BME VIK - Hírközléselmélet

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Frigyes István,

4. A tantárgy előadója

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Bitó János	Egyetemi docens	Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
Dr. Frigyes István	Emeritusz professzor	Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

BMEVIEV2217 Jelek és rendszerek

BMEVITMA301 Infokommunikáció

6. Előtanulmányi rend

Kötelező:

NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIHVMA07" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIHVMA07", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

Ajánlott:
-

7. A tantárgy célkitűzése A híradástechnika, a hírközlés szerteágazó fogalmai és feladatai többé-kevésbé egységes elmélet segítségével írhatók le. A tárgy célkitűzése bemutatni ennek az elméletnek az alapfogalmait, alapjait és gondolkodásmódját. A tárgy elsősorban az információelmélet, a döntés- és becsléselmélet, valamint a digitális hírközlés alapjaival foglalkozik.

Ennek keretében a hallgatók megismerkednek fontos fogalmakkal (illetve egyes, már megismert fogalmakkal mélyebben foglalkoznak). A fogalmak alkalmazását a rádióhírközlésből és az optikai hírközlésből vett gyakorlati példák részletes tárgyalásával mutatjuk be.

Az előadások, a gyakorlófeladatok és a számonkérés módszere együttesen arra törekszik, hogy a hallgatók a megismert elemeket, módszereket és eljárásokat egyrészt alkotó módon tudják alkalmazni, másrészt elegendően sok fix pontot kapjanak ahhoz, hogy a számukra újdonságnak tűnő vagy ténylegesen új hírközlő rendszereket kevés utánolvasással, utánjárással megértsék. A tárgy így megalapozza a későbbi szakirányú tárgyakban oktatott digitális hírközlési ismereteket, valamint az analóg hírközlés önálló elsajátítását.

8. A tantárgy részletes tematikája

Matematikai bevezetés

A sztochasztikus folyamatok elemei

A komplex burkoló fogalma, bevezetése

Az információelmélet alapjai

Alapfogalmak (források, információelméleti alapfogalmak stb.) definíciója, bemutatásuk példákon

Forráskódolás, Huffman-kód, LZW-kód

A döntéselmélet alapjai

Döntési feladatok a hírközlésben

Bináris döntés

A Bayes-féle (min. risk) döntés, kiterjesztés M hipotézisre

MAP kritérium, ML kritérium

Elégséges statisztika

A becsléselmélet alapjai

Becslési feladatok

Bayes, MMSE, MAP, ML becslések

Becslők jellemzése

A Cramer-Rao egyenlőtlenség, CRB

Digitális jelek átvitele analóg csatornán

Kétdimenziós jelkészletek, PSK és QAM moduláció

Több dimenziós (ortogonális, biortogonális, szimplex) jelterek

Optimális vétel AWGN csatornában, vevőstruktúrák

Zaj hatása a PSK és QAM átvitelre, modulációk összehasonlítása

Sávkorlátozott csatornák, jelalakok megválasztása, Nyquist-kritérium

Nemlineáris torzítás

A kiterjesztett spektrumú átvitel alapjai, DS és FH rendszer

Csatornák, csatornakódolás, csatornakapacitás

Additív Gauss-zajos csatorna

Kódolás Gauss-zajos csatornán, csatornakapacitás

Lineáris kódok; blokk-kódolás; a Reed-Solomon kód

Optikai csatorna, zaj, diszperzió, nemlinearitás

Fadinges csatornák, a Rayleigh- és Rice-csatorna, hibaarány fadinges csatornán; diverziti, kombinálás

A kapacitás fogalma fadinges csatornában – ergodikus és kiesési kapacitás

Kódolás Gauss-zajos és fadinges csatornán

MIMO, többfelhasználós, és üzenetszóró csatornák

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Kéthetenként 6 óra előadás

10. Követelmények A szorgalmi időszakban: 4 db zárthelyi dolgozat. Minden zárthelyire maximum 15 pontot lehet kapni. A kapott pontok alapján az egyes zárthelyik eredménye a következő. 0-4 pont: 0, 4,5-7 pont: elégtelen (1), 7,5-9 pont: elégséges (2), 9,5-11 pont: közepes (3), 11,5-13 pont: jó (4), 13,5-15: jeles (5). A meg nem írt zárthelyiket 0 eredménnyel vesszük figyelembe.

Amennyiben a zárthelyik eredményének átlaga eléri a 2,0 értéket, a zárthelyik eredményének átlaga egész számra kerekítve fogja szolgáltatni a félévközi számonkérés végső eredményét. A 2,0-nál gyengébb átlag esetén a félévközi számonkérés eredménye elégtelen.

11. Pótlási lehetőségek

A zárthelyik közül kettő javítására, illetve pótlására a szorgalmi időszak utáni pótlási héten van lehetőség. A negyedik zárthelyi eredményének ismeretében minden hallgatónak – a tanszék által később meghatározott módon – egyértelműen nyilatkoznia kell arról, hogy melyik az a zárthelyi, amelyet javítani/pótolni szeretne. Ha egy zárthelyi pótlását megkísérli a hallgató (jelzi a tanszék számára, hogy azt javítani/pótolni kívánja), akkor ezen zárthelyi végső eredménye minden esetben a pótlási héten írt javító/pótló zárthelyi eredménye lesz.

12. Konzultációs lehetőségek Egyéni megbeszélés szerint, a tárgy előadójával egyeztetve.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom J. G. Proakis, M. Salehi: Communication Systems Engineering (Prentice Hall, 2002)

Felhasználható irodalom:

Frigyes I.: Hírközlő rendszerek (Műegyetemi Kiadó, 2001)

Csibi S.: Információ közlése és feldolgozása (Tankönyvkiadó, 1980)

Th. M. Cover, J. A. Thomas: Elements of Information Theory (Wiley, 2006)

H. L. Van Trees: Detection, Estimation, and Modulation Theory, Vol I (Wiley)

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	45
Félévközi készülés órákra	20
Felkészülés zárthelyire	35
Házi feladat elkészítése
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása	20
Vizsgafelkészülés
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:	Beosztás:	Tanszék, Int.:
Dr. Frigyes István	Emeritusz professzor	Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
Dr. Bitó János	Egyetemi docens	Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

Horváth Péter

Egyetemi tanársegéd

Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék