13. Қазіргі заманғы сигналдарды өңдеу және тарату жүйелері

Модуль атауы:

Модуль 13: Қазіргі заманғы сигналдарды өңдеу және тарату жүйелері

Модуль элементтері:

Элективті пәндер

Сандық жүйелерді модельдеу.
Объектілерді қашықтан басқару жүйелерін талдау.
Телевизиялық сигнал беру технологияларын талдау.
Заманауи микроконтроллерлер және байланыс микропроцессорлары.
Басқару жүйелеріндегі микроконтроллерлер мен микропроцессорлар.
Микроконтроллерлер негізінде радиоэлектрондық құрылғыларды жобалау.
Көп арналы режимде модуляция мен кодтаудың күрделі түрлері.
Телекоммуникациялық жүйелер.
Үшінші буын коммутациялық жүйелерін талдау және дамыту.
Телекөрсетілімнің IP-телефониясы.
Ақпаратты қорғаудың заманауи криптографиялық әдістері.
Ақпаратты берудің технологиялары мен техникалық құралдарын талдау.
Телекоммуникациядағы қорғаныс.
Телекоммуникациялық желілердегі қызмет көрсету сапасы.
Нақты уақыттағы жүйелердегі компьютерлік көру.
Деректерді жинау жүйелеріндегі ni технологиялары.
Электрондық наносенсорлар.
Роботтық жүйелер.
Заманауи сымсыз технологиялар.

Оқу семестрі:

3

Модуль үшін жауапты:

Д.В. Риттер

Оқытушылар:

Сандық жүйелерді модельдеу – Риттер Д.В.
Объектілерді қашықтан басқару жүйелерін талдау – В.П. Ивель
Телевизиялық сигнал беру технологияларын талдау – Риттер Д.В.
Заманауи микроконтроллерлер және байланыс микропроцессорлары – В.П. Ивель
Басқару жүйелеріндегі микроконтроллерлер мен микропроцессорлар – P.A. Петров
Микроконтроллерлер негізінде радиоэлектрондық құрылғыларды жобалау – Савостин А.А.
Көп арналы телекоммуникациялық жүйелердегі модуляция мен кодтаудың күрделі түрлері – Герасимова Ю.В. 
Үшінші буын коммутациялық жүйелерін талдау және дамыту – Ивель В.П.
Телекөрсетілімнің IP-телефониясы – Герасимова Ю.В. 
Ақпаратты қорғаудың заманауи криптографиялық әдістері – Ивель В.П.
Телекоммуникациядағы ақпаратты қорғаудың технологиялары мен техникалық құралдарын талдау – Риттер Д.В. 
Телекоммуникациялық желілердегі қызмет көрсету сапасы - Молдахметов С.С. 
Нақты уақыттағы жүйелердегі компьютерлік көру – Савостин А.А.
Деректерді жинау жүйелеріндегі ni технологиялары – Савостин А.А.
Электрондық наносенсорлар – Савостина Г.В. 
Роботтық жүйелер – Петров П.А. 
Заманауи сымсыз технологиялар – Петров П.А. 

Тіл:

Орысша, қазақша

Куррикулуммен байланыс:

Радиотехника, электроника және телекоммуникация (Ма)

Аптасына және семестрге сағат саны:

3 семестр: аптасына - 40 сағат (дәріс - 2; практикалық сабақтар - 7; СӨЖ - 26);

семестрде - 600 сағат.

Жұмыс жүктемесі:

Аудиториялық жүктеме: 210 сағат

Аудиториядан тыс жүктеме: 390 сағат

Барлығы: 600 сағат

Кредит саны:

20 ECTS

Емтихандарды өткізу шарттары:

Емтиханға қатысу үшін студент пәнге бөлінген 100 балдан кемінде 50 балл жинауы керек

Ұсынылатын шарттар:

Модуль: Техникалық ғылымдардың өзекті мәселелері.

