
Teoria de la Comunicació
Codi: 102696Crèdits: 9
| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| Enginyeria de Sistemes de Telecomunicació | OB | 3 |
Professor/a de contacte
- Nom :
- Gonzalo Seco Granados
- Correu electrònic :
- gonzalo.seco@uab.cat
Equip docent
- Rafael Terris Gallego
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
Aquesta assignatura es pot considerar que és la continuació l'assignatura 102714 Fonaments de Comunicacions, per tant, es recomana haver cursat i superat 102714 Fonaments de Comunicacions.
També és convenient tenir un bon coneixement de 102690 Fonaments de Senyals i Sistemes, i 102712 Senyals i Sistemes Discrets.
Objectius
Un sistema de comunicacions en general consta dels següents blocs: font, codificador de font, codificador de canal, modulador, canal, demodulador, decodificador de canal, decodificador de font i destinatari. Al curs de Fonaments de Comunicacions s'ha posat l'emfàsis en l'estudi del modulador, canal i demodulador. En aquest curs, en primer lloc es recordaran i es veuran alguns aspectes nous de la part de modulació i demodulació, però sobre tot s'estudiarà en profundidat la resta de blocs del sistema, posant especial atenció en la caracterització de les fonts a nivell de teoria de la informació, la compresió mitjançant codis de font i la correcció d'errors introduits pel canal mitjançant la codificació de canal.
Els objectius específics són:
- Consolidar els coneixements sobre modulacions i demodulacions, i descriure algunes tècniques més avançades que les vistes als cursos anteriors.
- Dimensionar els sistemes de comunicacions des del punt de vista de probabilitat d'error (codificació).
- Analitzar el fluxe d'informació al llarg del sistema de comunicacions fent servir els conceptes de teoria de la informació.
- Conèixer els limits fonamentals donats per la teoria de la informació.
- Codificar fonts per reduir-ne la redundància.
- Conèixer els principals mètodes de codificació de canal i els seus principis de funcionament.
Resultats d'aprenentatge
- Utilitzar els conceptes de sistemes de compressió de font de codificació de dades i de transmissió segura de missatges digitals en sistemes monousuari i multiusuari.
- Diferenciar els blocs i les funcionalitats d'un sistema de transmissió de dades complet.
- Identificar els requisits mínims per a una comunicació de dades digitals fiable i segura.
- Associar de manera autònoma nous coneixements i tècniques adequats per a concebre, desenvolupar o explotar sistemes i serveis de telecomunicació, amb especial èmfasi en la transmissió de dades.
- Distingir els paràmetres fonamentals d'un sistema de comunicacions complet orientat a la transmissió de dades.
- Classificar els avantatges i els inconvenients de diferents alternatives tecnològiques de desplegament o implementació de sistemes de comunicacions, des del punt de vista de la compressió de fonts digitals, la codificació de canal i els mecanismes de seguretat.
- Descriure, desenvolupar, analitzar i optimitzar els diferents blocs d'un sistema de transmissió de dades.
- Combinar diferents alternatives tecnològiques a fi de proposar sistemes de transmissió de dades optimitzades per a les característiques de l'escenari d'aplicació.
- Utilitzar aplicacions de comunicació i informàtiques (ofimàtiques, bases de dades, càlcul avançat, gestió de projectes, visualització, etc.) per donar suport al disseny de sistemes de transmissió de dades i facilitar-ne la transferència tecnològica posterior.
- Planejar el procés de disseny en equip de sistemes de comunicacions digitals amb èmfasi en les tasques de compressió de fonts, de codificació de dades i de transmissió segura de missatges.
- Jutjar i criticar, tant oralment com per escrit, diferents conceptes, mètodes i tècniques de transmissió de dades digitals de manera fiable i segura.
- Ser capaç d'analitzar, codificar, processar i transmetre informació multimèdia emprant tècniques de processament analògic i digital de senyal.
- Interpretar els límits fonamentals donats per la teoria de la informació.
- Diferenciar i classificar els principals algoritmes de codificació i compressió de fonts.
- Comprendre i il·lustrar els principals mètodes de codificació de canal i els seus principis de funcionament.
