Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Podstawy transmisji cyfrowej
Koordynator przedmiotu:
Andrzej Dąbrowski
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Telekomunikacja
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne - podstawowe
Kod przedmiotu:
PTC
Semestr nominalny:
1 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Bilans nakładu pracy studenta: - udział w wykładach: 15 x 2 h = 30 h, - przygotowanie własne i udział w konsultacjach: 45 h
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
0
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Brak
Limit liczby studentów:
60
Cel przedmiotu:
Zapoznanie studentów z zasadami realizacji transmisji cyfrowej. Ukształtowanie wiedzy studentów odnośnie elementów funkcjonalnych systemu transmisji cyfrowej takich jak: media tansmisyjne, kodowanie źrodła sygnału, metody modulacji, kodowanie korekcyjne, synchronizacja oraz korekcja sygnałów cyfrowych
Treści kształcenia:
1. Kodowanie źródeł sygnału System kodowania źródłowego sygnałów. Cel kodowania źródłowego. Rodzaje kompresji. Parametry algorytmów kompresji. Kodowanie bezstratne i stratne. Kodowanie sygnałów audio. Podstawowe informacje dot. sygnału mowy. Kwantyzacja.Techniki kodowania stratnego: PCM, DPCM. Sygnał video - definicja i podstawowe paramtery. Kompresja MPEG: stopień kompresji, redundancja (a) kodu, (b) przestrzenna, (c) psychowizualna; Dwuwymiarowa transformata DCT, kwantyzacja, Zig-Zag, kodowanie RLE, kod Huffmana. Ocena jakości sygnału audio i video. 2. Media transmisyjne Zasadnicze właściwości i fizyczne podstawy działania kanału. Linie kablowe. Transmisja sygnałów z bardzo dużymi prędkościami (falowód, światłowód). Źródła sygnałów dla światłowodów. Elementy fotoczułe w odbiornikach. Linia długa. Radiolinie i radiotelefonia. Czynniki zakłócające transmisję: szumy, zakłócenia zewnętrzne, wielotorowość, efekt Dopplera. 3. Sygnały cyfrowe naturalne i zmodulowane Widma sygnałów. Transmisja w paśmie podstawowym (baseband). Impulsy elementarne, sygnały okresowe i cyfrowe sygnały o charakterze losowym. Widmowa gestość mocy. Metody kształtowania widma sygnałów w paśmie podstawowym: kodowanie transmisyjne, skrambling. Modulacje cyfrowe proste: ASK, FSK, PSK. Modulacje o stałej obwiednisygnału: O-QPSK, pi/4-QPSK. Widma sygnałów zmodulowanych. Efektywność widmowa, jakość transmisji cyfrowej. Generacja sygnałów zmodulowanych,modulator kwadraturowy. Modulacje mieszane - QAM. Systemy wieloczęstotliwościowe, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Celowe rozpraszanie widma, zwielokrotnianie Definicja systemu z celowym rozpraszaniem widma (spread spectrum), ogólne schematy systemów spread spectrum, najważniejsze modulacje (Direct Sequence,Frequence Hopping, Time Hopping). Metody zwielokrotniania sygnałów cyfrowych (częstotliwościowe, czasowe i kodowe). 4. Odbiór sygnałów Model kanału z szumem białym gaussowskim. Twierdzenie Shannona o przepustowości kanału i jego interpretacja. Odbiór optymalny symboli w obecności szumu białego: korelator i filtr dopasowany. Odbiorniki kodu unipolarnego, bipolarnego, sygnałów FSK, PSK. Odbiornik kwadraturowy dla sygnałów PSK oraz AM-PM. Odbiór sygnałów DPSK: koherentny i niekoherentny. Porównanie modulacji cyfrowych. 5.Filtracja i adaptacyjna korekcja sygnałów cyfrowych Model kanału ze zniekształceniami interferencyjnymi (ISI- intersymbol interference), eliminacja ISI przez kształtowanie widma sygnału- kryteria Nyquista. Charakterystyki "podniesiony kosinus". Wpływ zniekształceń amplitudowych i fazowych na ISI. Korektor transwersalny i jego zastosowania do eliminacji ISI. Algorytmy automatycznej i adaptacyjnej pracy korektora. 6. Kody blokowe i splotowe Cel kodowania nadmiarowego. Zysk kodowy. Możliwości detekcyjne i korekcyjne kodów. Dekodery twardo- i miękko-decyzyjne. Rodzaje kodów nadmiarowych. Ogólna zasada konstrukcji kodu blokowego. Kody cykliczne systematyczne i niesystematyczne. Kody BCH i Reeda-Solomona. Zasada pracy systemów ze sprzężeniem zwrotnym ARQ. Budowa kodera splotowego. Algorytm Viterbiego. Model kodera TCM. Metoda Ungerboecka "przyporządkowania przez podział zbioru". Pojęcie błędów seryjnych. Kodowanie kaskadowe i przeplot blokowy. 7. Synchronizacja Cel stosowania i rodzaje synchronizacji. Model idealnej analogowej pętli fazowej. Analiza dynamiczna pętli. Dyskretna pętla fazowa DPLL. Metody odtwarzania fali nośnej. Odtwarzanie elementowej podstawy czasu. Metoda zdejmowania obwiedni.
