихы және дамуының жолы.

 

2.1     .1  Электр байланыс жүйелер тұралы жалпы мәліметтер - 1.5 сағ.

Электр байланыс жүйелерді классификациялау. Электр байланысы жүйелердің жалпы құрылым схемалар. Хабарлар, олардың шығуы көздері және қабылдауыштары. Сигнал тұралы түсінік. Сигналдардың түрлері. Сигналдарды құру және түрлендіру тұралы жалпы түсінік. Сигналдың жиліктік ауқамы. Модуляциялау және модуляциядан шығару, кодалау және кодадан шығару тұралы жалпы түсінік. Байланыс каналдар. Көпканалды байланыс жүйелер. Каналдардағы бөгеуліктер және сигналдардың бұзылуы.

 

2.1.2 Электр байланыс жүйелердің негізгі сипаттамалары -10 сағ.

Хабарлар, сигналдар, бөгеуліктер және олардың математикалық үлгілері. Хабарларды, сигналдарды және бөгеуліктерді классификациялау. Детерминделінген және кездейсоқ процесстер. Процесстердің тұра және жанама үлгілері. Кедейсоқ процесстердің ықтималдылық таралуы. Функциялардың мезгілдері. Корелляциялық функциясы және оның сипаттамалары. Қуаттың спектлік тығыздығы және оның корелляциялық функциясымен байланыстылығы. Мысалдар: Гаусстық, Марковтық процесстер және ақ шуыл. Кешенді және жалған гормоникалық жолмен тар жолақты кездейсоқ процесстерді қарау.

Функцияларды ортогоналдық қатарларына жіктеу. Мысалдар : Фурье, Котельников және басқа қатарлары.

Телефондық (сөздік) хабары және оның математикалық үлгілері. Телеграфтық хабарлар. Текстті тарату үшін пайдаланатын бастапқы кодалор. Телеарна және факсимильды хабарлардың параметрлері. Телеарна хабарлардың математикалық үлгілері.

 

2.1.3 Сигналдарды электр байланыс жүйелерінде құрастыру жіне түрлендіру әдістері – 20 сағ.

Сигналдардың математикалық үлгілері. Ктоельников теоремасымен сигналдарды үзіктеу. Сигналдарды уақыт бойынша үзіктеу. Сигналдарды әр деңгейіне қарай әрі уақытқа қарай үзіетеу. Сигналдарды кодалау тұралы түсінік. Тиімді кодалар. Алғашқы кодалар. Стандарты кодалар. Кодалау әдістері жіне онда қолданылатын техникалық құралдар.

Сигнал спектрлерін түрледіру прициптері. Жиліктерді түрлендіру. Модуляция және детектрлеу. Тасушы сигналдың параметрлерін өзгерту арқылы сигналдарды құру. Гармоникалық тасушының амплитудасының бойын модуляциялау. Амплитудалық модуляцияланған сигналды уақыт бойынша, спектрі бойынша вектор бағытаушы бойынша көрсету. Тасушысын басып тастаған амплитудалық модуляция (БМ) және бір жолақты модуляция. Амплитудалық модуляцияланған сигналды модуляциядан шығару принциптері мен әдістері. АМ сигналдардың когерентті және көгерентсіз модуляциядан шығару әдістері.

Гармоникалық тасушыны бұрышты модуляциялау. Жиіліктік және фазалық модуляциямен модуляцияланған сигналдар. Бұрыштық модуляциямен модуляцияланған сигналдарды уақыт бойынша, спектрі бойынша, немесе бағытталу сызығы бойынша көрсету. Кең және тар жолақты модуляциялау. Жиліктік және фазалық модуляция сигналдарын құру әдістері. Бұрыштық модуляция сигналдардың спектрлерінің ені, ЖМ және ФМ сигналдардың спектрлерінің айырмашылығы. Бұрыштық модуляция сигналдарын детектрлеу.

Импульстік тасушылармен модуляциялау әдістері. Оларды формулалар арқылы жазу. Спектрлік құрамын және уақыттық диаграмаларын көрсету.

Дисктетті модуляциялардың әдістері : дискретті амплитудалық, дискретті жиліктік, дискретті фазалық, дискретті салыстырмалы фазалық модуляциялар.

 

2.1.4 Электр байланыс каналдары  – 2 сағ.

