Μαθήματα

Σήματα, Πληροφορία και Επικοινωνία

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

• Βασικές έννοιες: ορισμοί και σύντομη ανασκόπηση στοιχείων θεωρίας μετασχηματισμού Fourier.
• Δειγματοληψία στο χρόνο. Αναπαράσταση ψηφιακών σημάτων στα πεδία του χρόνου και της συχνότητας.
• Εύρος ζώνης σήματος. Διαδικασίες μίξης.
• Σχεδίαση συστημάτων: τεχνολογικοί περιορισμοί, νομοθεσία και αγορά.
• Εισαγωγή στην θεωρία πληροφορίας. Εντροπία. Βασικές αρχές εκπομπής δεδομένων. Χωρητικότητα καναλιού και θόρυβος.
• Μοντελοποίηση φυσικών καναλιών: πηγές και παραδείγματα υποβάθμισης καναλιού.
• Μετάδοση δεδομένων σε βασική ζώνη.
• Ψηφιακή διαμόρφωση διέλευσης ζώνης: διαμόρφωση ASK, FSK, PSK.
• Κωδικοποίηση πηγής. Θεώρημα Ιδανικής Δειγματοληψίας. Θόρυβος κβαντισμού.
• Τεχνικές συμπίεσης και προστασίας από τα σφάλματα. Κωδικοποίηση καναλιού και κωδικοποίηση μπλοκ.
• Πολλαπλή πρόσβαση με διαίρεση συχνότητας/χρόνου/κώδικα.
• Δίκτυα επικοινωνιών και πρωτόκολλα σηματοδοσίας.
• Εφαρμογές και παραδείγματα.

Μαθησιακοί Στόχοι

Το μάθημα είναι σχεδιασμένο με σκοπό να παρέχει τη θεωρητική και παραστατική εμπειρία στις βασικές αρχές καταγραφής, αποθήκευσης και μετάδοσης πληροφορίας που διέπουν τα αναλογικά και ψηφιακά συστήματα επικοινωνίας.
Η συνεπής κι επιτυχής παρακολούθηση του μαθήματος έχει ως προσδοκώμενο αποτέλεσμα να καταστήσει τον φοιτητή/τη φοιτήτρια ικανό/ικανή να κατανοεί και να αξιολογεί τα πιο σημαντικά σχεδιαστικά ζητήματα κι επιλογές που ανακύπτουν κατά τη δημιουργία μιας επικοινωνιακής σύνδεσης δεδομένων, συγκεκριμένα:
α) να αναλύει σήματα που αφορούν τα συστήματα επικοινωνίας και να μετράει τα βασικά μεγέθη τους στο πεδίο του χρόνου αλλά και της συχνότητας,
β) να περιγράφει τους βασικούς περιορισμούς στη συμπίεση και τη μετάδοση σημάτων και πληροφορίας, να εκτελεί απλούς υπολογισμούς
εκτίμησης αυτών των περιορισμών και να αντιλαμβάνεται τη σημασία τους σε σχέση με προβλήματα μετάδοσης,
γ) να αναγνωρίζει τα βασικά υποσυστήματα καθώς και τη συμπεριφορά και λειτουργία τους στο σχεδιασμό των συστημάτων επικοινωνίας,
δ) να συγκρίνει και να επιλέγει μεθόδους και τεχνικές μετάδοσης ανάλογα με τις απαιτήσεις των πραγματικών προβλημάτων μετάδοσης, και
ε) να ερμηνεύει τις αποκλίσεις μεταξύ προβλεπόμενης και μετρήσιμης συμπεριφοράς των συστημάτων επικοινωνίας.

Γενικές Ικανότητες

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών, Λήψη αποφάσεων, Αυτόνομη εργασία, Ομαδική εργασία, Εργασία σε διεθνές περιβάλλον, Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον, Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής, Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης.

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Θεωρητική από έδρας διδασκαλία με συζήτηση και ενεργή συμμετοχή των φοιτητών. Οι διαλέξεις του μαθήματος υποστηρίζονται από διαφάνειες παρουσίασης του συνόλου της εκπαιδευτικής ύλης ενώ ο λευκός πίνακας χρησιμοποιείται:
α) για την εμβάθυνση επιλεγμένων θεματικών ενοτήτων,
β) για την προαγωγή της ενεργούς συμμετοχής των φοιτητών στη βήμα-προς-βήμα επίλυση προβλημάτων,
γ) για τη διεξοδική επίλυση Ασκήσεων Πράξης.

Αξιολόγηση Φοιτητών

Γραπτή τελική εξέταση εξαμήνου (100%) που περιλαμβάνει επίλυση προβλημάτων, σχεδιασμό και υπολογισμούς, βάσει δεδομένων.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

• Andy Bateman, Ψηφιακές Επικοινωνίες, Εκδόσεις Τζιόλα, 2000.
• Hsu Hwei P., Αναλογικές και ψηφιακές επικοινωνίες, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ, 2002.
• Lathi P. B. – Ding Zhi, Σύγχρονες Αναλογικές και Ψηφιακές Επικοινωνίες, 4η Εκδοση, ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ, 2018.