Лекции по ТПС
.pdfФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения
Императора Александра I» (ФГБОУ ВПО ПГУПС)
Кафедра «Электрическая связь»
КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ТЕОРИЯ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ»
(Б1.Б.39)
по специальности
23.05.05 Системы обеспечения движения поездов (уровень специалитета)
специализации
«Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» «Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного транспорта» «Радиотехнические системы на железнодорожном транспорте»
Разработал
к.т.н., доцент
В.К. Котов
С. Петербург
2020
|
|
|
|
|
Содержание и структура курса |
|
|
|
|
||||
№ |
Наименование раз- |
Содержание раздела |
||||
п/п |
дела дисциплины |
|||||
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
РАЗДЕЛ 1. Методы представления и анализа сигналов |
|||
|
|
|
|
|||
1 |
Раздел |
1. Введение. |
Цели, задачи и значение учебной дисциплины в формировании |
|||
|
Общие |
сведения |
о |
инженерных и специальных знаний, связь с другими учебными |
||
|
сигналах |
|
|
дисциплинами. Содержание теории передачи сигналов. Реко- |
||
|
|
|
|
|
мендации по самостоятельной работе. Литература. Основные |
|
|
|
|
|
|
понятия и определения: первичные сигналы, видеосигналы, ра- |
|
|
|
|
|
|
диосигналы, помехи и искажения. Математические модели и |
|
|
|
|
|
|
классификация радиотехнических сигналов: детерминирован- |
|
|
|
|
|
|
ные и случайные, вещественные и комплексные, аналитические, |
|
|
|
|
|
|
узкополосные и широкополосные, непрерывные, дискретные, |
|
|
|
|
|
|
квантованные и цифровые, периодические и непериодические, |
|
|
|
|
|
|
простые и сложные, модулирующие, модулированные и мани- |
|
|
|
|
|
|
пулированные сигналы. |
|
|
|
|
|
|
||
2 |
Раздел |
2. |
Методы |
Методы представления сигналов: временное, частотное и век- |
||
|
представления |
не- |
торное представления сигналов, обобщенные ряды Фурье. |
|||
|
прерывных |
сигна- |
Энергия и мощность сигналов, единицы их измерения. Ортого- |
|||
|
лов. |
|
|
|
нальные сигналы, примеры полных ортонормированных систем |
|
|
|
|
|
|
сигналов. Описание сигналов временными функциями: дейст- |
|
|
|
|
|
|
вительные и комплексные сигналы. Динамическое представле- |
|
|
|
|
|
|
ние сигналов посредством функций включения и дельта-функ- |
|
|
|
|
|
|
ций, понятие обобщенных функций. Векторное представление |
|
|
|
|
|
|
сигналов: Евклидово и Гильбертово пространства сигналов, |
|
|
|
|
|
|
классификация сигналов по коэффициенту корреляции, оценка |
|
|
|
|
|
|
потенциальной помехоустойчивости сигналов по расстоянию |
|
|
|
|
|
|
между концами сигнальных векторов. Понятие узкополосного |
|
|
|
|
|
|
сигнала. |
|
|
|
|
||||
3 |
Раздел 3. Спектраль- |
Спектральный анализ периодических сигналов: тригонометри- |
||||
|
ный анализ детерми- |
ческий ряд Фурье, комплексный ряд Фурье, спектры типовых |
||||
|
нированных |
сигна- |
периодических сигналов. Спектральный анализ непериодиче- |
|||
|
лов. |
|
|
|
ских сигналов: прямое и обратное преобразования Фурье, физи- |
|
|
|
|
|
|
ческий смысл спектрального представления сигналов, спектры |
|
|
|
|
|
|
типовых одиночных импульсов, взаимосвязь спектров одиноч- |
|
|
|
|
|
|
ного импульса и периодической последовательности импуль- |
|
|
|
|
|
|
сов. Основные свойства преобразований Фурье и их использо- |
|
|
|
|
|
|
вание при определении спектров сигналов. Спектры типовых |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
неинтегрируемых сигналов. Понятия текущего и мгновенного |
|
|
|
|
