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

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

Az „Infokommunikáció” tárgy célja, hogy megismertesse az információ-átvitel és -tárolás alapvető módszereit, és rávilágítson ezek alkalmazására a modern távközlésben és kommunikációs hálózatokban.

A tárgy oktatása törekszik arra, hogy később

- a témakörhöz kötődő specializációkon tovább tanulók biztos alapokat kapjanak a leglényegesebb fogalmak és eljárások tekintetében; valamint

- azok a hallgatók, akik más specializációk valamelyikén folytatják tanulmányaikat, kellően megalapozott ismeretekkel rendelkezzenek a modern infokommunikációs rendszerek megértéséhez.

Ennek megfelelően a tantárgy minden villamosmérnök számára nyújt „kimenő” ismereteket miközben megalapozza a később az infokommunikáció-rokon specializációk valamelyikét választók további tanulmányait.

1. hét

Bevezetés, a tantárggyal kapcsolatos információk ismertetése. A mintavételezésről tanultak felelevenítése, a híradástechnikai átviteli lánc kontextusában. Sávkorlátozott jelek tulajdonságai, mintavételi tétel. A visszaállítás jellegzetes hibái, szivárgás és aliasing.  Nem alapsávi jel mintavételezése, a túlmintavételezés hatása. A kvantálás szerepe és hatása az átviteli láncban.

Kvantálási zaj, jel zaj viszony, egyenletes és változó lépcsőméretű kvantálás.

2. hét

Forráskódolás.  Fix és Nem-fix szóhosszú kódok, egyértelmű megfejthetőség, prefix tulajdonság, Kraft-McMillan egyenlőtlenség. Átlagos kódszóhossz, a kód entrópiája, a tömöríthetőség határa, a tömörítés módszerei.

3. hét

Hibakorlátozó kódolás. BSC csatorna átviteli tulajdonságai, csatornakapacitás. Lineáris, bináris, szisztematikus kódok, vonali kódolás. Kódtávolság, Hamming-távolság, bináris kódszó súlya, perfekt kód. Hibavédelem blokk kóddal, hibajavítás lineáris kóddal. Titkosító kódolás, szimmetrikus kulcsú rejtjelezés, nyilvános kulcsú rejtjelezés.

4. hét

Analóg modulációs eljárások. Amplitúdó moduláció, előállítása, spektrumábrái, időfüggvénye, demodulálása. Szögmodulációk, frekvencia és fázismoduláció, előállítása, spektrumábrái, időfüggvénye, demodulálása. Sávszélesség-becslési modellek.

5. hét

Digitális alapsávi átvitel. A PAM jel spektrális viselkedése, a szimbólumközti áthallásmentesség feltétele, a zaj hatása, szemábra vizsgálata, jelzési sebesség, Nyquist-tétel a szimbólumközti áthallásról, az ISI elkerülése, emelt-koszinuszos elemi jel. Többszintű átvitel.

6. hét

Digitális modulációs eljárások. Frekvencia billenytűzés (FSK, MSK) – sávszélesség és frekvencialöket, amplitúdó billentyűzés (ASK, OOK), PSK modulációk, QAM változatok, QAM jelek érzékenysége, teljesítmény igénye. Konstellációs diagramok, kétdimenziós szemábra.

7. hét

Többszörös csatornahozzáférés. Időosztásos nyalábolás (TDM), frekvenciaosztásos nyalábolás (FDM), ortogonális frekvenciosztásos nyalábolás (OFDM). Többszörös hozzáférés a csatornához időosztással, frekvenicaosztással,  kódosztással (TDMA, FDMA, CDMA). OFDM-ben a nyalábolás és szétosztás megvalósítása, előállítás gyorsítása FFT-vel. CDMA kódolási és dekódolási példa.

8. hét

Hang-hallás, kép-látás. Az emberi hallás műszaki vonatkozásai, analóg és digitális hangjelek jellemzői, a fényérzékelés néhány jellemzője, színes mozgókép-megjelenítés analóg és digitális formában. Fletcher-Munson görbék, hangerő-szabályozás, a zaj pszofometrikus értékelése, a színezet és telítettség pszichofizikai értelmezése. Hang- és képtömörítő eljárások az emberi érzékszervek befogadó-képességeihez igazítva.

