|
|
|||||||||||||||||
Opinto-opas 2011-2012
TLT-5200 Tietoliikenneteoria, 5-7 op
|
Lisätiedot
Kurssin verkkosivut http://www.cs.tut.fi/kurssit/TLT-5200/
Vastuuhenkilö
Mikko Valkama
Opetus
| Opetusmuoto | P1 | P2 | P3 | P4 | Kesä | Toteutuskerrat | Luentoajat ja -paikat |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Suoritusvaatimukset
Hyväksytysti suoritettu tentti ja harjoitustöitä. Opintojakso voidaan suorittaa 5-7 opintopisteen laajuisena. Perusversiossa (5 op) henkilökohtaisten harjoitustöiden laajuus on vaatimustasoltaan suppeampi kuin laajemmassa (7 op) suorituksessa.
HUOM! *** Tiedonsiirtotekniikan syventäviin opintoihin vaaditaan, tai ainakin vahvasti suositellaan, esitiedoiksi laajempi (7 op) suoritus. ***
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan
Osaamistavoitteet
Kurssilla paneudutaan sähkömagneettisten tiedonsiirtojärjestelmien ytimessä vaikuttaviin yleisimpiin signaalitason ilmiöihin ja signaalinmuokkausmenetelmiin, ja näiden merkitykseen tiedonsiirron kannalta. Näitä ovat mm. kohina, modulaatio ja suodatus. Kurssin suoritettuaan: * Opiskelija osaa selittää ja analysoida tiedonsiirtosignaalien ominaisuuksia aika- ja taajuustasoissa. * Opiskelija osaa analysoida siirtoteiden ja elektroniikkakomponenttien sekä kohinan ja häiriöiden aiheuttamia signaalivääristymiä tiedonsiirron kannalta. * Opiskelija osaa selittää satunnaissignaaleihin liittyvät ominaispiirteet ja ominaisuudet, näiden merkityksen tiedonsiirron kannalta, ja osaa kuvailla tähän liittyvät matemaattiset mallit. * Opiskelija osaa selittää kaistanpäästösignaalien ominaispiirteet ja ominaisuudet, ja osaa kuvailla tähän liittyvät matemaattiset mallit. * Opiskelija osaa selittää yleisimpien tiedonsiirrossa käytettävien analogisten ja digitaalisten modulaatioiden toiminnan ja ominaisuudet. Hän osaa lisäksi perustella käytännön järjestelmissä tehtyjä valintoja käytettävän signaalitehon, kaistanleveyden ja laitteistototetuksen kannalta. * Opiskelija tunnistaa tiedonsiirron aaltomuoto- ja laitesuunnitteluun liittyvät perusresurssit, kuten teho ja kaistanleveys, ja osaa selittää näihin liittyvät kompromissivaihtoehdot. Hän myös tunnistaa radioelektroniikan perusmodulit, kuten suodattimet ja mikserit, ja osaa selittää näiden toiminnan. * Opiskelija tunnistaa informaatioteorian peruskäsitteet, ja osaa selittää näiden merkityksen tiedonsiirron kannalta. * Opiskelija osaa tiedonsiirtojärjestelmien linkkisimulaatioiden perusteet. Laajennusosion (7op) suoritettuaan opiskelija osaa selittää ja analysoida tiedonsiirtoaaltomuotojen ominaisuuksia ja tiedonsiirtolaitteiden toimintaa kompleksiarvoisten signaalimallien avulla, ja tämän perusteella omaa perusteet mm. suunnitella uusia tiedonsiirtoaaltomuotoja.
