Yazılım Tabanlı Uygulamalı Haberleşme Temelleri Eğitimi
Haberleşme sistemleri doğası gereği birden çok teknolojiyi barındıran karmaşık bir yapıya sahiptir. Haberleşme sistemlerini öğretmek için iletilmek istenen sinyalin kaynaktan hedefe varıncaya kadar uygulanması gereken adımlar blok tabanlı teorik boyut ön planda tutularak anlatılır. Verilen teorik bilginin pekiştirilmesi ise çoğunlukla simülasyon ortamında verilen örnekler ve ödevler ile sağlanır. Ancak bu yöntem fazla soyut kalıp öğrenmeyi zorlaştırmakta ve öğrenciyi konudan soğutabilmektedir. “Yazılım Tabanlı Uygulamalı Haberleşme Temelleri” eğitimi ile kablosuz haberleşmeyi gerçek ortamda deneyimleyerek öğretmeyi, teorik bilgiyi uygulayarak kalıcı hale getirmeyi ve kullanıcının yazılım geliştirme yeteneğini arttırmayı hedefliyoruz. Haberleşme alanında günümüzdeki teknolojiyi bize deneyimleyerek öğretebilecek kilit araç Yazılım Tabanlı Radyolardır (YTR). Eğitimde kullanılan Haberleşme Kiti – HaKi, düşük maliyetli, açık mimaride donanım ve yazılım içeren bütünleşik bir geliştirme ortamıdır. Derste verilen müfredat etkileşimli bir ara yüz üzerinden sunulmaktadır. Eğitim materyali farklı nitelikteki haberleşme sinyallerini farklı açık kaynak araçlar ile inceleme imkanı sağlamakta ve kullanıcının ilgisini ve sinyal işleme becerilerini arttırmaya yönelik hazırlanmış laboratuvar çalışmalarından oluşmaktadır.
Kursun Hedefleri
Eğitim, aşağıda detayları verilen laboratuvar çalışmalarından oluşmaktadır. Laboratuvar çalışmalarında,
● Açık kaynak kodun haberleşme alanındaki en büyük geliştirme aracı olan GNU Radio,
● Çeşitli açık kaynak / ücretsiz Genel Amaçlı YTR Uygulamaları ve
● Etkileşimli bir biçimde Python tabanlı programlama imkanı sunan JupyterLab kullanılmaktadır.
Her bir lab çalışmasının kısa açıklaması şöyledir:
Lab Giriş: Haberleşme Sistemlerine giriş yapılarak YTR kavramları hakkında temel bilgiler sunulur.
Lab DSP: GNU Radio tanıtılır. GNU Radio kullanılarak ses kartı aracılığı ile mono/stereo ses ve DTMF ton üretimi yapılır. Örnekle hızı, aliasing, filtreleme (HP/LP/BP, cutoff, taps, transition bandwidth), seyreltme gibi temel DSP kavramların ses kartı kullanılarak uygulamalı biçimde üzerinden gidilir.
Lab SDR: Derste kullanılacak RTL-SDR donanımı tanıtılır. Genel maksatlı YTR araçlarından SDR# kullanılarak RF örnek alımı gerçekleştirilir. Spektrum izleme (Anlık spektrum ve spektrogram) ile ticari bant FM demodülasyon faaliyetleri gerçekleştirilir.
Lab Python: Sayısal Sinyal İşleme alanında kullanılan önemli Python kütüphaneleri (numpy, scipy, matplotlib) tanıtılır. JupyterLab ortamında Python kullanılarak FFT, frekans çözünürlüğü, negatif frekans gibi frekans alanı kavramlarının üzerinden gidilir, anlık spektrum ve spektrogram işlemleri tamamlanır.
Lab AM: IQ dosya formatları tanıtılır. Örnek bir hava bandı sinyal kaydı kullanılarak AM demodülasyon işlemi gerçekleştirilir.
Lab NBFM: El telsizlerinde sıklıkla kullanılan NBFM tanıtılır. Ardından örnek bir FM tekrarlayıcı sinyali içeren kayıt kullanılarak NBFM demodülasyon işlemi tamamlanır.
Lab WBFM: WBFM sinyaller içinde mono, stereo, alt-kanallar ve veri kanalı gibi birden fazla sinyal barındırılar. Örnek kayıt üzerinden WBFM sinyal incelenir. Sonrasında akış grafikleri oluşturularak GNU Radio aracılığı ile WBFM sinyallerin çevrim-içi demodülasyon işlemi tamamlanır. Mono/Stereo ve tek kanal/çok kanallı demodülasyon ödevleri tamamlanır.
Lab Digital: Sayısal haberleşme kavramları (constellation, pulse shaping, synchronization) QPSK örneği üzerinden gösterilir. Uygulamalı olarak basit bir garaj kapısı anahtarından çıkan sinyal analiz edilir.
Lab ADS-B: Uçaklar tarafından yayılan ADSB sinyalleri incelenir. Sinyal çözümleme ile uçaklardan alınan uçuş numarası, irtifa, konum ve hız bilgileri elde edilir.
Katılımcı Hedefleri
İşaret işleme veya iletişim sistemleri uygulamalarıyla ilgilenen veya bu alanlarda çalışan tüm mühendisler için bu kurs faydalı olacaktır. Yeni mühendisler bu kurs sayesinde etkili ve hemen yeni beceriler geliştirebilirler. DSP konusunda önemli deneyime sahip mühendisler, geleneksel giriş seviyesi DSP/RF kurslarından farklı bir bakış açısıyla temel DSP/RF kavramlarını derinlemesine inceleme fırsatı bulacaklardır. Bu kurs, profesyoneller, yöneticiler, öğrenciler ve yüksek öğretim kurumlarındaki akademisyenler için faydalı olacak bir kurstur.
Ön Şartlar
Temel bilgisayar bilgisi yeterlidir. Az da olsa programlama bilgisi çok faydalı olacaktır. Kurs, Python programlama diline giriş kısmı da içermektedir.
Kurs Formatı
Bu uygulamalı bir kurstur. Kurs süresince gereken tüm donanım firmamız tarafından sağlanacaktır. Sınıfın başlamasından önce kurulum bilgileri de sağlanacaktır. Kurs materyalleri arasında Jupyter Notebook'lar, GNU Radio akış şemaları, slaytlar, örnekleri adım adım anlatan uygulamalar, IQ kayıtları, canlı gösterimler gibi pratik aktiviteler, egzersizler ve "Sinyali Yakala" (Capture The Signal - CTS) oturumları bulunmaktadır.
Kurs Süresi
Kurs, ihtiyaca göre 3 ila 5 gün arasında planlanabilmektedir.