521330A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA

Samankaltaiset tiedostot
521357A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA I

521330A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA KURSSI ANALOGISEN JA DIGITAALISEN TIEDONSIIRRON TEORIASTA JA TOTEUTUSMENETELMISTÄ

521361A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA II

TIETOLIIKENNETEKNIIKKA I A

521329A LANGATTOMAN TIETOLIIKENTEEN HARJOITUSTYÖ NI USRP-2900 OHJELMISTORADIO NI LABVIEW OHJELMISTOALUSTALLA

MULTIPLEKSOINTIMENETELMÄT FDM, TDM, CDM JA QM. Tietoliikennetekniikka I A Kari Kärkkäinen Osa 22 1 (16)

LUKU 7 TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS A Tietoliikennetekniikka I Osa 30 Kari Kärkkäinen Kevät 2015

MONITILAISET TIEDONSIIRTOMENETELMÄT TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS A Tietoliikennetekniikka II Osa 18 Kari Kärkkäinen Syksy 2015

JATKUVAN AWGN-KANAVAN KAPASITEETTI SHANNON-HARTLEY -LAKI

LUKU 6 TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS

MULTIPLEKSOINTIMENETELMÄT FDM, TDM, CDM JA QM

ELEC-C7230 Tietoliikenteen siirtomenetelmät. Yleistä

HARJOITUSTEN UUDISTAMINEN SEKÄ TIETOLIIKENNETEKNIIKKAA VIIKKO-, VÄLI-, JA LOPPUKOKEILLA SUORITETTUNA: SUORITUSTAPOJEN VERTAILU

ELEC-C7230 Tietoliikenteen siirtomenetelmät

VAIHEKOHERENTIT BINÄÄRISET KANTOAALTOMODULAATIOT JA NIIDEN VIRHETODENNÄKÖISYYDET

BINÄÄRISET TIEDONSIIRTOMENETELMÄT TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS A Tietoliikennetekniikka II Osa 11 Kari Kärkkäinen Syksy 2015

INFORMAATIOTEORIA & KOODAUS TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS A Tietoliikennetekniikka II Osa 28 Kari Kärkkäinen Syksy 2015

LUKU 3 TÄRKEIMPIEN ASIOIDEN KERTAUS A Tietoliikennetekniikka I Osa 23 Kari Kärkkäinen Kevät 2015

Radioamatöörikurssi 2017

LUKU 3 ANALOGISET KANTOAALTO- JA PULSSIMODULAATIOMENETELMÄT A Tietoliikennetekniikka I Osa 8 Kari Kärkkäinen Kevät 2015

LUKU 3 ANALOGISET KANTOAALTO- JA PULSSIMODULAATIOMENETELMÄT

Radioamatöörikurssi 2016

A! Modulaatioiden luokittelu. Luento 4: Digitaaliset modulaatiokonstellaatiot, symbolijonolähetteet. ELEC-C7230 Tietoliikenteen siirtomenetelmät

Helsinki University of Technology Laboratory of Telecommunications Technology

SIGNAALITEORIAN JATKOKURSSI 2003

Helsinki University of Technology

ELEC-C7230 Tietoliikenteen siirtomenetelmät

Helsinki University of Technology

Lähettimet ja vastaanottimet

Radiokurssi. Modulaatiot, arkkitehtuurit, modulaattorit, ilmaisimet ja muut

SIGNAALITEORIAN KERTAUSTA OSA 2

KAISTANLEVEYDEN JA TEHON KÄYTÖN KANNALTA OPTIMAALINEN MODULAATIO TRELLISKOODATTU MODULAATIO (TCM)

