DE0211 Signālu pārraides teorija

Kods DE0211
Nosaukums Signālu pārraides teorija
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Doktora, Akadēmiskais
Tematiskā joma Elektronika un telekomunikācijas
Struktūrvienība Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte
Mācībspēks Vjačeslavs Bobrovs, Andris Ozols, Elans Grabs
Kredītpunkti 23.0
Daļas 2
Anotācija Signālu pārraides teorija (SPT) ir zinātne par signālu pārraidi laikā un telpā ar tehnisko sistēmu palīdzību. Studiju kurss domāts, lai padziļinātu zināšanas signālu diskretizācijas un aproksimācijas jautājumos, lineāru sistēmu teorijā, balstoties uz veselo analītisko funkciju teoriju, kā arī citos sakaru tehnikas teorētiskajos jautājumos. Veselo analītisko funkciju teorija ir vērtīgs rīks sakaru teorijā un praksē, jo veselām analītiskām funkcijām kompleksajā plaknē uz reālās ass atbilst funkcijas ar ierobežotu spektru. Tieši tādas funkcijas atbilst signāliem, ko pārraida pa sakaru kanāliem ar ierobežotu frekvenču joslu. SPT ir arī kibernētikas nozare. SPT matemātiskā bāze ir Furjē analīze, varbūtību teorija, gadījumprocesu teorija un matemātisko kopu teorija. SPT sastāv no trīs daļām - signālu teorijas, traucējumnoturības teorijas un informācijas teorijas, kas satur arī kvantu informātiku un kvantu pārraidi..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
1. SPT definīcija un mērķis. Sakaru sistēmu uzbūves pamatprincipi un to attīstība. 6 10 0 0
2. Signālu veidi un to parametri. 4 6 0 0
3. Stohastisko procesu tipi un galvenie raksturlielumi. 4 6 0 0
4. Gausa un Markova procesi. 4 6 0 0
5. Galvenās Furjē analīzes teorēmas, tās jēdziena paplašināšana. Nenoteiktību relācija. 6 8 0 0
6. Signālu spektri, to saistība ar korelācijas funkcijām. Bispektri un trispektri. 4 6 0 0
7. Spektra platuma un impulsa ilguma noteikšanas kritēriji. To izvēle, sakarība starp tiem. 4 6 0 0
8. Analītisko signālu teorija. Signāla kvaziharmoniskā forma, tās lietojums. 4 6 0 0
9. Nepātrauktu signālu diskretizācijas metodes. Veselu analītisko funkciju teorijas pielietošana. 4 6 0 0
10. Signālu aproksimācija sakaru sistēmās, balstoties uz veselu analītisku funkciju teoriju. 4 6 0 0
11. Lineāru vektortelpu teorijas pamati. Ortogonāli un neortogonāli signāli. 4 6 0 0
12. Nepārtrauktu nesējsignālu modulācija. 4 6 0 0
13. Nepārtrauktu nesējsignālu manipulācija. 4 6 0 0
14. Diskrētu signālu modulācija. 4 6 0 0
15. Impulskoda modulācija. 4 6 0 0
16. Dažādu modulācijas veidu efektivitātes salīdzinājums. 4 6 0 0
17. Modulētu signālu korelācijas funkcijas un enerģētiskie spektri. 4 6 0 0
18. Sakaru kanālu modeļi. 4 6 0 0
19. Determinēta signāla pārvade caur lineāru determinētu četrpolu. Četrpolu galvenie raksturlielumi. 4 6 0 0
20. Stohastisku signālu pārvade caur lineāru determinētu četrpolu. 4 6 0 0
21. Stohastisku signālu vērtību prognozēšana: Mērķi un metodes. 4 6 0 0
22. Informācijas kvantitatīva definīcija diskrētu ziņojumu gadījumā. 4 6 0 0
23. Diskrētu ziņojumu avota entropija un redundance. Relatīvā informācija. 4 6 0 0
24. Šenona teorēma diskrētam beztrokšņa kanālam. Optimālā kodēšana. Šenona-Feno kods. 4 6 0 0
25. Diskrētu sakaru kanālu informācijas caurlaides spēja ar un bez trokšņa. 4 6 0 0
26. Nepārtrauktu ziņojumu avota informatīvie parametri. 4 6 0 0
27. Šenona teorēma nepārtrauktam trokšņainam kanālam. Šenona formula. Šenona robežas pārsniegšanas iespējas. 8 10 0 0
28. Traucējumnoturīga kodēšana un dekodēšana. Kodu klasifikācija, kodu tabulas, kodu koki, Heminga attālums. 8 10 0 0
29. Heminga kodi. 4 6 0 0
30. Cikliskie kodi. Rīda-Solomona kodi. 4 6 0 0
31. Rekurentie (konvolūcijas) kodi. 4 6 0 0
32. Finka-Hagelbargera kodi. 4 6 0 0
33. Diskrētu signālu apstrādes metodes uztvērējā. 4 6 0 0
34. Signālu koherentās un nekoherentās detektēšanas metodes. 4 6 0 0
35. Saskaņotie filtri, to realizācija. 4 6 0 0
36. Diskrētu signālu traucējumnoturīgas uztveršanas kritēriji. 4 6 0 0
37. Divisko signālu optimāla uztveršana uz baltā trokšņa fona. Kļūdas aprēķins. 4 6 0 0
38. Nepārtrauktu signālu lineāra optimāla filtrācija. 4 6 0 0
39. Maksimālās ticamības kritērija dažādas matemātiskās formas un optimālo uztvērēju blokshēmas, kas no tām izriet. 4 6 0 0