спектров сигнала. Энергетический спектр сигнала: физический |
|
|
|
|
смысл, распределение мощности в спектре сигнала, скорость |
|
|
|
|
убывания спектра, ширина спектра, необходимая и занимаемая |
|
|
|
|
полосы частот, соотношение между длительностью сигнала и |
|
|
|
|
шириной его спектра. Примеры. |
|
|
|
|
|
4 |
Раздел |
4. |
Корреля- |
Виды корреляционных функций сигналов. Автокорреляцион- |
|
ционный |
анализ де- |
ные функции периодического и непериодического сигналов, их |
|
|
терминированных |
взаимосвязь с соответствующими энергетическими спектрами. |
||
|
сигналов |
|
Интервал корреляции и эффективная ширина спектра сигнала. |
|
|
|
|
|
Взаимная корреляционная функция двух сигналов, ее свойства |
|
|
|
|
и взаимосвязь с взаимным энергетическим спектром этих сиг- |
|
|
|
|
налов. |
|
|
|
||
5 |
Раздел 5. Преобразо- |
Прохождение сигналов через каналы систем передачи: преобра- |
||
|
вание сигналов в ка- |
зование детерминированных сигналов через линейные и нели- |
||
|
налах |
систем пере- |
нейные элементы системы передачи. Примеры. Свёртка, им- |
|
|
дачи. |
|
|
пульсная характеристика. Теорема Котельникова, ряд Котель- |
|
|
|
|
никова. Погрешности. Практическое значение теоремы. Равен- |
|
|
|
|
ство Парсеваля. |
|
|
|
|
|
6 |
Раздел |
6. |
Вероятно- |
Место и роль случайных величин и процессов в теории переда- |
|
стные методы анали- |
чи сигналов. Случайные величины: функция распределения и |
||
|
за случайных сигна- |
плотность распределения вероятностей, средние значения и мо- |
||
|
лов |
|
|
менты случайных величин, наиболее часто используемые плот- |
|
|
|
|
ности распределения вероятностей, корреляция и статистиче- |
|
|
|
|
ская независимость случайных величин, плотность распределе- |
|
|
|
|
ния вероятностей суммы случайных величин, характеристиче- |
|
|
|
|
ская функция случайной величины. Случайные процессы: не- |
|
|
|
|
прерывные и дискретные, стационарные и нестационарные, эр- |
|
|
|
|
годические и неэргодические случайные процессы. Вероятност- |
|
|
|
|
ные модели простых случайных процессов. Корреляционные |
|
|
|
|
функции случайных процессов: автокорреляционные и взаим- |
|
|
|
|
ные корреляционные функции, их свойства, примеры определе- |
|
|
|
|
ния и применения. Спектральная плотность случайных процес- |
|
|
|
|
сов: связь спектральной плотности с преобразованием Фурье, |
|
|
|
|
ее свойства, взаимосвязь с корреляционной функцией и с сред- |
|
|
|
|
ним квадратом случайного процесса. Энергетический спектр |
|
|
|
|
стационарного случайного процесса: теорема Винера-Хинчина, |
|
|
|
|
интервал корреляции и эффективная ширина спектра, примеры |
|
|
|
|
определения и применения. Нормальный и связанные с ним |
|
|
|
|
случайные процессы: математическое описание и свойства. |
|
|
|
|
Дифференцирование и интегрирование случайных процессов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
энергетический спектр производной случайного процесса, корреляционная связь между случайным процессом и его производной. Узкополосные случайные процессы: огибающая, фаза и частота узкополосного случайного процесса, одномерные и двумерные законы распределения плотности вероятности огибающей, функция автокорреляции, корреляционные свойства синфазной и квадратурной амплитуд, плотность вероятности огибающей и фазы узкополосного случайного процесса, огибающая суммы гармонического сигнала и узкополосного нормального шума, условия применимости законов Релея и Райса. Прохождение случайных сигналов через линейные и нелинейные элементы систем автоматики. Примеры.
