Общая теория электросвязи. Передача и распространение электрических сигналов, помехи, искажения, качество сигналов

В статье рассмотрен новый протокол верхнего уровня 6LoWPAN для организации сенсорных сетей, позволяющий использовать IPv6 адресацию.

В статье рассматривается весь набор актуальных тем для беспроводных сенсорных сетей: архитектура, оптимизация, управление топологией, слияние данных, сквозные транспортные протоколы, аспекты передачи данных на физическом уровне.

В статье проводится анализ проблем построения сетей VANET, приложений и услуг, предполагаемых к реализации в этих сетях.

В статье рассматриваются принципы построения целевых и ячеистых самоорганизующихся сетей. Анализируются новые услуги, которые могут быть предоставлены пользователям сетей связи общего пользования при внедрении самоорганизующихся сетей.

Решена задача быстрого поиска дальномерных кодов, компонентами которых являются линейные рекуррентные последовательности максимального периода (МЛРП) разной длины. Предложено использовать метод поиска, основанный на одновременном вхождении в синхронизм с каждой из компонент дальномерного кода.

Существует несколько методов реализации низкоскоростных вокодеров, в т. ч. MELP (Mixed Excitation Linear Prediction). В статье рассматриваются наиболее эффективные сегодня методы практической реализации низкоскоростных (1, 2-2, 4 кбит/с) MELP-вокодеров, предназначенных для работы в канале с высоким процентом канальных ошибок, и основные направления совершенствования данных методов.

Тема статьи - интермодуляционные помехи в системах связи с многостанционным доступом на основе кодового разделения каналов. Цель работы - разработка метода анализа и исследование характеристик интермодуляционных помех, возникающих при нелинейных преобразованиях совокупностей сложных сигналов, для обоснования целесообразности дальнейшего изучения проблемы использования нелинейных режимов в устройствах их формирования и усиления.

Современная цифровая элементная база дает возможность использовать новые подходы в проектировании радиоприемных устройств, а именно, реализовывать аналого-цифровое преобразование широкополосного группового сигнала на радиочастоте без предварительного частотного преобразования, а дальнейшую фильтрацию и обработку отдельных радиосигналов осуществлять непосредственно в цифровой области. В статье приведен пример реализации приемного устройства, в котором практически вся обработка сигнала, начиная от фильтрации, демодуляции и заканчивая помехоустойчивым декодированием, осуществляется в модуле цифровой обработки сигналов.

Цель статьи - изыскание метода решения проблемы деления полосы частот речевого сигнала.

Анализируются методы оценки качества передачи речевой информации по каналам связи различной структуры.

Статья посвящена вопросу прогнозирования дополнительных потерь из-за растительности при нахождении одного из терминалов радиолинии внутри или за лесным массивом. В предложенном материале рассматривается наиболее востребованная при территориальном планировании СПС модель расчета. Приводится экспериментальная оценка значений параметров этой модели для растительности, характерной для северозапада России.

В период внедрения современных технологических решений, основанных на коммутации пакетов, возникла задача разработки национальных стандартов в области качества услуг связи. Ее решение позволяет обеспечить качество услуг в условиях цифровизации сетей на базе технологий NGN, конвергенции сетей и услуг. Основным фактором поддержки деятельности операторов в этом направлении является система соглашений об уровне обслуживания, методы эффективного управления SLA. Система SLA позволяет оператору получить интегральную картину обслуживания каждого пользователя услуги, отслеживать все случаи нарушения соглашений и оперативно принимать меры.

С помощью радиоволн инженерам удалось заметить человека, который прячется за стеной.

Содержит краткие теоретические положения курса «Основы теории информации и кодирования», а именно: основы теории информации, основы теории кодирования и передачи информации по каналам связи, а так же примеры использования информационных моделей. Кроме этого пособие включает в себя лабораторный практикум, предназначенный для закрепления теоретического материала и представленный в виде подробного описания выполнения лабораторных работ. Для удобства пользования пособие содержит краткие справочные сведения по теории вероятностей, которые крайне необходимы при рассмотрении основных положений курса.

Излагаются методы цифровой фильтрации узкополосных помех в радиоканалах связи. Разработаны новые подходы и алгоритмы сосредоточенных помех, рассмотрено их влияние на полезные сигналы.

В данном учебном пособии показано, как с помощью встроенных средств MATLAB провести анализ формы сигнала с использованием функции неопределенности для основных типов сигналов, таких как прямоугольный импульс и сигнал с линейной частотной модуляцией.

Учебное пособие подготовлено на кафедре электроники Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре радиофизики физического факультета Воронежского государственного университета.

