TIETOLIIKENNETEKNIIKKA II 521361A KURSSI DIGITAALISEN TIEDONSIIRRON PERUSTEISTA Kari Kärkkäinen Tietoliikennelaboratorio, huone TS439, 4. krs. kk@ee.oulu.fi, http://www.telecomlab.oulu.fi/~kk/ puh: 029 448 2848, GSM: 040 571 4761 vastaanottoaika maanantaisin klo 9.00−10.00 Kurssisivu: https://noppa.oulu.fi/noppa/kurssi/521361a/etusivu

Tietoliikennetekniikka II 521361A Kurssin laajuus: 3 op., suoritus loppukokeella joulukuussa 2013 Toteutus: Opetus periodeilla 2.−3. Luennot: TI klo 10−12, TS101 Luennot alkupainotteisesti (TO 10.10 harjoitusten paikalla luento) Harjoitukset: TO 8-10, TS128, paitsi 16.10 ja 13.11 KE 10-12,TS 128 1 harjoituksen ajankohta ilmoitetaan mtöhemmin. Ilmoittautuminen: sekä OPTIMA että WEBOODI (jotta LUKKARI toimii ja OPTIMA:n ilmoitukset saapuvat) Oppimateriaali TTK-OPTIMA:ssa Kurssiin liittyvät tiedotteet löytyvät aina NOPASTA: https://noppa.oulu.fi/noppa/kurssi/521361a/etusivu Myös luennoilla informoidaan lähiajan mahdollisista opetusaikamuutoksista.

Tietoliikennetekniikka II 521361A Vaaditut esitiedot: Signaalianalyysi. Myös tietoliikennetekniikka I:n (analogisen tiedonsiirron perusteiden) -kurssista on hyötyä, mutta sen suoritus ei kuitenkaan ole välttämätön edellytys kurssin ymmärtämiseksi. Kurssin tavoitteet: Ainetasoinen peruskurssi digitaalisen siirtotekniikan teoreettisille opinnoille. Esitetään tärkeimpien binääristen ja monitilaisten (M-tilaisten) amplitudin, vaiheen ja taajuuden modulointiin perustuvien digitaalisten tiedonsiirtomenetelmien periaatteet ja verrataan menetelmillä saavutettavia suorituskykyjä AWGN-kohinan vallitessa. Myös kanavan kaistarajoituksen ja monitie-etenemisen vaikutusta tarkastellaan, sekä vastaanotintekniikoita häiriöiden eliminoimiseksi. Lisäksi tarkastellaan informaatioteorian ja virheenkorjaavien koodien perusteita. Luodaan perusta digit. siirtotekniikan jatkokursseille kandi ja DI-vaiheissa. Jatkossa tulevia kanditason TIL-kursseja: laajakaistaiset tietoliikennejärjestelmät, tietoliikenteen simuloinnit ja työkalut, tietoliikennetekniikan laboratoriotyöt

Tietoliikennetekniikka II 521361A DIPLOMITYÖ TÄYDENTÄVÄ MODUULI TÄYDENTÄVÄ MODUULI DI-opinnot 120 op. noin 2 v SYVENTÄVÄ MODUULI TÄYDENTÄVÄ MODUULI A B OPINTOSUUN. MODUULI OPINTOSUUNNALLE VALMISTAVAT OPINNOT & KANDITAATINTYÖ Kandi-opinnot 180 op. noin 3 v YHTEISET AINEOPINNOT TLT II kuuluu tänne YHTEISET PERUSOPINNOT A, B = valitse reiteistä toinen