Оқытудың болжамды нәтижелері:

Дискретті және цифрлық сигналдар мен жүйелер теориясын; әртүрлі функционалдық күрделіліктегі микропроцессорлық жүйелерді құрудың және практикалық пайдаланудың теориялық негіздерін; көп арналы тарату жүйелерін пайдалана отырып хабарламаларды беру кезінде орын алатын құбылыстардың физикалық табиғатын, оларды математикалық түсіндіруді; тарату жүйелерінде пайдаланылатын техникалық құрылғылардың жұмыс принциптерін; сигналдарды түрлендіру және өңдеу әдістерін; беру жүйелерінің жабдықтарын; жұмыс принциптері бастапқы желі; деректерді беру жүйелерін техникалық пайдалануды ұйымдастыру; заманауи микроконтроллерлер мен аппараттық платформалардың түрлері, сондай-ақ әртүрлі мақсаттағы микропроцессорлық жүйелерді құру принциптері; наноэлектрондық компоненттердің жұмыс принциптері; National Instruments платформасында құрылған деректерді жинау жүйелерінің аппараттық және бағдарламалық компоненттерінің жұмыс принциптері; компьютерлік көру негіздері және оны нақты уақыттағы жүйелерде қолдану; кескіндерді өңдеу әдістері; үлгіні тану алгоритмдері; радиотолқындардың жоғары жиілікті диапазонында сымсыз байланысты ұйымдастыру принциптерін білу.

Цифрлық өңдеу алгоритмдерін қолдану, уақыт және жиілік салаларында дискретті және цифрлық сигналдар мен жүйелерді талдау; микропроцессорлық жүйелерді құрудың негізгі технологияларын практикада қолдану; микропроцессорлық жүйелерді құру кезінде алгоритмдер мен бағдарламалардың әдістерін қолдану; әртүрлі микропроцессорлық жүйелерді әзірлеу кезінде Схемотехника мен электр схемаларын түсіну; кітаптың әдебиеті мен анықтамалық материалдарын пайдалану, микропроцессорлық жүйелерді жобалау бастапқы желінің әртүрлі бөліктеріндегі тарату жүйелері; жобалау және өлшеу үшін техникалық құжаттама жасау; деректерді беру жүйелері мен оның жеке түйіндері үшін жабдықтың параметрлерін есептеуді орындау; наноматериалдар мен наноэлектроника туралы білімге негізделген электронды наносенсорларды жобалау және модельдеу; деректерді жинау жүйелері үшін аппараттық компоненттерді таңдау және конфигурациялау; кескіндерді өңдеу және нақты уақыт режимінде объектілерді анықтау; Машиналық оқыту мен нейрондық желілерді қоса, үлгіні тану алгоритмдерін әзірлеу; бағдарламалау Python-да; сымсыз байланысты ұйымдастыру үшін микропроцессорларды бағдарламалай білу.

Аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз етуді жобалау және жөндеу; цифрлық сигналдарды өңдеу құрылғыларын модельдеу және эксперименттік зерттеу, цифрлық сигналдарды өңдеу құрылғыларын жобалау; наносенсорлар мен наноматериалдардың параметрлерін өлшеу үшін пайдаланылатын әртүрлі аспаптар мен жабдықтармен жұмыс; деректерді жинау жүйелерінің аппараттық және бағдарламалық компоненттерін пайдалану және Ni LabVIEW; нақты уақыттағы жүйелерді жобалау және енгізу.компьютерлік көру жүйелерін құру уақыты, соның ішінде аппараттық платформаны таңдау, алгоритмдерді әзірлеу және бағдарламалық жасақтаманы енгізу; микропроцессорларға негізделген сымсыз байланыс жүйелерін құру және бағдарламалау дағдыларын меңгеру.

Сигналдарды компьютерлендірілген өңдеуді қолдану; микроконтроллерлер мен Микропроцессорлар негізінде әртүрлі радио және телекоммуникациялық жүйелерді жобалау кезінде; көп арналы телекоммуникациялық жүйелерді әзірлеу және баптау; заманауи көп арналы телекоммуникациялық жүйелердің кедергіге төзімділігін арттырудың практикалық мүмкіндіктерін талдау; микропроцессорлық жабдықтар үшін алгоритмдер мен бағдарламалар жасау; электрондық наносенсорлармен байланысты ғылыми мақалалар мен зерттеулерді талдау және бағалау; ni LabVIEW бағдарламалық жасақтамасы арқылы деректерді өңдеу және талдау; кітапханалармен және кескінді өңдеу және компьютерлік көру құралдарымен жұмыс істеу; үлгіні танудың әртүрлі алгоритмдерін пайдалану және белгілі бір тапсырма үшін ең қолайлысын таңдау; Python-да бағдарламалау және оны нақты уақыт режимінде компьютерлік көру жүйелерін әзірлеу үшін пайдаланыңыз; нақты уақыт режимінде компьютерлік көру жүйелерінің өнімділігін талдау және олардың өнімділігін оңтайландыру; жергілікті сымсыз желілерді жобалау және құру қабілетін көрсету.

