Cистемы, сети и устройства телекоммуникаций

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники
«Утверждаю»
Проректор по научной работе
В. В. Муравьев
« 10 »
09
ПРОГРАММА
вступительного экзамена в аспирантуру
по специальности
05. 12. 13 — «Cистемы, сети и устройства телекоммуникаций»
Минск
2001 г.
200lr.
Программа рассмотрена на заседании кафедры телекоммуникаций
(протокол № 1от «03» 09 2ОО1г.).
Зам. заведующего кафедрой
А.П. Ткаченко
Программа одобрена на научно-техническом совете «Системы передачи и
обработки информации»
(протокол .№ l от «08» 09 2001г).
Председатель
В.К. Конопелько
Основой программы вступительного экзамена по специальности
05.12.13.«Системы, сети и устройства телекоммуникаций» являются следующие
вузовские дисциплины по специальности Т.12.01.00 «Телекоммуникационные
системы»: «Теория электросвязи», «Многоканальные системы передачи»,
«Системы передачи», «Спутниковые и радиорелейные системы передачи», «Сети
телекоммуникаций», «Основы передачи дискретных сообщений», «Телевидение и
факсимильная связь» и «Теория кодирования и цифровая обработка сигналов».
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНИКИ СВЯЗИ.
Общие сведения о системах телекоммуникаций (CТK).
1.1 Информация, сообщения и сигналы как случайные процессы; системы, каналы
и сети связи. Основные характеристики CТK.
1.2 Классификация помех и искажений в канале. Необходимость и сущность
кодирования и модуляции в СТК на передающей стороне, демодуляции и
декодирования — на приемной.
Математические модели сообщений, сигналов и помех.
1.3 Классификация сообщений, сигналов и помех. Корреляционные функции и
энергетические спектры типовых сигналов в СТК.
1.4 Разложение сигналов по системам базисных функций. Разложение сигналов в
обобщенный ряд Фурье. Дискретизация сигналов во времени, теорема
Котельникова, частотное и временное представление дискретного сигнала.
1.5 Случайные процессы и их основные характеристики. Представление
случайных процессов рядами и дифференциальными уравнениями.
Основы теории модуляции и детектирования.
1.6 Методы и устройства формирования и детектирования сигналов с амплитудной
модуляцией (разновидности АМ: двухполосная с несущей; балансная (две боковые
полосы без несущей); однополосная — ОБП; с частично подавленной одной боковой
полосой — ЧП ОБП). Помехоустойчивость АМ и области применения.
1.7 Методы и устройства формирования и детектирования сигналов с yгловой
модуляцией (ЧМ, ФМ; узкополосная и широкополосная ЧМ; принципы
следящего приема). Помехоустойчивость ЧМ и ФМ, области их применения.
Математические модели (линейные и нелинейные)
каналов связи. Преобразование сигналов в каналах связи.
1.8 Линейные и нелинейные модели каналов связи (непрерывных и дискретных ).
1.9 Преобразования детерминированных, узкополосных и случайных сигналов и
их характеристик в линейных и нелинейных каналах связи.
1.10 Аддитивные помехи в канале; квантовый шум в СТК оптического диапазона.
Основы теории помехоустойчивости
передачи непрерывных сообщений.
1.11 Помехоустойчивость приема непрерывных сообщений (критерии, оптимальная
оценка параметров сигнала, порог помехоустойчивости).
1.12 Оптимальная линейная фильтрация при приеме непрерывных сообщений;
фильтры Колмогорова-Винера, Калмана. Основы теории нелинейной фильтрации.
1.13 Общие сведения о цифровой передаче непрерывных сообщений.
Помехоустойчивость ИКМ, ДИКМ и ДМ.
Основы теории помехоустойчивости
систем передачи дискретных сообщений (ПДС).
1.14 Структурная схема системы ПДС. Критерии качества и правила приема дискретных
сообщений. Оптимальные алгоритмы приема (когерентный прием и оценка его
помехоустойчивости). Оптимальный приемник с согласованным фильтром.
