6 ECTS credits
150 u studietijd

Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4004705ENR voor alle studenten in het 1e semester met een verdiepend master niveau.

Semester
1e semester
Inschrijving onder examencontract
Niet mogelijk
Beoordelingsvoet
Beoordeling (0 tot 20)
2e zittijd mogelijk
Ja
Onderwijstaal
Nederlands
Faculteit
Faculteit Ingenieurswetenschappen
Verantwoordelijke vakgroep
Elektriciteit
Onderwijsteam
Gerd Vandersteen (titularis)
Onderdelen en contacturen
21 contacturen Hoorcollege
42 contacturen Werkcolleges, practica en oefeningen
Inhoud

The course first introduces all the basic concepts encountered in a modern telecommunication system. The aim is to recap various concepts that are required to understand the rest of the course.

After this introduction, the concepts and transformations are described to convert the physical signal (e.g. the electrical signal from the microphone) into a data stream with the highest possible quality (highest possible signal to noise ratio). This includes quantization in time (sampling) and in value (quantization) to represent the signal in a digital format. Afterwards the data is compressed using both lossless compression (Huffman coding) and lossy compression techniques (mp3 coding).

After reducing the data size to its minimum, channel coding is used to protect the data transmission against errors. The chapter on channel coding gives an overview of the different channel coding techniques that can be used to both detect and correct errors in a (corrupted) data stream. The focus will be on linear coding techniques, and in particular to both block coding and convolutional coding. The concept of soft and hard decoding strategies will be covered and demonstrated. In order to work with large blocks of data, the theory of Galois field will be introduced to enable computations at symbol (e.g. byte) level instead of bit level. Additionally, techniques to concatenated coding strategies (both serial and parallel) will be discussed. All the techniques above will be demonstrated on a wide variety of applications including Hamming code, CD player (Cross-Interleaved Reed-Solomon), Cyclic Redundancy Check (CRC), Hard disks (LDPC), ECC ram used in computer servers, Redundant Array of Independent Disks (RAID), Turbo decoding used in e.g. deep space communication, and convolutional codes in DAB, Bluetooth, WiFi.

Data streams need to be buffered if they are either don’t have a constant rate or if multiple independent data sources are present. The chapter of queueing systems introduces the theoretical framework using Markov Processes. Both infinite queues and finite queues with loss will be studied and described using Kendall's (A/S/C) notation. These concepts are generally applicable whenever a queue or a buffer needs to be designed (e.g. data buffer on telecom switches, in industrial production, and even to compute the number of pay desks in a super marked).

After preparing the digital data, the data needs to be modulated such that it can be transmitted over the wired and wireless media. After introducing the basic modulation schemes and concepts, the three different type of multiplexing will be considered, namely time, frequency and code domain multiplexing. All these will be illustrated using practical applications such as GSM, xDSL, WiFi, DAB+, 1G-5G communication…

The wired and wireless transmission media will be studied. The wired media will cover different types of transmission lines such as twisted pair, coaxial lines, and fiber technologies. The wireless media will cover both the antenna characteristics to transmit and receive the signals, as well as the propagation models that can be used to predict the performance of the communication system. Additionally, cell and frequency reuse will be considered. All these concepts will be illustrated in the context of the different standards in 1G to 5G communication.

Finally, localization (such as GPS and indoor localization) and ranging using radar technologies will be covered. This includes techniques to measured distances using methods in the time domain (using pulses in e.g. pulsed radar), frequency domain (using FM-based techniques in CW-radar) and code domain (e.g. in GPS).

Bijkomende info

Student notes in the format of slides, articles and book references will be provided to the students.

Leerresultaten

Algemene competenties

De studenten moeten inzicht krijgen in de verschillende aspecten van een telecommunicatieverbinding, te beginnen met de bemonstering en de compressie van het signaal.

De studenten moeten inzicht krijgen in de verschillende soorten kanaalcoderingsschema's die worden gebruikt om transmissiefouten op te sporen en te corrigeren. Het is belangrijk dat de leerlingen de verschillende voor- en nadelen van de verschillende soorten kanaalcodering kennen en begrijpen, zodat ze een gemotiveerde beslissing kunnen nemen bij het kiezen van een geschikte kanaalcodering.

De studenten moeten ook een goed overzicht hebben van de verschillende soorten bedrade en draadloze communicatiekanalen en -methodes.

De studenten moeten ook een goed overzicht hebben van de verschillende soorten plaatsbepalingssystemen en kunnen bepalen welke (set van) plaatsbepalingssystemen geschikt zijn voor hun probleem.

Beoordelingsinformatie

De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 70% van het eindcijfer

WPO Labowerk bepaalt 30% van het eindcijfer

Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:

  • Mondeling examen met een wegingsfactor 1 en aldus 70% van het totale eindcijfer.

Binnen de categorie WPO Labowerk dient men volgende opdrachten af te werken:

  • Eindverslag met een wegingsfactor 1 en aldus 30% van het totale eindcijfer.

Aanvullende info mbt evaluatie

Open book oral examination

Toegestane onvoldoende
Kijk in het aanvullend OER van je faculteit na of een toegestane onvoldoende mogelijk is voor dit opleidingsonderdeel.

Academische context

Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de ingenieurswetenschappen: elektronica en informatietechnologie: Standaard traject
Master in de ingenieurswetenschappen: fotonica: Standaard traject
Master in de ingenieurswetenschappen: toegepaste computerwetenschappen: Standaard traject
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen: afstudeerrichting Artificiële Intelligentie
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen: afstudeerrichting Multimedia
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen: afstudeerrichting Software Languages and Software Engineering
Master in de ingenieurswetenschappen: computerwetenschappen: afstudeerrichting Data Management en Analytics