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課程名稱 |
電工實驗(通信專題)
Electrical Engineering Lab (topics on Communication System) |
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開課學期 |
110-1 |
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授課對象 |
電機資訊學院 電機工程學系 |
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授課教師 |
鄭皓中 |
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課號 |
EE3018 |
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課程識別碼 |
901 39800 |
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班次 |
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學分 |
2.0 |
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全/半年 |
半年 |
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必/選修 |
必修 |
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上課時間 |
星期四7,8(14:20~16:20) |
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上課地點 |
博理103 |
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備註 |
初選不開放。本系優先。
總人數上限：24人 |
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課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
核心能力與課程規劃關聯圖 |
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課程大綱
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為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
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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。 |
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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。 |
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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：由於因應疫情緣故與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。 |
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預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
每週四 14:20~15:10 備註： 若為遠距教學則四7為教師鄭皓中線上office hour （預約制）；若為實體課程則為四9（預約制）。
Lab問題可逕行寄信詢問助教：
助教周家儀：r10942055@ntu.edu.tw
助教陳元芃：r10942064@ntu.edu.tw
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指定閱讀 |
課程投影片資料。 |
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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] IBM Qiskit Official Tutorial: https://github.com/Qiskit/qiskit-tutorials/tree/master/tutorials.
[6] N. J. Higham, Handbook of Writing for the Mathematical Sciences (3rd Edition), Society
for Industrial and Applied Mathematics (SIAM) Philadelphia, 2020. |
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評量方式
(僅供參考) |
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No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
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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 |
10% |
(Group) LabView & USRP (depending situations it could be optional and hence 10 % to 0 %) |
8. |
Literature Presentation |
15% |
(Group) Literature Survey Presentation |
9. |
Final Project |
15% |
(Group) If Lab 7 is optional, then 15 % to 25 % |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
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第1週 |
9/23 |
Logistics and Installation of Python & IBM QISkit Package (Lab 1 announced) - online videos |
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第2週 |
9/30 |
Basic Quantum Circuits - online videos |
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第3週 |
10/07 |
Quantum Communication: Teleportation and Superdense Coding (Lab 2 announced) - online videos |
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第4週 |
10/14 |
Quantum Computing: The Oracle Model and the The Deutsch–Jozsa Algorithm (Lab 1 due) |
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第5週 |
10/21 |
Quantum Computing: Grover's Search Algorithm (Lab 2 due; Lab 3 announced) |
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第6週 |
10/28 |
Quantum Computing: The Period-Finding Algorithm and Shor's Algorithm |
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第7週 |
11/04 |
Source Coding: The Huffman Coding (Lab 3 due; Lab 4 announced) |
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第8週 |
11/11 |
Channel Coding: Convolutional Codes (Lab 5 announced) |
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第9週 |
11/18 |
Digital Modulation (Lab 4 due) |
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第10週 |
11/25 |
Decision-making (Lab 5 due; Lab 6 announced) |
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第11週 |
12/02 |
Performance Analysis |
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第12週 |
12/09 |
Introduction to USRP and LabVIEW (Lab 6 due; Lab 7 announced if not optional) |
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第13週 |
12/16 |
Literature Survey Presentation |
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第14週 |
12/23 |
Literature Survey Presentation |
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第15週 |
12/30 |
Literature Survey Presentation |
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第16週 |
1/06 |
Literature Survey Presentation |
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第17週 |
1/13 |
Final Project Demo |
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