DE0226 Elektrosakaru teorija (speckurss)

Kods DE0226
Nosaukums Elektrosakaru teorija (speckurss)
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Augstākā līmeņa, Akadēmiskais
Tematiskā joma Elektronika un telekomunikācijas
Struktūrvienība Datorzinātnes, informācijas tehnoloģijas un enerģētikas fakultāte
Mācībspēks Elans Grabs, Vjačeslavs Bobrovs, Andris Ozols
Kredītpunkti 8.0
Daļas 1
Anotācija 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. No Lagranža veselo analītisko funkciju interpolācijas formulas izriet ne tikai Koteļņikova teorēma, bet arī citas diskretizācijas iespējas pie mazāk stingriem nosacījumiem, tajā skaitā ar nevienmērīgām nolasēm. Līdzīgi jaunas iespējas rodas signālu aproksimācijā un aproksimācijas kļūdu novērtēšanā, kā arī signāla atjaunošanā kanāla izejā, pat ja ir zināma tikai daļēja informācija par signālu..
Studiju kursā tiek aplūkotas sekojošās pamattēmas: veselas analītiskas funkcijas, to izmantošana signālu diskretizācijā, aproksimācijā un atjaunošanā; Furjē transformācijas īpašības; signālu blīvēšana, CDMA sistēmas; informācijas –negentropijas princips un tā nozīme telekomunikācijās; kvantu efektu ietekme uz signālu pārraidi; kvantu sakari; kvantu kriptogrāfija; kvantu datori; stohastiskā rezonanse..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Studiju kursa motivācija, mērķis un saturs. Galvenie jēdzieni. 1 0 0 0
Veselas analītiskas funkcijas, to nozīme sakaru teorijā un matemātiskās īpašības. 3 4 0 0
Galvenās Furjē analīzes teorēmas. Furjē transformācijas jēdziena paplašināšana. Nenoteiktību relācija. 2 3 0 0
Funkcijas ar ierobežotu spektru un veselas analītiskas funkcijas. 2 3 0 0
Nolašu (Koteļņikova) teorēma kā Lagranža formulas speciālgadījums. 2 3 0 0
Signālu diskretizācija ar vienmērīgām un nevienmērīgām nolasēm. 2 3 0 0
Signālu aproksimācijas sakaru sistēmās un šo aproksimāciju kļūdas. 2 3 0 0
Signālu sadales metožu klasifikācija. Signālu sadales lineārās un nelineārās metodes. 2 3 0 0
Signālu sadale ar kodēšanu (CDMA). CDMA/DS un CDMA/FH sistēmas. 2 3 0 0
Korelācijas uztvērēji baltā trokšņa un signāla daudztrajektoriju izplatīšanās gadījumā. 2 3 0 0
Kanālu signālu ortogonālā kodēšana: Volša-Adamara un Kasami kodi. 2 3 0 0
Statistiskā blīvēšana analogajās un digitālajās sakaru sistēmās. 2 3 0 0
Lineāras sistēmas sakaru tehnikā. Inversā problēma. 2 3 0 0
Lineāru sistēmu galvenais integrālvienādojums, tā atrisināšana. 2 3 0 0
Atrisinājuma unitāte un korektums, šo matemātisko īpašību praktiskā nozīme. 2 3 0 0
Signāla atjaunošana ar analītiskā turpinājuma metodi. 2 3 0 0
Trokšņu ietekme uz ieejas signāla atjaunošanas precizitāti 2 3 0 0
Kvantu efekti un to ietekme uz sakariem. 2 3 0 0
Stohastiski sakaru kanāli ar termisku troksni. 2 3 0 0
Informācijas – negentropijas princips, tā lietojumi elektronu un fotonu kanālos. 4 5 0 0
Elektronu un fotonu sakaru kanālu informācijas caurlaides spējas kvantu ierobežojumi. 2 3 0 0
Kvantu sistēmu īpatnības –stohastiskums un nelokālums. 1 2 0 0
Kvantu biti – kubiti. Kvantu sakaru kanāli. Šūmahera teorēma. 2 3 0 0
Kvantu signālu redundance, to blīvēšana un teleportācija. 2 3 0 0
Kvantu kriptogrāfija. BB84 un EPR protokoli. 2 3 0 0
Mūsdienu datortehnikas principi un attīstības tendences. 1 2 0 0
Furjē optika un hologrāfija. 2 3 0 0
Analogie kvantu datori. 2 3 0 0
RSA kods un Šora algoritms.Digitālo kvantu datoru darbības princips. 2 3 0 0
Digitālo kvantu datoru iespējas un praktiskā realizācija. 2 3 0 0
Stohastiskā rezonanse, tās matemātiskais apraksts. 2 3 0 0
Stohastiskā rezonanse dabā un tehnikā. 2 3 0 0
Kursa projekts (Nelineāras sakaru sistēmas darbības izpēte un novērtējums). 16 26 0 0
Kopā: 80 120 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Studiju kursa mērķis ir dot iespēju studentam padziļināti izprast sakaru teorijas galvenos jautājumus. Tiek pieņemts, ka pēc šī studiju kursa apgūšanas students brīvi orientējas sakaru teorijas jautājumos un spēj iegūtās zināšanas izmantot tālākajā 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 sistēmu (tajā skaitā sakaru kanālu) darbību, veikt signālu aproksimāciju un atjaunošanu ar veselu analītisku funkciju teorijas metodēm; - sniegt teorētiskus 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 teorētiskus pamatus par kvantu datoru darbības principiem, to 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. - Iegūtās zināšanas un iemaņas tiks vērtētas divējādi: pēc sagatavotajiem referātiem praktisko nodarbību laikā un noslēguma eksāmenā.
Spēj analizēt lineāru sistēmu (tajā skaitā sakaru kanālu) darbību, veikt signālu aproksimāciju un atjaunošanu ar veselu analītisku funkciju teorijas metodēm. - Iegūtās zināšanas un iemaņas tiks vērtētas divējādi: pēc sagatavotajiem referātiem praktisko nodarbību laikā un noslēguma eksāmenā.
Spēj orientēties signālu blīvēšanas koddales (CDMA) un statistiskajās metodēs, prot veikt nepieciešamo kodu un korelācijas funkciju aprēķinus. - Iegūtās zināšanas un iemaņas tiks vērtētas divējādi: pēc sagatavotajiem referātiem praktisko nodarbību laikā un noslēguma eksāmenā.
Spēj orientēties kvantu sakaru jautājumos (kvantu kanālu raksturlielumi, kvantu kriptogrāfija, kvantu teleportācija u.c.), salīdzināt tos ar klasiskajiem sakariem. - Iegūtās zināšanas un iemaņas tiks vērtētas divējādi: pēc sagatavotajiem referātiem praktisko nodarbību laikā un noslēguma eksāmenā.
Pārzina kvantu datoru darbības principus, to uzbūvi un izmantošanas iespējas. - Iegūtās zināšanas un iemaņas tiks vērtētas divējādi: pēc sagatavotajiem referātiem praktisko nodarbību laikā un noslēguma eksāmenā.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Praktiskie darbi - 50%
Eksāmens - 50%
 
Priekšzināšanas Nepieciešamas ir priekšzināšanas par elektromagnētiskajiem viļņiem , fizikālajā optikā, sevišķi jautājumos par interferenci un difrakciju, kvantu mehānikas pamatjautājumos. Brīvi jāorientējas diferenciāl – un integrālrēķinos. Jāzina kompleksā mainīgā teorijas un Furjē analīzes pamati, kā arī elektrosakaru teorija bakalaura līmenī.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 8.0 64.0 16.0 0.0 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]