15

	освіти і науки України
	Херсонський державний морський інститут
	КАФЕДРА суднових електроенергетичних систем
	Шифр №					Затверджую
						Перший проректор інституту
	Реєстр. №							професор Л.Б.Кулікова
						«_____» __________________ 2011 р.
	робоча навчальна програма
	з дисципліни		«Теорія передачі сигналів»
	факультет		судноводіння та енергетики суден
			підготовки бакалавра
	галузь знань		0507 Електротехніка та електромеханіка
	напрям		6.050702 Електромеханіка
	курс		IІсп
	форма навчання		денна / заочна
	Херсон - 2011
Робочу навчальну програму з дисципліни «Теорія передачі сигналів» розробив згідно до навчального плану і галузевого стандарту вищої освіти підготовки бакалаврів з напряму 6.050702 Електромеханіка доцент кафедри суднових електроенергетичних систем, к.т.н. Рудакова Г.В.
					Програма розглянута і ухвалена на засіданні кафедри суднових електроенергетичних систем
					від « » 2011 р.
					протокол №
Декан факультету судноводіння та енергетики суден, доцент							В.В. Чернявський
«_____» ______________ 2011 р.
Начальник навчально-методичного відділу							В.В. Черненко
«_____» ______________ 2011 р.
Завідувач кафедри суднових електроенергетичних систем, доцент
« » 2011 р.

Мета курсу

Полягає у вивченні основ теорії передачі сигналів для їхнього застосування при проектуванні, досліджень й експлуатації електромеханічних систем судна й засобів автоматизації; формуванні знань, вмінь та навичок, необхідних для раціонального використання систем зв’язку при побудові електромеханічних систем судна; знайомстві курсантів з використанням обчислювальних машин при моделюванні сигналів та систем передачі сигналів.

Курс «Теорія передачі сигналів» призначений для підготовки фахівців освітньо-кваліфікаційного рівня «бакалавр» з напряму 7.050702 «Електромеханіка» на базі освітньо-кваліфікаційного рівня «молодший спеціаліст» або на базі повної загальної середньої освіти.

Дисципліна "Теорія передачі сигналів" має важливе значення в освітньо-професійній підготовці спеціалістів морського флоту.

Практичне все електрообладнання сучасних морських суден має високий рівень автоматизації, тому його ефективна експлуатація неможлива без глибоких знань даної дисципліни, яка закладає основи передачі сигналів, що надає можливість здійснювати ефективне управління системами електроприводів, суднових електростанцій, автоматизованих гребних електричних установок і інших суднових технічних засобів.

Курс «Теорія передачі сигналів» належить до циклу професійно-практичної підготовки.

Вивчення предмета потребує достатніх знань з таких дисциплін, як “Фізика”, “Вища математика”, “Теоретичні основи електротехніки”.

В свою чергу, цей предмет є основою для вивчення таких предметів, як "Суднові автоматизовані електроприводи", "Суднові електроенергетичні системи", "Автоматизовані гребні електричні установки", “Системи управління енергетичними і загально-судновими устроями”, “Основи технічної експлуатації електрообладнання і автоматики суден” тощо.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен знати:

• загальну структуру систем передачі сигналів та призначення її складових;

• методи аналітичного представлення детермінованих та випадкових сигналів;

• методи оцінювання адекватності моделей сигналів;

• основні методи та засоби дискретизації та квантування сигналів;

• методи оцінювання кількісної міри інформації об’єктів з дискретними та безперервними станами;

• методі знаходження інформаційних характеристик джерела повідомлень та каналів зв’язку.

• принципи і засоби кодування інформації без перешкод та з перешкодами.

В результаті вивчення дисципліни студент повинен вміти:

• вільно користуватися технічною і навчальною літературою, а також довідковою і нормативно-технічною документацією;

• виконувати аналіз сигналів, що передаються в системах суднового електроустаткування, системах автоматизації й при зв’язку автоматизованих об'єктів ;

• вибирати методи та засоби, що необхідні і достатні для дискретизації та квантування сигналів;

• оцінювати кількісну міру інформації об’єктів з дискретними та безперервними станами;

• визначати інформаційні характеристики джерел повідомлень та каналів зв’язку;

• застосовувати методи кодування сигналів при передаванні за каналами зв’язку без перешкод та з перешкодами;

• використати персональні ЕОМ для виконання завдань щодо аналізу сигналів та характеристик систем передачі інформації.