РАЗДЕЛ 2. Элементы теории информации и кодирования.
7Раздел 7. ДискретТипы дискретных источников информации, их характеристики. ные источники инМера количества информации, энтропия. Избыточность сообформации. Энтрощений, способы ее уменьшения.
пия. Избыточность.
8Раздел 8. ДискретДискретные каналы передачи информации: характеристики.
|
ные каналы передачи |
Пропускная способность. Двоичный и многоуровневый сим- |
|
информации. Теоре- |
метричные каналы. Примеры каналов систем железнодорожной |
|
ма Шеннона. |
автоматики и связи. Теорема Шеннона. |
|
|
|
9 |
Раздел 9. Непрерыв- |
Непрерывный источник информации и его энтропия. Гауссов- |
|
ные источники и ка- |
ский канал и его пропускная способность. Объём сигнала и |
|
налы передачи сиг- |
объем канала, способы его деления. Принципы построения си- |
|
налов. |
стем передачи информации. Примеры систем с частотным, |
|
|
временным, фазовым, кодовым разделением каналов. |
10Раздел 10. КоррекКлассификация, способы представления. Коды Хэмминга, циктирующие, помехолические (n,k) – коды. Алгоритмы кодирования и декодирова-
устойчивые коды. ния. Синдромы ошибки. Схемы кодирования и декодирования (n,k) – кодов. Генераторы синдромов. Примеры кодеров и декодеров кодов, исправляющих двойные смежные и одиночные ошибки. Коды Файра. Коды БЧХ. Свёрточные, решётчатые коды. Способы задания, алгоритмы декодирования. Алгоритм Витерби. Примеры применения в системах железнодорожной автоматики.
РАЗДЕЛ 3. Элементы теории модуляции и детектирования
11Раздел 11. МодуляМетоды аналоговой модуляции, формирование и детектировация и детектирование аналоговых сигналов с амплитудной, балансной, однопо-
4
ние аналоговых сиглосной, фазовой и частотной модуляцией, методы аналого-им- налов. пульсной модуляции, формирование и детектирование аналоговых импульсных сигналов с амплитудно-импульсной, фазоимпульсной и широтно-импульсной модуляцией. Примеры ис-
пользования в системах автоматики.
12Раздел 12. МодуляМетоды кодоимпульсной модуляции, формирование и детектиция и детектироварование цифровых сигналов с амплитудной, фазовой, относиние цифровых и шутельной фазовой и частотной манипуляцией. Шумоподобные
моподобных сигнасигналы: частотно-временное представление, спектры, коррелялов. ционные функции, основные типы, свойства и области применения. Понятие сверхширокополосных сигналов. Шумоподобные двоичные ФМн-сигналы. Критерии оптимизации и виды двоичных кодовых последовательностей: последовательности Баркера, М-последовательности, последовательности Лежандра и Якоби, минимаксные, нелинейные и дополнительные последовательности, последовательности максимальной вероятности.
Спектры, корреляционные свойства, формирование и обработка кодовых последовательностей Баркера и М-последовательно- стей. Наиболее распространенные системы ФМн-сигналов, формируемые на основе линейных ПСП. Системы фазоманипулированных сигналов. Примеры использования в системах автоматики.
РАЗДЕЛ 4. Основы теории оптимального приема сигналов на фоне помех
13 |
Раздел |
13. |
Задачи |
Апостериорные вероятности и апостериорные плотности веро- |
|
синтеза |
оптималь- |
ятности, функции и функционалы правдоподобия, отношение |
|
|
ных демодуляторов. |
правдоподобия, функция взаимной корреляции, критерии опти- |
||
|
|
|
|
мального приема. Особенности приема дискретных и непре- |
|
|
|
|
рывных сообщений: задачи приема и этапы приема, алгоритмы |
|
|
|
|
оптимального приема по критериям идеального наблюдателя и |
|
|
|
|
максимального правдоподобия. |
|
|
|
|
|
14 |
Раздел |
14. |
Опти- |
Когерентный прием полностью известных сигналов (алгоритмы |
|
мальный прием сиг- |
приема сигналов на фоне нормального белого шума, корреляци- |
||
|
налов. |
|
|
онный приемник, приемник с согласованными фильтрами, вли- |
|
|
|
|
яние систем синхронизации), некогерентный прием сигналов |
|
|
|
|
(алгоритмы приема сигналов с неопределенной фазой, прием в |
|
|
|
|
условиях флуктуации фаз и амплитуд сигналов). Оптимальный |
|
|
|
|
прием аналоговых радиосигналов с амплитудной и угловой мо- |
|
|
|
|
дуляцией. Фильтрация сигналов: оптимальная линейная фильт- |
|
|
|
|
рация непрерывных случайных сигналов, фильтр Колмогорова- |
|
|
|
|
Винера, фильтр Калмана-Бьюси, оценка погрешности линейной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
фильтрации, минимизация дисперсии погрешности, согласованные и квазиоптимальные линейные фильтры, нелинейная фильтрация аналоговых и двоичных сигналов. Цифровая обработка сигналов: z-преобразование, цифровые фильтры с конечной и бесконечной импульсной характеристикой, окна.
РАЗДЕЛ 5. Помехоустойчивость систем передачи дискретных и непрерывных сообщений
15 |
Раздел 15. Помехо- |
Помехоустойчивость оптимального когерентного приема: веро- |
|
|
устойчивость |
опти- |
ятность ошибки при приеме полностью известных цифровых |
|
мального |
приема |
сигналов с амплитудной, фазовой, относительной фазовой и ча- |
|
цифровых сигналов. |
стотной манипуляцией, оценка энергетического проигрыша при |
|
|
|
|
неточной синхронизации. Помехоустойчивость оптимального |
|
|
|
некогерентного приема: вероятность ошибки при приеме орто- |
|
|
|
гональных сигналов с неизвестной случайной фазой, цифровых |
|
|
|
сигналов с амплитудной, фазовой, относительной фазовой и ча- |
|
|
|
стотной манипуляцией. |
|
|
|
|
16 |
Раздел 16. Помехо- |
Помехоустойчивость оптимального приема аналоговых радио- |
|
|
устойчивость |
опти- |
сигналов с амплитудной и угловой модуляцией: помехоустойчи- |
|
мального |
приема |
вость оптимального синхронного фазового детектора (СФД) и |
|
аналоговых |
радио- |
квазиоптимального СФД, сравнение различных методов приема |
|
сигналов. |
|
ЧМ сигналов. Помехоустойчивость оптимального приема ана- |
|
|
|
логовых импульсных радиосигналов: оценка вероятности появ- |
|
|
|
ления аномальной погрешности и дисперсии нормальной по- |
|
|
|
грешности при оптимальном приеме сигналов АИМ-ЧМ и |
|
|
|
ФИМ-АМ, оптимизация их параметров. |
|
|
|
|
РАЗДЕЛ 6. Оценка эффективности систем передачи и оптимизация параметров систем передачи
17Раздел 17. ЭффекВзаимосвязь показателей энергетической и спектральной эфтивность систем пефективности систем автоматики, критерии сравнения и оптиредачи. мальности систем автоматики по показателям энергетической и
спектральной эффективности. Сравнение систем автоматики: по помехоустойчивости, по необходимой и занимаемой полосе частот, по показателям энергетической и спектральной эффективности, оптимизация параметров систем автоматики. Системные методы повышения достоверности передачи сообщений: системы с повторением сообщений, системы с прерыванием, системы с обратной связью, системы с помехоустойчивым кодированием, перспективные методы передачи информации в системах микропроцессорной централизации, диспетчерской централизации, станционной и перегонной автоматики.