ELEC-C5210 Satunnaisprosessit tietoliikenteessä

ANALOGISET PULSSIMODULAATIOT PAM, PWM JA PPM

nykyään käytetään esim. kaapelitelevisioverkoissa radio- ja TVohjelmien

WIMAX-järjestelmien suorituskyvyn tutkiminen

JOHDANTO TIETOLIIKENNEJÄRJESTELMIIN

TAAJUUDEN SIIRTO JA SEKOITUS VÄLITAAJUUSVASTAANOTIN & SUPERHETERODYNEVASTAANOTTO

Suodatus ja näytteistys, kertaus

TAAJUUDEN SIIRTO JA SEKOITUS VÄLITAAJUUSVASTAANOTIN ELI SUPERHETERODYNEVASTAANOTTO

S Tietoliikennetekniikan perusteet. Jukka Manner Teknillinen korkeakoulu

Helsinki University of Technology

S Tietoliikennetekniikan perusteet. Luento Informaatioteorian alkeita Tiedonsiirron perusteet

SYMBOLIVIRHETODENNÄKÖISYYDESTÄ BITTIVIRHETODENNÄKÖISYYTEEN

Kapeakaistainen signaali

Radiotekniikan perusteet BL50A0301

2. Perusteoriaa signaaleista

T Verkkomedian perusteet. Tietoliikennekäsitteitä Tiedonsiirron perusteet

Tietoturva. 0. Tietoa kurssista P 5 op. Oulun yliopisto Tietojenkäsittelytieteiden laitos Periodi / 2015

DIGITAALISET PULSSIMODULAATIOT M JA PCM A Tietoliikennetekniikka I Osa 21 Kari Kärkkäinen Kevät 2015

HAHMONTUNNISTUKSEN PERUSTEET

ANALOGISET PULSSIMODULAATIOT PAM, PWM JA PPM

Ensimmäinen välikoe. Kurssin voi suorittaa tentillä tai kahdella välikokeella

Ohjelmistoradio tehtävät 4. P1: Ekvalisointi ja demodulaatio. OFDM-symbolien generoiminen

1 Määrittele seuraavat langattoman tiedonsiirron käsitteet.

Lähettimet ja vastaanottimet. OH3TR:n radioamatöörikurssi

TIETOLIIKENNEVERKKOJEN OPISKELU TTY:llä

Internet ja tietoverkot

Digitaalinen Televisio

Radioamatöörikurssi 2018

Nämä ovat siis minimivaatimukset, enemmänkin saa ja suositellaan

Digitaalinen audio

HAHMONTUNNISTUKSEN PERUSTEET

12. Luento. Luento 12 Modulaatio. Oppenheim luku 8 soveltuvin osin. Koherentti ja epäkoherentti analoginen modulaatio Digitaalinen modulaatio

Langaton tietoliikenne 1

Uuden sukupolven HF-kommunikaatiotekniikka

IARU Reg. 1 V/U/SHF-taajuusjakosuositus

Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu Korvaavuusluettelo

Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu Korvaavuusluettelo

TLT-5400 DIGITAALINEN SIIRTOTEKNIIKKA

Tutkintovaatimukset suoraan DI-vaiheeseen valituille

Tutkintovaatimukset suoraan DI-vaiheeseen valituille

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

Kanavointi ja PCM järjestelmä

ELEC-C5070 Elektroniikkapaja (5 op)

Peruskerros: OFDM. Fyysinen kerros: hajaspektri. Hajaspektri: toinen tapa. FHSS taajuushyppely (frequency hopping)

Digitaalinen tiedonsiirto ja siirtotiet

Lähettimet ja vastaanottimet

Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu Korvaavuusluettelo

Lähettimet ja vastaanottimet. OH3NE:n radioamatöörikurssi

Kanavat eivät ole enää pelkästään broadcasting käytössä Uudet palvelut kuten teräväpiirtolähetykset vaativat enemmän kapasiteettia

SGN-4200 Digitaalinen audio

2. Perusteoriaa signaaleista

Radioamatöörikurssi 2012

Digitaalinen tiedonsiirto ja siirtotiet. OSI-kerrokset

Tavoitteet TIETOLIIKENNE-ELEKTRONIIKAN KOULUTUSOHJELMA Tutkinnon rakenne. Tietoliikenne. Elektroniikka