Мазмұны:

Сандық жүйелерді модельдеу

Пән аналитикалық, сандық және имитациялық зерттеу әдістерін қолдана отырып, әртүрлі сыныптардың сандық жүйелерін талдаудың математикалық модельдері мен нәтижелерін зерттейді

Объектілерді қашықтан басқару жүйелерін талдау

Пән қашықтықтан мониторинг және басқару жүйелерін ақпаратты беру әдістері мен құралдарын, құрылымын, бағдарламалық және метрологиялық қамтамасыз етуді зерделейді

Телевизиялық сигнал беру технологияларын талдау.

Дискретті сигналдар және олардың спектрлері. Дискретті жүйелер және оларды сипаттау әдістері: беру функциясы, түзу және канондық құрылымдық тізбектер, айырмашылық теңдеулері, дискретті сүзгінің импульстік және өтпелі сипаттамалары. Сандық сүзгілерді жобалау: жалпыланған екі сызықты түрлендіру әдісімен берілген аналогтық прототип бойынша БИХ-сүзгілер, "өлшеу" әдісімен сызықтық ФЧХ бар КИХ-сүзгілер, мамандандырылған бағдарламалық өнімдерді пайдалана отырып, Цифрлық сүзгілерді жобалауды автоматтандыру. Сандық сүзгілердің соңғы бит әсерінен болатын әсерлер.

Заманауи микроконтроллерлер және байланыс микропроцессорлары

Пән келесі бөлімдерді оқиды: микроконтроллерлердің/микропроцессорлардың архитектурасы және жіктелуі. Компьютерлік тіл. Микроконтроллерлерді әзірлеуге және жөндеуге арналған құралдар. Микроконтроллерлер/Микропроцессорлар негізінде радиоэлектрондық құрылғыларды жобалау кезеңдері

Басқару жүйелеріндегі микроконтроллерлер мен микропроцессорлар

Microchip-тен Жаңа 16 биттік микроконтроллерлер тобы (бірінші және екінші бөліктер), DSP ядросы, қызмет көрсету модульдері, перифериялық модулі бар жаңа 16 биттік dspic33f микроконтроллерлері. Микроконтроллерлер негізінде радиоэлектрондық құрылғыларды жобалау микроконтроллерлерді жіктеу. Гарвард Сәулеті. RISC архитектурасы. AVR микроконтроллерлерінің жалпы сипаттамасы. ATmega микроконтроллерінің сипаттамасы. Периферия. Микроконтроллерлерді бағдарламалау. AVR ассемблерінің сипаттамасы. AVR Studio пакетімен жұмыс. Arduino платформасының аппараттық және бағдарламалық жасақтамасына шолу, Arduino артықшылықтары, Arduino тарихы, негізгі (негізгі) Arduino платформалары.

Көп арналы телекоммуникациялық жүйелердегі модуляция мен кодтаудың күрделі түрлері

Модуляция мен кодтаудың заманауи түрлері, сондай-ақ көп арналы телекоммуникациялық жүйелерді жобалау кезінде білімді практикалық қолдану дағдыларын игеру.

Үшінші буын коммутациялық жүйелерін талдау және дамыту

Көп арналы деректерді беру жүйелерін құру негіздері. Байланыс арнасы. Кедергілер мен бұрмаланулар. Кодтау және модуляция. Арналардың жиіліктік бөлінуімен көп арналы сигналдарды қалыптастыру принциптері. Екі жақты сигнал беру ерекшеліктері. Телекоммуникациялық арналардағы кедергілер. Қазіргі заманғы деректерді беру жүйелерінің құрылысы. Арналарды уақытша бөлу арқылы тарату жүйелерін құру негіздері. Сызықтық жол.

IP телефония, телепрезентация.

Сандық тарату жүйелерінің сызықтық кодтары. Сандық сигнал формасының регенерациясы. Сандық деректерді беру жүйелерін стандарттау. Сандық ағындардың уақытша бірігуі. Асинхронды сандық ағындарды уақытша топтастыру. Командаларды беру, жылдамдықты үйлестіру.

Ақпаратты қорғаудың заманауи криптографиялық әдістері

Келесі бөлімдерді зерттеу: криптография тарихы. Негізгі тұжырымдама. Криптографияның математикалық негіздері. Кодтардың сенімділігі. Шеннон теориясының негіздері. Хэш функциялары. Ақпаратты қорғаудың криптографиялық әдістеріне кіріспе. Симметриялық шифрлау жүйелері. Асимметриялық шифрлау жүйелері. Электрондық цифрлық қолтаңба. Кілттерді көпшілікке тарату. Телекоммуникациялық желілердегі ақпаратты қорғаудың криптографиялық әдістері.

Телекоммуникациядағы ақпаратты қорғаудың технологиялары мен техникалық құралдарын талдау

Пәннің мақсаты-магистранттарды телекоммуникациялық жүйелердегі ақпаратты техникалық қорғаудың жалпы мәселелері мен міндеттерімен таныстыру. техникалық барлаудың міндеттері, құрылымы мен мүмкіндіктері, ақпарат алудың негізгі кезеңдері мен процестері туралы; қорғалатын ақпараттың ағып кетуіне ықпал ететін техникалық құралдар мен жүйелердегі физикалық процестер туралы; ақпаратты алу мен қорғаудың пайдаланылатын және перспективалы техникалық құралдарының қасиеттері туралы; ақпаратты қорғау жүйесі мен оның негізгі құжаттарының жай-күйі туралы түсінік береді

Телекоммуникациялық желілердегі қызмет көрсету сапасы

Пәннің мақсаты-магистранттарды телекоммуникациялық жүйелердегі ақпаратты техникалық қорғаудың жалпы мәселелері мен міндеттерімен таныстыру. техникалық барлаудың міндеттері, құрылымы мен мүмкіндіктері, ақпарат алудың негізгі кезеңдері мен процестері туралы; қорғалатын ақпараттың ағып кетуіне ықпал ететін техникалық құралдар мен жүйелердегі физикалық процестер туралы; ақпаратты алу мен қорғаудың пайдаланылатын және перспективалы техникалық құралдарының қасиеттері туралы; ақпаратты қорғау жүйесі мен оның негізгі құжаттарының жай-күйі туралы түсінік береді

Роботтық жүйелер

Робот құрылғысы. Робот көлікті басқарады. Роботты басқару жүйесі. Басқару объектісінің математикалық көрінісі. Контроллер синтезі: PID реттегіші. Сандық басқару жүйелері. Жүйелерді анықтау. Қозғалтқыштар. Модель параметрлерін анықтау. Мехатроникалық жүйелер. Жылжымалы Роботтар. Голономды емес шектеулері бар жүйелер. Басқару әсерлері жоқ жүйелер

Электрондық наносенсорлар

Электрондық наносенсорлардың, наноматериалдардың және наноқұрылымдардың жұмыс принциптері. Наноэлектрондық компоненттердің жұмыс принциптері. Наноэлектрониканы электронды наносенсорларда қолдану. Химиялық наносенсорлар. Биомедициналық наносенсорлардың жұмыс принциптері.Деректерді жинау жүйелеріндегі ni технологияларыNI аппараттық компоненттері: деректерді жинау тақталары, енгізу-шығару модульдері, бағдарламаланатын контроллерлер, қуат көздері. NI бағдарламалық жасақтамасы: LabVIEW, SignalExpress, daqmx және басқа құралдарды қамтитын ni бағдарламалық жасақтамасы. NI платформасында деректерді жинау жүйелерін жобалау. Деректерді жинау жүйелерін ғылыми және өндірістік қосымшаларға біріктіру.

