Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название)




НазваниеУчебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название)
страница1/5
Дата19.01.2013
Размер0.69 Mb.
ТипУчебно-методический комплекс
  1   2   3   4   5


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА


государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(МИИТ)

УТВЕРЖДЕНО:

Директором РОАТ

«__25___»___01____ 2011 г.


Кафедра «Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь»

(название кафедры)

Автор Иванов Валерий Павлович

(ф.и.о.)


Учебно-методический комплекс по дисциплине


Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи

(название)


Специальность/направление 190402 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте».

(код, наименование специальности/направления)





Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии

РОАТ

Протокол №__2______

«_20_» января______ 2011г.


Утверждено на заседании кафедры


Протокол №___7____

«_18__» __января_____ 2011 г.


Москва 2011 г.


Автор-составитель:

Ф.и.о., ученая степень, ученое звание, должность

Иванов Валерий Павлович, кандидат ф-м наук, старший научный сотрудник, доцент


Учебно-методический комплекс по дисциплине

« Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи»

(название дисциплины)

составлен в соответствии с требованиями

Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по

специальности 190402 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»

Направление подготовки дипломированного специалиста «Системы обеспечения движения поездов»


Дисциплина входит в федеральный компонент цикла общих специальных дисциплин и является обязательной для изучения



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА


государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(МИИТ)


СОГЛАСОВАНО:

УТВЕРЖДЕНО:

Выпускающая кафедра

_ЖАТС

Директором РОАТ




«__25___»__01_____ 2011 г.



Кафедра «Железнодорожная автоматика, телемеханика и связь»

(название кафедры)

Автор Иванов Валерий Павлович, кандидат ф-м наук, старший научный сотрудник_______________________________________________________

(ф.и.о., ученая степень, ученое звание)


РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ


« Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи»

(название)

Специальность/направление: 190402 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»._______________________________


(код, наименование специальности /направления)

Утверждено на заседании

Учебно-методической комиссии

РОАТ

Протокол №__2______

«__20__» _января_ 2011 г.


Утверждено на заседании кафедры


Протокол №__7_____

«_18__» _____01________ 2011__ г.





Москва 20 11 г.

- Цели и задачи дисциплины:

Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровня подготовки инженера путей сообщения по специальности 190402 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте».

Дисциплина «Теория передачи сигналов на железнодорожном транспорте» является базовой в системе подготовки специалистов по специальности «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте». Студенты изучают предлагаемую дисциплину на IVкурсе.

Целью дисциплины является изучение теоретических основ функционирования систем передачи информации.

Задачи дисциплины: изучить основные определения сообщений, сигналов и помех; преобразование сигналов в системах передачи; частотное и временное представление непрерывных сигналов как детерминированных процессов; ортогональные представления сигналов; элементы теории информации и информационных систем; основные показатели качества систем передачи информации; модуляция сигналов; способы повышения верности при передаче информации по каналам с помехами; оптимизацию качества систем передачи информации. Перечень разделов, подлежащих изучению, совпадает с требованиями Государственного образовательного стандарта по ТПС ж.д. автоматики, телемеханики и связи. Программа рассчитана на 230 часов.


- требования к уровню освоения дисциплины:

В результате изучения дисциплины, студент должен:

1. Знать состав и назначение элементов обобщенной схемы передачи информации; способы временного и частотного представлений детерминированных и случайных, непрерывных, импульсных и цифровых сигналов; основные соотношения, определяющие производительность источников и пропускную способность каналов; способы решения задачи помехоустойчивого приема при обнаружении, различении, оценке параметров; основные способы модуляции, виды помехоустойчивых кодов, математические способы их описания, построения и области применения в каналах с различными статистиками ошибок; принципы разделения каналов в многоканальных системах.

2. Уметь выбирать способы модуляции, кодирования, приема сигналов и других преобразований в соответствии с характеристиками каналов (уровнем помех, статистикой ошибок);

оценивать эффективность систем передачи информации и их возможности обеспечения необходимой скорости и вероятности передачи; разбираться в принципах работы новых систем передачи и функциях их элементов.

3. Иметь представление о способах построения модемов, кодирующих и декодирующих устройств, приемников информации и других преобразователей сигналов; о синтезе оптимальных фильтров; о направлениях развития способов и систем передачи информации на железнодорожном транспорте.