- Reconèixer les diferents tècniques d'accés multiusuari i seleccionar les solucions més adequades segons l'escenari de comunicacions.
- Discutir i aplicar sistemes de criptografia orientats a millorar la seguretat d'un sistema de comunicació.
- Desenvolupar un pensament i un raonament crítics.
- Desenvolupar la capacitat d'anàlisi i de síntesi.
- Desenvolupar el pensament científic.
- Treballar de manera autònoma.
- Desenvolupar estratègies d'aprenentatge autònom.
- Gestionar el temps i els recursos disponibles.
- Prevenir i solucionar problemes.
- Avaluar de manera crítica el treball dut a terme.
- Treballar de manera organitzada.
- Treballar cooperativament.
- Comunicar eficientment, oralment i per escrit, coneixements, resultats i habilitats, tant en entorns professionals com davant de públics no experts.
- Fer un ús eficient de les TIC en la comunicació i la transmissió d'idees i resultats.
- Desenvolupar la curiositat i la creativitat.
Continguts
1. Definicions i propietats bàsiques de teoria de la informació
- Introducció als sistemes de transmissió de dades
- Detecció d'errors i necessitat de les codificacions de font i de canal.
- Entropia, entropia relativa, informació mútua.
- Desigualtat de processament de dades. Desigualtat de Fano.
- Propietat d'equipartició asimptòtica.
2. Codificació de font i compressió de dades
- Tipus de codis de font i propietats.
- Teorema de codificació de font (1r teorema de Shannon).
- Codificació de Huffman.
- Codificació de Shannon-Fano-Elias.
- Codificació de Lempel-Ziv.
3. Capacitat de canal
- Tipus i caracterització del canal: capacitat de canal.
- Teorema de codificació de canal (2n teorema de Shannon).
- Entropia diferencial.
- Capacitat del canal gaussià.
4. Codis de bloc
- Propietats dels codis de bloc lineals. Codis sistemàtics.
- Matrius generadores i de paritat.
- Codis bloc bàsics: Hamming, repetició, màxima longitud, BCH, Reed-Solomon.
- Decodificació i probabilitat d'error.
- Codis cíclis.
- Concatenació de codis i codis avançats: LDPC.
5. Codis convolucionals
- Propietats dels codis convolucionals.
- Representació i descripció. Diagrama d’estats i trellis.
- Tipus de codis. Codis sistemàtics. Codis recursius.
- Probabilitat d'error i prestacions. Distància lliure. BER.
- Decodificació òptima (MLSE). Algorisme de Viterbi.
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tutories | 6 | 0,24 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 28 |
| Classes de problemes | 15 | 0,6 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 |
| Classes de teoria | 39 | 1,56 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 30 |
| Pràctiques de laboratori | 15 | 0,6 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 29, 30 |
| Treball individual de l'alumne | 143 | 5,72 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 30 |
Activitats presencials
- Classes de teoria: exposició dels continguts teòrics
- Classes de problemes: resolució de problemes relacionats amb la teoria, amb participació dels propis alumnes.
- Pràctiques de laboratori: aplicació de les tècniques presentades a les classes de teoria a diferents sistemes reals i posada en pràctica amb diferents programaris de simulació.
- Exàmens parcials i final.
Activitats autònomes
- Estudi dels continguts teòrics i pràctics de l'assignatura. Resol·lució dels problemes i el·laboració de lliuraments amb sol·lucions d'alguns conjunts de problemes. Preparació dels exàmens.
- Treballs pràctics: realització i aprofundiment de les pràctiques de laboratori. Preparació de la memòria de cada pràctica.
Avaluació
Activitats d'avaluació continuada
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Pràctiques | 20 % | 0 | 0 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 |
| Examen Parcial 1 | 32 % | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 28, 30 |
| Examen parcial 2 | 48 % | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 28, 30 |
| Examen Recuperació | 80 % | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 28, 30 |
| Activitats Seguiment | Fins a un 10% de AC, si ajuda a pujar la nota. | 1 | 0,04 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26, 28, 29, 30 |
Principis de l'avaluació
L'avaluació s'estructura de manera que els estudiants poden triar un format d'avaluació continuada o un format on la major part del pes de l'avaluació es concentra al final del curs (que també pot servir com a mecanisme de recuperació per a l'avaluació continuada). Això permet que l'alumne adapti el ritme de realització dels elements avaluatius a les seves necessitats i preferències.