Электр байланыс каналдардың классификациясы. Дискретті, уздіксіз және дискретті – уздіксіз каналдардың математикалық үлгілері. Дискретті каналдардағы қателер мен өшіруі. Екілік симметриялы жадсіз канал. Бөгеуліктерсіз идеальды канал. Аддитивті гаустық шуылды канал. Белгісіз фазалы канал. Өшулікті гаустық канал. Байланыс каналдардағы кездейсоқ процесстерді түрлендіру.

 

 

II Бөлім

 

2.1.5 Хабарларды тарату және кодалау теориясы – 10 сағ.

Дискретті хабарлар шығу көздерінің информациялық сипаттамалары : энтропия, өнімділігі, артықтылығы. Тәуелсіз және тәуелді хабарлар шығу көздерінің энтропиясы. Дискретті хабарлар шығу коздарінің эффективті кодалауының әдістері.

Шуыл қосылатын каналдармен хабарларды тарату. Информацияны тарату жылдамдығы және каналдың өткізу қабілеті. Шеннон теоремасы. Әр түрлі дискретті каналдардың  өткізу қабілетін анықтау мысалдары.

Үздіксіз хабарлардың шығу көздерінің информациялық сипаттамалары : энтропия, өнімділігі, артықтылығы. Эпсилон энтропиясы. Үздіксіз каналдың тарату жылдамдығы және өткізу қабілеті. Шеннон теоремасы. 

Бөгеулікке қарсылықты кодалау принциптері. Топталған түзетушы кодалар. Қателерді табатын және түзететін кодалардан шығаруы. Кодалардың табу және түзету қабілетін өлшеу. Кодалардың негізгі параметрлері.

Оптимальды кодалар. Сызықты кодалар. Кодалау және кодалардан шығаруының қиындығы. Кодалардың және кодалардан шығару алгоритмдердің классификациясы. Циклдық, бүктеулі және каскадты кодалар туралы түсініктеме.

 

2.1.6    Электр байланыс жүйелердің бөгеулікке қарсы тұрақтылығын

теориясы -10 сағ.

Электр байланыс жүйелеріндегі дискретті хабарларды оптимальды қабылдауы. Оптимальды қабылдауының өлшемдері. Флуктуациялық шуылды дискретті – уздіксіз бұзылуысіз каналдағы оптимальды қабылдауы. Оптимальды қабылдағыштардың (корреляциялық қабылдағыш, келістірілген сүзгіні пайдаланатын қабылдағыш) схемалары және жұмысының алгоритмдері. Дискретті хабарларды қабылдауының оптимальды емес әдістері. 

Әр түрлі модуляциялардың түрлерін және қабылдау әдістерін пайдаланатын байланыс жүелердің бөгеулікке қарсы тұрақтылығының талдауы.

Сигналдың фазасы және амплитудасы белгісіз болғандағы оптимальды қабылдауы. Каналда таралу болғандағы дискретті хабарларды қабылдауының әдістері. Символдар арасындағы, импульстіқ және ортақтастырылған бөгеуліктермен күресу әдістері. Адаптивті қабылдау туралы түсінігі. Жинқтау әдісі. Үздіксіз каналдағы үздіксіз хабарларды оптимальды қабылдауы. Оптимальдығының өлшемдері. Оптимальды модуляциядан шығаруының схемаларды және алгоритмдерді құрастыру. Оптимальды сызықты сүзгілеу. Сызықты емес сүзгілеу туралы түсінік. Әр түрлі модуляцияның түрлерін пайдаланатын жүйелердің бөгеулікке қарсы тұрақтылығының салыстырмалы бағалауы. Модуляцияның кең жолақты турлерін пайдаланатын жүйелерінің бөгеулікке қарсы тұрақтылығының табалдырығы.

Хабарларды таратуының цифрлык әдістері. Аналогты – цифрлық және цифрлы – аналогтық түрлендіруі. Сигналдың уақыттық дискреттеуі және кванттауы, кванттау шуылдың қуаты. Импульсты – кодалық модуляция. Цифрлық таратуының дифференциальды әдістер туралы түсініктері. Уздіксіз хабарларды цифрлық тарату әдістерінің бөгеулікке қарсы тұрақтылығы.

 

2.1.7         Көпканалды байланысының принциптері – 3 сағ.

Сигналдарды сызықты бөліунің негіздері. Жиілікті, уақытты және фазалы бөліунің әдістері. Сигналдардың түрлері бойынша бөлу. Комбинациялы бөлуі. Синхронды емес - адресті байланыс жүйелердегі сигналдарды бөлу әдістері. Көпканалды жүйелердегі өзара бөгеуліктері. Көпканалды жүйелеріндегі өткізу қабілеті.

 

2.1.8    Электр байланыс жүйелердің тиімділігін арттыру әдістері

– 3 сағ.

     Электр байланыс жүйелерді зерттеуіне  және өңдеуіне жүйелі әдіс –амалының методологиялық принциптері. Байланыс жүйелер тиімділігінің өлшемдері. Информацияны тарату жүйелердің тиімділігін бағалау және оларды оптималдау әдістері. Модуляцияның және бөгеулікке қарсы кодалауының әдістерін таңдау. ИТЖ – дегі модуляцияның және кодалауының бірлескен оптималдауы. Дискретті хабарлар таратуының тиімділігін арттыру үшін кері каналмен пайдалануы. Хабарлар ишіндегі артықтылығын азайту әдістері. Статистикалық тығыздау. Тарату каналдардың сипаттамаларын адаптивті түзетуі.  

 

2.2           Лабораторлық сабақтардың тақырыптамасы.

 

2.2.1    Амплитудалық модуляция – 2 сағ.

2.2.2    Амплитудалық модуляцияланған сигналдарды модуляциядан

шығару – 3 сағ.

2.2.3    ЖМ – модуляция – 4 сағ.

2.2.4    ЖМ – детектрлеу – 4 сағ.

2.2.5    Бір жолақты модуляцияны (ББЖ) зерттеу – 4 сағ.

 

2.3                 Практикалық сабақтардың тақырыптамасы

 

I Бөлім

2.3.1 Байланыс жүйесінің құрылым схемасы – 2 сағ.

2.3.2 Периодты сигналдардың спектрлерін есептеу – 2 сағ.

2.3.3 Периодсіз сигналдардың спектрлерін есептеу – 2 сағ.

2.3.4 Кездейсоқ процесстердің таралу заңдары – 2 сағ.

2.3.5 Мезгілді функциялар – 2 сағ.

2.3.6 Сигналдарды модуляциялау және модуляциядан шығару – 2 сағ.

2.3.7 Модуляцияланған сигналдардың спектрлері – 2 сағ.

2.3.8 Байланыс каналдардың математикалық үлгілері – 2 сағ.

2.3.9 Сигналдардың байланыс каналдар арқылы өтуі – 1 сағ.

 

II Бөлім

2.3.10 Қабылдау сапасының статистикалық өлшемдері – 2 сағ.

2.3.11 Оптимальды қабылдауының алгоритмдерін құрастыру – 2 сағ.

2.3.12 АМ сигналдар қабылдауының бөгеуліктерге қарсы тұрақтылығы

– 2 сағ.

2.3.13 ЖМ сигналдар қабылдауының бөгеуліктерге қарсы тұрақтылығы

– 2 сағ.

2.3.14 ФМ сигналдар қабылдауының бөгеуліктерге қарсы тұрақтылығы

– 2 сағ.

2.3.15 Оптимальды (келістірілген) сүзгілеу

2.3.16 Сигналдарды аналогты – цифрлік түрлендіруі – 3 сағ.

2.3.17 Информацияны көпканалды таратуының принциптері – 2 сағ.

 

2.4  Семестрлік тапсырмаларының (ЕГЖ) тақырыптамасы

 

I Бөлім

2.4.1 Импульстік сигналдардың спектрлері

2.4.2 Амплитудалық модуляторлардың, демодуляторлардың және сигналдардың параметрлерін есептеу

2.4.3 Стационарлық кездейсоқ процесстердің сипаттамалары

 

II Бөлім

2.4.4 Байланыс жүйесінің құралым схемасы және сигналдардың сипаттамалары

2.4.5 Циклдық кодалардың кодерлар және декодерлар

2.4.6 Статистикалық екілік кодалауының тиімділігін зерттеу

 

5  Курстық жұмысының тақырыптамасы

 

5.1 Сигнал және шуыл қосындысының радиоқабылдау құрылғы арқылы өтуі

 

Әдебиеттер тізімі

 

1. Ж. Ниеталин  Электрлік байланыс теориясы. Оқулық. – Алматы : Республикалық баспа кабинеты, 1993

2. Теория электрической связи/ Зюко А.Г. и др. – М.: РиС, 1998

3 Зюко А.Г. и др. Теория передачи сигналов. – М.: Связь, 1986

4 Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. – М.: Высш. шк.., 1988

5 Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Руководство к решению задач. – М.: Высш. шк., 1987

6 Кловский Д.Д., Шилкин В.А. Теория электрической связи. Сборник задач и упражнений. – М.: РиС, 1990

7 Панфилов И.П. Теория электрической связи. – М.: РиС, 1991