Многоканальные системы передачи

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
"БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ"
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебной работе
и менеджменту качества
_______________ Е.Н. Живицкая
«_____»_____________2013 г.
ПРОГРАММА
Государственного экзамена по специальности
1-45 01 01 «Многоканальные системы телекоммуникаций»
Минск 2013
Программа составлена на основании типовой учебной программы «Многоканальные системы передачи», утвержденной Министерством образования Республики Беларусь 08.01.2011, регистрационный № ТД – I.563/тип., учебной
программы «Спутниковые и радиорелейные системы передачи», утвержденной
Ректором БГУИР 23.03.2010, регистрационный № УД – 45 – 165/уч., типовой
учебной программы «Моделирование систем телекоммуникаций», утвержденной Министерством образования Республики Беларусь 03.02.2012, регистрационный № ТД – I.842/тип. и учебного плана по специальности 1-45 01 01
«Многоканальные системы телекоммуникаций», регистрационный
№ УД-06-08/020уч., от 11.04.2008г.
СОСТАВИТЕЛИ:
Н.В. Тарченко – доцент, к.т.н., зав. кафедрой СТК, В.В. Муравьев – профессор,
д.т.н., профессор кафедры СТК, В.А. Ильинков – доцент, к.т.н, доцент кафедры
СТК Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
Рассмотрена и рекомендована к утверждению кафедрой систем телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (протокол № 5 от « 30 » октября
2013 г.)
Заведующий кафедрой ________________ Н.В. Тарченко
Одобрена и рекомендована к утверждению Советом факультета телекоммуникаций Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 4 от « 11 » ноября
2013 г.)
Председатель
________________ О.Д. Чернухо
СОГЛАСОВАНО:
Начальник ОМОУП
________________ Д.А. Фецкович
2
ПОЯНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
1. ЦЕЛЬ ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА
Целью проведения государственного экзамена по специальности
1-45 01 01 «Многоканальные системы телекоммуникаций» является определение теоретической и практической готовности выпускника к выполнению социально-профессиональных задач в соответствии с образовательной программой
специальности.
Итоговая аттестация установлена образовательным стандартом Республики Беларусь и утверждена Министерством образования Республики Беларусь.
2. СПИСОК ДИСЦИПЛИН,
ВЫНЕСЕННЫХ НА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 1-45 01 01
- Многоканальные системы передачи;
- Спутниковые и радиорелейные системы передачи;
- Моделирование систем телекоммуникаций.
3. СПИСОК ВОПРОСОВ,
ВЫНЕСЕННЫХ НА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН
3.1 Вопросы по дисциплине
«Многоканальные системы передачи»
1. Определение «Многоканальные системы передачи». Обобщенная
структурная схема многоканальных систем передачи. Методы разделения каналов. Условие ортогональности.
2. Принципы передачи аналоговых сигналов в цифровом виде. Виды
цифровой модуляции. Их сравнительный анализ.
3. Равномерное квантование. Мощность шума квантования при равномерном квантовании. Расчет необходимого количества уровней квантования,
разрядность кодовой комбинации.
4. Неравномерное квантование. Оптимальный закон компрессии, выбор
шага квантования при оптимальном законе компрессии.
5. Неравномерное квантование. А-закон компрессии, кусочно-ломанная
аппроксимация закона компрессии А87,6/13.
6. Структурная схема нелинейного кодека взвешивающего типа. Алгоритм кодирования. Блок эталонных сигналов, принцип действия, функции.
7. Принципы реализации нелинейных кодеков. Нелинейный кодек на основе цифрового компандирования.
3
8. Иерархия цифровых систем передачи, плезиохронная цифровая иерархия, синхронная цифровая иерархия.
9. Структурная схема первичной цифровой системы передачи с канальным кодирующим устройством. Принцип действия, осциллограммы в основных
точках.
10.Структурная схема гибкого мультиплексора. Конфигурации гибкого
мультиплексора, сетевые топологии на базе гибкого мультиплексора.
11.Принципы синхронизации в цифровых системах передачи. Виды синхронизации в цифровых системах передачи. Необходимость тактовой синхронизации. Реализация системы тактовой синхронизации.