Tietoliikennetekniikka II 521361A Varsinainen kurssikirjallisuus: R.E. Ziemer & W.H. Tranter: “Principles of Communications: Systems, Modulation and Noise”, 5. Painos, John Wiley & Sons, 637 s., 2002. käydään läpi: luku 7 (ss. 329−388), osia luvusta 8, sekä luku 10 (ss. 513−573). Vaihtoehtoisesti uudempi 6. painos 2010 käydään läpi: luku 8 (ss. 384-453), luku 9 (ss. 460-499, ss. 538-546), luku 10 (ss. 573-578), luku 11 (ss. 606-661) Kirja löytyy pääkirjaston kurssikirjahyllystä. Kalvojen kuvia on otettu mm. lähteistä: B. Sklar: “Digital Communications ― Fundamentals and Applications”, 2. painos, Prentice Hall, 1079 s., 2001. Erityisen hyvä oheislukemisto. S. Benedetto & E. Biglieri: “Principles of Digital Transmission with Wireless Applications”, Kluwer Academic Pub., 855 s., 1999. TIL:n kirjastosta (TS443) löytyy kopio pääoppikirjasta tarkempaa tutustumista varten. Digitaalista siirtotekniikka käsitteleviä tutorial-artikkeleita on koottu artikkelipankkiin, joka löytyy osoitteesta (eivät kuulu kurssivaatimuksiin, mutta hyötyä työelämässä): http://www.telecomlab.oulu.fi/~kk/TLT2_tutoriaalit.html

Tietoliikennetekniikka II 521361A Luentokalvoissa esiintyy oppikirjan ulkopuolista kutakin asiaa täydentävää materiaalia, joka ei kuulu varsinaisiin kurssivaatimuksiin, mutta jota kuitenkin kannattaa silmäillä. Ylimääräiset täydentävät kalvot ─ erityisesti monet kuvat ─ syventävät opittavaa asiaa ja ovat hyödyllisiä, varsinkin jos esimerkiksi tietotekniikan koulutusohjelman opiskelijat eivät enää jatkossa aio suorittaa tietoliikenteen syventäviä opintoja DI-vaiheessa. Ylimääräiset syventävät kalvot ovat merkitty kalvon otsikossa merkinnällä (S), eivätkä siis kuulu kurssivaatimuksiin!

Tietoliikennetekniikka II 521361A Käsiteltäviä asiakokonaisuuksia: Digitaalisen tiedonsiirtojärjestelmien peruslohkot ja luokittelu Tiedonsiirtokanava, AWGN -kanava Kantataajuisen (baseband) järjestelmän BEP Optimaalinen sovitettu suodatin (matched filter) vastaanotin Värillinen ei-valkoinen kohina Amplitudinsiirtoavainnus (ASK) ja sen BEP Vaiheensiirtoavainnus (PSK) ja BPSK sekä niiden BEP Taajuudensiirtoavainnus (FSK) ja sen BEP Differentiaalinen PSK (DPSK) ja sen BEP Ortogonaaliset modulaatiomenetelmät, monikantoaaltomenetelmät Modulaatiomenetelmien ominaisuuksien ja suorituskykyjen vertailu, vaihekoherenttiuden vaikutus suorituskykyyn Kaistarajoitetut siirtokanavat, Nyquistin ja kohotetun kosinin pulssimuodot, monitie-eteneminen Symbolien välinen keskinäisvaikutus ja häipyminen, kanavakorjaimet Monitilaiset menetelmät (QPSK, OQPSK, MSK, MPSK, QAM, MFSK) Hajaspektri-, CDMA-, ja solukkojärjestelmien perusteet

Tietoliikennetekniikka II 521361A Käsiteltäviä asiakokonaisuuksia (jatkuu): Informaatioteorian perusteet, informaation mitta, entropian käsite Diskreetti siirtokanava, kanavamatriisi Erilaiset entropian lajit, keskimääräinen siiretty informaatio Siirtokanavan kapasiteetti Shannonin 1. ja 2. teoreema Lähteenkoodaus, Shannon-Fano ja Huffman -koodaukset Shannon-Hartleyn laki Tehorajoitetut vs. kaistarajoitetut siirtojärjestelmät Virheenkorjaavan kanavakoodauksen perusteet: Peruskäsitteitä, koodien luokittelu, koodisuhde, Hamming-paino ja –etäisyys Purskevirheiden korjaus Lineaariset lohkokoodit Pariteetintarkistuskoodit Toistokoodit Hamming –koodit Sykliset koodit Konvoluutiokoodit ja Viterbi -algoritmi Kanavakoodauksella saavutettava suorituskykyetu, koodausvahvistus