Нақты уақыттағы жүйелердегі компьютерлік көру

Нақты уақыттағы кескіндерді өңдеу; Машиналық оқыту және оны нақты уақыттағы компьютерлік көру жүйелерінде қолдану; графикалық процессорларды (GPU) және микроконтроллерлерді пайдалануды қоса алғанда, нақты уақыттағы кескіндерді өңдеуді аппараттық және бағдарламалық жеделдету; нақты уақыттағы компьютерлік көру жүйелерін әзірлеу және енгізу; Нақты уақыттағы компьютерлік көру жүйесінің өнімділігі мен сапасын бағалау; компьютерлік көру қолданбалары нақты уақыттағы жүйелерде.

Заманауи сымсыз технологиялар.

Сымсыз деректер жүйелері. Сымсыз байланыс желілерінің жіктелуі. Сымсыз байланыс жүйелерінің жиілік диапазондары. Ұялы байланыс қызметтерін ұсынуды ұйымдастыру. Сымсыз жергілікті желілер. Бірнеше станцияға қол жеткізу әдістері. Арналарды уақытша бөлуге негізделген бірнеше қол жетімділік жүйелері. GSM стандартты ұялы байланыс. Жасуша жүйесінің қызметі. Кәсіпорынның сымсыз желілері. Сымсыз жергілікті желілерде қолданылатын технологиялар. Роботтық жүйелердегі сымсыз деректерді беру. Стандарт 802.15.4. Графикалық бағдарламалау орталары. Ардуино. Байланыс Сымсыз интерфейстер арқылы жүзеге асырылады. ZigBee автоматтандырылған технологиясы. Zigbee технологиясында қолданылатын командалық жүйе. Төмен жылдамдықты деректерді тасымалдауға арналған Wi-Fi модульдері.

Емтихан нысаны:

Сандық жүйелерді модельдеу - жазбаша емтихан
Объектілерді қашықтан басқару жүйелерін талдау - жазбаша емтихан
Телевизиялық сигнал беру технологияларын талдау - жазбаша емтихан
Заманауи микроконтроллерлер мен байланыс микропроцессорлары - жазбаша емтихан
Басқару жүйелеріндегі микроконтроллерлер мен микропроцессорлар - жазбаша емтихан
Микроконтроллерлер негізінде радиоэлектрондық құрылғыларды жобалау - жазбаша емтихан
Көп арналы телекоммуникациялық жүйелердегі модуляция мен кодтаудың күрделі түрлері - компьютерлік тестілеу
Үшінші буын коммутациялық жүйелерін талдау және дамыту - компьютерлік тестілеу
IP телефония телебағдарламасы - компьютерлік тестілеу
Ақпаратты қорғаудың заманауи криптографиялық әдістері - жазбаша емтихан
Телекоммуникациядағы ақпаратты қорғаудың технологиялары мен техникалық құралдарын талдау - жазбаша емтихан
Телекоммуникациялық желілердегі қызмет көрсету сапасы - жазбаша емтихан
Нақты уақыттағы жүйелердегі компьютерлік көру - еркін формадағы емтихан
Деректерді жинау жүйелеріндегі ni технологиялары - еркін нысандағы емтихан
Электрондық наносенсорлар - компьютерлік тестілеу
Роботтық жүйелер - еркін формадағы емтихан
Заманауи сымсыз технологиялар - еркін формадағы емтихан

Модуль бойынша бағалау: таңдау бойынша еркін нысандағы емтихан

Техникалық / мультимедиялық құралдар:

Компьютерлік математика және электронды модельдеу зертханалары, MK at 89S51 негізіндегі микроконтроллерлер мен арнайы микропроцессорлар, MK at90S8535 негізіндегі микроконтроллерлер мен арнайы микропроцессорлар, Сандық құрылғылар мен микропроцессорлар, NI ELVIS кешені, NICS 6621 интерфейс тақталары, GPIB, NI Simulator, NI SCXI, Arduino, Nano, Uno, Mega, Duemilanove аппараттық платформалары, координаталық- фрезерлік станок ProtoMat S42.

Әдебиет: