В настоящее время мы являемся свидетелями бурного роста телекоммуникационных систем. Развитие и внедрение в нашу повседневную жизнь Интернета, электронной почты, сотовой связи, новых компьютерных технологий заставляет вводить в учебный процесс дисциплины, связанные с основами анализа, преобразования и передачи электрических сигналов как носителей самой разнообразной информации.
Учебное пособие "Основы теории передачи информации " относится к ряду пособий по общим техническим дисциплинам. Целью курса является изучение основ теории приема - передачи информации и помехоустойчивого кодирования, широко используемых при разработке цифровых систем, вычислительных комплексов и сетей ЭВМ и необходимых в практической деятельности инженера.
Учебное пособие направлено на формирование научно-технического мировоззрения студентов как специалистов с высшим техническим образованием.
Учебный материал пособия базируется и увязывает между собой знания студентов по целому ряду общенаучных дисциплин и является фундаментом для ряда специальных дисциплин. Для успешного освоения учебного материала необходимо владеть целым спектром вопросов из таких предметных областей как «Высшая математика», а именно дифференциальное и интегральное исчисление, преобразование Фурье, «Теория вероятности» и «Дискретная математика».
Теория передачи информации является наиболее общим направлением изучения процессов анализа и передачи сигналов, позволяющая с общих позиций изучать такие важные вопросы как пропускная способность каналов связи и помехоустойчивость. Этим вопросам уделено достаточное внимание в пособии.
Учебное пособие охватывает различные аспекты технологий передачи и анализа сигналов, методов аналоговой, импульсной и цифровой модуляции
Пособие содержит целый спектр вопросов:
- виды систем передачи информации и их структурные схемы основанные на используемых переносчиках информации в виде электромагнитных волн, распространяющихся на значительные расстояния;
- преобразование аналогового сигнала, поступающего от источника сообщений в поток цифровых кодов;
- виды модуляции несущего сигнала в соответствии с модулирующим сигналом;
- частотные характеристики сигналов и каналов связи и их влияние на изменение формы сигналов;
- принципы работы сотовой системы связи, основные компоненты сети, протокол работы.
Содержание учебного пособия:
- Введение.
- Раздел 1. Системы передачи информации: 1.1. История развития систем связи, 1.2. Модель стандартной системы передачи информации, 1.3. Аналоговые системы,
1.4. Импульсные системы, 1.5. Цифровые системы, 1.6. Классификация сигналов.
- Раздел 2. Кодирование сигналов:
2.1. Основные принципы кодирования,
2.2. Помехоустойчивое кодирование, 2.3. Методы кодирования сигналов, 2.3.1. Кодирование по методу Шеннона-Фано, 2.3.2. Кодирование по методу Хаффмена, 2.3.3. Кодирование с проверкой на четность, 2.3.4. Кодирование с удвоением элементов, 2.3.5. Инверсное кодирование, 2.3.6. Код проверки по методу Хэмминга, 2.3.7. Циклические коды, 2.3.8. Современные методы кодирования, Примеры задач с решениями. Задачи для самостоятельного решения. Контрольные вопросы
- Раздел 3. Анализ сигналов: 3.1. Основные компоненты анализа сигналов,
3.2. Спектральный анализ сигналов, 3.2.1. Основные понятия частотного спектра, 3.2.2. Частотный спектр периодического сигнала,
3.2.3. Частотный спектр непериодического сигнала, 3.2.4. Сопоставление периодического и непериодического сигналов, 3.3. Энергия сигнала, Примеры задач с решениями. Задачи для самостоятельного решения. Контрольные вопросы.
- Раздел 4. Модуляция сигналов:
4.1. Классификация видов модуляции,
4.2. Аналоговая модуляция, 4.3. Импульсная модуляция, Примеры задач с решениями. Задачи для самостоятельного решения. Контрольные вопросы.
- Раздел 5. Основные характеристики сигналов, каналов и линий связи: 5.1. Сигналы, 5.1.1. Основные характеристики,
5.1.2. Ширина частотного спектра, 5.1.3. Превышение сигнала над помехой, 5.1.4. Сигнал как случайный процесс, 5.2. Каналы связи, 5.2.1. Основные характеристики, 5.2.2. Скорость передачи информации и пропускная способность дискретных каналов, 5.2.3. Скорость передачи информации и пропускная способность непрерывных каналов, 5.2.4. Зависимость пропускной способности канала от полосы частот и емкости, 5.3. Линии связи,
5.3.1. Классификация, 5.3.2. Помехи в линиях связи, Примеры задач с решениями. Задачи для самостоятельного решения. Контрольные вопросы.
- Раздел 6. Сотовые системы передачи цифровой информации: 6.1. История развития сотовой связи, 6.2. Принципы работы сотовой связи, 6.3. Многоканальные системы связи, 6.3.1. Особенности, 6.3.2. Частотное разделение каналов, 6.3.3. Временно2е разделение каналов, 6.4. Помехи в сотовых системах связи, 6.5. Элементы сотовой телефонной системы, Контрольные вопросы.
- Список литературы
- Приложение 1. Кодировка ASCII (American Standart Code for Information Interchange).
- Приложение 2. Варианты комплексов задач для самостоятельного решения.
При широте охвата, материал изложен компактно, доступно с пониманием сути вопросов.
Учебное пособие можно рекомендовать как студентам специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», так и студентам других специальностей электронного профиля.