Aquesta assignatura no preveu el sistema d’avaluació única.
Elements avaluatius
Hi haurà els següents elements avaluatius:
- Activitats de seguiment
- Pràctiques de laboratori
- Examen Parcial 1
- Examen Parcial 2
- Examen Recuperació
Les activitats de seguiment (NS) consistiran en la participació a classe, la realització de problemes o tests a classe i/o bé en el lliurament de problemes fora de classe. La nota de seguiment només servirà per pujar la nota de l'avaluació continuada, fins a un màxim del 10%.
La nota de pràctiques de laboratori (NP) es calcularà a partir dels informes que s'hauran d'entregar a l'inici i/o final de les sessions de pràctiques, del treball i possibles proves que es realitzin durant o després de les sessions, i de possibles entregues addicionals d'exercicis. No és necessari aprovar cada pràctica individualment. Les pràctiques de laboratori són una activitat no recuperable.
L'Examen Parcial 1 (ExP1) es realitzarà aproximadament a la meitat del curs. No allibera matèria per què els continguts d'aquest curs són acumulatius; és a dir, s'han de dominar els primers temes per poder seguir els últims.
L'Examen Parcial 2 (ExP2) es realitzarà aproximadament a la darrera setmana de les activitats presencials (classes teòriques).
L'Examen de Recuperació (ExR) es realitzarà una vegada finalitzades les activitats presencials, durant el període de temps específicament dedicat a exàmens.
Totes les activitats són individuals, excepte algunes activitats de pràctiques de laboratori que es podran realitzar en grup.
Integritat acadèmica i verificació de l’autoria
El professorat es reserva el dret de convocar una entrevista o una prova oral individual de contrast quan hi hagi indicis de còpia o de manca d’autoria en una activitat avaluable. La impossibilitat d’acreditar satisfactòriament l’autoria podrà tenir efectes sobre la seva qualificació, d’acord amb la normativa acadèmica vigent.
Revisió de qualificacions
Després de cada examen s’establirà una franja horària dins d’un dia concret perquè els estudiants puguin revisar la qualificació del seu examen, excepte en aquells exàmens amb qualificació automàtica (per exemple, de tipus test).
Càlcul de les notes
- Nota d'Exàmens Parcials [[ExP]]: [[ExP]] = 0.4*[[ExP1]] + 0.6*[[ExP2]]
- Nota d'Avaluació Continuada [[AC]]: [[AC]] = max( [[ExP]], 0,9*[[ExP]] + 0.1*[[NS]] )
- Nota global dels Exàmens [[NE]]:
- [[NE]] = [[AC]] si no es fa l'examen de recuperació.
- [[NE]] = [[ExR]] si es fa l'examen de recuperació.
- Per aprovar és necessari que [[NE]]>= 4.
- La Nota Final [[NF]] de l'assignatura és: [[NF]] = 0.8*[[NE]] + 0.2*[NP]] si [[NE]]>= 4. Si [[NE]]<4, [[NF]] = [[NE]].
- La Nota Final [[NF]] es redondenja d'acord amb l'Article 266 "Resultats d'Avaluació" de la Normativa Acadèmica de la UAB del 10 de juliol de 2025
- L'assignatura s'aprova quan [[NF]]>=5.
Alumnes repetidors
Es pot conservar la nota de pràctiques de laboratori (NP) d'anys anteriors. És l'opció que es considera per defecte si no es tornen a fer les pràctiques.
Matrícules d’honor
Atorgar una qualificació de matrícula d’honor (MH) és decisió del professorat responsable de l’assignatura. S'atorgaran matrícules d'honor només a alumnes que hagin mostrat un gran nivell d'excel·lència l'assignatura, i no per defecte a les notes més altes. La normativa de la UAB indica que les MH només es podran concedir a estudiants que hagin obtingut una qualificació final igual o superior a 9.00. Es poden atorgar MH fins a un 5% del total d'estudiants.
Consideració de "No Avaluable"
La nota final serà "No Avaluable" només quan l'estudiant no es presenti a cap examen, ni els de l'avaluació continuada ni el de recuperació.