40. Neoptimālie uztvērēji. 4 6 0 0
41. Nepārtrauktu signālu optimālā uztveršana un to raksturojošie parametri. 4 6 0 0
42. Daudzkanālu sakaru sistēmu uzbūves principi. Signālu sadalīšanas lineārās un nelineārās metodes. 4 6 0 0
43. Signālu sadale ar kodēšanas palīdzību CDMA sistēmās.CDMA/DS un CDMA/FH sistēmas.Korelācijas uztvērēji CDMA sistēmās. 4 6 0 0
44. Statistiskā blīvēšana analogajās un diskrētajās sakaru sistēmās. 4 6 0 0
45. Informācijas –negentropijas princips, tā pielietojumi elektronu un fotonu kanālos. 6 8 0 0
46. Lineāras sistēmas ieejas signāla atjaunošana pēc izejas signāla. Lineāras sistēmas galvenais integrālvienādojums. 4 6 0 0
47. Lineāras sistēmas galvenā integrālvienādojuma atrisinājuma unitāte un korektums.Analītiskā turpinājuma metode. 6 8 0 0
48. Trokšņu ietekme uz ieejas signāla atjaunošanas precizitāti. 4 6 0 0
49. Kvantu ierobežojumi sakaru kanālu informācijas caurlaides spējai. Kvantu blīvēšana. 4 8 0 0
50. Kvantu sakaru kanāli, to īpatnības. 4 6 0 0
51. Šenona entropija un fon Neimana entropija. Šūmahera teorēma kvantu kanālam. 4 8 0 0
52. Kvantu kriptogrāfija. 6 8 0 0
53. Kvantu datori. 6 8 0 0
54. Stohastiskā rezonanse: trokšņu izmantošana uztvērēju jutības palielināšanai. 4 8 0 0
55. Informācijas pārvades sistēmu efektivitātes kritēriji, tās noteikšanas metodes un palielināšanas iespējas. 4 8 0 0
Kopā: 240 360 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir dot iespēju studentam padziļināti izprast sakaru teorijas galvenos jautājumus un kļūt kompetentam signālu pārraides teorijā doktora līmenī. Pēc šī kursa apgūšanas students brīvi orientēsies signālu pārraides fundamentālajos jautājumos un spēs iegūtās zināšanas izmantot tālākajā zinātniskajā un eksperimentālajā darbā, kā arī sekot jaunākajām sakaru tehnikas attīstības tendencēm. Galvenie studiju kursa uzdevumi: - attīstīt spēju izmantot veselu analītisku funkciju teoriju signālu diskretizācijai, prasmi novērtēt esošās signālu diskretizācijas metodes no veselu analītisku funkciju teorijas viedokļa; - attīstīt prasmi analizēt lineāru un nelineāru sistēmu (tajā skaitā sakaru kanālu) darbību, veikt signālu aproksimāciju un atjaunošanu ar veselu analītisku funkciju teorijas metodēm; - sniegt fundamentālus pamatus par kvantu sakaru jautājumiem (kvantu kanālu raksturlielumi, kvantu kriptogrāfija, kvantu teleportācija u.c.), attīstīt spēju salīdzināt tos ar klasiskajiem sakariem; - sniegt teorētiskus pamatus par signālu blīvēšanas koddales (CDMA) un statistiskajām metodēm, attīstīt prasmi veikt nepieciešamo kodu un korelācijas funkciju aprēķinus; - sniegt praktiskus pamatus par kvantu sakaru pārraidi, sistēmas uzbūvi un izmantošanas iespējām.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Spēj izmantot veselu analītisku funkciju teoriju signālu diskretizācijai, prot novērtēt esošās signālu diskretizācijas metodes no veselu analītisku funkciju teorijas viedokļa. - Kontroldarbs. Praktiskie darbi. Eksāmens.
Spēj analizēt lineāru sistēmu (tajā skaitā sakaru kanālu) darbību, veikt signālu aproksimāciju un atjaunošanu ar veselu analītisku funkciju teorijas metodēm. - Kontroldarbs. Laboratorijas darbi. Eksāmens.
Spēj orientēties kvantu sakaru jautājumos (kvantu kanālu raksturlielumi, kvantu kriptogrāfija, kvantu teleportācija u.c.), salīdzināt tos ar klasiskajiem sakariem. - Kontroldarbs. Praktiskie darbi. Eksāmens.
Spēj orientēties signālu blīvēšanas koddales (CDMA) un statistiskajās metodēs, prot veikt nepieciešamo kodu un korelācijas funkciju aprēķinus. - Kontroldarbs. Eksāmens.
Pārzina praktisku kvantu sakaru pārraides principus, sistēmas uzbūvi un izmantošanas iespējas. - Kontroldarbs. Laboratorijas darbi. Eksāmens.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Kontroldarbi - 20%
Laboratorijas un praktiskie darbi - 40%
Eksāmens - 40%
 
Priekšzināšanas Nepieciešamas zināšanas elektrosakaru teorijā, pārraides sistēmās, šķiedru optikas pārraides sistēmās un informācijas optiskās apstrādes fizikā.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 10.7 64.0 0.0 48.0 *
2 12.3 64.0 64.0 0.0 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]