İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)

Transkript

1 İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı SAYISAL İLETİŞİM KURAMI Course Name Digital Communication Theory Kodu (Code) TEL508 Lisansüstü Program (Graduate Program) Dersin Türü (Course Type) Yarıyılı (Semester) Bahar (Spring) Kredisi (Local Credits) Ders Seviyesi (Course Level) AKTS Kredisi (ECTS Credits) YL/Doktora (M.Sc./ Ph.D.) TELEKOMÜNİKASYON MÜHENDİSLİĞİ Telecommunication Engineering ZORUNLU Compulsory Dersin Dili (Course Language) TÜRKÇE Turkish Dersin İçeriği (Course Description) Dersin Amacı (Course Objectives) Band geçiren işaret ve sistemlerin gösterilimleri, karmaşık zarf kavramı, eşdeğer alçak geçiren karşılıkları, band geçiren rastlantı süreçlerinin gösterilimleri. İşaret Uzayı Kavramı: Vektörel kanallar. GramSchmidt ortonormallleştirme yöntemi, işaret vektörlerinin yeniden elde edilmesi, ilişkili ve uyumlu süzgeçli alıcılar. Gauss gürültülü kanallarda hata olasılığının hesabı, hata olasılığı için birleşim üst sınırı. Mesaj dizileri için verimli işaretleşme: Zaman band genişliği boyut ilişkisi, verimli işaret seçimi. Kanal sığası teoremi. İşaret uzayında band verimlilikli kodlama teknikleri: Kodlamalı modülasyon, özellikleri, tasarım ölçütleri, başarım analizleri. Representation of bandpass signals and systems, comple envelope, lowpass equivalents, representation of bandpass random processes. Signalspace concept: Vector channels. GramSchmidt orthonormalization method, recovery of signal vectors, correlator and matched filter receivers. Calculation of the error probability in Gaussian noise channels, union bound for the error probability. Efficient signaling for message sequences: Time bandwidth dimension relationship, selection of efficient signals. Channel capacity theorem. Bandwidth efficient coding in signal space: Coded modulation, properties, design criteria, performance analysis. İletişim kuramı ve sistemleri alanında uzmanlaşmak isteyen öğrencilere 1) sayısal iletişimde kullanılan işaret ve sistemlerin temel özelliklerini tanıtmak, 2) sistemlerin başarımlarını değerlendirme yöntemlerini öğretmek, 3) başarımı artırmaya yönelik yaklaşımları aktarmak. For the students who want to be epert in the field of communication theory and systems: 1) to introduce the basic properties of signals and systems used in digital communications, 2) to teach methods to evaluate the system performance, 3) to convey approaches to improve the system performance. Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Bu dersi başarıyla tamamlayan yüksek lisans/doktora öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri ve yetkinlik kazanırlar: I) Sayısal modülasyonlu işaretleri zaman ve frekans bölgesinde ifade edebilme, spektral özelliklerini ortaya çıkarabilme, II) Sayısal modülasyonlu işaretleri işaret uzayına taşıma, vektörel iletişim modelini oluşturma, III) Alıcı yapılarını tasarlama, alıcının hata başarımını değerlendirme, IV) Mesaj dizilerinin verimli iletilmesi sorununu çözme, kanal sığasını hesaplama, V) Band sınırlı kanallarda hata başarımını artıracak kodlamalı modülasyon tekniklerini kullanabilme. M.Sc./Ph.D. students who successfully pass this course gain knowledge, skill and competency in the following subjects: I) Epressing digitally modulated signals in time and frequency domain, revealing their spectral properties, II) Epressing digitally modulated signals in signal space, developing the vectorial communication model, III) Designing receiver structures, evaluating the error performance of the receiver, IV) Solving the problem of efficient signaling for message sequences, calculating the channel capacity, V) Using the coded modulation techniques to improve the performance in band limited channels.

2 Kaynaklar (References) Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Diğer Uygulamalar (Other Activities) 4 ÖDEV 1) Proakis, J. ve Salehi, M., Digital Communications, McGrawHill. 2) Fitz, M., Fundamentals of Communication Systems, McGrawHill. 3) Wozencraft, J.M. ve Jacobs, I.M., Principles of Communication Engineering, Waveland PR. INC. 4) Biglieri, E., Divsalar, D., McLane, J. ve Simon, M., Introduction to Trellis Coded Modulation with Applications, MacMillan Publishing Company. 5) Lee, E.A. ve Messerschmitt, D.G Digital Communication, Kluwer Academic Publishers. 4 HOMEWORK Başarı Değerlendirme Sistemi (Assessment Criteria) Faaliyetler (Activities) Yıl İçi Sınavları (Midterm Eams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Eam) Adedi* Değerlendirmedeki Katkısı, % (Quantity) (Effects on Grading, %)