Metody oceny:
Egzamin pisemny.
Egzamin:
tak
Literatura:
[1] A. Dąbrowski, P. Dymarski (red.) Podstawy transmisji cyfrowej, Oficyna Wydawnicza PW, 2009. [2] S.Haykin "Systemy telekomunikacyjne", WKiŁ, 1998. [3] A.Drozdek "Wprowadzenie do kompresji danych", WNT, 2007
Witryna www przedmiotu:
http://cygnus.tele.pw.edu.pl/potc/
Uwagi:
Brak

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Schemat blokowy łącza telekomunikacyjnego, funkcje poszczególnych bloków
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W10
Student posiada wiedzę na temat kodowania transmisyjnego oraz operacji skramblingu
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W11
Student potrafi zdefiniować i opisać podstawowe rodzaje modulacji cyfrowych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06, K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W12
Student posiada wiedzę na temat właściwości modulacji wielotonowych i realizacji systemu OFDM
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06, K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W2
Podstawowe cechy sygnału mowy
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W3
Idea i podstawowe parametry procesu próbkowania i kwantyzacji
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W4
Ogólna znajomość modulacji szerkopasmowych z celowym rozpraszaniem widma (ang. Spread Spectrum System) z modulacją DS i FH oraz ich najważniejsze właściwościi i zastosowania
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W5
Znajomość metod zwielokratniania sygnałów (częstotliwościowego, czasowego i kodowego)
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W6
Graniczne wartości transmisji: twierdzenia Nyquista i Shannona
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W7
Optymalne i suboptymalne odbiorniki sygnału cyfrowego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W8
Znajomość modeli barw i zagadnień związanych z podpróbkowaniem kanału chrominancji
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG
Charakterystyka W9
Znajomość algorytmu kompresji cyfrowego sygnału wideo - MPEG
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Omówienie blokow funkcjonalnych systemu Spread Spectrum
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW, III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.3.o
Charakterystyka U2
Analiza porównawcza metod zwielokrotnienia
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW, III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.3.o
Charakterystyka U3
Student potrafi znaleźć zakodowany ciąg wyjściowy dla dowolnego kodera kodu cyklicznego i splotowego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW, III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.3.o
Charakterystyka U4
Porównanie wad i zalet systemów FEC i ARQ
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW, III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.3.o
Charakterystyka U5
Obliczanie maksymalnej szybkości modulacji i przepustowości kanału telekomunikacyjnego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW, III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.3.o
Charakterystyka U6
Konwersja modeli barw RGB na YUV i odwrotnie
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U09
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW
Charakterystyka U7
Wyznaczanie podstawowych parametrów opisujących skompresowany sygnał wideo tj. współczynnika kompresji, redundancji, entropii, MOS, PSNR
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_UW