12.Цикловая синхронизация, требования, классификация, назначение. Реализация системы цикловой синхронизации, структурная схема и состояния
приемника синхросигнала.
13.Структура цикла первичного цифрового сигнала.
14.Обобщенная структурная схема системы передачи плезиохронной
цифровой иерархии. Особенности систем передачи плезиохронной цифровой
иерархии.
15.Системы передачи плезиохронной цифровой иерархии. Типовые топологии на базе оборудования плезиохронной цифровой иерархии.
16.Обобщенная структурная схема мультиплексора/демультиплексора
PDH. Назначение основных функциональных блоков.
17.Типовые цифровые групповые тракты плезиохронной цифровой
иерархии и типовые цифровые каналы на их основе. Основные характеристики
унифицированных сетевых стыков (первичный, вторичный, третичный, четверичный).
18.Синхронная цифровая иерархия, особенности, достоинства. Транспортная система в сетях синхронной цифровой иерархии. Уровневая структура
синхронной цифровой иерархии, взаимодействие уровней.
19.Функционально-логическая схема синхронного мультиплексора вводавывода. Назначение основных блоков.
20.Функциональные элементы сетей синхронной цифровой иерархии.
Типовые базовые топологии на базе мультиплексора синхронной цифровой
иерархии, особенности реализации.
21.Структура линейного тракта цифровых систем передачи. Особенности
передачи импульсных сигналов по линейным трактам. Межсимвольные искажения 1 и 2 рода.
22.Необходимость линейного кодирования. Требования к линейным кодам. Классификация линейных кодов. Избыточность линейного сигнала, частота следования символов линейного сигнала.
23.Основные характеристики сигнала в коде NRZ. Достоинства и недостатки сигнала в коде NRZ.
24.Квазитроичные коды. Основные характеристики сигнала, достоинства
и недостатки.
25.Скремблирование цифрового сигнала как метод линейного кодирования. Самосинхронизирующийся скремблер. Аддитивный скремблер.
4
26.Коэффициент ошибки регенератора двухуровневого кода с пассивной
паузой.
27.Модель участка регенерации цифровых систем передач. Отношение
сигнал/шум в точке принятия решения регенератора.
28.Глаз-диаграмма как метод оценки влияний характеристик линейного
тракта на принимаемый линейный сигнал.
29.Помехозащищенность регенератора при работе по коаксиальному кабелю. Расчет протяженности участка регенерации при работе по коаксиальному
кабелю.
30.Помехозащищенность регенератора при работе по симметричному кабелю. Расчет протяженности участка регенерации при работе по симметричному кабелю.
31.Помехозащищенность регенератора при работе по оптическому волокну.
3.2 Вопросы по дисциплине
«Спутниковые и радиорелейные системы передачи»
1. Принцип построения многоствольной системы передачи.
2. Частотная модуляция. Уравнения частотной модуляции. Параметры.
3. Квадратурное представление сигналов. Квадратурная амплитудная
модуляция (КАМ).
4. Скорость передачи информации. Уравнение Найквиста и Шеннона.
Воздействие шума на цифровой сигнал.
5. Структурная схема промежуточной ретрансляционной станции по
промежуточной частоте.
6. Частотные модуляторы. Требования, предъявляемые к частотным модуляторам.
7. Принцип действия частотного модулятора на двух генераторах. Достоинства и недостатки.
8. Структурная схема частотного демодулятора. Принцип действия.
9. Принцип действия параллельного ограничителя. Зависимость коэффициента преобразования амплитудной модуляции в фазовую от параметров
ограничителя.
10.Частотный детектор. Принцип действия.
11.Структурная схема внешнего блока цифровых систем передач.
12.Регенерация и скремблирование.
13.Демодуляторы цифровых систем. Принцип действия. Методы восстановления несущей.
14.Тракт промежуточной частоты в радиорелейной системе передачи.
Структурная схема.
15.Сравнение супергетеродинных приемных с приемниками прямого
усиления.