9. hét

Infokommunikációs hálózatok alapjai. Az ISO-OSI hétrétegű modell összehasonlítása a négyrétegű számítógép-hálózati modellel (Internet Protocol Suite). A fizikai réteg és az adatkapcsolati réteg. A vezetéknélküli és a vezetékes átvitel sajátosságai, és ezek kényszerítő hatásai a ráépülő rétegekre. Adatkapcsolati réteg - feladatai, a protokollok által megoldandó kérdések. Közeg-hozzáférési módszerek. Jellegzetes protokollok a közeghozzáférési rétegben.

10. hét

 A hálózati réteg. Feladatai, az általa nyújtott szolgáltatások. Az Internet Protokoll. IPv4 fejléc mezői és ezek jelentése, címkiosztás, alhálózati címzés, boradcast, multicast. Az IPv6 és az IPv4 összehasonlítása. Az IPv6 címkiosztás. Az IPsec alapjai. A QoS fogalma.

11. hét

A transzport réteg. Feladatai, az általa nyújtott szolgáltatások. Az UDP protokoll – feladatai, szolgáltatásai, fejléce. A TCP protokoll feladatai, szolgáltatásai, fejléce, összehasonlítás az UDP-vel. A TCP néhány fontosabb koncepciója és eljárása – kapcsolat felépítés és bontás, újraadás, folyamvezérlés, torlódásvezérlés.

12. hét

Analóg és digitális műsorszóró rendszerek. Analóg modulációk infokommunikációs alkalmazásai. Analóg AM és FM rádió műsorszórás, analóg televízió műsorszórás alapelvei. Digitális modulációk infokommunikációs alkalmazásai. Digitális rádió és televízió műsorszórás alapvető jellemzői, tömörítési és modulációs eljárásai. IPTV és streaming rendszerek.

13. hét

Mobil kommunikáció - architektúra és a rádiós hálózat. Cellás rendszerek. 1G, 2G, 3G 4G és 5G hálózatok sajátosságai. A 4G és 5G rádiós hozzáférési hálózatok bemutatása, összehasonlítása. Mobil kommunikáció - architektúra és a mobil maghálózat. Az 5G maghálózat fő funkciói.

A zárthelyire és a vizsgára készülést közvetlenül segítő szakirodalmak:

Híradástechnika, főszerk. Géher Károly, Műszaki Könyvkiadó, 2000.

https://tsplab.hu/gyula/InfoKomm/Chap_ZH.html, on-line példatár, szerk Marosi Gyula

Híradástechnika példatár, Elek Kálmán - Kovács Lóránt, Műegyetemi Kiadó, 2004.

A tantárgy honlapján elhelyezett elméleti összefoglalók, példamegoldások, gyakorló feladatok valamint egy-egy gyakorlathoz tartozó egyéb oktatási segédletek.   

Az Infokommunikáció témaköreinek további elmélyítését segítő (a zárthelyire és vizsgára készüléshez nem szükséges, de hasznos) szakirodalmak:

J. G. Proakis, M. Salehi, Fundamentals of Communication Systems, Pearson Prentice Hall2005.

Goff Hill (szerk.), The Cable and Telecommunications Professionals’ Reference, Elsevier, Focal Press, 2007 (3rd edition).

Behrouz A. Forouzan, Data Communications and Networking, McGraw-Hill, 2007

Dr. Varga Pál

Marosi Gyula

Dr. Osváth László

A zárthelyi dolgozatnál lehetőséget biztosítunk a hallgatók részére IMSc pont megszerzésére. A zárthelyin a szokásos kiméretű (tipikusan 22 pontban maximált) feladatokon túl további (15 pontnyi) feladatot adunk ki, amelyekkel maximum 15 IMSc pontot szerezhet az, aki a zárthelyi közös részét legalább 75%-os szinten (az elérhető 22-ből legalább 16 pont) teljesíti.

A vizsgákon a zárthelyihez hasonlóan 15 pontnyi extra feladatot adunk ki, amelyekkel 15 iMSC pontot lehet szerezni. A vizsgákon IMSc pontot az kaphat, aki a közös részből legalább 75%-os szinten (22-ből legalább 16 pont) teljesít.