Летняя сессия 2022/2023 уч. года
Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине
«Не бойся, что не знаешь – бойся, что не учишься»
1. Схема процесса передачи информации: нарисовать информацию, сообщение, электрический сигнал, радио сигнал, влияние помех, принимаемый сигнал и сообщение. Понятие «система электросвязи», «линия связи», «канал связи». Модели каналов связи: канал с AWGN, канал с многолучевым распространением.
2. Классификация видов сигналов: по виду передаваемого сообщения, по форме сигнала во временной области, по способам математического представления и характеру физического процесса (случайный / неслучайный).
3. Виды сигналов: узкополосные (bandpass), низкочастотные (baseband), сложные. Одномерные и многомерные. Параметры сигналов. База сигнала.
4. Структурная схема современной системы передачи информации. Суть обработки сообщений или сигналов в каждом из ее элементов.
5. Помехи в канале связи, виды источников помех, классификация видов помех, примеры. Узкополосная, сосредоточенная помеха. Заградительная помеха. Повышение помехоустойчивости канала связи.
6. Примеры представления сигналов математическими выражениями. Запись аналогового и дискретного гармонического сигнала. Отличие в математическом описании детерминированных и случайных сигналов.
7. Энергия и мощность сигналов, понятие энергетических и мощностных сигналов. Взаимная энергия ортогональных сигналов.
8. Классификация способов представления сигналов. Векторное представление сигналов. Обобщенный ряд Фурье, его необходимость.
9. Ортогональность сигналов. Ортонормированный базис. Примеры использования ортогональных сигналов в области связи.
10. Понятие спектра сигнала. Спектральный анализ периодических сигналов.
11. Понятие спектра сигнала. Спектральный анализ непериодических сигналов.
12. Понятие спектра сигнала. Амплитудный спектр последовательности прямоугольных импульсов, меандрового сигнала, пилообразного сигнала.
13. Понятие спектра сигнала. Спектр одиночного прямоугольный импульса, одиночного меандрового импульса, пилообразного сигнала, радиоимпульса.
14. Спектральная плотность энергии и мощности. Теорема Парсеваля.
15. Понятие эффективной (практической) ширины спектра. Критерии ее определения. Связь между длительностью сигнала и шириной спектра, примеры для прямоугольного импульса.
16. Спектр радиоимпульса и видеоимпульса. Взаимосвязь длительности импульса с шириной его спектра.
17. Автокорреляционная функция детерминированного сигнала, ее свойства. Коэффициент корреляции.
18. Функция корреляции кодов Баркера, M-последовательностей. Требования к форме АКФ при реализации технологии DSSS.
19. Взаимно корреляционная функция двух сигналов, ее свойства. Привести пример графика функции взаимной корреляции для двух сигналов.
20. Корреляционная функция случайных сигналов. Связь спектральной плотности мощности и корреляционной функции случайного процесса.
21. Применение корреляционной функции в системах связи.
22. Представление сигнала как случайного процесса. Основные понятия, примеры. Описание случайного процесса (функции, моменты).
23. Понятие квазидетерминированного процесса. Примеры, области возникновения.
24. Законы распределения случайных процессов. Примеры их использования. Канал Райса и Рэлея.
25. Понятие стационарных случайных процессов. Примеры стационарных сигналов, области их возникновения.
26. Виды шумов. Белый шум. Понятие, особенности, области возникновения.
27. Структурная схема проводной системы связи (при низкочастотной модуляции).
28. Теорема Котельникова, ряд Котельникова. Функции отсчетов. Причины возникновения погрешностей восстановления сигнала. Спектр дискретного сигнала.
29. Кабельные системы связи с импульсной модуляцией. Демодуляция/детектирование низкочастотного сигнала (как последовательности видеоимпульсов), пороговый приёмник.
30. Методы повышения помехоустойчивости систем передачи сигналов. Критерий помехоустойчивости. Технологии, повышающие помехоустойчивость системы связи.
31. Понятие пропускной способности. Теорема Шеннона-Хартли.
32. Понятие цифровой модуляции. Импульсная и полосовая модуляция. Необходимость в применении цифровой модуляции.
33. Базовые виды цифровой модуляции, их сравнение и область применения. Понятие битовой и символьной скоростей.
34. Классификация видов цифровой модуляции.
35. Модуляция M-ASK, принцип формирования M-ASK сигнала. Диаграмма созвездий M-ASK сигнала, график сигнала во временной области, сравнение с другими видами модуляции
36. Модуляция BPSK. Область применения. Диаграмма созвездий BPSK сигнала, график сигнала во временной области, сравнение с другими видами модуляции
37. Модуляция QPSK. Область применения. Диаграмма созвездий QPSK, график сигнала во временной области, сравнение с другими видами модуляции
38. Модуляция DBPSK. Область применения. Диаграмма созвездий DBPSK, график сигнала во временной области, сравнение с другими видами модуляции
39. Модуляция DQPSK. Область применения. Диаграмма созвездий DQPSK, график сигнала во временной области. Отличие дифференциальной модуляции от QPSK.
40. Модуляция QAM, разложение модулированного сигнала на I и Q составляющие. Диаграмма созвездий QAM-4, QAM-8, QAM-16. Область применения.
41. Сравнение по характеристикам различных цифровых видов модуляции. Система связи с адаптивной модуляцией.
42. Структурная схема системы связи с квадратурным модулятором. Baseband модулятор. Принцип работы.
43. Корреляционный приемник. Структурная схема. Когерентный и некогерентный прием сигналов.
44. Примеры технологий современных систем связи. Предпосылки изобретения технологии OFDM. Нежелательные эффекты в канале связи, борьба с ними.
45. Технология OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing). Принцип технологии. Достоинства и недостатки. Области применения.
46. Структурная схема системы связи с технологией OFDM. Назначение блоков IFFT (ОБПФ) и CP.
47. Технологии расширения спектра DSSS и FHSS. Достоинства и недостатки. Область применения.
Примерные задачи в билетах
1.Определить энергию и среднюю мощность сигнала. Определить эффективную длительность сигнала.
2.Разложить в ряд Фурье сигнал, например периодическую последовательность импульсов. Построить амплитудный спектр.
3.Вычислить частоту дискретизации заданных сигналов, например s(n)=2cos(n•pi/2).
4.Построить спектральную диаграмму сигнала с амплитудной модуляцией (повторить форму спектров модулированных сигналов).
5.Пропускная способность непрерывного канала связи с аддитивным гауссовским шумом
при полосе пропускания W=… Гц равна С=… бит/с; спектральная плотность мощности шума на входе приемника N0=… Вт/Гц. Рассчитать, до какого значения необходимо увеличить мощность сигнала для повышения пропускной способности в 2 раза (не меняя полосы канала W) и какое будет при этом отношение сигнал/шум.
6.Определить взаимную энергию сигналов. Сделать вывод, являются ли данные сигналы ортогональными.
7.Построить спектр дискретного сигнала
8.Сравнить помехоустойчивость оптимального некогерентного приемника DBPSK сигналов с когерентным приемником DBPSK, если спектральная плотность мощности шума на входе приемника N0=… Вт/Гц, длительность радиоимпульсов tи=… с, амплитуда A=… Вольт. Сделать вывод, во сколько раз возрастает/убывает вероятность ошибки при некогерентном приеме в сравнении с когерентным.
9. Вычислить несколько значений автокорреляционной функции для заданного сигнала
10.Какой должна быть частота дискретизации в АЦП, чтобы не произошел эффект эллайзинга?
«Хороших мыслей на экзамене и в жизни!»
Как быстрее запомнить материал вопроса ?
Сделайте такой вот шаблон с вопросами и областью для зарисовки ассоциаций. Прочитали материал – рисуем заметки.
ПРИМЕР
3. Параметры сигналов. База сигнала.
37. Модуляция M-PSK, принцип формирования M-PSK сигнала. Диаграмма созвездий M-PSK сигнала