16.Преобразователи частоты передатчиков. Основные требования, предъявляемые к преобразователям частоты.
5
17.Преобразователи частоты приемников. Основные требования, предъявляемые к ним. Побочные продукту преобразования.
18.Структурная схема внутреннего блока цифровых систем передач.
Объяснение принципа действия.
19.Борьба с замиранием сигнала в радиорелейной системе передачи путем разнесения сигналов. Нормированная функция корреляции.
20.Методы борьбы с замиранием в цифровых радиорелейных систем передачи.
21.Структурная схема приемника для сдвоенного приема с оптимальным
сложением.
22.Адаптивный прием. Принцип действия.
23.Тропосферные цифровые радиорелейные системы передачи. Аппаратура оконечной станции тропосферных цифровых радиорелейных систем передачи. Особенности аппаратуры тропосферных цифровых радиорелейных систем передачи.
24.Структурная схема системы автокорреляционного приема «Сатурн».
Достоинства и недостатки.
25.Выбор диапазона частот для спутниковых систем передачи и определение мощности шумов, действующих на входе приемника в спутниковых системах передачи.
26.Принцип построения спутниковых систем передачи с многостанционным доступом (многостанционный доступ с частотным разделением «несущая
на канал»).
27.Многостанционный доступ с временным разделением каналов. Достоинства и недостатки.
28.Вопросы электромагнитной совместимости различных радиосредств.
Побочные и внеполосные излучения передатчиков радиорелейной системе передачи.
29.Побочные каналы приема в радиорелейной системе передачи. Пространство радиоизлучений. Определение отношения сигнал/помеха при наличии мешающей станции.
30.Методы улучшения электромагнитной совместимости: а) амплитудновременная селекция; б) дисперсия дискретных составляющих.
3.3 Вопросы по дисциплине
«Моделирование систем телекоммуникаций»
1. Моделирование как метод научного познания. Общее описание, показатели качества, точность систем телекоммуникаций.
2. Классификация методов исследования систем телекоммуникаций, характеристика методов анализа и синтеза.
3. Процедура математического моделирования систем телекоммуникаций.
4. Особенности систем телекоммуникаций как объекта моделирования.
Структура многофункциональной программы моделирования систем телекоммуникаций.
6
5. Неформальное и формальное описание, иерархическая структура и
способы декомпозиции систем телекоммуникаций.
6. Принципы перехода от формального описания к математической модели, характеристика этапов построения математической модели систем телекоммуникаций.
7. Классификация и характеристика сигналов и помех в систем телекоммуникаций.
8. Представление сигналов обобщенным рядом Фурье по системам комплекснозначных и действительных функций. Выбор подходящей ортогональной системы.
9. Представление сигналов рядом Фурье в комплексной и тригонометрической формах.
10. Рекомендуемая процедура разложения сигнала в ряд Фурье. Особенности представления полигармонических сигналов.
11. Представление сигналов рядами Котельникова и Уолша.
12. Представление сигналов по полиномам Лежандра, Чебышева, по системам функций Лагерра и Эрмита.
13. Гармонический анализ непериодических сигналов. Рекомендуемая
процедура представления сигнала преобразованием Фурье.
14. Основные свойства преобразования Фурье, используемые при моделировании систем телекоммуникаций.
15. Определение и свойства дельта-функции, спектры сигналов, описываемых неинтегрируемыми функциями.
16. Анализ спектров сигналов систем телекоммуникаций с использованием свойств преобразования Фурье и дельта-функции.
17. Представление сигналов на комплексной плоскости. Преобразование
Лапласа.
18. Основные свойства преобразования Лапласа, используемые при моделировании систем телекоммуникаций.
19. Обобщенная теорема разложения. Изображение по Лапласу периодических сигналов, разложение в ряд Фурье с помощью преобразования Лапласа.
20. Классификация звеньев систем телекоммуникаций. Описание линейных звеньев систем телекоммуникаций во временной и частотной областях.
Взаимосвязь временных и частотных характеристик линейных звеньев систем
телекоммуникаций.