В пособии рассматриваются основы построения и функционирования цифровых систем связи на основе сигналов с ортогональным частотным и пространственным разделением. Приводится математическое описания процессов в системе на основе многомерных сигналов. Рассматриваются вопросы частотно-временной синхронизации, коррекции частоты и фазы на основе многомерной фильтрации Калмана.

Описаны основы теории вейвлет-преобразования, включающей в себя различные его разновидности (непрерывное, дискретное и т. п.), а также основные аспекты, связанные с применением этой теории в задаче фильтрации одномерных цифровых сигналов.

В методических указаниях изложены методы корреляционного анализа сигналов, начиная с классических алгоритмов и заканчивая современными методами, описанными только в журнальных публикациях.

В методических указаниях последовательно изложена современная теория локального спектрального анализа сигналов, начиная с эмпирических схем скользящего преобразования Фурье и заканчивая разложениями по вейвлетным базисам.

В пособии приводятся основные понятия и определения теории сигналов, последовательно и во взаимной связи излагаются основы спектральной теории управляющих и модулированных сигналов. Во втором издании материал методически доработан с учетом опыта преподавания соответствующих дисциплин.

Сегментация изображений играет важную роль в обработке изображений и компьютерном зрении. Для сегментации анизотропных текстур широко используется градиентный структурный тензор. Среди большого числа методов сегментации метод пороговой сегментации является наиболее универсальным из-за его эффективности и простоты. Как правило, сегментация для градиентного структурного тензора основана на использовании априорных данных. Иерархический метод основан на сравнении меры когерентности локальной ориентации текстуры с наперед заданным порогом. Предложено применить метод Оцу для автоматического выбора оптимальных порогов, чтобы разделить анизотропные текстуры. В соответствии с этим методом оптимальные пороги выбираются путем максимизации межклассовой дисперсии. Однако реализация метода Оцу для многоуровневой пороговой обработки требует много времени из-за неэффективного расчета межклассовой дисперсии. Разработан быстрый алгоритм выбора порогов Оцу на основе табличного метода. Предлагаемый подход обладает не только вычислительной эффективностью, но и не требует априорных предположений о свойствах текстур. Эксперименты на типовых изображениях показали, что предложенный алгоритм обеспечивает конкурентноспособные результаты. Рассмотрены примеры, демонстрирующие эффективность алгоритма для сегментации изображений линейных трасс, получаемых при проведении судебно-криминалистической экспертизы.

В учебно-методическом пособии рассмотрены общие принципы и математические модели преобразования сигналов при цифровой обработке, базовые алгоритмы цифровой фильтрации сигналов, методы синтеза цифровых фильтров, оценки обеспечения их точности.

Излагаются основы спектрального анализа случайных процессов. Рассматриваются свойства параметрических и непараметрических методов оценки энергетического спектра, а также алгоритмы их реализации. Приводятся методы спектрального оценивания путем экстраполяции автокорреляционной последовательности и алгоритмы оценивания частоты, основанные на анализе собственных значений. Оцениваются потенциальные возможности спектральных методов по разрешающей способности и вычислительной эффективности. Книга содержит программы на языке MATLAB и примеры с результатами численного моделирования, поясняющие применение спектральных методов для решения практических задач.

В настоящем пособии изложены теоретические основы построения устройств приема и обработки сигналов и сведения об отдельных функциональных узлах и системах автоматического регулирования. Рассмотрены методы ослабления воздействия шумов и помех в радиоприемных устройствах, особенности приема различного вида сигналов. Изложены структуры и технические характеристики устройств приема и обработки сигналов различного назначения, а также тенденции и перспективы развития теории и техники приема и обработки сигналов.

Рассматриваются основные методы автоматического управления с использованием математического описания этих систем в пространстве состояний, моделей на базе матричных операторов и рядов Вольтерра и нейронных сетей, методы анализа и синтеза линейных систем, а также структурированные модели систем управления, передаточные функции, структурные схемы, временные и частотные характеристики. Изложены вопросы наблюдаемости, управляемости и устойчивости одномерных и многомерных систем управления, удовлетворяющих различным крите- риям качества. Приводятся основные методы улучшения качества про- цессов управления и синтеза автоматических регуляторов. Проанализи- рованы основные методы их идентификации, показаны особенности применения временных, частотных, спектральных, стохастических не- параметрических и параметрических методов идентификации. Изложе- ние сопровождается многочисленными примерами, поясняющими тех- нологию использования MATLAB для решения задач управления и идентификации.

