МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра радиотехнических систем.
Общая теория связи
Учебно - методическое пособие.
Учебно-методическое пособие для проведения практических занятий и самостоятельной работы студентов по дисциплинам «Общая теория связи», «Теория электрической связи», «Системы радиосвязи», Системы космической связи и вещания.
Пособие содержит 50 вариантов задания по проектированию многоканальной цифровой системы передачи информации. Приведены краткие теоретические сведения и даны основные расчетные формулы, необходимые для выполнения задания. Может быть использовано для подготовки бакалавров, магистров и специалистов.
РАЗРАБОТЧИК: Профессор кафедры РТС, д.т.н.
___________Ю.П. Акулиничев
2016
2
Рекомендовано к изданию кафедрой Радиотехнических систем Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники Материал пособия соответствует программе следующих дисциплин:
«Общая теория связи».
Уровень основной образовательной программы - академический бакалавриат.
Направление подготовки (специальность) – 11.03.02 – Инфокоммуникационные технологии и системы связи Профили: системы радиосвязи и радиодоступа, системы мо-
бильной связи, оптические системы и сети связи, цифровое телерадиовещание, мобильные системы связи.
Форма обучения – очная.
«Теория электрической связи».
Уровень основной образовательной программы - академический бакалавриат.
Направление подготовки (специальность) – 11.03.02 – Инфокоммуникационные технологии и системы связи.
Уровень основной образовательной программы – специалитет. Направление подготовки (специальность) – 11.05.01 – Радиоэлектронные системы и комплексы. Форма обучения – очная.
Теория радиосвязи»
Уровень основной образовательной программы: - магистратура Направление подготовки: 11.04.01 — "Радиотехника"
«Основы теории радиосистем передачи информации»
Уровень основной образовательной программы – специалитет. Направление подготовки (специальность) – 11.05.01 – Радиоэлектронные системы и комплексы. Форма обучения – очная.
«Радиотехнические системы передачи информации»
Уровень основной образовательной программы – магистратура. Направление подготовки (специальность) – 11.04.01 – Радиотехника.
3
Космические системы связи
Уровень основной образовательной программы – специалитет. Направление подготовки (специальность) – 11.05.01 – Радиоэлектронные системы и комплексы.
Системы космической связи и вещания
Уровень основной образовательной программы – магистратура Направление подготовки (специальность) – 11.04.02 -Инфокоммуникационные технологии и системы связи
Системы космической связи
Уровень основной образовательной программы – магистратура Направление подготовки (специальность) – 11.04.02 -Инфокоммуникационные технологии и системы связи (уровень магистратуры). Форма обучения – очная
© Томский гос. ун -т систем управления и радиоэлектроники,
2016.
4
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ ……………………...…...………..…………… |
5 |
||
1 |
СИГНАЛЫ И ПОМЕХИ В СИСТЕМАХ |
|
|
|
ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ |
6 |
|
2 |
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
22 |
|
|
ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ ………………………... |
|
|
|
2.1 |
Собственная информация. Взаимная |
22 |
|
|
информация ………………………………………... |
|
|
2.2 |
Средняя собственная информация (энтропия) |
32 |
|
2.3 |
Средняя взаимная информация ………………… |
42 |
|
2.4 |
Информационные характеристики случайных |
53 |
|
|
последовательностей ……………………………. |
|
3 |
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
62 |
|
|
АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ …………………….. |
||
|
3.1 |
Взаимная информация …………………………… |
63 |
|
3.2 |
Относительная (дифференциальная) энтропия |
70 |
|
3.3 |
Информационные характеристики |
79 |
|
|
непрерывных случайных функций ……………… |
|
4 |
КОДИРОВАНИЕ КАНАЛА. ПРОПУСКНАЯ |
87 |
|
|
СПОСОБНОСТЬ КАНАЛА |
||
|
4.1 |
Основные определения. Пропускная cпособность |
87 |
|
канала ……………………..………… |
||
|
4.2 |
Кодирование в дискретных каналах без шума .. |
100 |
|
4.3 |
Кодирование в дискретном канале с шумом …. |
112 |
5 |
ДРУГИЕ МЕРЫ ИНФОРМАЦИИ …………… |
128 |
|
|
5.1 |
Информация по Кульбаку ……………...………… |
128 |
|
5.2 |
Информация по Фишеру ………………………… |
136 |
6 |
ПРИЕМ ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ …………………. |
147 |
|
7 |
МНОГОКАНАЛЬНАЯ ПЕРЕДАЧА И |
164 |
|
|
МНОГОСТАНЦИОННЫЙ ДОСТУП |
170 |
|
8 |
СИНХРОНИЗАЦИЯ |
||
9 |
СЕТИ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ ………………………………. |
173 |
|
|
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ |
182 |
|
|
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ |
189 |
|
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…... |
194 |
||
ПРИЛОЖЕНИЯ .……………………...…………............... |
196 |
||
5
ВВЕДЕНИЕ
Каждый из разделов пособия содержит основные теоретические сведения, излагаемые в конспективной форме, подробные решения ряда типичных примеров и задачи для самостоятельного решения.
Пособие охватывает важнейшие направления статистической теории электрической связи. Главный принцип подбора материала – это показать, как результаты теории электрической связи позволяют находить предельные, потенциальные характеристики системы передачи информации. Рассматриваются также способы передачи и приема, позволяющие достигнуть этих потенциальных характеристик или хотя бы приблизиться к ним. Именно по этой причине в пособии нашли отражение элементы теории информации, теории кодирования, теории приема сигналов при наличии помех, основные методы многостанционного доступа и современные сетевые технологии.