21. Описание линейных звеньев систем телекоммуникаций на комплексной плоскости. Свойства операторных передаточных функций линейных звеньев.
22. Особенности операторных передаточных функций минимально- и неминимально-фазовых звеньев.
23. Методы моделирования систем телекоммуникаций: спектральный метод; метод численного решения дифференциальных уравнений.
24. Четыре формы интеграла Дюамеля. Метод интеграла Дюамеля.
25. Метод моделирования на основе операционного исчисления.
26. Реакция линейной системы на периодический в узком и широком
7
смысле сигнал.
27. Методология построения математических моделей прохождения измерительных сигналов.
28. Математическая модель прохождения измерительного sin2-импульса.
29. Проектирование линейных фильтрующих звеньев по методу рабочих
параметров.
30. Преобразование моделей звеньев: денормирование, преобразование
фильтра низкой частоты→ фильтр высокой частоты, преобразования фильтра
низкой частоты → полосовой фильтр и фильтра низкой частоты → заграждающий фильтр.
8
4. ЛИТЕРАТУРА
4.1. Дисциплина
«Многоканальные системы передачи»
4.1. Гордиенко, В.Н. Многоканальные телекоммуникационные системы /
В.Н. Гордиенко, М.С. Тверецкий – М. : Горячая линия – Телеком, 2005. – 416 с.
4.2. Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов/
В.И.Иванов, В.Н. Гордиенко, Г.Н. Попов и др.; Под ред. В.И. Иванова. – М. :
Радио и связь, 2003. – 232 с.
4.3. Кириллов, В.И. Многоканальные системы передачи / В.И. Кириллов.
– М. : ООО «Новое знание», 2002. – 751 с.
4.4. Слепов, Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных
сетей связи / Н.Н. Слепов. – М. : Радио и связь, 2000. – 468 с.
4.5. Тарченко, Н.В. Временное группообразование в ЦСП. Учебное пособие по дисциплине «Многоканальные системы передачи» для студентов специальности «Многоканальные системы телекоммуникаций». – Мн.: БГУИР, 2002.
– 47 с.
4.6. Тарченко, Н.В. Системы передачи синхронной цифровой иерархии.
Учебное пособие по дисциплине «Многоканальные системы передачи» для
студентов специальности «Многоканальные системы телекоммуникаций». –
Мн.: БГУИР, 2002. – 56 с.
4.7. Беллами, Дж. Цифровая телефония. / Дж. Беллами. – М. : ЭКОТРЕНДЗ, 2004.- 640 с.
4.8. Бирюков, Н.Л. Транспортные сети и системы электросвязи. Системы
мультиплексирования. Учебник для вузов / Н.Л. Бирюков, В.К. Стеклов. Под
ред. В.К.Стеклова. – К. : 2003, 352 с.
4.9. Бакланов, И.Г. SDH – NGSDH: практический взгляд на развитие
транспортных сетей / И.Г. Бакланов– М. : Метротек, 2006. – 736 с.
4.10. Фриман, Р. Волоконно-оптические системы связи / Р. Фриман. – М.
: Техносфера, 2006. – 496 с.
4.11. Фокин, В.Г. Оптические системы передачи и транспортные сети /
В.Г. Фокин. – М. : ЭКО-ТРЕНДЗ, 2008. – 288 с.
4.12. Портнов, Э.Л. Принципы построения первичных сетей и оптические
кабельные линии связи / Э.Л. Портнов – М. : Горячая линия–Телеком, 2009. –
544 с.
4.13. Алексеев, Е. Б. Проектирование и техническая эксплуатация цифровых телекоммуникационных систем и сетей. Учеб. пособие для вузов / Е.
Б. Алексеев, В. Н. Гордиенко, В.В. Крухмалев, А.Д. Моченов, М.С. Тверецкий .
Под редакцией Гордиенко В. Н. и Тверецкого М. С. – М.: Горячая линия – Телеком, 2008. – 392 с.
4.14. Многоканальные системы передачи: Учебник для вузов / Н.Н. Баева, В.Н. Гордиенко, С.А. Курицын и др.; Под ред. Н.Н. Баевой и В.Н. Гордиенко. – М. : Радио и связь, 1996. – 560 с.
