Βασικές Έννοιες Συστημάτων Επικοινωνίας¶

Επίσημο περίγραμμα μαθήματος του ΤΜΗΥΠ (Πανεπιστήμιο Πατρών), όπως δημοσιεύεται στη σελίδα του μαθήματος και στο συνημμένο αρχείο «Περίγραμμα Μαθήματος». Το κείμενο παρατίθεται αυτούσιο, χωρίς τα πρότυπα οδηγιών του εντύπου.

Στόχοι¶

Α. Θεωρία Ο φοιτητής που ολοκληρώνει επιτυχώς το μάθημα είναι σε θέση να :
περιγράψει τη βασική δομή ενός ψηφιακού τηλεπικοινωνιακού συστήματος (ΨΤΣ) και των κύριων υποσυστημάτων του,
κατανοεί την έννοια της Πληροφορίας, τους θεμελιώδεις περιορισμούς κατά τη μετάδοσή της, αλλά και τα όρια των δυνατοτήτων ενός ΨΤΣ,
αναλύσει τη συμπεριφορά ενός τηλεπικοινωνιακού καναλιού,
περιγράψει αναλυτικά τη διαδικασία διέλευσης του σήματος πληροφορίας μέσα από τα βασικά υποσυστήματα ενός ΨΤΣ,
σχεδιάσει και υλοποιήσει βασικές τεχνικές κωδικοποίησης πηγής (με και χωρίς απώλειες),
κατανοεί τις κύριες μεθόδους ψηφιακής διαμόρφωσης και τις παραμέτρους που οδηγούν στην επιλογή της πλέον κατάλληλης μεθόδου για μια συγκεκριμένη εφαρμογή,
παρουσιάσει τα βασικά υποσυστήματα του βέλτιστου δέκτη και να εξηγήσει τη λειτουργία τους,
κατανοεί τη διαδικασία μετάδοσης μέσα από τηλεπικοινωνιακά κανάλια περιορισμένου εύρους ζώνης.

Β. Εργαστηριακή Άσκηση Ο φοιτητής που ολοκληρώνει επιτυχώς τις εργαστηριακές ασκήσεις του μαθήματος μπορεί να:

εξομοιώσει ένα τηλεπικοινωνιακά σύστημα και τα βασικά υποσυστήματά του,
υλοποιεί αλγορίθμους βέλτιστης βαθμωτής και διανυσματικής κβάντισης,
υλοποιεί τεχνικές κωδικοποίησης πηγής (με και χωρίς απώλεια πληροφορίας),
να υλοποιεί τεχνικές ψηφιακής διαμόρφωσης,
να υλοποιεί τη διαδικασία βέλτιστης φώρασης,
να υλοποιεί τη διαδικασία μετάδοσης μέσα από κανάλια περιορισμένου εύρους ζώνης,
να υπολογίζει την επίδοση τεχνικών μετάδοσης μέσα από κανάλια για διάφορα τυπικά σενάρια.

Περιεχόμενο (ύλη)¶

Α. Διαλέξεις Μεταξύ άλλων, στο πλαίσιο του μαθήματος καλύπτονται τα ακόλουθα:

Βασικό μοντέλο Ψηφιακού Τηλεπικοινωνιακού Συστήματος. Τύποι καναλιών. Μαθηματικά μοντέλα καναλιών.
Βασικά στοιχεία της Θεωρίας Πληροφορίας. Θεμελιώδεις περιορισμοί στις επικοινωνίες δεδομένων και σχετικά θεωρήματα.
Κωδικοποίηση πηγής, βασικές έννοιες, PCM, DPCM, Δέλτα διαμόρφωση.
Μετάδοση μέσω καναλιών τύπου AWGN.
Θεωρία βέλτιστου δέκτη.
Βασικές μέθοδοι ψηφιακής διαμόρφωσης, FSK, PSK, ASK, QPSK, QAM.
Πιθανότητα σφάλματος για βασικές μεθόδους διαμόρφωσης.
Επίδραση του καναλιού στη μετάδοση δεδομένων. Μετάδοση στη βασική ζώνη.
Το φαινόμενο της διασυμβολικής παρεμβολής και η αντιμετώπιση του.
Βασικές τεχνικές πολυπλεξίας.

Β. Εργαστηριακές Ασκήσεις

Άσκηση 1: Σχεδιασμός και υλοποίηση βαθμωτού και διανυσματικού κβαντιστή
Άσκηση 2: Κωδικοποίηση Διακριτής Πηγής με τη μέθοδο DPCM
Άσκηση 3: Σχεδιασμός και υλοποίηση Ομόδυνου Ζωνοπερατού Συστήματος M-PΑΜ
Άσκηση 4: Μελέτη Απόδοσης Ομόδυνου Ζωνοπερατού Συστήματος M-PΑΜ
Άσκηση 5: Διαμόρφωση Μ-PSK και M-FSK
Άσκηση 6: Εξομοίωση Τηλεπικοινωνιακού Συστήματος Βασικής Ζώνης

Αξιολόγηση¶

Η αξιολόγηση περιλαμβάνει:

Γραπτή εξέταση (75% του συνολικού βαθμού)
Υποχρεωτικές Εργαστηριακές Ασκήσεις (25% του συνολικού βαθμού)
Προαιρετικό Project (10% bonus)

Βιβλιογραφία¶

Συστήματα Επικοινωνιών, J. Proakis, M. Salehi, 2η Έκδοση, Εκδόσεις ΦΟΥΝΤΑΣ.
Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα, Γ. Καραγιαννίδης , Εκδοτικός Οίκος: Τζιόλα, 2017. -Συναφή επιστημονικά περιοδικά και συνέδρια:
IEEE Transactions on Communications
IEEE Transactions on Wireless Communications
IEEE Communications Magazine
IEEE Signal Processing Magazine
EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking
ICC, GLOBECOM, ICASP, Eusipco,