Kursplan för Kodning för felkontroll

Kursplan fastställd 2024-02-02 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnError control coding
  • KurskodSSY196
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPICT
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeElektroteknik
  • InstitutionELEKTROTEKNIK
  • BetygsskalaUG - Godkänd, Underkänd

Kurstillfälle 1

Kurstillfället är inställt. Kurstillfället ges enligt plan vartannat år. För frågor kontakta utbildningssekreteraren för
  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 13123
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0114 Projekt 7,5 hp
Betygsskala: UG		 7,5 hp

I program

Examinator

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Goda förkunskaper i sannolikhet och linjär algebra. Grundläggande kännedom om digital kommunikation är en fördel men inget krav. Kursens svårighetsgrad ligger på doktorandnivå, vilket innebär att den är matematiskt mer avancerad och går i ett fortare tempo än de flesta masterkurser.

Syfte

Kodning för felkontroll ("error control coding") är vetenskapen att lägga till redundans till utsända (eller lagrade) data, med syftet att detektera om några fel har ägt rum under transmissionen på en kommunikationslänk, och eventuellt korrigera dessa fel. Denna kurs förser studenterna med teoretiska och praktiska verktyg för att förstå, analysera och tillämpa kodning för felkontroll, och omfattar både klassisk och modern kodningsteori.

Kursen rekommenderas starkt för
  • masterstudenter med intresse för teorin bakom tekniska lösningar
  • masterstudenter som planerar att fortsätta sin utbildning med doktorandstudier
  • doktorander
inom områdena trådlös och optisk kommunikation, datalagring eller datakompression.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Definiera vanliga familjer av blockkoder (Hamming-, Reed-Solomon-, BCH-koder) och analysera deras egenskaper
  • Förklara relationerna mellan minimumavstånd, felrättande och feldetekterande förmåga, block- och bitfelssannolikhet och kodningsvinst, samt beräkna eller uppskatta dessa kvantiteter för enkla blockkoder
  • Implementera en sändare och syndrom-baserad avkodare för en godtycklig blockkod, samt utvärdera deras prestanda genom simulering
  • Beräkna minsta fria avstånd och bitfelsannolikhet för enkla faltningskoder, samt utvärdera deras prestanda genom simulering
  • Implementera sändare och mottagare, baserade på Viterbi- och BCJR-algoritmerna, för en godtycklig faltningskod
  • Definiera och analysera egenskaper hos LDPC-koder och turbo-liknande koder
  • Förklara principerna bakom iterativ avkodning, summa-produkt-algoritmen, EXIT-diagram ("EXIT charts") och täthetsevolution ("density evolution")
  • Implementera sändare och mottagare för turbo- och LDPC-koder med hjälp av iterativ avkodning
  • Välja en kodfamilj, kodparametrar och avkodningsmetod för att uppfylla givna krav på felrättande förmåga och komplexitet

Dessutom kommer studenter i denna kurs träna några generella (icke-tekniska) färdigheter och skall efter kursen kunna:

  • Självständigt identifiera relevant litteratur och använda den för att lära sig ett visst forskningsämne
  • Delta i en vetenskaplig diskussion genom att dela idéer och erfarenheter, ge och besvara frågor, förklara problemlösningar samt ge och ta emot kritik
  • Förbereda och ge en presentation om en forskningsartikel anpassad till publikens förkunskaper, medan de håller tidsgränser, erkänner och refererar andra forskare samt besvarar frågor på ett professionellt sätt.

Studenter som endast har studerat vanliga masterkurser tidigare kan ha haft begränsade möjligheter att träna dessa generella färdigheter, medan de hör till vardagen för doktorander och andra forskare.

Innehåll

  • Linjära blockkoder
  • Faltningskoder
  • Modern kodningsteori: LDPC-koder ("low density parity check"), turbo-liknande koder
  • Iterativ avkodning: summa-produkt-algoritmen, EXIT-diagram ("EXIT charts"), täthetsevolution ("density evolution")

Organisation

Kursen är organiserad som en diskussionsklubb, vilket är möjligt eftersom ett relativt liten antal studenter följer kursen. Den omfattar 13 gruppmöten, uppdelade i textsessioner och problemsessioner, 6 hemuppgifter och 1 forskningsseminarium per student. Det finns inga "vanliga föreläsningar".

Litteratur

W. E. Ryan and S. Lin, Channel Codes: Classical and Modern, Cambridge, 2009 (ISBN 978-0-521-84868-8).

Examination inklusive obligatoriska moment

Utvärderingen baseras på

  • lösningar av räkneuppgifterna
  • förståelse av textuppgifterna
  • deltagande i diskussioner vid gruppmöten
  • presentation av ett seminarium
  • deltagande vid övriga seminarier

Det finns ingen skriftlig tentamen, och därför ingen omtentamen. Betyg är endast godkänd/underkänd. Att missa 1-2 gruppmöten och misslyckas med upp till 20% av hemuppgifterna kan vara acceptabelt, om studenten presterar mycket bra för övrigt.

Examinationen är en kontinuerlig process under kursen. Du kan alltid fråga läraren hur du ligger till i relation till gränsen för godkänt.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.