Васюков В.Н., Новиков К.В. - ТЭС Задачи и упражнения (1275384), страница 4
Текст из файла (страница 4)
где ,
и
– напряжения на входе и выходе компрессора,
и
– их максимальные (амплитудные) значения, а функция
определяется выражением
. Постройте график характеристики компрессора для
.
где . Постройте график разности
- и
-аппроксимаций.
-
После компрессии исходный сигнал подвергается равномерному квантованию на 256 уровней. Определите количество уровней квантования, приходящееся на линейный участок характеристики компрессора, соответствующего европейскому стандарту.
-
Шум ложных импульсов, порождаемый ошибками при приеме отдельных разрядов кодовых комбинаций, можно в некоторой степени характеризовать вероятностью
появления в комбинации длины
ровно
ошибок, где
– вероятность ошибки в одном разряде. Определите вероятность того, что в восьмиразрядной комбинации не произойдет ни одной ошибки.
-
Если вероятность
мала, то вероятность того, что в комбинации длины
произойдет хотя бы одна ошибка, приближенно равна
. Определите, при каком
это приближенное значение отличается от истинного не более чем на 10%.
11. ПРИНЦИПЫ МНОГОКАНАЛЬНОЙ СВЯЗИ
-
Система с временным уплотнением каналов работает в диапазоне частот
кГц, и объединяет в групповой сигнал до 10 каналов. Диапазон рабочих частот в системе повысили до
кГц. Сколько каналов можно организовать в новом диапазоне частот при условии сохранения всех качественных параметров системы на прежнем уровне.
-
В системе с временным уплотнением каналов в групповой сигнал уплотняются цифровые потоки, представляющие собой последовательности прямоугольных импульсов с одинаковой длительностью и амплитудой. При этом импульс с амплитудой
кодирует единицу, а импульс с нулевой амплитудой – нуль. Длительность посылки при передаче 1-го бита информации уменьшили в 3,5 раза, рабочий диапазон частот в канале увеличили в 2 раза. Ухудшится или улучшится помехоустойчивость системы и почему?
-
Для системы с частотным уплотнением каналов рассчитайте количество каналов, если диапазон рабочих частот, отводимый для группового сигнала, составляет 1 МГц, диапазон частот для каждого канала – 3100 Гц, величина защитного интервала – 50 Гц.
-
Групповой сигнал системы связи образуется за счет частотного уплотнения трех цифровых сигналов, каждый из которых получен на выходе системы с временным уплотнением на 10 каналов с полосой частот 3100 Гц каждый. Диапазон частот, отводимый для работы системы связи 100 кГц. Как нужно изменить рабочий диапазон частот системы, если потребуется увеличить суммарное количество каналов на входе систем с временным уплотнением до 33-х при сохранении величины защитных интервалов частот в групповом сигнале?
12. ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
-
Непосредственными вычислениями определите отклик ЛИС-цепи с импульсной характеристикой
на последовательность из предыдущей задачи.
-
Определите комплексную частотную характеристику цепи по ее импульсной характеристике
-
Найдите отклик цепи с импульсной характеристикой
на последовательность
,
; на последовательность
,
; на последовательность
,
.
-
Пользуясь формулой суммирования геометрической прогрессии, найдите
-преобразования последовательностей:
-
Определите, устойчив ли каузальный цифровой фильтр с передаточной функцией
-
Рассчитайте отсчеты импульсной характеристики трансверсального фильтра, аппроксимирующего идеальный (П-образный) фильтр нижних частот с граничной частотой
, путем разложения желаемой КЧХ в ряд Фурье и последующего сдвига последовательности вправо для обеспечения каузальности. Количество
удерживаемых отсчетов примите равным 7; 15; 31. Постройте графики АЧХ.
-
Примените к полученной импульсной характеристике, содержащей 15 отсчетов, взвешивание окном Хэнна
Рассчитайте и постройте график АЧХ.
-
Примените к импульсной характеристике, полученной при решении задачи 7 и содержащей 15 отсчетов, взвешивание окном Блэкмана
Рассчитайте и постройте график АЧХ.