1.15 Некогерентный прием. Обработка сигналов в каналах с межсимвольной
интерференцией; с сосредоточенными по спектру и импульсными помехами.
Помехоустойчивость систем ПДС в оптическом диапазоне волн.
Основы теории информации.
1.16 Проблема обеспечения сколь угодно высокой верности систем ПДС в каналах с
помехами. Потенциальные возможности дискретных каналов связи,
теорема Шеннона.
1.17 Потенциальные возможности непрерывных каналов связи (количество
передаваемой информации, расчет пропускной способности, теорема
кодирования).
Кодирование источников и каналов связи.
1.18 Классификация методов кодирования. Конструктивные методы
кодирования источников сообщений. Помехоустойчивое (канальное)
кодирование: линейные двоичные коды для обнаружения и исправления
ошибок.
1.19 Итеративные и каскадные коды Кодирование в каналах с памятью.
Системы с обратной связью. Объединение операций демодуляции и декодирования.
Сверточные (решетчатые) коды.
Принципы многоканальной связи и распределения информации.
1.20 Основы теории разделения сигналов. Частотное, временное, фазовое и
поляризационное разделение сигналов. Системы передачи с шумоподобными
сигналами (разделение сигналов по форме).
Пропускная способность СТК.
1.21 Общие принципы построения сетей телекоммуникаций: сеть распределения
информации и её элементы, методы коммутации в сетях. Эталонная модель
взаимодействия открытых систем, понятие о протоколах.
Основы цифровой обработки сигналов.
1.22 Спектр дискретного сигнала. Алгоритм быстрого преобразования Фурье.
Основы реализации цифровых фильтров.
Эффективность и оптимизация СТК.
1.23 Принципы системного подхода. Характеристики и показатели эффективности СТК.
Выбор сигналов и помехоустойчивых кодов. Компенсация помех и искажений.
1.24 Сокращение избыточности. Сжатие данных. Оптимизация систем связи.
2. МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ (MCП)
НЕПРЕРЫВНЫХ И ДИСКРЕГНЫХ СООБЩЕНИЙ ПO РАЗЛИЧНЫМ
КАНАЛАМ СВЯЗИ.
Общие сведения. Аналоговые МСП.
2.1. Первичные сигналы MCII (телефонный, телеграфный, факсимильный,
вещание, видеотелефонный, телевизионный, передачи данных) и их основные
характеристики (эффективная ширина энергетического спектра, средняя
мощность, динамический диапазон, пик-фактор, допустимые искажения и
защищенность от помех, количество информации}. Критерии оценки качества
передачи сигналов.
2.2. Канал связи как четырехполюсник. Основные характеристики канала
тональной частоты, их нормирование. Методы построения двусторонних
каналов передачи. Развязывающие устройства Устойчивость двусторонних
каналов. Явление эха.
2.3. Структурная схема МСП с ЧРК. Формирование канальных сигналов в системах
передачи с ОБП. Группообразование. Методы построения двухсторонних проводных
линейных трактов, выбор границ спектра линейных частот. Коррекция линейных
искажений в линейных трактах MCП. Постоянные и переменные корректоры.
2.4. Источники помех, оценка, нормирование, накопление. Предыскажение как
способ повышения защищенности. Атмосферные и импульсные помехи.
Повышение помехозащищённости при помощи компандеров. Линейные
переходы между каналами параллельных цепей, меры повышения
защищенности.
Цифровые МСП
2.5. Принцип временного разделения каналов. Принципы построения и свойства МСП с
ВРК. Передача непрерывных сообщений по дискретным каналам. Временная
дискретизация и квантование сигнала; мощность шума квантования. Линейное
квантование. Кодеры и декодеры с линейной шкалой квантования. Нелинейное
квантование. Кодеры и декодеры с нелинейной шкалой квантования.
2.6. Дифференциальная импульсно-кодовая модуляция (ДИКМ). Алгоритм кодирования,
структурная схема кодера и декодера. Варианты построения предсказателя.
Помехозащищенность ДИКМ, расчет параметров ДИКМ сигнала. Адаптивная ДИКМ.
2.7. Дельта-модуляция (ДМ). Алгоритм кодирования, структурная схема кодера и
декодера. Шум квантования при ДМ, выбор частоты дискретизации и шага
квантования. Компандированная ДМ.
2.8. Иерархия ЦСП. Метод асинхронного объединения цифровых потоков.
Иерархия ЦСП. Метод синхронного объединения цифровых потоков.
2.9. Устройства цикловой и сверхцикловой синхронизации, назначение, требования,
классификация. Оценка параметров системы цикловой синхронизации. Выбор
структуры цифрового синхросигнала. Тактовая синхронизация в ЦСП. Классификация
устройств выделения тактовой частоты, структуры, основные характеристики.
2.10. Формирование цифрового группового сигнала при асинхронном объединении
цифровых потоков. Методы согласования скоростей. Формирование структуры
цикла передачи, параметры цикла при положительном и двустороннем согласовании
скоростей. Типовые цифровые групповые тракты плезиохронной цифровой иерархии
и типовые цифровые каналы на их основе. Основные характеристики
унифицированных сетевых стыков.
2.11. Синхронное объединение цифровых потоков. Формирование цифрового группового
сигнала. Структура цикла SТМ-1. Структурная схема линейного тракта ЦСП
Особенности передачи цифровых сигналов по линейным трактам.
Искажения цифрового сигнала при передаче по линиям связи. Коррекция
формы импульса. Оптимальная коррекция формы импульса.
2. 12. Коды сигналов в линии передачи. Требования к линейным кодам. Энергетический
спектр линейного кода. Блочные коды, квазитроичные коды, многоуровневые коды.
Скремблирование цифрового сигнала. Повышение помехозащищенности ЦСП с
помощью помехоустойчивых кодов. Классификация помехоустойчивых кодов.
Декодирование с обнаружением и исправлением ошибок.
2. 13. Назначение, требования, классификация регенераторов. Обобщенная структурная
схема, временные диаграммы работы. Помехоустойчивость линейного тракта ЦСП.
Характер помех и их влияние на качество связи. Накопление ошибок в цифровом
линейном тракте. Анализ помехозащищенности регенератора ЦСП.
2.14. Нормирование параметров качества цифровых каналов и трактов. Номинальная цепь
основного цифрового канала. Допустимая вероятность ошибки в линейном тракте;
определение длины участка регенерации. Межсимвольные искажения, фазовые
флуктуации и собственные помехи в линейном тракте и их влияние на вероятность
ошибок.
Волоконно-оптические системы передачи.
2.15. Структура волоконно-оптической системы передачи (ВОСП), назначение элементов.
Волоконные световоды, классификация, типы, основные показатели.
2.16. Источники оптического излучения (ППЛ, СИД), классификация, основные
параметры и характеристики. Выбор электро-оптического преобразователя для СПИ
различного назначения. Оптоэлектронные преобразователи, классификация,
основные параметры. Приемники оптического излучения. Основные характеристики
оптических приемников.
2.17. Многоканальные ВОСП, методы оптического разделения каналов.
2.18. Цифровые ВОСП. Коды, применяемые в линейном тракте ВОСП, и их сравнение.
Помехоустойчивость приема цифровых ВОСП.
Радиосистемы передачи (РСП)
(спутниковые; радиорелейные; мобильные)
2.19. Принцип построения радиосистем передачи (РСП), классификация РСП. Структурная схема оконечных и промежуточных станций РСП. Понятие о стволе и плане
частот РСП, пропускная способность РСП. Распространение радиоволн, используемых в РСП, основные параметры. Антенно-фидерный тракт РСП, структурная схема,
назначение элементов. Антенны РСП, основные параметры и область применения.
2.20. Радиопередающие и радиоприемные устройства станций РСП. Основные технические показатели. Типовые структурные схемы. Назначение функциональных блоков.
Особенности построения цифровых РСП. Методы борьбы с замираниями. Схема
автокорреляционного приема.
2.21. Принципы организации спутниковой связи и вещания. Особенности передачи
различных сигналов по спутниковым каналам. Основные энергетические показатели
систем спутниковой связи. Принципы построения ССП с многостанционным
доступом. Электромагнитная совместимость РСП. Виды взаимных помех и пути их
устранения. Нормы на распределение частот и излучаемой мощности. Влияние вида
сообщений, нагрузки системы и вида модуляции на величину взаимных помех.
Координационное расстояние. Сигналы дисперсии. Методы улучшения
электромагнитной совместимости.
2.22. Структурная схема приемных установок спутникового телевидения (СТВ)
коллективного пользования. Характеристика систем фиксированной и радиовещательной спутниковых служб. Особенности проектирования цифровых систем
спутниковой связи.
2.23. Принципы организации систем подвижной (мобильной) радиосвязи. Основные
стандарты.
Системы передачи изображений (телевизионные, факсимильные).
2.24. Типовая структурная схема тракта вещательного телевидения, назначение элементов.
Согласование характеристик ТВ систем с параметрами зрения.
2.25. Принципы передачи ТВ сигнала по проводным, световодным и радиолиниям
связи — виды модуляции, полоса занимаемых частот.
2.26. Особенности приема сигнала с ЧПОБП. Учет особенностей восприятия помех при
измерении отношения сигнал/шум в телевидении.
2.27. Кодирующие и декодирующие устройства систем цветного телевидения НТСЦ и
ПАЛ. "Чувствительность" этих систем к искажениям в канале передачи.
2.28. Кодирующее и декодирующее устройства системы цветного телевидения СЕКАМ.
"Чувствительность" системы к искажениям в канале передачи.
2.29. Структурная схема приемника цветного телевидения. Назначение блоков. Основные
показатели качества ТВ изображения.
2.30. Системы телевидения повышенного качества (ТПК) и высокой четкости (ТВЧ).
Компонентные системы цветного телевидения.
3. СЕТИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ
И УЗЛЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ.
3.1. Потоки вызовов, математические модели и их применение. Системы с явными
потерями и методы расчета пропускной способности полнодоступных
коммутационных схем. Системы с ожиданием и методы расчета пропускной
способности полнодоступных коммутационных схем.
3.2. Недоступные коммутационные схемы и методы расчета их пропускной способности.
Звеньевые коммутационные схемы и методы расчета их пропускной способности.
3.3.Телефонная нагрузка, ее параметры и прогнозирование. Моделирование процессов
обслуживания вызовов на ЭВМ.
3.4. Основные принципы построения схем телефонных аппаратов.
3.5.Характеристики и сопоставительный анализ коммутационных приборов, применяемых
в технике АТС. Состав оборудования АТС, назначение функции и параметры ступеней
искания в различных системах АТС.
3.6.Технические характеристики и функциональные схемы АТС. Основные электрические
цепи в системах АТС, импульсные и разговорные цепи, цепи передачи информационных и линейных сигналов. Однозвенные и многозвенные коммутационные схемы.
Способы управления и установления соединения в системах АТС.
3.7.Цифровые системы коммутации. Системы сигнализации (R1, R2, ОКС-7). Архитектура
и структура OKC №7. Подсистема пользователей. Способы передачи адресной
информации через абонентские и соединительные линии телефонных сетей.
3.8. Организация связи между PATС, и ГТС с пяти- и шестизначной нумерацией.
Применение узлов различного вида на ГТС и СТС. Организация исходящей и
входящей междугородной связи на ГТС с использованием систем АОН.
3.9.Способы экономии затрат на абонентские и соединительные линии ГТС и CТC.
Синхронные и асинхронные сети связи. Цифровая иерархия сетей-PDH и SDH.
3.10. Принципы построения сети ГТС. Основные параметры цепей передачи. Первичные и
вторичные параметры. Выбор типов линий передачи на ГТС. Мешающие влияния
цепей передачи. Первичные и вторичные параметры.
3.11. Сетевые технологии в системах связи: Ethernet, Token-Ring ISDN, В-ISDN, АТМ,
Internet.
3.12. Базовые процедуры установления соединений. Рекомендации МСЭ по структуре
протоколов, архитектуре сети и формату сообщений. Компьютерная телефония. СТЭК
протоколов ТСР/IР. Интеграция и развитие телекоммуникационных технологий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Теория электрической связи: учебник для вузов/Под ред. Д.Д. Кловского.М: Радио и связь, 1999.-432с.
2. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов.-4-е
изд., перераб. и доп. -М: Радио и связь, 1986.-512c.
3. Баскаков С. И Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов по спец.
"Радиотехника".-2-е изд., перераб. и доп. -М: Высшая школе, 1988.-448с.
4. Многоканальные системы передачи. Учебник для вузов./ Н.Н. Баева и др.: Под.
ред. Н.Н. Баевой и В.Н Гордиенко. — М: Радио и связь, 1996.— 560 с.
5. Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов./ В.И. Иванов и
др. Под. ред. В.И. Иванова — М: Радио и связь, 1995.— 232 с.
б. Проектирование и техническая эксплуатация многоканальных систем передачи
/ Под. ред. В.Н Гордиенко и В.В. Крухмалева — М: Радио и связь, 1996.— 344 с.
7. Спутниковая связь и вещание: Справочник. - /Под ред. Л.Я. Кантора — М:
Радио и связь, 1997.— 528 с.
8. Радиорелейные и спутниковые системы передачи: Учебник для вузов /Под
ред. А.С. Немировского — М: Радио и связь, 1986.-392с.
9. Системы спутниковой связи: Учебное пособие для вузов /Под ред. Л.Я.
Кантора -М: Радио и связь, 1992.-224с.
10. Липкович Э.Б. Принципы и техника спутникового телевизионного вещания. В книге
«Бытовая радиоэлектронная техника»: Энциклопедический справочник/
Под ред. А.П. Ткаченко. — Мн.: БелЭН, 1995. — с.616-644.
11. Строительство и техническая эксплуатация волоконно-оптических линий связи./ Под.
ред. Б.В. Попова — М: Радио и связь, 1996. — 2ОО с.
12. Цифровые и аналоговые системы передачи: Учебник для вузов./ В. И Иванов и
др. Под. ред. В.И. Иванова — М: Радио и связь, 1995.- 232 с.
13.Алишев Я.В. Урядов В.И. Оптические системы передачи. Ч.1 -Мн.: БГУИР,
996. — 142 с.
14. Андреев В.С. Теория нелинейных электрических цепей: Учебное пособие для вузов.
- М: Радио и связь, 1982.
15.Алишев Я.В. Основы построения телекоммуникационных систем и сетей. Ч.2
Волоконно-оптические интегральные и интеллектуальные сети связи. - Мн.:
БГУИР, 1996. — 96 с
16. Телевизионная техника. В книге [10], с 208-680.
17. Ткаченко А.П. Цветное телевидение. - Мн. Беларусь, 1981.-254с.
18. Телевидение. Учебник для вузов /Под ред. В.Е. Джаконии. -М. Радио и связь,
2000.-640с.
19. Зюко А.Г. и др. Помехоустойчивость и эффективность систем передачи./Под
ред. А.Г. Зюко. M: Радио и связь, 1985.
2О.Емельянов Т.А., Шварцман В.О. Передача дискретной информации: учебник
для ВУЗов. М: Радио и связь, 1985.
21.Шварц М. Сети связи: протоколы, моделирование и анализ. Пер. с англ. в 2-х
частях. Ч.1.-М: Наука, 1992.
22. Автоматические системы коммутации /Под ред. О.И Ивановой. М: Связь, 1978.
23. Росляков А.В. Цифровые системы коммутации. -М: ЭКО-Трендз,1999.
24. Хаусли Т. Системы передачи и телеобработки данных-М: Радио и связь, 1994.
25. Росляков А.В. Общеканальная система сигнализации №7.-М: ЭКО-Трендз,1999.
26. Олифер В.Г. Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы, технологии,
протоколы. Санкт-Петербург: Питер,2000.
27. Шатт С. Мир компьютерных сетей. Киев:»BHV»,199б.