デジタル通信システム

Digital Communication System

専門教育科目

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工学部

3年

HETBK3MCA1

2.00単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

相河 聡

工学研究科

日本語

目標9

火曜10:40〜12:10・書写B620研究室

aikawa@eng.u-hyogo.ac.jp

3◎／4◎／5◎

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講義目的：ディジタル通信技術は今後の情報社会における根幹となる技術となっている。本講義では、そのディジタル通信システムを構築する上で習得が不可欠な基本となる理論、基礎となる技術事項について解説する。
達成目標：システム解析の基礎となるフーリエ変換を自在に使いこなす。ディジタル信号の検出原理，送信，伝送，受信方法について理解を深め、信号対雑音電力比を算出する。
デジタル変調方式（ASK,PSK,QAM,FSK,Offset QPSK,π/4シフトQPSK,MSK,GMSK)、マルチパス対策技術（ダイバーシチ、軟判定誤り訂正、符号化変調、スペクトラム拡散、OFDM、MIMO）を説明する。

講義内容：ディジタル通信システムは、音声や画像などのアナログ信号をディジタル信号化し、伝送路を介して送信して得られた受信信号を元のアナログ信号に戻す各処理回路からなる。本講義では、以下の授業計画に従ってディジタル信号の伝送及び動作の解析に必要な基礎理論とディジタル通信方式について講義する。

授業計画
　　　-信号対雑音電力比-
01．　信号と情報（確率過程，確率的信号，信号の分類と期待値）
02．　雑音と混信，自己相関関数と不規則信号のスペクトル
03．　エルゴート性，ランダムパス列信号の電力スペクトル
04．　自己相関関数とスペクトル密度，AWGNと信号対雑音電力比
05．　帯域通過雑音，変調方式とＳＮＲ，帯域幅，通信容量

　　　-デジタル変復調の構成-
06．　ナイキストパルス(マルチパス，等化器，ロールオフフィルタ，アイパターン)
07．　信号対雑音電力比と符号誤り率（符号誤りとガウス雑音，SER,BER,Eb/N0）
08．　中間まとめ
09．　整合フィルタ（シュワルツの不等式，相関器によるパルス検出）
10．　帯域通過信号の復調（同期/非同期復調，搬送波再生回路，遅延検波，差動符号化）

　　　-さまざまな無線通信技術-
11．　マルチパスと空間ダイバーシチ
12．　誤り訂正と変復調の融合（軟判定誤り訂正，符号化変調）
13．　スペクトラム拡散（直接拡散，周波数ホッピング，拡散符号）
14．　OFDM（FFT，バタフライ演算，ガードインターバル）
15．　MIMO（IEEE802.11，無線LAN，チャネル推定）

レポート、課題については、学生本人が作成することを前提としているため、生成系AI のみを用いて作成することはできません。

相河聡著、情報通信工学、森北出版

【予習】授業に際して教科書の指示する章を事前読み込み（20ｈ）
【復習】レポート作成（2回、20ｈ）、講義内容の理解を深め定着させるために教科書を読み直し（20ｈ）

採用しない

中間試験・期末試験の結果を総合して採点する。

課題や試験についてその解答などをフィードバックする．

情報通信工学を履修していること。

該当しない

自然科学に基づいた専門分野の基礎力
電気、電子、情報分野の広い知識と特化した分野の知識
多種多様な分野に対応できる能力