15. TIETOLIIKENNE-ELEKTRONIIKAN KOULUTUSOHJELMA

Reititys. Reititystaulukko. Virtuaalipiirin muunnostaulukko. Datasähkeverkko. virtuaalipiiriverkko. Eri verkkotekniikoita

Johdanto kurssille. Vastuuopettaja: Ilona Mikkonen, Yliopiston lehtori. Tapaaminen sopimuksen mukaan;

Mallilukujärjestys 1. vuosi 2013

Punainen käyrä on kantoaalto, sininen MSK-pulssin muoto ja musta MSKmoduloinnin tulos (=edellisten kertominen keskenään)

Amplitudimodulaatio (AM) Esitys aikatasossa

LUENTO 0. Tervetuloa! Käyttöjärjestelmät II 2 ov Teemu Kerola. Helsingin yliopisto Tietojenkäsittelytieteen laitos

Helsinki University of Technology

Tietokoneen rakenne (2 ov / 4 op) Syksy 2006

Algebralliset menetelmät virheenkorjauskoodin tunnistamisessa

Tietokoneverkot. T Tietokoneverkot (4 op) viimeistä kertaa CSE-C2400 Tietokoneverkot (5 op) ensimmäistä kertaa


Sanoman siirto paketteina: ei etenemisviivettä, ei jonotuksia

Tietokoneen rakenne (2 ov / 4 op) Syksy 2007 Liisa Marttinen. Helsingin yliopisto Tietojenkäsittelytieteen laitos

Transkriptio:

1 521330A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA KURSSI ANALOGISEN JA DIGITAALISEN TIEDONSIIRRON MENETELMISTÄ 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/521330a/etusivu

521330A TIETOLIIKENNETEKNIIKKA Laajuus: 5 op. Suoritus: Viikkokokeilla tai loppukokeella Loppukoe: ke 18.5, klo 16.00-19.00 Viikkokoeajat: ilmoitetaan myöhemmin Opetusajat: TI klo 14-16, KE klo 14-16, ja TO klo 14-16, L10 (paitsi 15.3 L7, sekä 23.3 ja 3.5 TS101) Laskuharjoitukset integroitu luentojen lomaan, joten ei erillisiä harjoitusaikoja! Suositellaan ilmoittautumaan sekä Optimaan että Weboodiin, jotta saat postit Optimasta ja kurssi näkyy Lukkarissa. Tiedotteita lähetetään sekä Optiman sähköposteina että Nopan uutissivun kautta. Oppimateriaali TTK-Optimassa pdf-muodossa. Pitkä versio: sisältää syventäviä (S)-kalvoja Lyhyt versio: riittää tenttivaatimuksiin Kurssi-Extrat: spektrin laskenta, CDMA, solukkotekniikka,väri-tv Harjoitukset ilmestyy aikanaan Optimaan Esitietovaatimukset: Signaalianalyysi 2

SUORITUSTAVAT & TENTTISÄÄNNÖT 3 Mahdollista suorittaa: Viikkokokeilla 2h opetusaikoina jälkimmäisellä tunnilla, kesto 60 min, muutama pikkukysymys/viikkokoe Loppukokeella tenttipäivinä, kesto 3 h, 5 kysymystä Eivät ole toisensa poissulkevia fi voi yrittää molemmilla suoritustavoilla. Kynnysehtona kustakin viikkokokeesta saatava vähintään ¼ kunkin kokeen maksimipistemäärästä. Läpäisyyn tarvitaan noin puolet kummankin koetyypin maksimipistesummasta. Yhden kynnysehdon alittaneen tai poissa ollun viikkokokeen paikkomahdollisuus myöhemmin. Viimeisen viikkokokeen paikkomahdollisuusaika ilmoitetaan myöhemmin kurssin päätyttyä (mikäli tarvitaan).

