2017年度工学院大学 第1部情報通信工学科

通信方式論(Fundamental Theory of Communication Systems)[1E19]

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2単位
水野  修 教授  [ 教員業績  JP  EN ]
最終更新日 : 2017/11/09

<学位授与の方針>
1. 基礎知識の習得
2. 専門分野知識の習得
3. 汎用的問題解決技能
4. 道徳的態度と社会性

<授業のねらい>
通信システムの基礎となる,アナログおよびデジタルの信号,変調,復調,雑音について理解する.
これにより,通信システムの諸問題を解決する基礎力がつくこと達成目標とする.

<受講にあたっての前提条件>
・三角関数および複素数の演算や微積分について,公式集などを参考にせずにできること.
・フーリエ級数,フーリエ変換について,ほかの講義で履修している(する)こと.

<具体的な到達目標>
・基本的な信号波について数学的に解析できる.
・主要なアナログ変調・復調方式(AM,DSB,SSB,FM,PM)の原理を理解し,各変調方式の特性や特徴を理論的に説明できる.
・信号のデジタル化について,理論的に説明できる.
・主要なデジタル変調・復調の原理(PAM,PCM,QAM,FSK,PSK,OFDM,スペクトル拡散変調,)を理解し,各変調方式の特性や特徴を理論的に説明できる.

<授業計画及び準備学習>
1. 通信システムの基本的構成
 通信サービスの現状を踏まえ,「通信システムのモデル」について理解します.
 準備:教科書第1章を熟読する.三角関数,複素数の公式を学習する.

2.信号波の解析とフィルタ:フーリエ級数展開
  周期をもつ信号,周期をもたない信号,フーリエ級数やフーリエ変換を用いて解析します.
 準備:教科書P.9〜38を読みし,例題を解く.
 復習:講義内容をノートにまとめ,関連問題を解く.

3.アナログ通信方式1:振幅変調(AM)および搬送波抑圧振幅変調(DSB),単側波振幅変調(SSB)
 振幅変調の原理を理解し,変復調回路について理論的に説明できるようにする.さらに,DSB方式,SSB方式についての理論的解析を行い,特徴を理解する.
 準備:教科書P.41〜60を熟読し,例題を解く(P.60のQAMについては,12回目に行う).
 復習:講義内容をノートにまとめ,関連問題を解く.

4. アナログ通信方式2:周波数変調(FM),位相変調(PM)の原理
 周波数変調・位相変調の原理を理解し,理論的に説明できるようにします.
 準備:教科書P.65〜73を熟読し,例題を解く
 復習:講義内容をノートにまとめ,関連問題を解く.

5.アナログ通信方式3:周波数変調(FM),位相変調(PM)の変復調回路
 周波数変調・位相変調の復調回路について理論的に説明できるようにする 
準備:教科書P.74〜90を熟読し,例題を解く
 復習:講義内容をノートにまとめ,関連問題を解く.

6.アナログ信号の雑音特性
 AM,FMの雑音特性について理論的に理解する.
準備:教科書P.91〜100を熟読し,例題を解く
 復習:講義内容をノートにまとめ,関連問題を解く

7.中間試験
 1〜6回目の内容について,理解度を確認する.
準備:教科書およびノートをもちいて7回目までの内容を復習し,例題や関連問題が解けるようにする.

8.デジタル通信方式1:パルス振幅変調(PAM)と標本化定理
  中間試験の振り返り.
  搬送波として周期パルス信号列を用いたパルス変調方式の原理を理解し,デジタル通信の重要な定理である標本化定理を導出できるようにする.
 準備:教科書P.103〜107を熟読する.
 復習:講義内容をノートにまとめ,関連問題を解く.

9. デジタル通信方式2:パルス符号化変調(PCM)
  デジタル信号の標本化と量子化の原理を理解し,デジタル通信の変調方式の基本であるPCMを理論的に説明できるようにする.
 準備:教科書P.108〜116を熟読する.
 復習:講義内容をノートにまとめ,関連問題を解く.

10. デジタル通信方式3:ベースバンドデジタル変調
  ベースバンドデジタル変調と雑音の特性について理解する..
 準備:教科書P.121〜131を熟読し,例題を解く.
 復習:講義内容をノートにまとめ,関連問題を解く.

11. デジタル通信方式4:QAM,PSK変調
 QAM,PSK変調方式の原理を理解し,特性について理解する.
 準備:教科書P60,P.133〜150を熟読し,例題を解く.
 復習:講義内容をノートにまとめ,関連問題を解く.

12. 多重化伝送方式
 これまで学習した変調方式をもとに,多重化伝送方式の考え方を理解します.
 準備:教科書161〜168ページを熟読し,例題を解く.
 復習:講義内容をノートにまとめ,関連問題を解く.

13. トラヒック理論の基礎
 回線設計のもととなる,トラヒック理論の基礎について理解します.
 準備:事前配布する補助教材を熟読し,例題を解く.
 復習:講義内容をノートにまとめ,関連問題を解く.

14. 学習内容の振り返り

<成績評価方法>
講義期間に実施する中間試験(50点満点)+試験期間に実施する定期試験(50点満点)の合計(100点満点)で評価し,60点以上を合格とする.
なお,正当な理由なく5回以上欠席した場合は,成績評価を行わないことがある.

<教科書>
・植松友彦・松本隆太郎「基本を学ぶ通信工学」オーム社 ISBN978-4-274-21311-3
なお,適宜補助教材を用意する.

<参考書>
・岩波保則,「ディジタル通信」,コロナ社 ISBN978-4-339-02711-2
・ラシィ (著) 外山 昇 (訳)「詳説 ディジタル・アナログ通信システム 基礎編」丸善 ISBN978-4621076347
・ラシィ (著) 外山 昇 (訳)「詳説 ディジタル・アナログ通信システム 応用編」丸善 ISBN978-4621076354

<オフィスアワー>
火曜日11:00-12:30,13:30-15:00  A-2217室
メールでの質問等は omizuno_at_ieee.orgまで(_at_は@に置き換えること)

<学生へのメッセージ>
通信工学を学ぶ者は知っておかなければならない基礎理論ですので,しっかりと身につけてください.


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