9
4.2. Дисциплина
«Спутниковые и радиорелейные системы передачи»
1. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей: Учебник
для вузов/В.В. Крухмалев, В.Н. Гордиенко, А.Д. Моченов и др.; Под ред. В.Н.
Гордиенко и В.В. Крухмалева. – М.: Горячая линия – Телеком.2004.
2. Радиорелейные и спутниковые системы передачи: Учебник для вузов /
Под ред. А. С. Немировского. – М.: Радио и связь, 1986.
3. Радиосистемы передачи информации: Учебное пособие для вузов/В.А. Васин, В.В. Калмыков, И.Б. Федоров и др.; Под ред. И.Б. Федорова и
В.В. Калмыкова. – М.: Горячая линия – Телеком.2005.
4. Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. Том2 – Радиосвязь, радиовещание, телевидение/ Г.П. Катунин, Г.В. Мамчев, В.П. Шувалов и др.; Под ред. проф.В.П. Шувалова: – Изд. 2-е, испр. и доп. – М.: Горячая
линия – Телеком.2005.
5. Цифровые и аналоговые системы передачи. Учебник для вузов под редакцией Иванова В.И. М.: Горячая линия – Телеком, 2003.
6. Скляр, Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение, 2-е издание. Перевод с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2003.
7. Справочник по цифровым радиорелейным системам, 1996. Женева,
Бюро радиосвязи.
8. Немировский А.С., Рыжков Е.В. Системы связи и радиорелейные линии. – М.: Связь, 1980, 432 с.
9. Липкович Э.Б., Кисель Д.В. Проектирование и расчет систем цифрового спутникового вещания. Учебно-методическое пособие – Мн.: БГУИР, 2006.
4.3. Дисциплина
«Моделирование систем телекоммуникаций»
1. Шелухин, О. И. Моделирование информационных систем : учеб. пособие / О. И. Шелухин, А. М. Тенякшев, А. В. Осин ; под ред. О. И. Шелухина. –
М. : Радиотехника, 2005. – 368 с.
2. Голяницкий, И. А. Математические модели и методы в радиосвязи :
учеб. пособие / И. А. Голяницкий ; под ред. Ю. А. Громакова. – М. :
Эко−Трендз, 2005. – 440 с.
3. Ильинков, В. А. Моделирование линейных свойств звеньев и сигналов
в телекоммуникационных системах : учеб. пособие / В. А. Ильинков, Н. И. Беленкевич, В. Е. Романов. – Минск : БГУИР, 2005. – 102 с.
4. Ильинков, В. А. Моделирование систем телекоммуникаций : электронный учеб.-метод. комплекс дисциплины / В. А. Ильинков, В. Е. Романов. –
Минск : БГУИР, 2007.
10
5. Лаврентьев, М. А. Методы теории функций комплексного переменного: учебник для вузов / М. А. Лаврентьев, Б. В. Шабат ; изд. 6-е, стереотип. –
СПб. : Лань, 2002. – 688 с.
6. Гоноровский, И. С. Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. пособие
для вузов / И. С. Гоноровский ; 5-е изд., испр. и доп. – М.: Дрофа, 2006. – 720 с.
7. Белецкий, А. Ф. Теория линейных электрических цепей: учебник для
вузов / А. Ф. Белецкий ; 2-е изд. – СПб. : Лань, 2009. – 544 с.
8. Борисов, Ю. П. Математическое моделирование радиотехнических
систем и устройств / Ю. П. Борисов, В. В. Цветнов. – М. : Радио и связь,
1985. – 176 с.
9. Прикладные математические методы анализа в радиотехнике: учеб. пособие для вузов / Г. В. Обрезков [и др.] ; под ред. Г. В. Обрезкова. – М. : Высш.
шк., 1985. – 343 с.
10. Ильинков, В. А. Моделирование систем телекоммуникаций :
лабораторный практикум / В. А. Ильинков, В. Е. Романов, А. А. Силин. –
Минск : БГУИР, 2006. – 52 с.
11