Ψηφιακές Επικοινωνίες (Θεωρία)

Πληροφορίες Μαθήματος

Εξάμηνο Μαθήματος:
4
Μέρος Μαθήματος:
Θεωρία
Κωδικός Μέρους Μαθήματος:
244401
Εβδομαδιαίες Ώρες Διδασκαλίας:
3
Εβδομαδιαίες Ώρες Άσκησης Πράξης:
1
Μονάδες ECTS Μαθήματος:
7
Διαθέσιμο σε σπουδαστές ERASMUS:
Ναι


Σκοπός Μαθήματος

Η ύλη του μαθήματος στοχεύει στην εισαγωγή των σπουδαστών στις βασικές έννοιες της των ψηφιακών συστημάτων καθώς και της ψηφιακής διαμόρφωσης σήματος, αποστολής και ανάκτησης του αρχικού σήματος της πληροφορίας.


Μαθησιακοί Στόχοι

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

  • Περιγράφει τα βασικά δομικά στοιχεία ενός τυπικού τηλεπικοινωνιακού συστήματος.
  • Περιγράφει τις βασικές τεχνικές ψηφιακής και αναλογικής διαμόρφωσης με 500 λέξεις κατά περίπτωση.
  • Εξηγεί τον μετασχηματισμό Fourier.
  • Διακρίνει το σήμα από τη φέρουσα αυτού και τις μορφές σημάτων πληροφορίας.
  • Προτείνει τρόπους προστασίας από την Η/Μ Ακτινοβολία.
  • Προτείνει κατάλληλα μέσα μετάδοσης.
  • Υπολογίζει μεγέθη του συστήματος μετάδοσης.
  • Προτείνει μορφές διαμόρφωσης αναλογικών σημάτων.
  • Εξηγεί την Ασύρματη επικοινωνία.
  • Ψηφιακή  μετάδοση ψηφιακών σημάτων.
  • Εξετάζει τις Ασύρματες επικοινωνίες.
  • Συνδυάζει τις τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης και πολυπλεξίας.
  • Αναγνωρίζει την πληροφορία και την κωδικοποιεί.
  • Παράγει Ψηφιοποιημένα αναλογικά σήματa.


Γενικές Ικανότητες

  • Αυτόνομη Εργασία.
  • Ομαδική Εργασία.
  • Ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών.
  • Προαγωγή της επαγωγικής σκέψης.


Περιγραφή Μαθήματος

Το μάθημα αποτελεί το βασικό εισαγωγικό μάθημα στις έννοιες των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων και των μεθόδων διαμόρφωσης και ψηφιακής μετάδοσης σήματος. Ο μαθηματικός φορμαλισμός της θεωρίας της πληροφορίας είναι η βάση της κατανόησης των διαμορφώσεων. Γνώσεις του μετασχηματισμού Fourier, και των φασιθετών διευκολύνουν τον φοιτητή στην κατανόηση και επίλυση των προβλημάτων. Η ενσύρματη και ασύρματη επικοινωνία μέσω των αντίστοιχων διαμορφώσεων και μέσων μετάδοσης  διευκολύνουν τον φοιτητή στην απόφαση για την χρησιμοποίηση του κατάλληλου μέσου και της κατάλληλης διαμόρφωσης κατά περίπτωση.

  • Εισαγωγή στις τηλεπικοινωνίες Γενικευμένη άποψη του τηλεπικοινωνιακού συστήματος. Χαρακτηριστικά μεγέθη μετάδοσης.
  • Βασικές γνώσεις μετασχηματισμού Fourier, σήματος και φασιθετών
  • Στοιχεία μετάδοσης, Κώδικες, Decibel, Συγχρονισμός, Διαχείριση σφαλμάτων, Συμπίεση
  • Στοιχεία θεωρίας της πληροφορίας και κωδικοποίησης (Bits, εντροπία, ρυθμός πληροφορίας, Θεωρήματα Shannon).
  • Ενσύρματα Μέσα μετάδοσης, Τηλεφωνικές γραμμές, Ομοαξονικά, Οπτικές Ίνες,
  • Ασύρματες επικοινωνίες, Κεραίες, Μικροκυματικές ζεύξεις, Δορυφορικές επικοινωνίες, Η/Μ Ακτινοβολία και Υγεία, Μετρήσεις Πεδίων,
  • Ασύρματη τηλεφωνία, GSM, DCS, GPRS, UMTS, DECT, TETRA
  • Ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος (Δειγματοληψία, Κβαντοποίηση, Κωδικοποίηση).
  • Εύρος ζώνης και χωρητικότητα καναλιού. Είδη και μορφές σημάτων πληροφορίας.
  • Αναλογική διαμόρφωση ψηφιακού σήματος (ASK, FSK, PSK, QAM, TCM και DMT).
  • Η λειτουργία του modem (Φωνόσυχνο V90/92, ADSL,VDSL).
  • Βασικά στοιχεία ψηφιακής μετάδοσης.
  • Τεχνικές ψηφιακής διαμόρφωσης αναλογικών σημάτων (PAM, PPM, PWM, PCM και δ).
  • Ψηφιακή  μετάδοση ψηφιακών σημάτων (NRZ, RZ, Biphase, Κώδικες γραμμής).
  • Τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης και πολυπλεξίας (FDM, TDM και CDM).
  • Τεχνικές διαμόρφωσης διάχυτου φάσματος (spread spectrum).
  • Συστήματα ψηφιακής μετάδοσης σε υψηλές ταχύτητες (Ευρωπαϊκό σύστημα Ε1 και οι ανώτερες τάξεις ιεραρχίας, συστήματα PDH και SDH).
  • Ασύρματα δίκτυα Wi-Fi,  Ψηφιακή μετάδοση υψηλών ταχυτήτων, PDH, SDH, SONET.

Αξιολόγηση Σπουδαστών

Γραπτή τελική εξέταση (35%) που περιλαμβάνει:

  • Επίλυση προβλημάτων σε βασικά θέματα τηλεπικοινωνιών.
  • Θεωρητικές απαντήσεις κατανόησης της ανάλυσης σήματος κατά Fourier.
  • Θεωρητικές απαντήσεις κατανόησης της Δειγματοληψίας.
  • Θεωρητικές απαντήσεις κατανόησης των αναλογικών και ψηφιακών διαμορφώσεων.

Εκπόνηση βιβλιογραφικής έρευνας σχετικής με σύγχρονους τρόπους μετάδοσης σήματος και πληροφορίας(15%).

Συμμετοχή στις παραδόσεις (10%).


Βιβλιογραφία

  • "Ψηφιακές Επικοινωνίες", Π. Γιαννακόπουλος, Σύγχρονη Εκδοτική, 2012
  • "Τηλεπικοινωνίες και Δίκτυα Υπολογιστών”, Αλεξόπουλος και Λαγογιάννης, ΓΙΑΛΟΣ, 8η έκδοση, 2012
  • "Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες", Π. Γ. Κωττής, Εκδόσεις A. Τζιόλας & Yιοι, Α.Ε., 2011
  • “Αρχές Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων”, Taub & Schilling, McGraw Hill, 2/e. 2009
  • “Digital Communications: Fundamentals and Applications”, Bernard Sklar, Pearson Education, 2/e, 2001
  • “Digital Communications: Design for the Real World”, Andy Bateman, Addison Wesley, Prentice Hall, 1998
  • "Digital and Analog Communication Systems", M. Shanmugam, John Wiley&Sons, Mετάφραση Καρούμπαλος, 1979