- объем дисциплины и виды учебной работы:


Вид учебной работы

Количество часов по формам

обучения

Очная

Очно-

заочная

Заочная

№№ семестров







7

Аудиторные занятия:







32

Лекции







16


Практические и семинарские занятия










Лабораторные работы (лабораторный практикум) и т.д.







16


Индивидуальные занятия







30

Самостоятельная работа







168

ВСЕГО ЧАСОВ НА ДИСЦИПЛИНУ







230

Текущий контроль

(вид текущего контроля и количество, №№ семестров)







Контр. раб.,

2

7 сем

Курсовая работа (курсовой проект) (№ семестра)










Виды промежуточного контроля

(экзамен, зачет) - №№ семестров







Зачет-7 Экзамен - 7



- содержание курса:

Распределение часов по темам и видам учебной работы

Форма обучения Заочная


Названия разделов и тем

Всего часов по учебному плану

Виды учебных занятий

Индив. занятия

Самостоят. работа




Аудиторные занятия, в том числе




лекции

Практ. занятия, семинары

Лаб. работы (практикумы)




Раздел 1 Введение








  1. Передача информации в системах управления железнодорожным транспортом.

Основные определения. Обобщенная схема системы передачи информации: источник информации, преобразование информации в сигнал, кодирование информации, модуляция, линия связи, помехи, приём сигналов, демодуляция, декодирование, окончательное представление информации.























  1. Виды систем передачи информации.

Телефонная и телеграфная связь, передача информации по рельсовым цепям, радиосвязь, телевидение, громкоговорящая связь.






















  1. Основные характеристики системы связи.

(Точность, помехоустойчивость, помехозащищенность, пропускная способность, электромагнитная совместимость, разрешающая способность, скрытность).






















  1. Направления решения задачи оптимизации систем передачи информации.

























25

1










24




Раздел 2. Основы теории сигналов





  1. Понятие сигнала и его параметры.

Разложение сигнала по ортогональным функциям. Преобразование Фурье. Спектры некоторых сигнальных функций. Спектры периодических и непериодических функций.























  1. Дискретное представление сигналов.

Теорема Котельникова. Погрешности восстановления аналогового сигнала. Влияние частоты дискретизации на восстановление аналогового сигнала. Аналого-цифровая форма представления сигнала. Временное разделение каналов. Принципы разделения каналов в многоканальных системах.






















  1. Случайные сигналы и распределения вероятностей.

Числовые характеристики случайных сигналов. Энергетический спектр случайных сигналов, корреляционный анализ. Флуктуационные помехи и белый шум.

























48


6




12

6

24




Раздел 3. Основы теории информации






  1. Определение основных понятий: информация, мера информации по Шеннону, энтропия. Единица измерения.

























  1. Энтропия.

Свойства энтропии, максимум энтропии, энтропия бинарной системы, условная энтропия. Энтропия сложных сообщений. Взаимная информация. Энтропия непрерывной величины.























  1. Характеристики источников информации: информационная ёмкость, избыточность, производительность источника.

























  1. Пропускная способность и объём канала связи.

Пропускная способность канала связи без шумов (теорема Шеннона). Эффективное кодирование, код Шеннона-Фано и код Хафмена. Пропускная способность дискретного канала с шумами. Пропускная способность непрерывного канала связи с шумами (теорема Шеннона). Объем сигнала. Сравнение дискретного и непрерывного каналов связи по пропускной способности.


























31

1







6

24









Раздел 4. Элементы теории кодирования



  1. Кодовое представление сигналов. Простейшие коды: двоично-десятичные, самодополняющие, рефлексные, код Грея.






















  1. Помехоустойчивое кодирование.

Теоретические основы помехоустойчивого кодирования. Принципы построения и возможности кодов. Классификация помехоустойчивых кодов. Код с удвоением элементов, код с четным числом единиц, инверсный код Бауэра. Блочные линейные корректирующие коды: групповые коды, код Хемминга, циклические коды. Код БЧХ.



















  1. Рекуррентные коды: сверточные коды, код Финка-Хагельберга, алгоритм Витерби. Арифметические коды.

.




















  1. Применение помехоустойчивых кодов в системах железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.

























25

1










24

Раздел 5. Модуляция сигналов



1. Задачи преобразования сигналов при передаче их по трактам с заданными свойствами.





















  1. Модуляция как управление информационным параметром сигнала-переносчика.

Виды модуляции несущего колебания непрерывного, импульсного и широкополосного и их разновидности. Комбинированные виды модуляции. КАМ-модуляция.



















  1. Цифровые виды модуляции.

Импульсно-кодовое и дельта-представление сигналов.




















  1. Алгоритмы преобразований сигналов при различных видах модуляции.

Спектры сигналов при различных видах модуляции.























  1. Демодуляция как восстановление переданных сообщений.

























38

4




4

6

24

Раздел 6. Оптимальный прием сигналов

  1. Потенциальная помехоустойчивость и задачи оптимального приема сигналов.

Вычисление апостериорных вероятностей. Оптимальная обработка сигналов в бинарных каналах. Критерии оптимальности: Байеса, Котельникова. Оптимальный прием детерминированных сигналов, приёмник Котельникова. Оптимальный прием не полностью известных сигналов, приём радиоимпульсов с неизвестной начальной фазой, прием сигналов с неизвестным временем, некогерентная обработка принимаемых сигналов. Помехоустойчивость дискретных сигналов со случайными существенными параметрами.




















  1. Корреляционный прием и согласованная фильтрация сигналов.

Согласованный фильтр для прямоугольного видеоимпульса, радиоимпульса. Дискретные и цифровые согласованные фильтры. Квазиоптимальная фильтрация.





















3. Приём непрерывных сообщений, потенциальная помехоустойчивость разных видов модуляции.






















31

1







6

24

Раздел 7. Способы повышения верности при передаче информации по каналам с помехами


  1. Повышение верности передачи.

Задача повышения верности передачи. Классифицирование методов повышения верности. Многократная передача информации. Передача по параллельным каналам связи. Системы с обратной связью: решающая (РОС) и информационная (ИОС) обратная связь.

Косвенные методы повышения верности - отказ от регистрации сигнала при снижении качества канала связи.




















  1. Применение сложных сигналов.

Виды и характеристики сложных сигналов. Фазоманипулированные сигналы. Коды Баркера, М- последовательности, многофазные сигналы. Формирование сигналов, приём и обработка. Асинхронно-адресные системы связи.




















  1. Возможности сжатия информации.

Статистическое кодирование. Особенности сжатия речевых сигналов и изображения.























226

2










24

ИТОГО:

230

16




16

30

168


- темы практических и/или семинарских занятий;

В объёме изучения дисциплины не предусмотрены.


- лабораторные работы (лабораторный практикум);

Рис. 4

№№ и названия разделов и тем

Цель и содержание лабораторной работы

Результаты лабораторной работы

Лабораторная работа № 1: Формирование сигналов

Раздел 2. Основы теории сигналов. 1, 3


Изучаются и закрепляются способы математического представления сигналов, методы формирования сигналов в системах автоматики и связи.


Строятся временные диаграммы различных детерминированных сигналов с заданными формой и параметрами, а также случайных сигналов. На диаграммы наносятся все принятые обозначения. Чертежи и расчеты приводятся в отчёте.




Лабораторная работа № 2 Исследование спектра периодических сигналов.

Раздел 2. Основы теории сигналов. 1.

Спектральный анализ периодических сигналов. Преобразование Фурье. Суммирование гармонических сигналов для получения исходного периодического сигнала


С помощью программы EWB выполняется Фурье – анализ сложных периодических сигналов заданной формы. Амплитуды и частоты гармоник измеряются, данные измерений записываются и приводятся в отчёте.

Собирается схема, суммирующая гармонические сигналы нескольких генераторов, настроенных на частоты и амплитуды Фурье-компонент исходного сигнала. Число суммируемых гармоник меняется от одной (первой) до шести. Суммарный сигнал наблюдается на осциллографе, осциллограммы прилагаются к отчёту.

Показывается, что сложный сигнал можно представить в виде суммы гармоник с параметрами, соответствующими компонентам ряда Фурье, а точность восстановления возрастает с ростом числа суммируемых гармоник. Выводы приводятся в отчёте.




Лабораторная работа № 3. Дискретизация непрерывных сигналов.

Раздел 2. Основы теории сигналов. 2.

Определение спектра сигналов, расчет частоты дискретизации по теореме Котельникова. Исследование прохождения дискретизированных по времени сигналов по каналу связи. Погрешности восстановления аналогового сигнала. Влияние частоты дискретизации


Используется программа EWB. Собирается схема эксперимента согласно методическому указанию к работе. Вырабатываемые схемой сигналы наблюдаются на осциллографе, и приводятся в отчёте.

