Welcome to Multicom Lab
Advanced Communications
 
   
   

Ασκήσεις

 

1η Σειρά Ασκήσεων (24/10/2017)

 

 

 

 

Τίτλος Μαθήματος:                       Προηγμένα Θέματα Επικοινωνιών
Αγγλικός Τίτλος:                              Advanced Communications

Περιεχόμενο Μαθήματος:        
Αντικείμενο του μαθήματος είναι η παρουσίαση των βασικών αρχών που διέπουν την ανάλυση και τη σχεδίαση των ψηφιακών συστημάτων επικοινωνιών. Για το σκοπό αυτό καλύπτονται θέματα όπως

  1. Νομοτελειακά και τυχαία σήματα και συστήματα επικοινωνιών.
  2. Ψηφιακές διαμορφώσεις και φάσματα διαμορφωμένων σημάτων.
  3. Βέλτιστοι δέκτες για ψηφιακή μετάδοση σε διαύλους προσθετικού λευκού Gaussian θορύβου (AWGN).
  4. Χωρητικότητα και κωδικοποίηση διαύλου.
  5. Διαμόρφωση πολλαπλών φερουσών και OFDM.
  6. Συστήματα επικοινωνίας διάχυτου φάσματος.
  7. Ψηφιακή μετάδοση μέσω διαύλων πολλαπλών διαδρομών με διαλείψεις.
  8. Συστήματα πολλαπλών κεραιών (MIMO).

Στόχοι του μαθήματος
Με την ολοκλήρωση της διδασκαλίας του μαθήματος, οι φοιτητές θα είναι σε θέση:

    1. Να υπολογίζουν την ενέργεια, την ισχύ και το φάσμα ενός νομοτελειακού σήματος και τη μέση ισχύ και τη φασματική πυκνότητα ισχύος ενός τυχαίου σήματος.
    2. Να επιλέγουν την κατάλληλη ψηφιακή διαμόρφωση με δεδομένα τα βασικά χαρακτηριστικά του διαύλου μετάδοσης όπως το εύρος ζώνης και το είδος των αλλοιώσεων που προκαλεί στο μεταδιδόμενο σήμα.
    3. Να σχεδιάζουν το βέλτιστο δέκτη με δεδομένα το είδος της χρησιμοποιούμενης διαμόρφωσης και τα χαρακτηριστικά του διαύλου.
    4. Να συγκρίνουν μεθόδους διαμόρφωσης ως προς την αποτελεσματική χρήση του εύρους ζώνης μετάδοσης και τις απαιτήσεις ενέργειας για συγκεκριμένη πιθανότητα σφάλματος. 
    5. Να επεξεργάζονται ειδικά θέματα επικοινωνιών που βασίζονται σε έννοιες όπως η διαμόρφωση πολλαπλών φερουσών και το OFDM, το διάχυτο φάσμα, ο δίαυλος πολλαπλών διαδρομών με διαλείψεις και τα συστήματα πολλαπλών κεραιών (MIMO).

Περίγραμμα του μαθήματος:
Το Μάθημα χωρίζεται σε  πέντε (5) γνωστικές ενότητες:

1

4x 2ωρες διαλέξεις

Εισαγωγή – Σήματα και συστήματα επικοινωνιών

 

Στην εισαγωγή περιγράφονται οι βαθμίδες ενός ψηφιακού συστήματος επικοινωνιών. Αναλύονται σήματα και συστήματα που χρησιμοποιούνται στις ψηφιακές επικοινωνίες. Ορίζονται τα τυχαία σήματα ως τυχαίες διαδικασίες και παρουσιάζονται οι ιδιότητες τους. Παρουσιάζεται η γεωμετρική αναπαράσταση των σημάτων.

2

6x 2ωρες διαλέξεις

Ψηφιακές διαμορφώσεις

 

Στην 2η ενότητα αναλύονται οι ψηφιακές διαμορφώσεις με και χωρίς μνήμη για μετάδοση στη βασική ζώνη και στη ζώνη διέλευσης. Υπολογίζονται τα φάσματα των διαμορφωμένων σημάτων. Παρουσιάζεται η σχεδίαση σημάτων για τη ψηφιακή μετάδοση μέσω διαύλων περιορισμένου εύρους ζώνης και περιγράφονται μέθοδοι εξίσωσης διαύλου για τη διόρθωση των παραμορφώσεων.   

