Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Hírközléselmélet

    A tantárgy angol neve: Communication Theory

    Adatlap utolsó módosítása: 2017. január 24.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    MSc képzés

    Közös tantárgy

     

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIHVMA07 1, 3 3/0/0/f 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Bitó János,
    4. A tantárgy előadója

    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 Jelek és rendszerek, Infókommunikáció
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIHVM107" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIHVM107", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

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

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    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
    1. Bevezetés: A hírközlés feladata, információforrások, üzenetek, zajok, zavarok fogalomköre, hírközlő rendszerek főbb alkotóelemeinek funkciója, a digitális és az analóg hírközlési feladatok bemutatása. Matematikai bevezetés: A sztochasztikus folyamatok elemei.
    2. Az információelmélet alapjai: Alapfogalmak (források, információelméleti alapfogalmak stb.) definíciója, bemutatásuk példákon
    3. Forráskódolás: Célja, hatékonysága, memóriamentes és memóriával rendelkező források kódolása, Shannon I. forráskódolási tétele.
    4. Forráskódolási eljárások: Huffman-kód, LZW-kód, aritmetikai kódoló.
    5. Az átviteli csatorna: Kölcsönös információ, csatornakapacitás fogalma, BSC, DMC, additív Gauss-zajos csatorna (AWGN), Shannon korlát, Shannon II. csatornakódolás tétele.
    6. Csatornakódolás: Üzenettér, kódtér fogalma, hibák osztályozása, Hamming távolság, kódkonstrukciós törvények (Singleton, Hamming korlátok, MDS, perfekt kód).
    7. Bináris lineáris csatornakódolási eljárások: heurisztikus kódolás, kódvektorok, generátormátrix és polinom, paritásellenőrző mátrix és polinom, Hamming kódok.
    8. Nembináris lineáris csatornakódolási eljárások: Véges testek fogalma, műveletek Galois testek felett, nembináris Hamming kódok, Reed-Solomon kódok, ciklikus kódok.
    9. A döntéselmélet alapjai: Döntési feladatok a hírközlésben, bináris döntés, a Bayes-féle (min. risk) döntés, MAP kritérium, ML kritérium, elégséges statisztika
    10. A becsléselmélet alapjai: Becslési feladatok, Bayes, MMSE, MAP, ML becslések, becslők jellemzése, a Cramer-Rao egyenlőtlenség, CRB
    11. Digitális jelek átvitele analóg csatornán: A komplex burkoló fogalma, digitális jelkészlet, jeltér fogalma, kétdimenziós jelkészletek, PSK és QAM moduláció, több dimenziós (ortogonális, biortogonális, szimplex) jelterek, optimális vétel AWGN csatornában, vevőstruktúrák.
    12. Zaj hatása a PSK és QAM átvitelre, modulációk összehasonlítása, sávkorlátozott csatornák, jelalakok megválasztása, Nyquist-kritérium.
    13. Memóriával rendelkező csatornakódolási és modulációs lejárások: Konvolóciós kódolás, folytonos fázisú modulációs eljárások, Viterbi algoritmus.
    14. Fadinges csatornák: Rayleigh- és Rice-csatorna, hibaarány fadinges csatornán, a kiterjesztett spektrumú átvitel alapjai, DS és FH rendszer.
    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) előadás
    10. Követelmények

    A szorgalmi időszakban: 3 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 pontszámmal vesszük figyelembe.

     

    A félévközi számonkérés végső eredményét a két legjobb (legmagasabb pontszámú) zárthelyi dolgozat összesített pontszáma határozza meg a következő módon: 0 pont: nem teljesített; 0,5-14 pont: elégtelen (1), 14,5-18 pont: elégséges (2), 18,5-22 pont: közepes (3), 22,5-26 pont: jó (4), 26,5-30: jeles (5).

    11. Pótlási lehetőségek -
    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)

    Dallos György: Tantárgyi segédlet a Hírközléselmélet című tárgyhoz, Híradástechnika Tsz.

    Frigyes István: Hírközlő rendszerek, Egyetemi tankönyv, Műegyetemi kiadó, 1998.

     

    Felhasználható irodalom:

     

    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 óra42
    Félévközi készülés órákra20
    Felkészülés zárthelyire38
    Házi feladat elkészítése 
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása20
    Vizsgafelkészülés 
    Összesen 
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Dr. Frigyes István

    Emeritusz professzor

    Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

    Dr. Bitó János

    Egyetemi docens

    Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

    Dr. Horváth Péter

    Egyetemi docens

    Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék