Ανάπτυξη και υλοποίηση εκπαιδευτικού λογισμικού σε περιβάλλον MATLAB για το γνωστικό αντικείμενο των εργαστηριακών ασκήσεων του μαθήματος ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ 1

Abstract

Στόχος των ψηφιακών τηλεπικοινωνιών είναι η αποστολή ενός μηνύματος από ένα σημείο σε ένα άλλο, καθώς και η επιβεβαίωση πλήρους, ορθής και κατανοητής λήψης του από τον εξουσιοδοτημένο παραλήπτη. Τα τηλεπικοινωνιακά σήματα τα διακρίνουμε σε αναλογικά και ψηφιακά, με τα ψηφιακά να έχουν πλεονεκτήματα σε σχέση με τα αναλογικά καθώς έχουν μεγαλύτερους ρυθμούς πληροφορίας, καλύτερη ποιότητα σήματος, δυνατότητα παροχής πληθώρας υπηρεσιών, μεγαλύτερη δυνατότητα και ευκολία επεξεργασίας. Για την μελέτη ενός τηλεπικοινωνιακού συστήματος χρησιμοποιούμε τρεις τεχνικές, την χρήση αναλυτικών εξισώσεων, τις ημι-αναλυτικές μεθόδους και τις τεχνικές προσομοίωσης. Στην εργασία θα χρησιμοποιήσουμε το πρόγραμμα του Matlab, το οποίο είναι μια γλώσσα προγραμματισμού η οποία έχει ενσωματωμένη μια σειρά βιβλιοθηκών, και πιο συγκεκριμένα θα χρησιμοποιήσουμε το Simulink που περιλαμβάνεται στο λογισμικό πακέτο του Matlab. Το Simulink προσφέρει τη δυνατότητα εποπτικής αναπαράστασης των συστημάτων σε μορφή μπλοκ διαγραμμάτων. Στην πρώτη άσκηση θα μελετήσουμε το περιβάλλον προσομοίωσης του Matlab Simulink, μαθαίνοντας τις βασικές αρχές λειτουργίας του προγράμματος. Στην δεύτερη άσκηση θα αναφερθούμε στη μελέτη των χακτηριστικών φίλτρων ενώ στην τρίτη θα εξετάσουμε τον κβαντισμό σημάτων. Στην τέταρτη και πέμπτη άσκηση θα μετατρέψουμε το αναλογικό σήμα σε ψηφιακό και αντίστροφα χρησιμοποιώντας την δέλτα διαμόρφωση – αποδιαμόρφωση και διαφορικό PCM αντίστοιχα. Στην έκτη, έβδομη, όγδοη και ένατη άσκηση θα μελετήσουμε τις τεχνικές ψηφιακής διαφόρφωσης, γραμμική μετατόπιση μ – φάσης (MPSK), ορθογωνική εναλλαγή με μετατόπιση πλάτους (ΟΑSK), γραμμική μετατόπιση συχνότητας (FSK) και ελάχιστη γραμμική μετατόπιση (MSK) αντίστοιχα. Στην δέκατη άσκηση θα συγκρίνουμε τις παραπάνω τεχνικές ψηφιακής διαμόρφωσης ως προς την συμπεριφορά τους απέναντι στον θερμικό θόρυβο. Στην ενδέκατη άσκηση θα μελετήσουμε την συνελικτική κωδικοποίηση – αποκωδικοποίηση και στην δωδέκατη την προσομοίωση DS/SS (Direct Sequence / Spread Spectrum) πομποδέκτη. Τέλος σε κάθε άσκηση υπάρχουν ερωτήσεις κατανόησης καθώς και ενδεικτικές ασκήσεις για τον σπουδαστή.