6
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................................. |
10 |
РАЗДЕЛ 1. МЕТОДЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И АНАЛИЗА СИГНАЛОВ ....... |
10 |
ЛЕКЦИЯ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ |
|
ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ ........................................................................................ |
10 |
ЛЕКЦИЯ 2. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ТЕОРИИ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ .......... |
19 |
ЛЕКЦИЯ 3. ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЕ СИГНАЛЫ, ИХ ПАРАМЕТРЫ И |
|
ХАРАКТЕРИСТИКИ ............................................................................................... |
23 |
ЛЕКЦИЯ 4. СПЕКТРАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ |
|
СИГНАЛОВ. СПЕКТРЫ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ .............................. |
27 |
ЛЕКЦИЯ 5. СПЕКТРАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ |
|
СИГНАЛОВ. СПЕКТРЫ НЕПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ......................... |
32 |
ЛЕКЦИЯ 6. ПРОХОЖДЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ ЧЕРЕЗ |
|
ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ, |
|
ТЕЛЕМЕХАНИКИ И СВЯЗИ (ЖАТС).................................................................. |
44 |
ЛЕКЦИЯ 7. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДЕТЕРМИНИРОВАННОГО СИГНАЛА |
|
РЯДОМ КОТЕЛЬНИКОВА..................................................................................... |
51 |
ЛЕКЦИЯ 8. СИГНАЛЫ И ПОМЕХИ КАК СЛУЧАЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ. |
|
РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ................................................................. |
65 |
ЛЕКЦИЯ 9. ВЕРОЯТНОСТНЫЕ ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
|
СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА .................................................................................. |
71 |
ЛЕКЦИЯ 10. ВРЕМЕННЫЕ И ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
|
СТАЦИОНАРНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ.............................................. |
78 |
ЛЕКЦИЯ 11. ПРОХОЖДЕНИЕ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ ЧЕРЕЗ |
|
ЛИНЕЙНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ ................................................................ |
82 |
ЛЕКЦИЯ 12. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА НОРМАЛЬНОГО СЛУЧАЙНОГО |
|
ПРОЦЕССА............................................................................................................... |
87 |
ЛЕКЦИЯ 13. МАРКОВСКИЕ СЛУЧАЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ ............................... |
94 |
РАЗДЕЛ 2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ И КОДИРОВАНИЯ 107
7
ЛЕКЦИЯ 14. ДИСКРЕТНЫЕ ИСТОЧНИКИ СООБЩЕНИЙ. КОЛИЧЕСТВО |
|
ИНФОРМАЦИИ ..................................................................................................... |
107 |
ЛЕКЦИЯ 15. ЭФФЕКТИВНОЕ КОДИРОВАНИЕ ............................................. |
113 |
ЛЕКЦИЯ 16. СЖАТИЕ СООБЩЕНИЙ ............................................................... |
118 |
ЛЕКЦИЯ 17. ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ КАНАЛОВ СИСТЕМ ЖАТС |
|
.................................................................................................................................. |
129 |
ЛЕКЦИЯ 18. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ |
|
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ ................................................... |
140 |
ЛЕКЦИЯ 19. БЛОЧНЫЕ СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ КОДЫ ................................. |
146 |
ЛЕКЦИЯ 20. ЦИКЛИЧЕСКИЕ (n,к) КОДЫ........................................................ |
155 |
ЛЕКЦИЯ 21. СВЕРТОЧНЫЕ КОДЫ ................................................................... |
168 |
РАЗДЕЛ 3. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ МОДУЛЯЦИИ И ДЕТЕКТИРОВАНИЯ |
|
..................................................................................................................................... |
175 |
ЛЕКЦИЯ 22. МОДУЛИРОВАННЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ИХ СПЕКТРЫ........... |
175 |
ЛЕКЦИЯ 23. ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ ....................................................... |
184 |
ЛЕКЦИЯ 24. ФАЗОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ............................................................. |
189 |
ЛЕКЦИЯ 25. ШИРОКОПОЛОСНЫЕ СИГНАЛЫ (ШПС). ПРИМЕНЕНИЕ |
|
ШПС В СИСТЕМАХ ЖАТС................................................................................. |
194 |
РАЗДЕЛ 4. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ОПТИМАЛЬНОГО ПРИЕМА СИГНАЛОВ |
|
НА ФОНЕ ПОМЕХ ................................................................................................. |
213 |
ЛЕКЦИЯ 26. ЗАДАЧИ ПРИЕМА. КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ПРИЕМНИКИ И |
|
СОГЛАСОВАННЫЕ ФИЛЬТРЫ.......................................................................... |
213 |
ЛЕКЦИЯ 27. ПРИЕМ СИГНАЛОВ КАК СТАТИСТИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА |
|
ПРОВЕРКИ ГИПОТЕЗ .......................................................................................... |
228 |
ЛЕКЦИЯ 28. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ОПТИМАЛЬНОЙ |
|
ФИЛЬТРАЦИИ ....................................................................................................... |
239 |
ЛЕКЦИЯ 29. ФИЛЬТР КАЛМАНА ДЛЯ ДИСКРЕТНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ И |
|
ДИСКРЕТНОЙ МОДЕЛИ СИГНАЛА................................................................. |
244 |
ЛЕКЦИЯ 30. ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ. ДОСТОИНСТВА И |
|
НЕДОСТАТКИ ....................................................................................................... |
251 |
ЛЕКЦИЯ 31. ЦИФРОВАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ ........................................................ |
256 |
|
8 |
ЛЕКЦИЯ 32. НЕРЕКУРСИВНЫЕ ЦИФРОВЫЕ ФИЛЬТРЫ (НЦФ) ............... |
261 |
|
ЛЕКЦИЯ 33. РЕКУРСИВНЫЕ ЦИФРОВЫЕ ФИЛЬТРЫ (БИХ ИЛИ IIR)...... |
269 |
|
РАЗДЕЛ 5. ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ................ |
277 |
|
ДИСКРЕТНЫХ И НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ ........................................... |
277 |
|
ЛЕКЦИЯ 34. ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ |
|
|
МОДУЛЯЦИИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ............... |
277 |
|
ЛЕКЦИЯ 35. |
ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ БИНАРНЫХ СИГНАЛОВ .......... |
282 |
РАЗДЕЛ 6. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ И |
|
|
ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ........................... |
289 |
|
ЛЕКЦИЯ 36. |
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ ЖАТС ......................................... |
289 |
ЛЕКЦИЯ 37. |
ВЫБОР СИГНАЛОВ И ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫХ КОДОВ .... |
299 |
ЛЕКЦИЯ 38. |
ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМ ЖАТС ............................................. |
306 |
ЛИТЕРАТУРА ......................................................................................................... |
316 |
|
9
ВВЕДЕНИЕ
Эффективное функционирование сложной эргатической (человекомашинной) системы, какой является железнодорожный транспорт, невозможно без высокоорганизованных средств связи и управления, к которым относятся системы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.
Существующие системы передачи информации и управления являются сложными технологическими системами. Это системы, единые в организационном и техническом отношениях, позволяют передавать и обрабатывать потоки любых видов сообщений. Разработка таких систем, удовлетворяющих современным требованиям, базируется на фундаменте современной теории передачи сигналов.
Теория передачи сигналов изучает общие закономерности, присущие как самим сообщениям, так и их передаче при наличии помех. Основы этой теории были заложены в работах советского ученого В.А. Котельникова по теории помехоустойчивости в 1947 г. и американского ученого Клода Шеннона по теории информации в 1948 г.
Теория передачи сигналов является обобщающей теоретической дисциплиной. Её создание было обусловлено большим объемом накопленных и ожидающих обобщения частных знаний в практике разработки и применения различных устройств связи, автоматики и управления. Она ставит и решает основные вопросы в общем виде, позволяя установить предельные соотношения и предсказать направления дальнейшего развития техники передачи и обработки сигналов.
РАЗДЕЛ 1. МЕТОДЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И АНАЛИЗА СИГНАЛОВ
ЛЕКЦИЯ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ
ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ
Сообщение и сигнал. Понятие "информация" и "сообщение" часто употребляют как синонимы.
Информация — совокупность сведений о каких-либо событиях, явлениях, предметах. Для передачи и хранения информации используются различные знаки (символы), позволяющие выразить, представить ее в некоторой форме. Это могут быть слова, фразы, рисунки и т. д.
10