Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα

Γενικά

  • Κωδικός Μαθήματος: 1402
  • Εξάμηνο: 4ο
  • Τύπος Μαθήματος: Επιστημονικής Περιοχής (ΕΠ)
  • Είδος Μαθήματος: Υποχρεωτικό (ΥΠ)
  • Γνωστική Περιοχή: Επικοινωνίες και Δίκτυα (ΕΔ)
  • Διδασκαλία Θεωρίας: 4 ώρες/εβδομάδα
  • Πιστωτικές μονάδες ECTS: 6
  • Γλώσσα διδασκαλίας και Εξετάσεων: Ελληνικά, Aγγλικά
  • Το μάθημα προσφέρεται σε φοιτητές Erasmus
  • Προτεινόμενα προαπαιτούμενα μαθήματα: (1303) Επεξεργασία Σήματος, (1301) Θεωρία Πιθανοτήτων και Στατιστική, (1104) Ηλεκτρονική Φυσική

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Σκοπός του μαθήματος είναι να εισάγει το φοιτητή στις βασικές αρχές λειτουργίας των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Το μάθημα καλύπτει το θεωρητικό υπόβαθρο που απαιτείται για την κατανόηση της λειτουργίας τέτοιων συστημάτων και των δομικών στοιχείων τους και παρέχει στους φοιτητές τα κατάλληλα εργαλεία για την αντιμετώπιση σχετικών πρακτικών εφαρμογών και προβλημάτων. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής θα είναι σε θέση:

  • Να περιγράφει και να εξηγεί τη δομή και τις βασικές λειτουργίες των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων.
  • Να εξηγεί τις βασικές μεθόδους κωδικοποίησης πηγής και να τις συγκρίνει μεταξύ τους.
  • Να υπολογίζει τις βασικές παραμέτρους μιας γραμμής μεταφοράς (π.χ. συντελεστή ανάκλασης, αντίσταση εισόδου, λόγο στασίμου κύματος).
  • Να αναγνωρίζει την (μη) ύπαρξη προσαρμογής σε ΓΜ, να συγκρίνει τα κυκλώματα αποκατάστασης προσαρμογής και να προτείνει το κατάλληλο ανάλογα με την εφαρμογή.
  • Να εκτιμά και να υπολογίζει βασικές παραμέτρους ποιότητας των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων.
  • Να εξηγεί την επίδραση του θορύβου και να υπολογίζει τη σηματοθορυβική σχέση και την πιθανότητα σφάλματος απλών συστημάτων μετάδοσης.
  • Να εξηγεί, να συγκρίνει και να αξιολογεί τις βασικές μεθόδους ελέγχου και διόρθωσης λαθών.
Γενικές Ικανότητες
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
  • Λήψη αποφάσεων
  • Αυτόνομη εργασία
  • Ομαδική εργασία
  • Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον
  • Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Περιεχόμενο Μαθήματος

Εισαγωγή στα Συστήματα Τηλεπικοινωνιών: Δομή, λειτουργίες, ποιοτικά χαρακτηριστικά.

Ανασκόπηση στην ανάλυση σημάτων στο πεδίο της συχνότητας: Φάσμα και εύρος ζώνης σημάτων, φασματική πυκνότητα ισχύος, φασματική αποδοτικότητα.

Δειγματοληψία και μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό.

Θεωρία της πληροφορία και κωδικοποίηση πηγής: Μέτρο πληροφορίας, κωδικοποίηση πηγής, κωδικοποίηση φωνής, JPEG, MPEG.

Μέσα μετάδοσης: Γραμμές μεταφοράς, κυκλωματική ανάλυση, τηλεγραφική εξίσωση, χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση και αντίσταση εισόδου, συντελεστής ανάκλασης, στάσιμο κύμα, προσαρμογή. Τύποι γραμμών. Βασικές αρχές ασύρματης μετάδοσης.

Ψηφιακή μετάδοση και θόρυβος: Κωδικοποίηση γραμμής. Ανάλυση θορύβου, σηματοθορυβική σχέση και συντελεστής θορύβου. Βέλτιστος δέκτης μεγίστης πιθανοφάνειας και πιθανότητα σφάλματος. Διασυμβολική παρεμβολή και μορφοποίηση παλμών. ΜPAM στη βασική ζώνη, διαγράμματα οφθαλμού. Θεώρημα χωρητικότητας καναλιού του Shannon.

Έλεγχος λαθών: ARQ, Εμπρόσθια διόρθωση λαθών (FEC), κωδικοποίηση και αποκωδικοποίηση. Μπλοκ κώδικες, συνελικτικοί κώδικες, κώδικες turbo, κώδικες LDPC, παραδείγματα και εφαρμογές. Επίδοση κωδίκων. Διεμπλοκή.

Διδακτικές και Μαθησιακές Μέθοδοι - Αξιολόγηση

Τρόπος Παράδοσης
  • Πρόσωπο με πρόσωπο θεωρητική διδασκαλία (παράδοση, συζήτηση, επίλυση προβλημάτων).
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
  • Χρήση λογισμικού παρουσιάσεων διαφανειών (Power point presentations).
  • Χρήση ηλεκτρονικής πλατφόρμας μάθησης (moodle).
  • Χρήση λογισμικού προσομοίωσης τηλεπικοινωνιακών συστημάτων.
  • Ηλεκτρονική επικοινωνία με τους φοιτητές.
Οργάνωση Διδασκαλίας
Δραστηριότητα Φόρτος εργασίας εξαμήνου
Διαλέξεις52
Ασκήσεις με λογισμιμκό προσομοίωσης38
Ανάλυση βιβλιογραφίας, ατομική μελέτη και επίλυση προβλημάτων90
Σύνολο 180
Αξιολόγηση φοιτητών

Α. Ενδιάμεση γραπτή εξέταση (πρόοδος) (ΕΕ) (40%)
-Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής και σωστού λάθους
-Ερωτήσεις σύντομης απάντησης

Β. Γραπτή τελική εξέταση (ΤΕ) (60%)
- Επίλυση προβλημάτων/υπολογισμοί
- Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας και ερωτήσεις κρίσεως

Για την απονομή των πιστωτικών μονάδων ο συνολικός βαθμός του μαθήματος (ΕΕ*0,4+ ΤΕ*0,6) πρέπει να είναι τουλάχιστον πέντε (5). Επιπλέον, ο ανεξάρτητος βαθμός σε κάθε μια από τις μεθόδους αξιολόγησης A και B πρέπει να είναι τουλάχιστον τέσσερα (4).

Τα κριτήρια αξιολόγησης είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές στην ηλεκτρονική σελίδα του μαθήματος και ανακοινώνονται στο πρώτο μάθημα.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Συγγράμματα μέσω του συστήματος "Εύδοξος"
  1. B. Sklar, "Ψηφιακές Επικοινωνίες", Εκδόσεις Α. Παπασωτηρίου & Σια ΟΕ, 2η εκδ., 2011, ISBN: 978-960-491-019-9.
  2. B.P. Lathi, Zhi Ding, "Σύγχρονες Αναλογικές και Ψηφιακές Επικοινωνίες", Εκδόσεις Τζιόλα και Υιοί ΑΕ, 4η έκδ., 2018., ISBN: 978-960-418-737-9, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 59421499.
  3. A. Bateman, «Ψηφιακές Επικοινωνίες», Εκδόσεις Τζιόλα και Υιοί ΑΕ, 2000, ISBN: 978-960-8050-03-7, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 18548676.
Συμπληρωματική ελληνόγλωσση βιβλιογραφία
  1. Π.Γ. Κωττής, "Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες", Εκδόσεις Τζιόλα και Υιοί ΑΕ, 2011, ISBN: 978-960-418-362-3.
  2. J.G. Proakis, M. Salehi, "Συστήματα Τηλεπικοινωνιών", Εκδόσεις Γ.Χ. Φούντα, 2η έκδ., 2015, ISBN: 9789603307631.
  3. Γ. Ευθύμογλου, "Προσομοίωση και Επίδοση Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων", Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών (www.kallipos.gr), 2015, ISBN: 978-960-603-062-8.
  4. Ν. Μήτρου, "Ψηφιακές Επικοινωνίες: Συνοπτική Θεωρία και Εργαστήριο", Σύνδεσμος Ελληνικών Ακαδημαϊκών Βιβλιοθηκών (www.kallipos.gr), 2015, ISBN: 978-960-603-299-8.
  5. Γ.Κ. Μαργκάς και Α.Σ. Πακτίτης, "Γραμμές Μεταφοράς Υψηλών Συχνοτήτων", Εκδόσεις Στέλλα Παρίκου & ΣΙΑ Ο.Ε., 2006, (2η έκδοση) ISBN: 978-960-405-858-7.
Συμπληρωματική ξενόγλωσση βιβλιογραφία
  1. K. Wesolowski, “Introduction to Digital Communication Systems”, John Wiley & Sons Ltd., 2009, ISBN: 978-0-470-69519-7.
  2. J.G. Proakis, M. Salehi, “Digital Communications”, McGraw-Hill, 5th ed., 2008, ISBN 978–0–07–295716–7
  3. F.T. Ulaby, U. Ravaioli, “Fundamentals of Applied Electromagnetics”, Pearson, 7th ed. 2015, ISBN: 9780133357035.
Συναφή επιστημονικά περιοδικά
  1. ΙΕΕΕ Communications Magazine
  2. IEEE Transactions on Communications
  3. IEEE Communications Surveys and Tutorials
  4. IEEE Transactions on Information Theory
  5. IEEE Transactions on Communications