3

6x 2ωρες διαλέξεις

Ψηφιακή αποδιαμόρφωση

 

 

Στην 3η ενότητα παρουσιάζονται οι διαφορετικοί τύποι αποδιαμορφωτών, αναλύονται τα κριτήρια ανίχνευσης, υπολογίζονται οι πιθανότητες σφάλματος ανίχνευσης παρουσία προσθετικού λευκού Gaussian θορύβου των διαφόρων συστημάτων αποδιαμόρφωσης και  γίνεται συγκριτική ανάλυση επίδοσης. Επίσης παρουσιάζεται ο συγχρονισμός φέροντος και συμβόλου.

4

5x 2ωρες διαλέξεις

Χωρητικότητα και κωδικοποίηση διαύλου

 

 

Στην 4η ενότητα γίνεται εισαγωγή στη θεωρία των πληροφοριών, ορίζεται η χωρητικότητα διαύλου και  παρουσιάζεται η κωδικοποίηση για αξιόπιστη επικοινωνία με τη χρήση γραμμικών μπλοκ και συνελικτικών κωδίκων.

5

5x 2ωρες διαλέξεις

Ειδικά θέματα επικοινωνιών

 

 

Στην τελευταία ενότητα παρουσιάζονται η διαμόρφωση πολλαπλών φερουσών και το OFDM, τα συστήματα επικοινωνίας διάχυτου φάσματος, η ψηφιακή μετάδοση μέσω διαύλων πολλαπλών διαδρομών με διαλείψεις και τα συστήματα πολλαπλών κεραιών (MIMO).

 

Παράλληλα με το θεωρητικό μέρος του μαθήματος και στα πλαίσια του εργαστηριακού του μέρους θα πραγματοποιούνται εργαστηριακές ασκήσεις με χρήση εργαλείων προσομοίωσης. Στόχος των ασκήσεων αυτών είναι η εμπέδωση των βασικών εννοιών των ψηφιακών επικοινωνιών, η ανάλυση μεθόδων διαμόρφωσης και η σύγκριση τους και τέλος η σχεδίαση συστημάτων επικοινωνίας σε αλγοριθμικό επίπεδο.

Τρόπος Αξιολόγησης
Οι φοιτητές θα αξιολογούνται στο μάθημα με βάση το σταθμισμένο μέσο όρο της τελικής γραπτής εξέτασης στην ύλη του θεωρητικού μέρους του μαθήματος και των εργασιών που θα παραδίνουν και θα παρουσιάζουν στα πλαίσια του εργαστηριακού μέρους του μαθήματος.

Βιβλιογραφία

    • John Proakis, M. Salehi, “Digital Communications”, McGraw-Hill, 5th Edition, 2008. ISBN-10: 0071263780, ISBN-13: 9780071263788.
    • John Proakis, M. Salehi, “Communications Systems Engineering”, Prentice Hall, 2nd Edition, 2002. ISBN-10: 0130617938 , ISBN-13: 978-0130617934.
    • John Proakis, M. Salehi, “Fundamentals of Communication Systems”, Prentice Hall, 2nd Edition , 2013. ISBN-10: 0133354857, ISBN-13:978-0133354850. Ελληνική μετάφραση από τις εκδόσεις Fountas με ISBN-13: 9789603307631.
    • Simon Haykin, “Digital Communication Systems”, Wiley, 2014. ISBN-10: 0471647357, ISBN-13:9780471647355.
    • Bernand Sklar, “Digital Communications”, Prentice Hall, 2nd Edition, 2001. ISBN-10: 0130847887, ISBN-13:9780130847881.
    • Rodger Ziemer, Roger Peterson, ”Introduction to Digital Communication”, Prentice Hall, 2nd Edition, 2001. ISBN-10: 0138964815, ISBN-13: 978-0138964818.
    • Ian Glover, Peter Grant, “Digital Communications”, Prentice Hall, 3rd Edition, 2009. ISBN-10: 0273718304, ISBN-13: 978-0273718307.
    • Athanasios Papoulis, S. Unnikrishna Pillai, “Probability, Random Variables and Stochastic Processes”, McGraw-Hill, 4th Edition, 2002. ISBN10: 0071226613, ISBN-13: 9780071226615.