Завдання курсу

• Методичні

Сформувати у студента систему знань з теорії систем передачі сигналів, їх складових елементів, особливостей функціонування систем, які допоможуть йому самостійно опонувати новітні системи на підставі технічної документації та базових знань.

• Пізнавальні

На підставі аналізу систем передачі сигналів сформувати у студента загальні поняття:

• про роботу систем передачі сигналів;

• про значення узгодження джерел інформації та каналів зв’язку для передачі сигналів;

• про загальні принципи завадостійкого кодування.

• Практичні

Сформувати у студента вміння:

• читати та складати моделі різних типових елементів систем передачі сигналів;

• здійснювати аналіз роботи систем передачі сигналів;

• своєчасного та доцільного приймання рішення про усунення можливих відмов технічних засобів.

Структура навчальної дисципліни «Теорія передачі сигналів»

Таблиця 1 – Структура навчальної дисципліни

Термін вивчання дисципліни		Обсяг дисципліни			Розподіл академічних годин за видами занять денної / заочної форм навчання							Контроль знань
												Кількість модульних контрольних заходів	Вид індивідуального завдання	Залік	Іспит
Курс	Семестр	Всього (академічні години)	Кредити ECTS	Залікові модулі *	Аудиторні заняття						Самостійна робота	Модульні контрольні роботи
					Всього	Лекції	Лабораторні заняття	Практичні заняття	Семінарські заняття	Індивідуальна робота
ІІсп	4	90	2,5	1	40	20	-	20	-	-	50	2	-	+	-
Загальна кількість академічних годин		90	2,5	1	40	20	-	20	-	-	50	2	-	+	-

Примітка:

* Заліковий модуль – це задокументована сукупність змістових модулів, що реалізується відповідними формами навчального процесу та підлягає модульному контролю.

• модульні контрольні заходи:

МКР – модульна контрольна робота.

Програма дисципліни Змістові модулі дисципліни

І. Змістовий модуль Тема: Математичні моделі сигналів.	18 год.
Предмет теорії інформації, її основні задачі, методи та галузі використання. Форми представлення сигналів. Випадкові процеси.
Лекційні модулі:
1.1. Форми представлення сигналів. Предмет теорії інформації, її основні задачі, методи та галузі використання. Загальна характеристика сигналів. Множина і простори сигналів. Метод ортогонального базису. Часова форма представлення сигналу. Дельта-функція. Частотна форма представлення сигналу. Спектри періодичних сигналів. Ряд Фур’є. Спектри неперіодичних сигналів. Розподілення енергії в спектрі. Рівняння Парсеваля. Практична ширина спектру періодичних та неперіодичних сигналів.	2 год.
1.2 Випадкові процеси. Спектральне представлення випадкових сигналів. Випадкові сигнали та їх імовірнісні характеристики. Чисельні характеристики випадкового процесу. Дискретні та безперервні спектри. Основні властивості спектральної густини.	2 год.
Всього:	4год.
Практичні модулі:
1.1 Представлення неперіодичних та періодичних сигналів в частотній формі.	2 год.
1.2 Частотне представлення стаціонарних випадкових сигналів.	2 год.
Всього:	4 год.
Модулі самостійної роботи:
1.1 Ортогональні базисні функції	2 год.
1.2 Спектри періодичних та неперіодичних сигналів	2 год.
1.3 Розподілення енергії в спектрі	2 год.
1.4 Чисельні характеристики випадкового процесу	2 год.
1.5 Спектральне представлення випадкових сигналів	2 год.
Всього:	10 год.
ІІ. Змістовий модуль Тема: Перетворення безперервних сигналів в дискретні.	8 год.
Дискретизація та квантування.
Лекційні модулі:
2.1 Дискретизація та квантування. Основні поняття. Інтервал дискретизації. Дискретизація безперервного повідомлення за часом. Засоби встановлення безперервного сигналу. Критерії якості встановлення. Теорема Котельникова. Особливості практичного використання теореми Котельникова. Дискретизація за критерієм найбільшого та середньоквадратичного відхилення. Адаптивна дискретизація.	2 год.
Всього:	2 год.
Практичні модулі:
2.1 Перетворення безперервних сигналів в дискретні.	2 год.
Всього:	2 год.
Модулі самостійної роботи:
2.1 Дискретизація безперервного повідомлення за часом.	2 год.
2.2 Квантування безперервного сигналу за рівнем	2 год.
Всього:	4 год.
ІІІ. Змістовий модуль Тема: Кількісна оцінка інформації та інформаційні характеристики джерела повідомлень та каналів зв’язку.	28 год.
Ентропія. Кількість інформації як міра знятої невизначеності. Моделі дискретних каналів зв’язку.
Лекційні модулі:
3.1. Ентропія. Дискретне джерело інформації. Ансамбль ентропії. Умовна ентропія та її властивості. Одиниці вимірювання ентропії. Диференціальна ентропія. Безперервне джерело інформації. Властивості диференціальної ентропії.	2 год.
3.2 Кількість інформації як міра знятої невизначеності. Інформація від дискретного та безперервного джерел. Основні властивості кількості інформації. Епсілон-ентропія випадкової величини. Ергодичне джерело. Алфавіт повідомлень. Надмірність алфавіту. Продуктивність джерела повідомлень.	2 год.
3.3 Моделі дискретних каналів зв’язку. Стаціонарний канал з пам’яттю та без пам’яті. Подвійний симетричний канал. Канал зі стиранням. Швидкість передачі інформації по дискретному каналу. Пропускна можливість безперервного каналу з перешкодами та без перешкод.	2 год.
Всього:	6 год.
Практичні модулі:
3.1 Ентропія дискретного та безперервного джерела інформації.	2 год.
3.2 Знаходження кількості інформації.	2 год.
3.3 Інформаційні характеристики каналу зв’язку.	2 год.
Всього:	6 год.
Модулі самостійної роботи:
3.1 Ентропія дискретного та безперервного джерела інформації.	2 год.
3.2 Умовна ентропія та її властивості.	2 год.
3.3 Основні властивості кількості інформації	2 год.
3.4 Інформаційні характеристики джерела дискретних повідомлень	2 год.
3.5 Інформаційні характеристики джерела безперервних повідомлень	2 год.
3.6 Інформаційні характеристики дискретного каналу зв’язку	2 год.
3.7 Інформаційні характеристики безперервного каналу зв’язку	2 год.
3.8 Умови передачі сигналу за даним каналом без викривлення	2 год.
Всього:	16 год.
ІV. Змістовий модуль Тема: Кодування інформації без перешкод та з перешкодами.	36 год.
Кодування інформації при передаванні за дискретним каналом зв’язку без перешкод. Кодування інформації при передаванні за дискретним каналом зв’язку з перешкодами. Циклічні коди.
Лекційні модулі:
4.1 Кодування інформації при передаванні за дискретним каналом зв’язку без перешкод. Системи лічення. Переклад від однієї системи лічення до другої. Подвійний код. Подвійно-десяткові коди. Рефлексні коди. Код Грея. Ефективне кодування. Теорема Шеннона для каналу без перешкод. Код Шеннона-Фано. Код Хаффмена.	2 год.
4.2 Кодування інформації при передаванні за дискретним каналом зв’язку з перешкодами. Теорема Шеннона для каналу з перешкодами. Перешкідостійки коди. Алгебраїчні коди (блочні і безперервні). Надмірність кодів. Кратність похибки. Кодові відстані. Метод максимальної правдоподібності. Дозволені та заборонені кодові комбінації. Геометрична інтерпретація коду. Вектор похибки. Синдром похибки. Код Хеммінга. Ітеративні коди.	2 год.
4.3 Циклічні коди. Утворюючий багаточлен. Об’єм коду. Можливість, що коректує. Методи утворення циклічного коду (d = 2, 3, 4).	2 год.
4.4 Про цінність інформації	2 год.
Всього:	8 год.
Практичні модулі:
4.1 Системи лічення. Кодування простішими кодами.	2 год.
4.2 Ефективне кодування.	2 год.
4.3 Код Хеммінга. Ітеративний код.	2 год.
4.4 Циклічні коди.	2 год.
Всього:	8 год.
Модулі самостійної роботи:
4.1 Системи лічення. Переклад від однієї системи лічення до другої.	2 год.
4.2. Кодування інформації без перешкод	2 год.
4.3 Ефективне кодування	2 год.
4.4 Основні поняття перешкідостійкого кодування	2 год.
4.5 Код Хеммінга	2 год.
4.6 Ітеративний код	2 год.
4.7 Циклічні коди	2 год.
4.8 Коди БЧХ	2 год.
4.9 Декодування циклічних кодів	2 год.
4.10 Технічна реалізація циклічних кодів	2 год.
Всього:	20 год.