Рассматриваются основные методы автоматического управления с использованием математического описания этих систем в простран- стве состояний, моделей на базе матричных операторов и рядов Воль- терра и нейронных сетей, методы анализа и синтеза линейных систем, а также структурированные модели систем управления, передаточные функции, структурные схемы, временные и частотные характеристи- ки. Изложены вопросы наблюдаемости, управляемости и устойчиво- сти одномерных и многомерных систем управления, удовлетворяю- щих различным критериям качества. Приводятся основные методы улучшения качества процессов управления и синтеза автоматических регуляторов. Проанализированы основные методы их идентификации, показаны особенности применения временных, частотных, спектраль- ных, стохастических непараметрических и параметрических методов идентификации. Изложение сопровождается многочисленными при- мерами, поясняющими технологию использования MATLAB для ре- шения задач управления и идентификации.

Методические указания включают в себя методику выполнения четырех лабораторных работ. Описание каждой работы содержит цель, краткую теорию по исследуемому вопросу, описание лабораторной установки, методику выполнения лабораторной работы, расчетные формулы для обработки экспериментальных данных, список контрольных вопросов. Методические указания содержат описание методики обработки результатов измерения с помощью компьютерной программы в ходе выполнения данного цикла лабораторных работ.

Практикум включает в себя описание трех лабораторных работ, соответствующих программе дисциплины «Сигналы в радиотехнических и телекоммуникационных системах». По каждой работе приводятся теоретические сведения, необходимые для квалифицированного выполнения заданий, а также содержание и порядок выполнения работы с контрольными вопросами и списком литературы. Лабораторные занятия проводятся на персональном компьютере. Рис. 44. Табл. 9. Библиогр.: 15 назв.

Рассматриваются вопросы описания и формирования сигналов в радиотехнических и телекоммуникационных системах. Излагается общая теория различных методов модуляции. Приводятся основные характеристики методов модуляции. Рассматриваются основные вопросы фазовой телеграфии, оптимальный способ передачи бинарных сигналов, проблема создания фазочувствительного детекторного устройства, вопросы реализации каналов связи с фазовой манипуляцией. Излагаются основные принципы относительной фазовой телеграфии, вопросы многоканальной фазовой телеграфии. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности 013800 Радиофизика и электроника (дисциплина «Сигналы в РТС», блок ДС), очной и заочной форм обучения. Табл. 10. Рис. 45. Библиогр.: 15 назв.

Описаны основные методы линейной и усредняющей фильтрации цифровых изображений. Методические указания предназначены для студентов специальности 010801 Радиофизика и электроника физического факультета ЯрГУ, изучающих дисциплину специализации «Цифровая обработка изображений». Могут использоваться студентами, обучающимися по специальности 210302 Радиотехника, а также направлению 550440 Телекоммуникации. Материал может быть использован при подготовке студентами курсовых и дипломных проектов. Пл. 11. Библиогр.: 22 назв.

Изложены математические основы описания сигналов с помошью разрывных функций, спектрального анализа периодических и непериодических сигналов, теории радиосигналов. Рассмотрены примеры решения задач. Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 013800 Радиофизика и электроника и направлению подготовки 550400 Телекоммуникации очной и заочной форм обучения (дисциплины "Аналоговые цепи и сигналы". "Введение в теорию сигналов", блок ОПД. ФТД). Ил. 50. Табл. 1. Библиогр.: 7 назв.

Учебное пособие посвящено изложению основных теоретических и прикладных вопросов, связанных с методами и средствами обработки сигналов; содержит большое количество поясняющих примеров и иллюстраций. Подготовлено на основе Государственного образовательного стандарта по направлению 230100 (552800) – «Информатика и вычислительная техника» для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 230105 – «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем». Может быть полезно студентам других родственных специальностей, а также для переподготовки и повышения квалификации специалистов.

В первой части учебного пособия рассматриваются физические основы волоконной оптики. Объясняется физический принцип распространения оптического излучения в волоконных световодах. Описываются конструкция и структурные параметры наиболее типичных кварцевых волокон. Излагаются основы волновой теории распространения излучения в волоконных световодах. В рамках этой теории устанавливаются зависимости волноводных свойств от структурных параметров волокна и частоты (длины волны) излучения. Дается феноменологическое и математическое описание основных физических явлений, приводящих к искажению оптических сигналов при распространении в оптическом волокне, а именно дисперсии света и оптических потерь. Указываются способы их учета и минимизации. В пособии выводятся формулы, позволяющие самостоятельно рассчитывать различные характеристики оптических волокон. Для сравнения приводятся параметры наиболее распространенных коммерческих телекоммуникационных волокон.