-
Постройте графики АЧХ, полученные при взвешивании импульсной характеристики окнами Хэнна и Блэкмана (задачи 8 и 9), на одном графическом поле, используя логарифмический масштаб по оси ординат.
-
Найдите дискретное преобразование Фурье последовательности из 8 отсчетов, описываемой выражением
Примените к полученному ДПФ-спектру фильтрацию нижних частот, оставив три ненулевых отсчета (какие это отсчеты?). Выполните обратное ДПФ. Изобразите друг под другом графики исходной последовательности и результата фильтрации. Объясните поведение «хвоста» результирующей последовательности.
13. ОСНОВЫ КРИПТОЗАЩИТЫ СООБЩЕНИЙ В СИСТЕМАХ СВЯЗИ
-
Разработайте шифр простой подстановки для алфавита, состоящего из русских букв (строчные и прописные буквы не различаются). Зашифруйте этим шифром достаточно длинный текст (около тысячи знаков). Оцените по шифртексту вероятности отдельных знаков. Найдите аналогичные оценки вероятностей букв для другого текста, относящегося к той же предметной области. Сравните оценки и сделайте вывод о возможности взлома шифра подстановки на основе статистики. (Желательно обменяться шифртекстами с партнером.)
-
Зашифруйте тот же текст шифром Виженера с ключом, состоящим из двух (трех, четырех) букв. Найдите оценки вероятностей букв для шифртекстов и сделайте выводы о стойкости полученных шифров.
-
Составьте сообщение на русском языке длиной
букв при некоторых целых
и
. Зашифруйте сообщение путем записи по срокам в массив размерами
и последующего считывания по столбцам. Предложите партнеру расшифровать шифрограмму, не зная ключа. Что в данном случае является ключом? К какому виду шифров относится данный шифр?
-
Разработайте шифр с открытым ключом по методу RSA. Зашифруйте с помощью открытого ключа некоторое сообщение. Предложите партнеру расшифровать шифрограмму, сообщив ему секретный ключ.
ЛИТЕРАТУРА
-
Васюков В.Н. Теория электрической связи: учебник. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. – 392 с. («Учебники НГТУ»).
-
Теория электрической связи. Учебник для вузов / Под ред. Д.Д. Кловского. – М.: Радио и связь, 1999. – 432 с.
-
Прокис Дж. Цифровая связь. – М.: Радио и связь, 2000. – 800 с.
-
Кловский Д.Д., Шилкин В.А. Теория передачи сигналов в задачах: Учеб. пособие для вузов. – М: Связь, 1978. – 252 с.
СПРАВОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
-
Алгебраические модели. Группы, поля, пространства
Множество элементов
,
,
,
называется группой, если определена бинарная операция
, которая каждой паре элементов
,
ставит в соответствие элемент
так, что выполняются свойства (аксиомы группы):
а) (замкнутость
по отношению к операции
);
б) (ассоциативность операции
);
в) (существование нейтрального элемента);
г) (существование обратного элемента для каждого элемента группы).
Группа называется коммутативной (абелевой) если
.
Множество
элементов
,
,
,
называется полем, если на нем определены две бинарные операции
и
, условно называемые сложением и умножением, такие, что выполняются аксиомы поля:
а) является коммутативной группой по сложению;
б) совокупность всех ненулевых элементов является коммутативной группой по умножению;
в) , (дистрибутивность сложения и умножения).
Множество элементов
,
,
,
называется линейным (векторным) пространством над полем
, а элементы множества
называются векторами, если на
определены две бинарные операции – сложение векторов (+) и умножение вектора на скаляр (
), такие, что
I) есть коммутативная группа по сложению векторов.
II) Операция умножения вектора ( ,
,…) на скаляр (
,
,…) удовлетворяет следующим условиям:
а) (замкнутость пространства относительно умножения вектора на скаляр);
б) (ассоциативность умножения вектора на скаляр);
в) ,
(дистрибутивность сложения векторов и умножения вектора на скаляр);
г) , где
– элемент поля
(скаляр), нейтральный относительно операции умножения скаляров в поле
.
Метрикой (расстоянием) на произвольном множестве называется вещественная функция (или функционал1)
, определенная для любой пары элементов
и удовлетворяющая следующим условиям: