- •Методические указания
- •210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы» очной формы обучения
- •Лабораторная работа № 1 моделирование случайных сигналов
- •Основные сведения
- •Параметры псевдослучайных генераторов
- •Задание
- •Варианты заданий
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2
- •Основные сведения
- •Задание
- •Варианты заданий
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3
- •Основные сведения
- •Задание
- •Варианты заданий
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4
- •Основные сведения
- •Задание
- •Варианты задания
- •Контрольные вопросы
- •Блоки визуализации
- •Блоки источников сигналов
- •Блоки математических операций
- •Блоки вычисления статистических параметров сигналов
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Методические указания
- •210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы» очной формы обучения
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический
университет»
Кафедра систем информационной безопасности
Методические указания
к лабораторным работам по дисциплине
«Основы теории радионавигационных систем и комплексов»
для студентов специальности
210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы» очной формы обучения
Воронеж 2011
УДК 621.396.62
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы теории радионавигационных систем и комплексов» для студентов специальности 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы» очной формы обучения / ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет», сост. Н.М. Тихомиров. Воронеж, 2011, 49 с.
Содержащаяся в методических указаниях информация является базовой для углубленного изучения теории построения радионавигационных систем и комплексов. Лабораторные работы посвящены вопросам моделирования случайных сигналов, вопросам кодирования и сжатия информации.
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word XP и содержатся в файле
Тихомиров МУ.doc
Табл. 5. Ил. 8. Библиогр.:10 назв.
Рецензент канд. техн. наук, доц. Г.А. Остапенко
Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А.Г. Остапенко
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
© ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2011
Лабораторная работа № 1 моделирование случайных сигналов
Цель работы: получение навыков моделирования случайных сигналов с заданными спектральными параметрами в среде Mathlab 6.5.
Основные сведения
Модельные преставления сигналов широко применяются в теории управления, теории обработки сигналов и временных рядов, теории передачи информации и во многих других областях. Модели сигналов могут быть как детерминированными, так и стохастическими (случайными). Случайные сигналы отличаются от детерминированных вероятностным характером своих параметров. Иными словами, невозможно точно предсказать какое именно значение приобретет случайный сигнал в каждый конкретный момент времени, но можно предсказать поведение процесса в целом.
В задачах анализа и синтеза информационных систем детерминированные сигналы используются редко. Это следует из кибернетического определения информации, поэтому в информационных системах практически все сигналы можно считать реализациями случайных процессов с известными статистическими свойствами. При этом, сигналы можно воспринимать либо как шум (нежелательное влияние внешних искусственных и естественных источников на элементы системы), либо как собственно информацию. Именно поэтому для указанных выше задач необходимым инструментом является генератор случайных сигналов с заданными статистическими свойствами. Применение генератора позволяет в ряде случаев обойтись без натурных экспериментов, которые зачастую связаны с большими финансовыми и трудовыми затратами.
Простейшим видом случайного сигнала является случайная величина с равномерным распределением плотности вероятности. Обычно такой сигнал обозначают как Rav[a, b], где a и b верхняя и нижняя границы распределения случайной величины соответственно.
Часто на практике используются псевдослучайные генераторы (ПСГ), реализация которых осуществляется достаточно просто. Недостатком таких генераторов является период повторения выходных «случайных» значений. Тем не менее, в зависимости от конкретных задач, можно подобрать генератор такой разрядности, который обеспечит приемлемо большой период повторения. Так, 8-разрядный ПСГ обеспечивает максимальную длину псевдослучайной последовательности равную всего 255, для 16-разрядного генератора она составляет уже 65 535, а для 24-разрядного – 16 777 215 [1].
Цифровая генерация таких последовательностей может осуществляться, например, с помощью регистра сдвига с обратной связью (рис. 1). С помощью элемента «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ – НЕ» на последовательный вход DI регистра сдвига подается сумма по модулю 2 m-го (последнего) и n-го разряда регистра. Можно использовать сумму по модулю 2 и большего числа разрядов регистра.
Н едостатком такой схемы является то, что у нее есть устойчивое состояние, когда в регистре содержатся все единицы. Из такого состояния генератор можно выводить, записывая в него нулевое состояние. Не при всех значениях n и m можно получить последовательность максимальной длины. В табл. 1 приведены оптимальные значения n и m вместе с длиной максимальной последовательности [1].
Таблица 1