В пятом томе задачника в первой части представлены задачи по оценке сигналов, их параметров и энергетических спектров. Рассмотрены задачи на вычисление границ Рао-Крамера для дисперсии оценок, на определение оценок методами максимального правдоподобия и байесовских критериев, а также задачи на оценивание случайных сигналов фильтрами Винера и Калмана, приведены примеры приложения теории нелинейного оценивания (метод Стратоновича) и задачи на оценивание спектра. Во второй части пособия даны задачи на вычисление энтропии распределений, а также задачи по кодированию и по оценке помехоустойчивости систем передачи сообщений.

Изложены основные подходы и методы современной криптографии для решения задач, возникающих при обработке, хранении и передаче информации. Основное внимание уделено новым направлениям криптографии, связанным с обеспечением конфиденциальности взаимодействий пользователей компьютеров и компьютерных сетей. Рассмотрены основные шифры с открытыми ключами, методы цифровой подписи, основные криптографические протоколы, блоковые и потоковые шифры, криптографические хеш-функции, а также редко встречающиеся в литературе вопросы о конструкции доказуемо невскрываемых криптосистем и криптографии на эллиптических кривых. Изложение теоретического материала ведется достаточно строго, но с использованием элементарного математического аппарата. Подробно описаны алгоритмы, лежащие в основе криптографических отечественных и международных стандартов. Приведены задачи и упражнения, необходимые при проведении практических занятий и лабораторных работ.

В монографии изложены основные подходы и методы современной криптографии и стеганографии для решения задач, возникающих при обработке, хранении и передаче информации. Рассмотрены основные шифры с открытыми ключами, методы цифровой подписи, основные криптографические протоколы, блоковые и потоковые шифры, криптографические хеш-функции, а также редко встречающиеся в литературе вопросы о конструкции доказуемо невскрываемых криптосистем и криптографии на эллиптических кривых. Рассмотрены вопросы, связанные с использованием случайных и псевдослучайных чисел в системах защиты информации. Приведено описание основных идей и методов современной стеганографии. Подробно описаны алгоритмы, лежащие в основе криптографических отечественных и международных стандартов. Многие из приведенных в книге результатов исследований, полученных авторами в последние годы, признаны специалистами в России и за рубежом.

Цифровая обработка «сопровождает» звуковой вещательный сигнал (ЗВС) от пульта звукорежиссера до абонентского приемника - и при аналоговой и при цифровой передаче. Цель обработки заключается в согласовании свойств сигнала, как с возможностями канала передачи, так и с особенностями слухового восприятия. В учебном пособии приведены примеры практических работ по обработке и анализу свойств аудиосигналов в трактах канала звукового вещания. В ходе выполнения работ анализируются основные характеристики сигналов и каналов звукового вещания. Изучаются результаты использования базовых математических процедур, при цифровой обработке ЗВС. Моделируются способы представления и основные алгоритмы обработки сигнала в канале звукового вещания, включая анализ искажений сигнала на всех этапах его передачи - при первичном цифровом преобразовании и компактном представлении, в процессе автоматического регулирования уровня и аудиопроцессорной обработки. Практические работы выполнены на базе программного звукового редактора COOL-2000, математических пакетов Mathcad и Matlab, но при их выполнении могут быть использованы и другие программы.

Рассмотрены инновационные разработки в сфере информационных технологий и связи с использованием новых сигнальных конструкций, алгоритмов обработки информации и протоколов информационных систем (ИС). Разработки основаны на применении кодов восстановления целостности (КВЦ) информации, включающих элементы двоичного помехоустойчивого кодирования и криптографии Шеннона и обеспечивающих комплексность защиты информации от всех видов воздействия на нее в рамках единого алгоритма обработки информации при однократном введении избыточности. Протоколы ИС, использующих КВЦ, могут применять принципы адаптивного и робастного управления передачей в системе. Использование этих разработок расширяет функциональные возможности и улучшает характеристики информационных (информационно-телекоммуникационных) систем. В частности, системы приобретают свойство повышенной устойчивости к преднамеренным деструктивным воздействиям на систему (устойчивость к кибертерроризму).

