Μάθημα : Συστήματα Επικοινωνιών - ΟΜΑΔΑ Β

Εισαγωγή: Έννοια και μοντέλο επικοινωνίας (Shannon-Weaver). Βασικά μέρη και πόροι τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Είδη επικοινωνίας. Αναλογικά και Ψηφιακά Συστήματα. (Πομπός - Κανάλι Μετάδοσης - Δέκτης). Προβλήματα κατά την Μετάδοση  (Παραμόρφωση Παρεμβολή). Λόγοι (ανάγκη) Διαμόρφωσης. Απλά παραδείγματα. Σύντομη ιστορική αναδρομή.

Αναλογική μετάδοση: Διαμόρφωση Πλάτους (Amplitude Modulation - ΑΜ). Συστήματα ΑΜ. Αποδιαμόρφωση. Παραδείγματα (Αναλογικό ραδιόφωνο/τηλεόραση). Ο Υπερετερόδυνος Δέκτης (το κοινό ραδιόφωνο). Συστήματα Διαμόρφωσης Γωνίας. Διαμόρφωση Συχνότητας (Frequency Modulation - FM). Διαμόρφωση Φάσης (Phase Modulation - PM). Αποδιαμόρφωση Σήματος FM.

Αναλογική μετάδοση παρουσία θορύβου: Ο θόρυβος ως στοχαστικό σήμα. Φασματική πυκνότητα ισχύος. Λευκός θόρυβος. Ζωνοπερατός θόρυβος. Απόδοση των συστημάτων διαμόρφωσης πλάτους υπό θόρυβο. Ορισμός Σηματοθορυβικού Λόγου (SNR). Φαινόμενο κατωφλίου. Απόδοση των συστημάτων διαμόρφωσης συχνότητας υπό θόρυβο. Προέμφαση - Αποέμφαση. Σύγκριση των συστημάτων ΑΜ - FM.

Μετατροπή αναλογικού σήματος σε ψηφιακό: Δειγματοληψία. Θεώρημα δειγματοληψίας. Ψηφιοποίηση -κβάντιση αναλογικού σήματος. Θόρυβος κβάντισης.

Διαμόρφωση Παλμών: Κατά πλάτος (PAM), κατά διάρκεια (PWM), κατά θέση (PPM). Παλμοκωδική Διαμόρφωση (PCM).  Απόδοση του συστήματος PCM υπό θόρυβο.  Συστήματα PCM πρώτης και ανώτερης τάξης (Φερέσυχνα). Η έννοια της DPCM και της διαμόρφωσης Δέλτα.

Πολυπλεξία σημάτων: Με επιμερισμό χρόνου (TDM) - Με επιμερισμό συχνότητας (FDM).

Ψηφιακή μετάδοση - Γενικά: Κωδικοποίηση Συμβόλων - Κώδικες - Αντιστοιχία bits σε κυματομορφές -Ρυθμός μετάδοσης bits - Ρυθμός λαθών. Το θεώρημα των Shannon - Hartley.  Φασματική απόδοση.

Ψηφιακή μετάδοση βασικής ζώνης: Μετάδοσης ορθογωνίου παλμού. Μετάδοσης παλμοσειράς. Διασυμβολική παρεμβολή (ISI).  Διάγραμμα ματιού (Eye Pattren). Μετάδοση χωρίς διασυμβολική παρεμβολή - 1ο και 2ο κριτήριο Nyquist. Τα φίλτρα υψωμένου συνημιτόνου (rise cosine). Η έννοια του εξισωτή και του προσαρμοσμένου φίλτρου.  Μ-αδική μετάδοση (διαμόρφωση) παλμών (με περισσότερες από δύο στάθμες (M-PAM). Αστερισμός (Constellation). Ρυθμός μετάδοσης συμβόλων (baud rate).  Το κανάλι Προσθετικού Λευκού Γκαουσιανού θορύβου (AWGN). Πιθανότητα Σφάλματος στην μετάδοση B-PAM βασικής ζώνης, υπό θόρυβο. Χρήση της Γκαουσιανής κατανομής (Q-function).

Ψηφιακή Μετάδοση με Διαμορφωμένο Φορέα: Διαμορφώση (Αποδιαμόρφωση) πλάτους (ASK/OOK), συχνότητας (FSK), φάσης (PSK), συνδυασμένη ψηφιακή διαμόρφωση πλάτους - φάσης (QAM), Μ-αδική ψηφιακή διαμόρφωση φάσης (QPSK, 8PSK, 16PSK). Άλλες Μ-αδικές ψηφιακές διαμορφώσεις και οι αστερισμοί τους.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ
ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΣΥΝΟΔΕΥΕΤΑΙ ΑΠΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΣΚΕΛΟΣ.
 ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ: Συστήματα Επικοινωνιών - Εργαστήριο (eclass ΕΕ871).

Μαθηματικό Υπόβαθρο: Μετασχηματισμός Fourier. Βασικές Έννοιες Θεωρίας Σημάτων και Συστημάτων. Κρουστική Απόκριση Συστήματος. Γραμμικά Χρονικώς Αμετάβλητα Συστήματα και περιγραφή στο χρόνο και στη συχνότητα. Τυχαίες διαδικασίες (στοχαστικές ανελίξεις). Στασιμότητα. Στατιστικοί μέσοι όροι, από κοινού ροπές, συσχέτιση. Φασματική Πυκνότητα Ισχύος. Εργοδικότητα. Μετάδοση τυχαίων διαδικασιών μέσα από Γραμμικά Χρονικώς Αμετάβλητα Συστήματα. Η Γκαουσιανή τυχαία διαδικασία. Θόρυβος στενής ζώνης (narrowband).