Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

Διδάσκοντες Αθανάσιος Κανάτας
Κωνσταντίνος Μούτσελος
Κατηγορία μαθήματος Κ
Κωδικός μαθήματος ΨΣ-301
Πιστωτικές μονάδες 5
Ώρες μαθήματος 3 ώρες
Ώρες εργαστηρίων 2 ώρες
Ηλεκτρονικό υλικό Προβολή στον Εύδοξο (Open e-Class)

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Στόχος του μαθήματος είναι η εισαγωγή στα τηλεπικοινωνιακά συστήματα και ιδιαίτερα στις τεχνολογίες του φυσικού στρώματος.  Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα είναι σε θέση:

  • να γνωρίζουν ενδελεχώς τις αρχές που διέπουν τη μετάδοση στα τηλεπικοινωνιακά συστήματα
  • να αναγνωρίζουν τις διακριτές λειτουργίες ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος,
  • να διακρίνουν και να εξηγούν τα μαθηματικά εργαλεία περιγραφής των λειτουργιών ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος, καθώς και
  • να εφαρμόζουν τις μαθηματικές έννοιες και τα αντίστοιχα μαθηματικά εργαλεία στην ανάλυση και τη σύνθεση υπαρχόντων και νέων  αναλογικών και ψηφιακών τηλεπικοινωνιακών συστημάτων.

Η εργαστηριακή ενασχόληση στοχεύει στην βαθύτερη κατανόηση των εννοιών σε πρακτικά συστήματα και στην αναγνώριση και εφαρμογή της θεωρίας σε πραγματικά προβλήματα.  Με την επιτυχή ολοκλήρωση των εργαστηριακών μαθημάτων οι φοιτητές θα  εξοικειωθούν με τον εργαστηριακό εξοπλισμό και θα είναι σε θέση:

  • να αναγνωρίζουν τις διακριτές λειτουργίες του εξοπλισμού και
  • να αξιοποιούν τα μετρητικά όργανα για παρατήρηση, μέτρηση και σύγκριση πραγματικών σημάτων.

Περιεχόμενο Μαθήματος

Γίνεται εισαγωγή στη θεωρία σημάτων (κατηγορίες και στοιχειώδη σήματα, στοιχειώδεις μετατροπές σημάτων) και των συστημάτων στις Τηλεπικοινωνίες (κατηγορίες, Γραμμικά Χρονικά Αμετάβλητα συστήματα) και εισάγονται οι έννοιες της κρουστικής απόκρισης, της συνέλιξης, της αυτοσυσχέτισης και ετεροσυσχέτισης. Στη συνέχεια παρουσιάζεται ο τρόπος αναπαράστασης των σημάτων στην περίπτωση των ψηφιακών τεχνικών διαμόρφωσης εισάγοντας τη Γεωμετρική αναπαράσταση σημάτων (διανύσματα στους χώρους, συναρτησιακός χώρος, βάσεις και ανάπτυξη σημάτων σε ορθογώνια σήματα, ορθοκανονικοποίηση Gram-Schmidt, γραμμικά συστήματα και ιδιοσυναρτήσεις).

Γίνεται παρουσίαση των Σειρών Fourier (ανάπτυξη περιοδικών σημάτων σε σειρές Fourier, ιδιότητες, πραγματικά σήματα και ανάπτυξη σε Τριγωνομετρικές Σειρές Fourier, απόκριση ΓΧΑ συστημάτων σε περιοδικά σήματα, Θεώρημα Parseval για περιοδικά σήματα) καθώς επίσης και του Μετασχηματισμού Fourier (μετασχηματισμός Fourier για πραγματικά σήματα, ιδιότητες, μετασχηματισμός Fourier για περιοδικά σήματα, φασματικές πυκνότητες ενέργειας & ισχύος). Ακολούθως οι φοιτητές εισάγονται στην έννοια των Φίλτρων και του Θορύβου (είδη ιδανικών φίλτρων – χαρακτηριστικές, μετάδοση χωρίς παραμορφώσεις και είδη παραμορφώσεων, λευκός θόρυβος και φασματική πυκνότητα ισχύος θορύβου). Γίνεται αναφορά στην εφαρμογή της Ανάλυσης Fourier στα τηλεπικοινωνιακά συστήματα παρουσιάζοντας το θεώρημα της δειγματοληψίας. Αναπτύσσεται η έννοια των ζωνοπερατών σημάτων και συστημάτων με τη βοήθεια του μετασχηματισμού Hilbert, της προ-περιβάλλουσας και της μιγαδικής περιβάλλουσας.

Τέλος μελετώνται οι τεχνικές αναλογικής διαμόρφωσης (πλάτους και συχνότητας) και οι αντίστοιχες διαδικασίες διαμόρφωσης και αποδιαμόρφωσης.

Προτεινόμενα Συγγράμματα

  • «Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες», Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 68373981, Έκδοση: 2η/2017, Συγγραφείς: Κανάτας Αθανάσιος, ISBN: 978-960-418-745-4, Τύπος: Σύγγραμμα, Διαθέτης (Εκδότης): ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε. (1ο Προτεινόμενο Σύγγραμμα)
  • «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα», Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 68369851, Έκδοση: 4η/2017, Συγγραφείς: Καραγιαννίδης Γεώργιος, Παππή Κοραλία, ISBN: 978-960-418-675-4, Τύπος: Σύγγραμμα, Διαθέτης (Εκδότης): ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε. (2ο Προτεινόμενο Σύγγραμμα)

Πρόσθετη βιβλιογραφία

Επιπλέον, στον ΕΥΔΟΞΟ αναρτώνται σε ηλεκτρονική μορφή άρθρα, οπτικοακουστικό υλικό διαλέξεων και διαδικτυακές διευθύνσεις για χρήσιμες πληροφορίες καθώς και ασκήσεις για την εξάσκηση των φοιτητών/τριών. Παρουσιάζονται μελέτες περίπτωσης, παραδειγματικά προβλήματα και μέθοδοι επίλυσης αυτών.