Consideració en cas de còpia o plagi
Sense perjudici d'altres mesures disciplinàries que s'estimin oportunes, i d'acord amb la normativa acadèmica vigent, es qualificaran amb un zero les proves o informes on l'estudiant hagi comès les irregularitats, com plagi, engany, còpia, el fet de deixar copiar, etc., que podrien conduir a una variació de la qualificació.
Comunicació
El Campus Virtual serà la plataforma de comunicació amb les/els estudiants.
Ús de la IA
Tot el contingut lliurat per les/els estudiants, com exàmens, informes, activitats de seguiment, etc., haurà de ser original i generat únicament per elles/ells, sense la intervenció directa d’eines d’intel·ligència artificial, llevat que s’indiqui el contrari. Això no impedeix que les/els estudiants puguin utilitzar la IA com a eina d’aprenentatge o suport per revisar el contingut, assistir en la creació de codi o comparar resultats.
Bibliografia
Bàsica
- Cover, T. M.; Thomas, J. A. Elements of Information Theory. Wiley, 2nd edition, 2006.
- Proakis, J.; Salehi, M.; Digital Communications. McGraw-Hill, 5th edition, 2008.
Complementària
- Artés Rodríguez, A.; Pérez González, F.; Cid Suero, J.; López Valcarce, R.; Mosquera Nartallo, C.; Pérez Cruz, F.; Comunicaciones Digitales, http://www.tsc.uc3m.es/~antonio/libro_comunicaciones/El_libro_files/comdig_artes_perez2.pdf
- Ha, T. T., Theory and Design of Digital Communication Systems. Cambridge University Press, 2011.
- Glover, I. A.; Grant, P. M., Digital Communications. Prentice Hall, 3rd edition, 2010.
Avançada
- Proakis, J.; Salehi, M.; Commnications Systems Engineering, Prentice-Hall, 2nd edition, 2001.
- Du, K.-L.; Swamy, M. N., Wireless Communication Systems. From RF Subsystems to 4G Enabling Technologies. Cambridge University Press, 2010.
- Madhow, U., Fundamentals of Digital Communication. Cambridge University Press, 2008.
- Lin, S.; Costello, D. J., Error Control Coding. Prentice-Hall, 2nd Edition, 2004.
- Gallager, R. G., Principles of Digital Communication. Cambridge University Press, 2008.
- Moon, T. K., Error Correction Coding: Mathematical Methods and Algorithms. Wiley-Interscience, 2005.
- Roman, S., Introduction to Coding and Information Theory. Springer, 1996
- Abramson, N., Information Theory and Coding. McGraw-Hill, 1963.
- Blahut, R., Algebraic Codes for Data Transmission. Cambridge University Press, 2003.
- Hamming, R. W., Coding and Information Theory. Prentice-Hall, 1980.
- Gitlin, R.D.; Hayes, J.F.; Weinstein, S.B. Data communications principles. Plenum Press, 1992.
- Adamec, J., Foundations of Coding: Theory and Applications of Error-Correcting Codes with an Introduction to Cryptography and Information Theory. Wiley-Interscience, 1991.
- Sklar, B.; Digital Communications: Fundamentals and Applications, Prentice Hall, 2nd edition, 2001.
- Goldsmith, A.; Wireless Communications, Cambridge University Press, 2005.
- Molisch, A. F.; Wireless Communications, Wiley, 2nd edition, 2011.
Programari
Durant les sessions pràctiques es farà ús del programari MATLAB i Simulink.
Tanmateix, MATLAB i Simulink s'utilitzarà també com a suport per les classes teòriques i de problemes.
Grups i idiomes de l'assignatura
La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d'aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura
| Tipus de docència | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (TE) Teoria | 330 | Espanyol | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 331 | Català/Castellà | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (PLAB) Pràctiques de laboratori | 331 | Català/Castellà | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (PAUL) Pràctiques d'aula | 332 | Català/Castellà | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (PLAB) Pràctiques de laboratori | 332 | Català/Castellà | segon quadrimestre | matí-mixt |
| (PLAB) Pràctiques de laboratori | 333 | Català/Castellà | segon quadrimestre | matí-mixt |