3 DERS PLANI Hafta Konular Dersin Çıktıları 1 Band geçiren işaret ve sistemlerin gösterilimleri, karmaşık zarf kavramı, eşdeğer I alçak geçiren işaret ve sistemler. 2 Band geçiren rastlantı süreçlerinin gösterilimleri, spektral özellikleri. I 3 İşaret Uzayı Kavramı: Vektörel kanallar. GramSchmidt ortonormalleştirme II yöntemi. 4 İşaret vektörlerinin yeniden elde edilmesi, ilişkili ve uyumlu süzgeçli alıcılar. II,III 5 Gauss gürültülü kanallarda sayısal işaretlerin hata olasılıklarının hesabı. III 6 Gauss gürültülü kanallarda sayısal işaretlerin hata olasılıklarının hesabı. III 7 Hata olasılığı için birleşim üst sınırı, örnekler. III 8 Mesaj dizileri için verimli işaretleşme. IV 9 Zaman band genişliği boyut ilişkisi, verimli işaret seçimi. IV 10 İkili ve çok düzeyli dizilerle işaretleşme. IV 11 Toplamsal beyaz Gauss gürültülü kanallar için kanal sığası teoremi. IV 12 İşaret uzayında band verimlilikli kodlama teknikleri. V 13 Band sınırlı kanallarda kodlama: Kodlamalı modülasyon tekniği. V 14 Kafes kod tasarım ölçütleri, başarım çözümlemeleri. V COURSE PLAN Weeks Topics Course Outcome s 1 Representation of bandpass signals and systems, comple envelope concept, I baseband equivalent signals and systems. 2 Representation of bandpass random signals, their spectral properties. I 3 Signalspace concept: Vectorial channels. GramSchmidt orthonormalization II method. 4 Recovery of signal vectors, correlator and matched filter receivers. II,III 5 Error probability calculations for digital signals in Gaussian channels. III 6 Error probability calculations for digital signals in Gaussian channels. III 7 Union bound for the error probability, eamples. III 8 Efficient signaling for message sequences. IV 9 Time bandwidth and dimension relationship, efficient signal selection. IV 10 Signaling with binary and multilevel sequences. IV 11 Channel coding theorem for additive white Gaussian noise channels IV 12 Bandwidth efficient coding techniques in signal space. V 13 Coding in band limited channels: Coded modulation technique. V 14 Trellis code design criteria, performance analyses. V

4 Dersin Telekom. Müh. YL Programıyla İlişkisi Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) i. Telekomünikasyon Mühendisliği alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve bu bilgileri kullanarak sorunları çözümleyebilme (bilgi ve beceri). ii. Telekomünikasyon Mühendisliği nin ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme, edindiği bilgileri farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirerek yorumlayabilme ve yeni bilgiler üretebilme (beceri). iii. Telekomünikasyon Mühendisliği ile ilgili uzmanlık gerektiren sorunların çözümü için yeni yaklaşımlar geliştirebilme, sorumluluk alarak çözüm üretebilme ve uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). iv. Telekomünikasyon Mühendisliği nde edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla değerlendirebilme (Öğrenme Yetkinliği). v. Telekomünikasyon Mühendisliği ndeki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını ulusal veya uluslar arası gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). vi. İngilizce kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). vii. Bilgisayar yazılımı ile birlikte bileşim ve iletişim teknolojilerini yüksek düzeyde kullanabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). viii. Telekomünikasyon Mühendisliği ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme (Alana Özgü Yetkinlik). i. Telekomünikasyon Mühendisliği ile ilgili konularda uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme (Alana Özgü Yetkinlik). Katkı Seviyesi : Az, 2. Kısmi, 3. Tam

5 Relationship between the Course and Telecom. Eng. Master Program Program Outcomes i. Developing and intensifying knowledge that requires epertise in the area of Telecommunication Engineering, and gaining the skills necessary to analyze and solve problems using this knowledge (knowledge and skill) ii. Grasping the interdisciplinary interaction related to Telecommunication Engineering, interpreting and forming new types of knowledge by combining the knowledge from Telecommunication Engineering and the knowledge from various other disciplines (skill). iii. Developing new approaches to solve the comple problems arising in Telecommunication Engineering, coming up with solutions while taking responsibility and carrying out a specific study independently. (Competence to work independently and take responsibility). iv. Assessing the knowledge and skill gained in the area of Telecommunication Engineering with a critical view (Learning Competence). v. Systematically transferring the current developments and one s own work in Telecommunication Engineering, to other groups in written, oral and visual forms (Communication and Social Competency). vi. Establishing written and oral communication in English (Communication and Social Competency). vii. Competence in using the computer software together with the information and communication technologies. (Communication and Social Competency). viii. The ability to control the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the Telecommunication Engineering related data taking into consideration scientific, cultural and ethical values and the ability to teach these values to others (Area Specific Competency). i. Developing application plans concerning the subjects related to Telecommunication Engineering and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes (Area Specific Competency). Level of Contributio n : Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Prof.Dr.H.Ümit Aygölü Tarih (Date) 16 Haziran 2011 İmza (Signature)