SUORITUSTAVAT & TENTTISÄÄNNÖT 4 Viikkokokeet tehdään kaksipuoleiselle A4 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. Viikkokokeissa noudatetaan yleistä tenttisäännöstöä. Kysyttävää? Alustava aikataulu (muutokset mahdollisia)

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

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

KURSSIKIRJA & -MATERIAALIT 7 Kalvot perustuvat: R.E. Ziemer & W.H. Tranter, Principles of Communications: Systems, Modulation and Noise, 7. Painos, John Wiley & Sons, 734 s., 2015. Kirja saatavilla kurssikirjastosta. Kalvot pdf-muodossa TTK-Optimassa. Käydään läpi sopivasti valikoiden oppikirjan 7. painoksen v. 2015 sivut alueilta: luku 1 (ss. 1-16), luku 3 (112-151), luku 4 (ss. 156-184, 194-209), luku 5 (ss. 215-216, 225-239), luku 8 (ss. 349-361, 370-380, 384-390), luku 9 (ss. 396-468), luku 10 (ss. 477-516, 528-532, 540-546, 553-557), luku 12 (ss. 615-647, 657-664, 668-670, 679-683). Oppikirjan vanhempi 6. painos käy myöskin. Jos käytät oppikirjan 6. painosta v. 2010, niin siitä sivut: luku 1 (ss. 1-16), luku 3 (ss 111-170, 180-202), luku 4 (ss. 210-211, 220-234, 239-240), luku 7 (ss. 341-378), luku 8 (ss. 384-453), luku 9 (ss. 460-499, 522-526, 537-539,543-549), luku 11 (ss. 606-636, 647-661,668-675).

KURSSIKIRJA & -MATERIAALIT 8 Kurssikalvojen pääsisällön ja laskujen omaksuminen riittää kurssin läpäisyyn. Oppikirjassa on toki paljon enemmänkin asiaa. Kalvoissa käytetty kuvia muistakin lähteistä, mm.: B. Sklar: Digital Communications Fundamentals and Applications, 2. painos, Prentice Hall, 1079 s., 2001. Erityisen hyvä oheislukemisto. S. Benedetto & E. Biglieri: Principles of Digital Transmission with Wireless Applications, Kluwer Academic Pub., 855 s., 1999.

KURSSIKIRJA & MATERIAALIT 9 Optiman pdf-kalvosarjassa esiintyy otsikoissa runsaasti (S) -merkittyjä syventäviä kalvoja. Ne ovat lähinnä asiasta lisää kiinnostuneiden lisämateriaalia, jotka eivät kuulu tenttivaatimuksiin, mutta joita on hyödyllistä selailla. Samoin (S)-materiaalia on kaikki OPTIMA:n Kurssi-Extrat kansion materiaali. Kannatta kuitenkin silmäillä niitä, jos aikaa on. Tutoriaalitietopankki (eivät myöskään kuulu kurssivaatimuksiin): http://www.ee.oulu.fi/~kk/tlt_tutoriaalit.html Luennoitsijan 30 vuoden aikana työssään keräämän artikkelipankin ideana on toimia asiasta kiinnostuneille tietoliikenteen eri aihepiireihin liittyvänä johdattelevana koostepankkina, jonka materiaalin löytäminen saattaisi muuten olla hankalahkoa hajallaan olevassa kirjallisuudessa. Tutorial-materiaalista saattaa olla aikanaan hyötyä työelämässä, jos työskentelee langattoman tiedonsiirron ongelmien parissa.

KÄSITELTÄVIÄ ASIAKOKONAISUUKSIA 10 Tietoliikennejärjestelmän peruslohkot ja jaottelu: Analoginen «digitaalinen Koherentti «epäkoherentti Kantoaaltomodulaatio «pulssimodulaatio Lineaarinen amplitudin modulointi «epälineaarinen kulmamodulointi Radiokanavien ja SM-siirtomedian perusteet Lineaariset kantoaaltomodulaatiot (DSB, AM, SSB, VSB) Epälineaariset kantoaallon kulmamodulaatiomenetelmät (PM, FM) Takaisinkytketyt demodulaattorit (vaihelukkotekniikka, PLL) Sekoitus, välitaajuus (intermediate frequency, IF), peilitaajuus, superheterodynevastaanotin Häiriökantoaallon vaikutus erilaisilla modulaatioilla Kynnysilmiön syntymekanismit (suorituskyvyn täydellinen menetys aiheutuu epälineaarisuuksista)

KÄSITELTÄVIÄ ASIAKOKONAISUUKSIA 11 Analogiset pulssimodulaatiomenetelmät (PAM, PWM, PPM) Digitaaliset pulssimodulaatiomenetelmät (DM, PCM) Multipleksointimenetelmät (FDM, TDM, QM) Kantataajuisen (baseband) järjestelmän SNR Tiedonsiirtokanavan omkinaisuudet, AWGN -kanava SNR-suorituskyky AM, DSB, SSB, PM, FM ja PCM -modulaatioilla Analogisten modulaatiomenetelmien ominaisuuksien ja suorituskykyjen vertailu

KÄSITELTÄVIÄ ASIAKOKONAISUUKSIA 12 Digitaalisen siirron peruskäsitteitä Kantataajuisen (baseband) järjestelmän BEP Optimaalinen sovitettu suodatin vastaanotin ja BEP-suorituskyky Antipodaalisen ja ortogonaalisen modulaation periaatteet Amplitudinsiirtoavainnus (ASK) ja sen BEP Vaiheensiirtoavainnus (PSK) ja BPSK sekä niiden BEP Taajuudensiirtoavainnus (FSK) ja sen BEP Differentiaalinen PSK (DPSK) ja sen BEP Vaihekoherenttiuden vaikutus suorituskykyyn Modulaatiomenetelmien ominaisuuksien ja suorituskykyjen vertailu Kaistarajoitetut siirtokanavat fi symbolien välinen keskinäisvaikutus (ISI) Nyquistin ja kohotetun kosinin pulssimuodot, kanavakorjaimet Monitie-eteneminen & häipyminen Diversiteetti- ja RAKE-tekniikat Monikantoaaltomenetelmät (N alikantoaaltoa): MCM & OFDM Monitilaiset (1 aalto): QPSK, OQPSK, MSK, GMSK, MPSK, QAM, MFSK

KÄSITELTÄVIÄ ASIAKOKONAISUUKSIA 13 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: Kanavakoodauksen perusteet Lomittelu, FEC- ja ARQ-menetelmät Lohkokoodien koodaus ja dekoodaus Konvoluutiokoodien koodaus ja dekoodaus

MUISTA! 14 Informaatiota siirretään sinimuotoisen kantoaallon joko amplitudissa, vaiheessa, tai taajuudessa tai niiden sopivalla yhdistelmällä. Samat perusperiaatteet käytössä sekä analogisissa että digitaalisissa modulaatioissa. SM-radiosignaali on siirtotiellä aina analoginen sekä analogisilla että digitaalisilla kantoaaltomodulaatioilla vastaanottimen etupään RFosiin asti pisteeseen ennen ilmaisupiiriä! Vasta symbolipäätöksenteon jälkeen ilmaisussa signaali muuttu takaisin diskreettiarvoiseksi digitaaliseksi informaatioksi digitaalisilla modulaatioilla, mikä erottaa analogiset ja digitaaliset toisistaan. Analogisissa järjestelmissä signaali jää ilmaisun jälkeen analogiseksi informaatioksi. Digitaalisilla mod. voidaan käyttää siirron laatua parantavia menetelmiä (esim. virheenkorjauskoodit, kanavakorjain, RAKE) fi siksi on siirrytty digitaalisten menetelmien käyttöön varsinkin, kun informaatiokin on nykyään pääosin digitaalista. Analogisia järjestelmiä on kuitenkin vielä paljon käytössä pitkään.

RYHDYMME TARKASTELEMAAN TÄLLAISTA 15