521361A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA II

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "521361A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA II"

Maija Lattu
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 521361A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA II KURSSI DIGITAALISEN

Tietoliikennetekniikan osasto, huone TS439 kk@ee.oulu.

1 A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA II KURSSI DIGITAALISEN TIEDONSIIRRON PERUSTEISTA KARI KÄRKKÄINEN Tietoliikennetekniikan osasto, huone TS439 puh: ,

2 521361A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA II 2 Laajuus: 3 op. Suoritus: 4 viikkokokeella tai loppukokeella Loppukoe: PE 17.12, klo Viikkokoeajat: ilmoitetaan myöhemmin Opetusajat: MA klo (L10), KE klo (L10), ja PE klo 8-10 (L10) Laskuharjoitukset integroitu luentojen lomaan! Sekä luokka- että kotilaskuharjoituksia Suositellaan ilmoittautumaan sekä Optimaan että Weboodiin, jotta saat postit Optimasta ja kurssi näkyy Lukkarissa. Tiedotteita lähetetään sekä Optiman että Nopan kautta. Oppimateriaali ilmestyy TTK-Optimaan syksyn kuluessa. Vaaditut esitiedot: Signaalianalyysi Myös Tietoliikennetekniikka I kurssin tiedoista hyötyä, joskaan ei vaatimus

3 SUORITUSTAVAT & TENTTISÄÄNNÖT 3 Mahdollista suorittaa: 4 viikkokokeella (noin ¼ alueesta kuhunkin) 2h opetusaikoina jälkimmäisellä tunnilla, kesto min, muutama pikkukysymys/viikkokoe Loppukokeella tenttipäivinä, kesto 3 h, 5 kysymystä Eivät ole toisensa poissulkevia voi yrittää molemmilla tavoilla. Kynnysehtona kustakin viikkokokeesta saatava vähintään ¼ kokeen maksimipistemäärästä. Läpäisyyn tarvitaan noin puolet kummankin koetyypin maksimipistesummasta. Yhden kynnysehdon alittaneen tai poissa ollun viikkokokeen paikkomahdollisuus myöhemmin. Viimeisen 4. viikkokokeen jälkeinen paikkomahdollisuusaika ilmoitetaan myöhemmin (mikäli tarvitaan).

4 SUORITUSTAVAT & TENTTISÄÄNNÖT 4 Viikkokokeet tehdään kaksipuoleiselle kysymyspaperille, jossa paikat lyhyitä vastauksia varten. Loppukoe normaalin osaston tenttikäytännön mukaisesti tavallisille konsepteille. Osallistujilla oltava hyväksytyt funktiolaskimet. Mikäli standardilaskinta ei ole, niitä saatavilla kokeessa. Viikkotentistä saa poistua 20 minuutin jälkeen. Viikkokokeet pyritään arvostelemaan mahdollisimman nopeasti. Kysyttävää? Alustava aikataulu (muutokset mahdollisia)

5 KURSSIN ASEMA KANDIOPINNOISSA 5 DIPLOMITYÖ TÄYDENTÄVÄ MODUULI DI-opinnot SYVENTÄVÄ MODUULI OPINTOSUUN. MODUULI Kandiopinnot OPINTOSUUNNALLE VALMISTAVAT OPINNOT & KANDITAATINTYÖ YHTEISET AINEOPINNOT TLT II kuuluu tänne YHTEISET PERUSOPINNOT

6 KURSSIN TAVOITTEET 6 Ainetasoinen kurssi tietoliikenneteoreettisille opinnoille. Pohjana TIL-kandikursseille: Tietoliikenteen simuloinnit ja työkalut Tietoliikkennetekniikan laboratoriotyöt Esitellään tärkeimpien amplitudin, vaiheen ja taajuuden modulointiin perustuvien digitaalisten tiedonsiirtomenetelmien teroreettiset periaatteet sekä niiden toteutusmenetelmät. Tarkastellaan modulaatioiden suorituskykyjä AWGN-kohinan ja radiosignaalin monitie-etenemisen vallitessa. Tarkastellaan kaistarajoituksen ja monitie-etenemisen vaikutusta ja niiden vaimennusmenetelmiä. Tarkastellaan informaatioteorian, sekä lähteen ja kanavakoodauksen (virheen korjaava koodaus) perusteita Luodaan pohja digitaalisen siirtotekniikan syventävien DI-kurssien ymmärtämiselle.

7 KURSSIKIRJA & MATERIAALIT 7 Kalvot perustuvat kirjaan: R.E. Ziemer & W.H. Tranter, Principles of Communications: Systems, Modulation and Noise, 6. Painos, John Wiley & Sons, 736 s., Kirja saatavilla kurssikirjastosta. Kalvot pdf-muodossa TTK-Optimassa. Käydään läpi valikoiden oppikirjan sivut alueilla: luku 4 (ss ), luku 8 (ss ), luku 9 (ss , ss , ss , ss , ss ), luku 10 (ss ), luku 11 (ss ). Kurssikalvojen pääsisällön ja laskujen omaksuminen Optimasta riittää kuitenkin kurssin läpäisyyn. Kalvoissa käytetty kuvia muistakin lähteistä, mm.: B. Sklar: Digital Communications Fundamentals and Applications, 2. painos, Prentice Hall, 1079 s., Erityisen hyvä oheislukemisto. S. Benedetto & E. Biglieri: Principles of Digital Transmission with Wireless Applications, Kluwer Academic Pub., 855 s., 1999.

8 KURSSIKIRJA & MATERIAALIT 8 Pdf-kalvosarjassa esiintyy otsikossa (S) merkittyjä syventäviä kalvoja. Ne ovat lähinnä taustoittavaa lisämateriaalia, jotka eivät kuulu tenttivaatimuksiin. Kannatta kuitenkin silmäillä niitä. Tutoriaalipankki (eivät kuulu kurssivaatimuksiin): Tutorial-materiaalista tn. hyötyä työelämässä, jos toimit langattoman siirron rkaisujen parissa.

9 KÄSITELTÄVIÄ ASIAKOKONAISUUKSIA 9 Digitaalisen tiedonsiirtojärjestelmien peruslohkot ja luokittelu Tiedonsiirtokanava, AWGN -kanava Kantataajuisen (baseband) järjestelmän BEP Optimaalinen sovitettu suodatin vastaanotin ja BEP-suorituskyky Antipodaalisen ja ortogonaalisen modulaation periaatteet Värillinen ei-valkoinen kohina ja sen sovitettu suodatin (MF) Amplitudinsiirtoavainnus (ASK) ja sen BEP Vaiheensiirtoavainnus (PSK) ja BPSK sekä niiden BEP Taajuudensiirtoavainnus (FSK) ja sen BEP Differentiaalinen PSK (DPSK) ja sen BEP Modulaatiomenetelmien ominaisuuksien ja suorituskykyjen vertailu, vaihekoherenttiuden vaikutus suorituskykyyn Kaistarajoitetut siirtokanavat symbolien välinen keskinäisvaikutus (ISI) Nyquistin ja kohotetun kosinin pulssimuodot, kanavakorjaimet Monitie-eteneminen & häipyminen: diversiteetti- ja RAKE-tekniikat Monikantoaaltomenetelmät: MCM & OFDM

10 KÄSITELTÄVIÄ ASIAKOKONAISUUKSIA 10 Monitilaiset menetelmät: QPSK, OQPSK, MSK, MPSK, QAM, MFSK Hajaspektri-, CDMA-, ja solukkojärjestelmien perusteet Informaatioteorian perusteet: informaation mitta, entropian käsite Diskreetti siirtokanava & kanavamatriisi Erilaiset entropian lajit, keskimääräinen siiretty informaatio Siirtokanavan kapasiteetti & Shannon-Hartleyn laki Shannonin 1. ja 2. teoreema Lähteenkoodaus: Shannon-Fano ja Huffman -koodaukset Tehorajoitetut vs. kaistarajoitetut siirtojärjestelmät Virheenkorjaavan kanavakoodauksen perusteet: o Peruskäsitteitä, koodien luokittelu, koodisuhde, Hamming-paino ja etäisyys o Purskevirheiden korjaus olineaariset lohkokoodit o Pariteetintarkistuskoodit o Toistokoodit o Hamming ja BCH koodit o Sykliset koodit o Konvoluutiokoodit ja Viterbi -algoritmi o Kanavakoodauksella saavutettava suorituskykyetu: koodausvahvistus

11 KERTAUSTA TLT I -KURSSISTA 11 Tietoliikennejärjestelmän peruslohkot ja jaottelu: Analoginen vs. digitaalinen sanoman/informaation tyypistä riippuen Kantataajuinen (baseband) signaali: Informaatiosignaali ilman modulaatiota Kantoaaltomoduloitu (bandpass) signaali: Informaatio moduloitu kantoaallon amplitudiin, vaiheeseen, tai taajuuteen Lineaarinen modulaatio: Amplitudin modulointi esim. analogiset DSB, AM, SSB, VSB Epälineaarinen modulaatio: Vaihekulman modulointi (amplitudi vakio) esim. analogiset PM, FM Koherentti: Tarvitaan vaihekoherentti ilmaisukantoaalto vastaanottimessa Epäkoherentti: Vastaanottimen ei tarvitse tietää lähettimen oskillaattorin vaihetta Ilmaisu esim. verhokäyräilmaisimella AM-ilmaisin Pulssimodulaatio Näytteistetyn sanoman näyte koodataan pulssin parametriksi

12 KERTAUSTA TLT I -KURSSISTA 12 Nyt ovat siis samat siniaallon kantoaaltomodulaation (amplitudi, vaihe, taajuus) perusperiaatteet käytössä kuin analogisissa menetelmissä TLT I kurssissa. HUOM: SM-radiosignaali on aina analoginen sekä analogisilla että digitaalisilla kantoaaltomodulaatioilla vastaanottimen RF-osiin asti ennen ilmaisua! Vasta symbolipäätöksenteon jälkeen ilmaisussa signaali muuttu takaisin diskreettiarvoiseksi digitaaliseksi informaatioksi.

13 RYHDYMME TARKASTELEMAAN TÄLLAISTA 13

Samankaltaiset tiedostot

521357A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA I

1 521357A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA I KURSSI ANALOGISEN TIEDONSIIRRON PERUSTEISTA KARI KÄRKKÄINEN Tietoliikennetekniikan osasto, huone TS439 kk@ee.oulu.fi, puh: 029 448 2848, http://www.ee.oulu.fi/~kk/ https://noppa.oulu.fi/noppa/kurssi/521357a/etusivu