Выполняется Фурье – анализ непрерывного сигнала, частота дискретизации определяется по полосе частот. Данные Фурье-анализа и расчёта частоты дискретизации приводятся в отчёте.

С помощью осциллографа исследуется прохождение дискретизированных по времени сигналов по каналу связи, модель которого представлена RC-фильтром нижних частот, и влияние частоты дискретизации на внятные переходные помехи. Наблюдаемые осциллограммы приводятся в отчёте.

Восстановление аналогового сигнала выполняется с помощью RC-фильтра нижних частот. Исследуется зависимость качества восстановления от частоты дискретизации. Наблюдаемые осциллограммы и выводы приводятся в отчёте.




Лабораторная работа № 4. Модуляция и манипуляция сигналов.

Раздел 5. Модуляция сигналов.

Модуляция и манипуляция сигналов. Демодуляция. Амплитудная и частотная модуляция. Фазовая манипуляция. Амплитудная демодуляция


Используется программа Fourier Scope, предназначенная для построения радиосигналов и их спектрального анализа. Задаются аналитически или по точкам модулирующие функции, а также параметры амплитудной, частотной или фазовой модуляции (манипуляции): частота и амплитуда несущего колебания, частота и форма модулирующего колебания, коэффициент глубины модуляции. Программа Fourier Scope позволяет получить осциллограммы модулированных сигналов при разных видах модуляции (манипуляции), а также их спектры.

Отчёт должен содержать:

  1. осциллограммы модулированных согласно заданию сигналов для разных видов и параметров модуляции;

  2. данные Фурье-анализа этих сигналов.

Амплитудная демодуляция выполняется с применением программы EWB. Собирается схема, содержащая генератор АМ колебаний, осциллограф и диодный детектор с RC-фильтром НЧ. Осциллограммы амплитудно-модулированного и демодулированного сигналов приводятся в отчёте.


Каждая лабораторная работа должна сопровождаться Методическими указаниями (рекомендациями) по ее выполнению, включенными в рабочую программу или оформленными в виде отдельного приложения к рабочей программе.


-
  1   2   3   4   5

Похожие:

Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название) iconСправка №3 об обеспеченности литературой дисциплин кафедры “Электротехника” Раздел 1 Наличие учебной и учебно-методической литературы
Теория линейных электрических цепей железнодорожной автоматики, телемеханики и связиФизические основы электроникиЭлектрические машины...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название) icon«белорусский государственный университет транспорта» Кафедра автоматики и телемеханики
Б866 Обеспечение электромагнитной совместимости технических средств: Лабораторный практикум по дисциплине «Электромагнитная совместимость...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название) iconОтраслевой стандарт безопасность железнодорожной автоматики и телемеханики
Разработан и внесен управлением сигнализации, связи и вычислительной техники мпс, Петербургским госу­дарственным университетом путей...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название) iconУчебно-методический комплекс Для специальности: 030602 «Связи с общественностью»
Учебно-методический комплекс «Теория и практика связей с общественностью» составлен в соответствии с требованиями Государственного...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название) iconБюллетень новых поступлений литературы за ноябрь 2007 г
Устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи : учеб для вузов ж д трансп в 2 ч, Ч. 2 / ред. Д. В. Шалягин. М.: Маршрут,...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название) iconЭлектронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Устройства приема и обработки сигналов» подготовлен в рамках инновационной образовательной программы «Структурная перестройка научно-образовательного центра \"Радиоэлектроника\"»
Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине Устройства приема и
Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название) iconУчебно-методический комплекс по специальности: 030602. 65 Связи с общественностью Санкт-Петербург
Теория и практика массовой информации: Учебно-методический комплекс./Авт сост. В. Ю. Плониш. – Спб.: Ивэсэп, 2006
Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название) iconТеория и методика преподавания биологии учебно-методический комплекс по дисциплине
Теория и методика преподавания биологии: Учебно-методический комплекс по дисциплине для специальности 050102 Биология / Составитель...
Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название) iconУчебно-методический комплекс по дисциплине: опд. Ф. 01. Теория государства и права для специальности 030501. 65 «Юриспруденция» (заочная форма обучения)
Теория государства и права: учебно-методический комплекс / сост. А. В. Баранов. – Прокопьевск, 2010
Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория передачи сигналов железнодорожной автоматики, телемеханики и связи (название) iconБелорусский государственный университет транспорта
Б866 Надежность устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи: Пособие по выполнению контрольной работы для студентов...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница