Κωδικός Μαθήματος

 

Τύπος Μαθήματος

Μικτό - Υποχρεωτικό

Κατηγορία Μαθήματος

ΜΕ

Εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας

Θεωρία

2

Ασκήσεις Πράξης

0

Εργαστήριο

2

Πιστωτικές Μονάδες

Θεωρία

3

Εργαστήριο

2

ΣΥΝΟΛΟ ΔΜ

5

 

Στόχος / Σκοπός μαθήματος

Το μάθημα παρέχει στο σπουδαστή το απαραίτητο υπόβαθρο για την κατανόηση της τεχνολογίας των ψηφιακών επικοινωνιών. Στόχος είναι η σχεδίαση και αξιολόγηση των επιδόσεων μιας ολοκληρωμένης ψηφιακής ζεύξης. Επίσης γίνεται μια εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών.

Περιγραφή μαθήματος - Θεωρητικό μέρος του μαθήματος

Ψηφιακό σύστημα επικοινωνίας, Στοχαστικές διαδικασίες, Κώδικες παράστασης δεδομένων, Δειγματοληψία αναλογικών σημάτων, Μετάδοση δεδομένων σε βασική ζώνη, Θόρυβος στις ψηφιακές επικοινωνίες, Τεχνικές ψηφιακής διαμόρφωσης, Πολυπλεξία σημάτων, Εισαγωγή στα δίκτυα υπολογιστών.

Ακολουθεί αναλυτικό περίγραμμα του μαθήματος κατανεμημένο σε δεκατρείς εκπαιδευτικές εβδομάδες :

Εβδομάδα

Π ε ρ ι γ ρ α φ ή

1η

Μοντέλο ενός συστήματος επικοινωνίας, διατάξεις μια επικοινωνιακής ζεύξης, κανάλι επικοινωνίας, πρωτόκολλα εκπομπής

2η

Στοχαστικές διαδικασίες, πιθανότητες, τυχαίες μεταβλητές, απόκριση συστήματος σε τυχαία είσοδο, φασματική πυκνότητα ισχύος

3η

Κώδικες παράστασης δεδομένων, δυαδική σηματοδοσία, σηματοδοσία πολλών επιπέδων, χωρητικότητα καναλιού, ρυθμός μεταφοράς πληροφορίας, εντροπία

4η

Δειγματοληψία αναλογικών σημάτων, κβάντιση, διαμόρφωση PCM, διαμόρφωση δέλτα, προσαρμοστική διαμόρφωση δέλτα

5η

Μετάδοση δεδομένων σε βασική ζώνη, διασυμβολική παρεμβολή, φιλτράρισμα καναλιού κατά Nyquist, διάγραμμα οφθαλμού, φίλτρα ανυψωμένου συνημιτόνου, προσαρμοσμένα φίλτρα

6η

Θόρυβος σε ένα ψηφιακό σύστημα επικοινωνίας, θερμικός θόρυβος, πηγές θορύβου, παραμόρφωση απολαβής, παραμόρφωση φάσης

7η

Ψηφιακή διαμόρφωση πλάτους ASK, απαιτούμενο εύρος ζώνης, ασύμφωνη ανίχνευση, σύμφωνη ανίχνευση, ρυθμός εμφάνισης σφαλμάτων

8η

Ψηφιακή διαμόρφωση συχνότητας FSK, απαιτούμενο εύρος ζώνης, ασύμφωνη ανίχνευση, σύμφωνη ανίχνευση, ρυθμός εμφάνισης σφαλμάτων

9η

Ψηφιακή διαμόρφωση φάσης PSK, απαιτούμενο εύρος ζώνης, βρόχος Costa, διαφορική κωδικοποίηση δεδομένων, ρυθμός εμφάνισης σφαλμάτων

10η

Ψηφιακή διαμόρφωση πολλών επιπέδων, Μ-αδική ψηφιακή διαμόρφωση πλάτους, συχνότητας και φάσης, ρυθμός εμφάνισης εσφαλμένων συμβόλων, Συνδυασμένη ψηφιακή διαμόρφωση πλάτους και φάσης QAM, σύγκριση μεθόδων ψηφιακής διαμόρφωσης

11η

Τεχνικές ψηφιακής διαμόρφωσης πολλών χρηστών, πολλαπλή πρόσβαση με διαίρεση συχνότητας FDMA, πολλαπλή πρόσβαση με διαίρεση χρόνου TDMA, πολλαπλή πρόσβαση με διαίρεση κώδικα CDMA

12η

Εισαγωγή στε δίκτυα Η/Υ, Internet, πρότυπα δικτύωσης και οργανισμοί προτυποποίησης, το μοντέλο αναφοράς OSI, ανίχνευση και διόρθωση λαθών

13η

Δρομολόγηση (routing) σε IP δίκτυα, επίπεδο μεταφοράς, πρωτόκολλα TCP και UDP, επίπεδο εφαρμογών, θέματα ασφάλειας δικτύων υπολογιστών, κρυπτογραφία, ψηφιακές υπογραφές, ψηφιακά πιστοποιητικά, PGP, firewalls

 

Εργαστηριακό Μέρος Μαθήματος

Το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος περιλαμβάνει την εξομοίωση της λειτουργίας ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος καθώς και των κυριότερων τεχνικών ψηφιακής διαμόρφωσης σε περιβάλλον MATLAB.

Ακολουθεί αναλυτικό περίγραμμα του εργαστηρίου κατανεμημένο σε δεκατρείς εκπαιδευτικές εβδομάδες :

Εβδομαδιαίο πρόγραμμα

Εβδομάδα

Π ε ρ ι γ ρ α φ ή

1η

Δειγματοληψία, παλμοκωδική διαμόρφωση – PCM

2η

Προσθήκη τυχαίου θορύβου για την αποφυγή παραμόρφωσης

λόγω κβάντισης - Dithering

3η

Διαμόρφωση δέλτα και προσαρμοστική διαμόρφωση δέλτα

4η

Διαμόρφωση με κλείδωμα αλλαγής πλάτους - ASK

5η

Αποδιαμόρφωση σήματος ASK

6η

Διαμόρφωση με κλείδωμα αλλαγής συχνότητας - FSK

7η

Αποδιαμόρφωση σήματος FSK

8η

Διαμόρφωση με κλείδωμα αλλαγής φάσης - PSK

9η

Αποδιαμόρφωση σήματος - PSK

10η

Κωδικοποιητής – αποκωδικοποιητής φωνής

11η

Μ-αδική διαμόρφωση ASK

12η

Μ-αδική διαμόρφωση FSK, PSK

13η

Ορθογώνιο ASK 8 επιπέδων - QASK

 

Αναμενόμενα μαθησιακά αποτελέσματα

Μετά το τέλος του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε θέση :

  • Να μελετήσουν θεωρητικά τη δειγματοληψία και κβάντιση ενός αναλογικού σήματος
  • Να εξετάσουν συγκριτικά τις διάφορες τεχνικές ψηφιακές διαμόρφωσης ως προς την απόδοσης τους και την ανοσία που παρουσιάζουν στην παρείσφρηση τυχαίου θορύβου.
  • Να εκτελέσουν κατά το δυνατόν ρεαλιστικές προσομοιώσεις των παραπάνω σε περιβάλλον MATLAB.

Προσόντα και ειδικότητα του εκπαιδευτικού που απαιτούνται για την εφαρμογή και την επίτευξη των μαθησιακών στόχων του μαθήματος : Κατάλληλη εκπαιδευτική, ερευνητική, επιστημονική, επαγγελματική εμπειρία στο γνωστικό αντικείμενο της Ανάλυσης Σχεδίασης Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων.

Διδακτικά βοηθήματα

  1. Ν. Γυφτόπουλος, Μετάδοση δεδομένων και δίκτυα υπολογιστών, εκδότης Β. Γκιούρδας.
  2. Καραγιαννίδης Γ., Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα, εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοι, 2010.