Теоретические основы радиотехники
| Вид материала | Документы |
- Дисциплины, 14.91kb.
- Экзамен Ответственный за дисциплину: проф каф. Тор с. А. Баруздин, 10.41kb.
- Программа вступительного испытания в магистратуру по дисциплине «Теоретические основы, 63.68kb.
- Методические указания и задания для выполнения домашних контрольных работ, 953.98kb.
- «Теоретические основы налогообложения», 1177.31kb.
- Рабочая программа по дисциплине Теоретические основы электротехники Рекомендуется для, 705.4kb.
- Тематика курсовых работ: по дисциплине «Теоретические основы товароведения и экспертизы», 12.47kb.
- М. А. Теоретические основы товароведения: учебник, 71.17kb.
- Т. Ф. Киселева теоретические основы консервирования учебное пособие, 2450.86kb.
- Теоретические вопросы дисциплины «Теоретические основы электротехники»,, 28.22kb.
УТВЕРЖДЕНА
УМО вузов Республики
Беларусь по образованию в области
информатики и радиоэлектроники
06.02.2006.
Регистрационный № ТД-39- 093/тип.
ОПТИМИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ
СИСТЕМ
Учебная программа для высших учебных заведений
по специальности I-39 01 03 Радиоинформатика
Согласована с Учебно-методическим управлением БГУИР
31.01.2006
СОСТАВИТЕЛЬ:
В.А. Чердынцев, заведующий кафедрой радиотехнических устройств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доктор технических наук, профессор
РЕЦЕНЗЕНТЫ:
И.Е. Зуйков, заведующий кафедрой «Информационно-измерительная техника и технологии» Учреждения образования «Белорусский национальный технический университет», доктор физико-математических наук, профессор;
С.Р. Гейстер, заместитель директора, главный конструктор НПП «Демерас», доктор технических наук, доцент
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ
Кафедрой радиотехнических устройств Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 4 от 28.11.2005);
Научно-методическим советом по группе специальностей I-39 01 Схемы радиоэлектронных устройств и систем УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 19.12.2005)
Действует до утверждения Образовательного стандарта по специальности.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа дисциплины «Оптимизация информационных систем (ИС) разработана для специальности 1-39 01 03 Радиоинформатика высших учебных заведений и рассчитана на объем 80 учебных часов, которые могут быть распределены на лекции – 48 часов и практические занятия – 32 часа, которые предусматривают использование ПЭВМ.
Целью преподавания дисциплины ОИС является привитие у студентов знаний методологии и навыков структурного синтеза и анализа алгоритмов оптимальной обработки информации в радиоинформационных системах с учетом действующих помех.
Дисциплина обеспечивает системный подход к проектированию систем извлечения и передачи информации, позволяет обоснованно выбирать структурные схемы обработки сигналов.
В результате освоения дисциплины МОИС студент должен:
знать:
- модели сигналов и помех в радиоинформационных системах;
- методы статистического синтеза оптимальных алгоритмов обнаружения и различения сигналов;
- методы статистического синтеза оптимальных алгоритмов оценки и фильтрации информативных параметров сигналов;
уметь:
- осуществлять структурный синтез оптимальных устройств обнаружения, различения сигналов, оценки и фильтрации их параметров;
- производить анализ и оценку помехоустойчивости оптимальных алгоритмов обработки сигналов;
- применять современные программные продукты для моделирования алгоритмов обработки сигналов;
приобрести навыки:
- построения структурных схем обработки сигналов в радиоинформационных системах;
- расчета характеристик схем обработки сигналов;
- исследования моделей сигналов и их преобразования в радиоинформационных системах.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Общие сведения об радиоинформационных системах. Классификация и основные показатели систем. Выбор сигналов и алгоритмов их обработки. Обнаружение, различение сигналов, оценка и фильтрация их параметров. Помехи в радиоинформационных системах. Оптимальный прием сигналов. Проблема защиты информации.
Раздел 1. МОДЕЛИ ПОМЕХ И СИГНАЛОВ В ЗАДАЧАХ ОПТИМАЛЬНОГО ПРИЕМА
Характеристика случайных помех. Многомерные плотности распределения вероятностей (ПРВ) помех. Примеры: гауссовские и негауссовские помехи. Марковские модели помех и сообщений.
Модели сигналов в радиоинформационных системах. Современные виды модуляции сигналов. Сложные сигналы. Сигнально-кодовые конструкции.
Раздел 2. МЕТОДЫ ОПТИМАЛЬНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ ПОМЕХ
Постановка задачи обнаружения. Критерии оптимального обнаружения. Отношение правдоподобия. Обнаружение на фоне негауссовских и гауссовских помех. Структурные схемы оптимальных обнаружителей детерминированных сигналов. Подавление негауссовских помех. Информация Фишера и коэффициент подавления. Характеристики обнаружения. Обнаружители сигналов со случайными параметрами. Квадратурная обработка и согласованная фильтрация. Характеристики обнаружения.
Раздел 3. МЕТОДЫ РАЗЛИЧЕНИЯ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ ПОМЕХ
Критерии оптимального различения сигналов. Оптимальные различители детерминированных сигналов. Вероятность ошибочного различения двоичных сигналов. Различение сигналов со случайными параметрами. Схемы различителей М сигналов. Вероятность ошибочного различения.
Раздел 4. МЕТОДЫ ОПТИМАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ НА ФОНЕ ПОМЕХ
Критерии оптимальной оценки. Средний риск. Апостериорная вероятность и функция правдоподобия. Оценки максимального правдоподобия. Структурные схемы устройств оценки и их характеристики. Точность оценки. Неравенство Крамера-Рао. Оценка параметров сигнала со случайной фазой. Алгоритмы квадратурной обработки сигналов в цифровых системах передачи информации.
Примеры построения структурных схем оценки и различения шумоподобных сигналов. Адаптивные подавители помех в информационных системах.
Раздел 5. МЕТОДЫ ОПТИМАЛЬНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ СООБЩЕНИЙ
В КАНАЛАХ С ПОМЕХАМИ
Методы марковской теории нелинейной фильтрации. Уравнение Стратоновича для апостериорной плотности распределения вероятности. Решение уравнения Стратоновича в гауссовском приближении.
Алгоритмы оптимальной фильтрации сообщений для каналов с гауссовскими помехами. Уравнения и структурные схемы фильтрации непрерывных сообщений. Фильтрация и различение сигналов. Пример обработки и фильтрации квадратурных шумоподобных сигналов.
Некогерентная фильтрация. Уравнения и структурные схемы оптимальной некогерентных устройств фильтрации сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочих частот.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Перспективы развития методов оптимизации информационных систем.
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ
1. Модели помех в радиоинформационных системах. Статистические характеристики помех.
2. Марковские модели случайных процессов и их характеристики.
3. Обнаружители детерминированных сигналов. Характеристики обнаружения.
4. Обнаружители сигналов со случайными параметрами.
5. Подавители негауссовских помех.
6. Алгоритмы и схемы различения детерминированных сигналов.
7. Алгоритмы и схемы различения сигналов со случайными параметрами.
8. Оптимальные различители М сигналов. Структурные схемы. Вероятности ошибок.
9. Критерии оценок параметров. Средний риск. Функции потерь. Апостериорные вероятности.
10. Оценки максимального правдоподобия. Оценка фазы сигнала. Неравенство Крамера-Рао.
11. Оценка задержки псевдослучайного сигнала. Дискриминационная и флуктуационная характеристики устройства оценивания.
12. Оценка частоты и амплитуды сигнала со случайной начальной фазой. Квадратурные схемы оценивания.
13. Уравнения фильтрации гауссовского приближения. Структурный синтез квазикогерентных устройств фильтрации.
14. Синтез оптимальных систем с амплитудной и фазовой модуляцией сигналов.
15. Синтез систем с шумоподобными ФМ-сигналами.
16. Синтез некогерентных систем обработки сигналов.
ВНЕАУДИТОРНАЯ (САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ) РАБОТА
СТУДЕНТОВ
Самостоятельная работа направлена на решение задач синтеза и анализа устройств обработки сигналов. Перечень задач дается на практических занятиях.
Формы самостоятельной работы студентов: изучение лекционного материала, работа с литературой, подготовка к практическим занятиям (по одному часу на занятие).
ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ЗА РАБОТОЙ СТУДЕНТОВ
При изучении дисциплины предусматриваются следующие формы контроля: контрольные работы, которые проводятся на лекциях и практических занятиях, проверка конспектов. Итоговая форма контроля – зачет по курсу.
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Чердынцев В.А., Дубровский В.В. Оптимизация информационных систем. – Мн.: БГУИР, 2005.
2. Чердынцев В.А. и др. Прием сигналов на фоне помех. Учеб.-метод. пособие. Мн.: БГУИР, 1995.
3. Чердынцев В.А. и др. Примеры и задачи по курсу «Прием сигналов на фоне помех». Учеб.-метод.пособие. Мн.: БГУИР, 1997.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Тихонов В.И. Оптимальный прием сигналов. – М.: Радио и связь, 1983.