Кодирование и шифрование информации в радиоэлектронных системах передачи информации

Курс лекций, компьютерные лабораторные работы, компьютерный практикум, задание на самостоятельную работу

Учебное пособие предназначено для направления подготовки специалистов по направлению 11.05.01 - Радиоэлектронные системы и комплексы (Радиоэлектронные системы передачи информации). Представляет учебное пособия для курса "Кодирование и шифрование информации в радиоэлектронных системах передачи информации". Современные учебные курсы редко рассматривают комплексно вопросы модуляции и кодирования, а также их сигнально-кодовые конструкции. Мало учебников и для реализации современных модемов и кодеков. Актуальность пособия велика, так как в современных системах связи и телевидения, а также кабельных сетях применяются все более сложные виды модуляции и кодирования, обеспечивающие высокую помехоустойчивость. Представлен курс лекций, компьютерный практикум и задания на самостоятельную работу. Рассмотрена история шифрования, классические шифры, шифрование с секретным ключом и шифрование с открытым ключом, а также криптографические протоколы в сетях передачи данных и вопросы защиты информации в современных системах связи. Методология изучения курса состоит в закреплении теоретических знаний на примерах компьютерной реализации модемов и кодеков современных телекоммуникационных систем и индивидуальных заданий на самостоятельную работу.

Кафедра радиотехнических систем

Библиографическая запись:

Голиков, А. М. Кодирование и шифрование информации в радиоэлектронных системах передачи информации: Курс лекций, компьютерные лабораторные работы, компьютерный практикум, задание на самостоятельную работу [Электронный ресурс] / Голиков А. М. — Томск: ТУСУР, 2017. — 746 с. — Режим доступа: https://edu.tusur.ru/publications/7063.
Автор:   Голиков А. М.
Год издания: 2017
Количество страниц: 746
Скачиваний: 38

Оглавление (содержание)

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................................7

1. ЦИФРОВЫЕ ВИДЫ МОДУЛЯЦИИ И СИГНАЛЬНОГО КОДИРОВАНИЯ,

ИХ СПЕКТРАЛЬНАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ............................................14

1.1. Анализ цифровых методов модуляции...........................................................................14

1.2. Модемы сотовой связи FSK, MSK GMSK и численный анализ вероятности

символьной ошибки с использованием ПО LabVIEW............................................................30

1.3. Модемы спутниковых систем связи M-QAM, M-PSK и численный анализ

вероятности символьной ошибки с использованием ПО LabVIEW........................................47

2. ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ КАНАЛА СВЯЗИ. КОДИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКА.................69

2.1. Пропускная способность канала связи. Объем сигнала и емкость канала связи, условия их согласования.........69

2.2. Исследование кодирования источника дискретных сообщений методами Шеннона-Фано.................................71

2.3. Исследование алгоритмов Лемпеля - Зива....................................................................78

2.4. Фрактальные методы кодирования изображений......................................................... 87

2.5.Вейвлет преобразования сигналов и изображений с использованием...........................99

3. ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЕ КОДИРОВАНИЕ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ CИСТЕМАХ..... 122

3.1. Исследование кодов Хемминга, БЧХ (Боуза-Чоудхури-Хоквенгема), Рида-Соломона на базе MATLAB................122

3.2. Циклические избыточные коды CRC (Cyclic redundancy check).....................................156

3.3. Сверточные коды. Декодирование сверточных кодов...................................................170

3.4. Декодирование сверточных кодов по методу Витерби с использованием ПО MATLAB........................................191

3.5. Турбокодирование. Обобщенная схема турбокодера с параллельным каскадированием. Сверточные турбокоды. Декодирование турбокодов. Характеристики помехоустойчивости сверточных турбокодов. Исследование.......................................211

3.6. Низкоплотностные коды. Классификация LDPC-кодов. Методы построения проверочных матриц. Алгоритмы декодирования низкоплотных кодов. Оценка сложности алгоритмов декодирования на базе MATLAB и LabVIEW..............................225

3.7. Исследование каскадных кодов......................................................................................243

4. СИГНАЛЬНО-КОДОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ В ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ.......265

4.1. Сигнально-кодовые конструкции на основе Треллис кодовой модуляции (ТСМ) и их анализ с использованием MATLAB...... 292

4.2. Исследование сигнально-кодовой конструкции на базе системы с ортогональным частотным мультиплексированием и пространственно-временным кодированием OFDM - MIMO........285

5. ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОГО КОДИРОВАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ СВЯЗИ (ЗАДАНИЕ НА САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ

РАБОТУ)................................................................................................................... 318

6. КЛАССИЧЕСКИЕ ШИФРЫ .....................................................................................336

6.1. Теория классических шифров .. .........................................................................375

6.2. Компьютерный практикум для классических шифров .......................................402

6.3. Задания на самостоятельную работу по классическим шифрам.........................426

7. ШИФРОВАНИЕ С СЕКРЕТНЫМ КЛЮЧОМ ..............................................................454

7.1. Теория шифров с секретным ключом..................................................................454

7.2. Компьютерный практикум для шифров с секретным ключом.............................552

8. ШИФРОВАНИЕ С ОТКРЫТЫМ КЛЮЧОМ................................................................610

8.1. Теория шифров с открытым ключом ..................................................................610

8.2. Компьютерный практикум для шифров с открытым ключом.... .........................634

9. КРИПТОГРАФИЧЕСКИЕ ПРОТОКОЛЫ В СЕТЯХ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ....................681

9.1. Теория шифров с открытым ключом криптографические протоколы в сетях передачи данных.........................681

9.2. Компьютерный практикум для шифров с открытым ключом.... ........................ 712

10. ШИФРОВАНИЕ В СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ ........................................723

10.1. Безопасность GSM сетей...................................................................................723

10.2. Криптографическая защита беспроводных сетей стандартов LTE....................726

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...........................................................................................................743

ЛИТЕРАТУРА..............................................................................................................745



Похожие пособия