Изложены принципы построения цифровых систем передачи (ЦСП) на основе импульсно-кодовой модуляции с временным разделением каналов, рассмотрены основные функциональные узлы оконечных станций ЦСП, принципы мультиплексирования при образовании высших ступеней плезиохронной цифровой иерархии, а также основы синхронной цифровой иерархии. Рассмотрены вопросы построения линейных трактов ЦСП по металлическим и оптическим кабелям. Во втором издании изменения в той или иной степени коснулись практически всех глав пособия. Существенно дополнена третья глава в части касающейся структуры цикла первичного цифрового потока и первичного мультиплексирования, четвертая глава дополнена изложением цифровых систем абонентского доступа на основе технологии xDSL, содержание седьмой главы дополнено рассмотрением линейных кодов цифровых волоконно-оптических систем передачи и особенностей распространения светового сигнала в оптическом волокне, его основных параметров и характеристик, а также рассмотрены общие вопросы построения оптических усилителей.

Рассмотрены системы и службы документальной электросвязи, единая система документальной электросвязи, интеграция услуг, аппаратное обеспечение телеграфных, факсимильных сетей. Раскрываются принципы работы локально-вычислительных сетей, их топология, методы доступа к среде передачи и технологии Х.25, Frame Relay, TCP/IP, а также вопросы межсетевого взаимодействия распределенных систем.

Рассмотрены основные направления развития сетей (конвергенция телекоммуникационных технологий), глобальная информационная инфраструктура и классификация инфокоммуникационных услуг и услуг доставки информации. Анализируются атрибуты трафика телекоммуникационных сетей и самоподобного трафика мультисервисных сетей. Рассмотрены история развития сетей связи, структура взаимоувязанной сети связи (ВСС) Российской Федерации, концептуальные положения по построению мультисервисных сетей на ВСС России. Классифицируются методы коммутации, приводится их сравнительный анализ. Приведены учебные материалы, посвященные принципам построения и проблемам перехода к сети следующего поколения. Анализируются: функциональная структура и протоколы сети следующего поколения, принципы построения транспортных пакетных сетей и сетей доступа. Рассмотрены методы и средства обеспечения качества обслуживания в NGN, общие требования к качеству доставки информации в сетях с разными технологиями, механизмы обеспечения качества обслуживания пользователей, основы соглашения об уровне качества услуг, защиты от перегрузок. Сравниваются подходы к выбору технологии транспортной сети следующего поколения и способы поддержки качества услуг доставки информации в сетях с пакетной коммутацией, сценарии перехода к NGN, принципы модернизации ГТС и СТС. Даны основные сведения о принципах управления сетями следующего поколения, методологии проектирования мультисервисных сетей. Приведены примеры построения мультисервисных сетей.

Рассмотрены в доступной форме основные положения теории информации. Материалы систематизированы по следующим ключевым разделам: определение информационных потерь в каналах связи с помехами, построение оптимальных кодов, обнаружение и исправление ошибок при использовании различных методов передачи и обработки информации, представление кодов в памяти ЭВМ в сжатом виде и в виде разнообразных структур.

Рассматриваются вопросы описания и формирования сигналов в радиотехнических и телекоммуникационных системах. Излагается общая теория различных методов модуляции. Приводятся основные характеристики методов модуляции. Рассматриваются основные вопросы фазовой телеграфии, оптимальный способ передачи бинарных сигналов, проблема создания фазочувствительного детекторного устройства, вопросы реализации каналов связи с фазовой манипуляцией. Излагаются основные принципы относительной фазовой телеграфии, вопросы многоканальной фазовой телеграфии. Табл. 10. Рис. 45. Библиогр.: 15 назв.

Описаны основные методы медианной фильтрации цифровых изображений. Методические указания предназначены для студентов специальности 010801 Радиофизика и электроника физического факультета ЯрГУ, изучающих дисциплину специализации «Цифровая обработка изображений». Могут использоваться студентами, обучающимися по специальности 210302 Радиотехника, а также направлению 550440 Телекоммуникации. Материал может быть использован при подготовке студентами курсовых и дипломных проектов.

Описаны основные методы линейной и усредняющей фильтрации цифровых изображений. Методические указания предназначены для студентов специальности 010801 Радиофизика и электроника физического факультета ЯрГУ, изучающих дисциплину специализации «Цифровая обработка изображений». Могут использоваться студентами, обучающимися по специальности 210302 Радиотехника, а также направлению 550440 Телекоммуникации. Материал может быть использован при подготовке студентами курсовых и дипломных проектов. Ил. 11. Библиогр.: 22 назв.

Изложены математические основы описания сигналов с помощью разрывных функций, спектрального анализа периодических и непериодических сигналов, теории радиосигналов. Рассмотрены примеры решения задач. Ил. 50. Табл. 1. Библиогр.: 7 назв.

Анализ и синтез сигналов специальной формы. Используемые программы: Adobe Acrobat. Труды сотрудников СГАУ (электрон. версия)