課程資訊
課程名稱
 電工實驗(通信專題)
Electrical Engineering Lab (topics on Communication System) 
開課學期
 111-1 
授課對象
 電機資訊學院  電機工程學系  
授課教師
 鄭皓中 
課號
 EE3018 
課程識別碼
 901 39800 
班次
  
學分
 2.0 
全/半年
 半年 
必/選修
 必修 
上課時間
 星期四7,8(14:20~16:20) 
上課地點
 博理103 
備註
 初選不開放。限本系學生。
總人數上限：24人 
  
課程簡介影片
 
核心能力關聯
 核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

電工實驗(通信專題)是針對電機系三年級與四年級學生所開設的實驗課程。此課程分為資訊處理系統（information processing）的理論與實作兩個方向：

理論：
1. 古典資訊系統：利用信號處理的技術，分析瞭解通信系統的基本架構，以及所需要克服的技術挑戰。此部份內容如 Introduction to Communication Systems，Digital Modulation/Demodulation，Source Coding，Convolutional Code等。
2. 量子資訊系統：學習近年來量子資訊技術的基本原理，與其應用例如量子電路、量子計算演算法、量子傳輸等議題。

實作：
1. 使用MATLAB以及軟體無線電來驗證所學之理論。
2. 使用Qiskit & Phython程式套件模擬小規模量子電路。
3. 學術報告：分成文獻報告與期末專題，讓學生們能針對當前的研究主題，練習問題分析，學術寫作，以及口頭報告。 

課程目標
 1. 引導學生靈活運用線性代數，信號與系統，機率與統計等數學工具來分析近代資訊處理系統。
2. 培養學生使用MATLAB來驗證信號處理與通信系統的理論。
3. 培養學生使用Qiskit等平台來模擬小規模量子演算法。
4. 瞭解軟體無線電(SDR)系統原理及工作。
5. 訓練學生團隊合作，並且能將工作系統化，模組化。
6. 練習培養問題分析，學術寫作，以及口頭報告的技能。 
課程要求
 1. 有線性代數，信號與系統，機率與統計的背景知識為佳。
2. 課程內容與數位訊號處理和通信原理有部份重疊。
3. 有基本MATLAB, Phython程式設計基礎。
4. 課程資料、公告等所有資訊將於NTU COOL平台進行。

成績評量方式以實作實驗(Lab)、期中報告、期末專題、與課堂參與綜合考量。

***加簽須知：由於通信專題實驗室與課堂教室大小限制，得視開學第一週欲加簽人數而email有限授權碼。
欲加簽的同學請email給我講述欲加選通信專題實驗的原因，以及你的十選二實驗課修課規劃。
由於實驗課會需要分組（約2~3人一組視總人數而定），請先找同學規劃分組。 
預期每週課後學習時數
 The sky's the limit.
Eluid Kipchoge: "No human is limited."
（大概4~5小時；但建議詢問有修過的同學。期末的專題不設限，最好能成為往後專題研究、碩士研究的發展題目。） 
Office Hours
 備註： Thursday 9 at EEII-549 (by email appointment) 
指定閱讀
 Lecture slides and the IBM Qiskit Tutorial: https://github.com/Qiskit/qiskit-tutorials. 
參考書目
 [1] J. G. Proakis and M. Salehi, Digital Communications (5th Edition), McGraw Hill, 2008.
[2] A. V. Oppenheim and R. W. Schafer, Discrete-Time Signal Processing (3rd Edition), Pearson, 2009.
[3] Michael Nielsen and Issac Chuang, Quantum Computation and Quantum Information, Cam-bridge University Press, 2009.
[4] J. D. Hidary, Quantum Computing: An Applied Approach, Springer Nature Switzerland,
2019.
[5] N. J. Higham, Handbook of Writing for the Mathematical Sciences (3rd Edition), Society
for Industrial and Applied Mathematics (SIAM) Philadelphia, 2020. 
評量方式
(僅供參考)
  
No.
項目
百分比
說明
1. 
 Lab 1 
10% 
 Simulating Quantum Circuits with QISKit 
2. 
 Lab 2 
10% 
 Applications of Quantum Information Processing 
3. 
 Lab 3 
10% 
 Quantum Computing Algorithms 
4. 
 Lab 4 
10% 
 Source Coding 
5. 
 Lab 5 
10% 
 Channel Coding 
6. 
 Lab 6 
10% 
 Digital Modulation 
7. 
 Lab 7 
0% 
 USRP (optional) 
8. 
 Mid-term survey presentation 
15% 
  
9. 
 Final Project 
25% 
  
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
 9/8  Logistics and Installation of Python & IBM QISkit Package (Lab 1 announced)  
第2週
 9/15  Basic Quantum Circuits 
第3週
 9/22  Quantum Communication: Teleportation and Superdense Coding (Lab 2 announced) 
第4週
 9/29  Quantum Computing: The Oracle Model and the The Deutsch–Jozsa Algorithm (Lab 1 due) 
第5週
 10/6  Quantum Computing: Grover's Search Algorithm (Lab 2 due; Lab 3 announced) 
第6週
 10/13  Quantum Computing: The Period-Finding Algorithm and Shor's Algorithm 
第7週
 10/20  Source Coding: The Huffman Coding (Lab 3 due; Lab 4 announced) 
第8週
 10/27  Channel Coding: Convolutional Codes (Lab 5 announced) 
第9週
 11/3  Digital Modulation (Lab 4 due) 
第10週
 11/10  Decision-making (Lab 5 due; Lab 6 announced) 
第11週
 11/17  Performance Analysis 
第12週
 11/24  Literature Survey Presentation (Lab 6 due; Lab 7 optional) 
第13週
 12/1  Literature Survey Presentation 
第14週
 12/8  Literature Survey Presentation 
第15週
 12/15  Literature Survey Presentation 
第16週
 12/22  Final Project Demo