Sisältö
| Sisältö | Ydinaines | Täydentävä tietämys | Erityistietämys |
| 1. | 1. SIGNAALIT JA TIETOLIIKENNE ** spektrikäsite; kyky ajatella ja ymmärtää signaalien ja järjestelmien ominaisuuksia taajuustasossa; Fourier muunnos vs. korrelaatiofunktiot ja spektrintiheys ** satunnaissignaalit ja kohina; 1. ja 2. asteen statistiikat ja niiden merkitys; jakaumat; satunnaissignaalien spektrintiheys ** signaalien vääristyminen siirrossa; eri vääristymätyypit ja niiden merkitys ** tietoliikennejärjestelmien suunnittelun luonnonvarat; teho ja kaistanleveys | ||
| 2. | 2. KAISTANPÄÄSTÖSIGNAALIT JA -JÄRJESTELMÄT ** kaistanpäästösignaalien esitysmuodot; verhokäyrä ja vaihefunktio; I/Q esitysmuoto ** reaaliset ja kompleksiset signaalit; kaistanpäästöjärjestelmien alipäästöekvivalentit mallit; analyyttiset signaalit ja Hilbert muuntimen periaate ** kompleksisten signaalien hyväksikäyttö tietoliikennejärjestelmissä; analysointi vs. toteutus | - analyyttiset signaalit ja Hilbert muunnos ja niiden merkitys ja sovellukset yleisesti tietoliikenteen signaalinkäsittelyssä - kompleksiset suodattimet | |
| 3. | 3. ANALOGISET MODULAATIOT ** lineaariset modulaatiot ja modulaation käsite; AM, DSB, SSB, VSB; yleinen I/Q modulaatio ** kulmamodulaatioperiaatteet; vaihe-ja taajuusmodulaatio ** moduloidut signaalit ja ilmaisu; verhokäyräilmaisin; synkroninen ilmaisin; taajuusilmaisin ** moduloitujen signaalien analyysi; spektraalinen sisältö; toiminta kohinaisessa kanavassa; häiriöiden vaikutus ** eri tiedonsiirtotehtävät ja modulaation valinta | - kulmamodulaatioiden yksityiskohtaisempi matemaattinen käsittely - modulaattorit ja niiden käytännön toteutusrakenteet (piirit) - ilmaisimet ja niiden käytännön toteutusrakenteet (piirit) - vastaanottimet arkkitehtuurisesta näkökulmasta | |
| 4. | 4. NÄYTTEENOTTO JA TIETOLIIKENNESIGNAALIT ** aaltomuodot ja niiden diskreetit näytteet; näytteenoton matemaattiset mallit; diskreetti lukujono vs. impulssijono; näytteistetyn signaalin spektraalinen sisältö ** näytteenottoteoreemat; alipäästö- vs. kaistanpäästösignaalinäytteistys | ||
| 5. | 5. DIGITAALISEN TIEDONSIIRRON PERUSTEET ** diskreetti informaatio ja analoginen kanava; bitit, symbolit ja aaltomuodot ** kantataajuinen pulssiamplitudimodulaatio (PAM); johtokoodaus ja Nyquist pulssinmuokkaus; symboliaakkostot; symbolienvälinen keskinäisvaikutus ** kantoaaltomodulaatio digitaalisessa tiedonsiirrossa; lineaariset I/Q modulaatiot; digitaalinen taajuusmodulaatio ** digitaalisen siirron edut ** informaatioteorian perusteita; kanavan kapasiteetti käsite | - lähdekoodauksen perusteet - kapasiteettilakien yksityiskohdat |
Opintojakson arvostelu
Arvostelu pohjautuu pitkälti ydinaineksen osaamisen arviointiin. Kiitettävään arvosanaan (5) saatetaan tosin vaatia myös jonkin verran täydentävän tietämyksen hallintaa.
Arvosteluasteikko:
Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)
Osasuoritukset:
Oppimateriaali
| Tyyppi | Nimi | Tekijä | ISBN | URL | Painos,saatavuus... | Tenttimateriaali | Kieli |
| Kirja | Communication Systems | A. B. Carlson, P. B. Crilly, J. C. Rutledge | 0-07-112175-7 | TTY Kirjakauppa (esim.), kustantaja McGraw-Hill | Englanti | ||
| Opintomoniste | Tietoliikenneteoria | Mikko Valkama & Markku Renfors | Monistetaan kootusti kurssin alkaessa | Suomi |
Esitietovaatimukset
| Opintojakso | P/S | Selite |
| SGN-1201 Signaalinkäsittelyn menetelmät | Suositeltava | |
| SMG-1200 Piirianalyysi II | Suositeltava | |
| TLT-5100 Tiedonsiirtotekniikan perusteet | Pakollinen |
Tietoa esitietovaatimuksista
Tai em. kursseja vastaavat tiedot.
Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)
Vastaavuudet
| Opintojakso | Vastaa opintojaksoa | Selite |
|
|
|
Tarkempia tietoja toteutuskerroittain
| Toteutus | Kuvaus | Opetusmuodot | Toteutustapa |
| Luennot Harjoitukset Harjoitustyöt |
Lähiopetus: 40 % Etäopetus: 0 % Itseopiskelu: 60 % |