Detail předmětu

Teorie sdělování

FEKT-MTSDAk. rok: 2012/2013

Předmět se věnuje principům, metodám a vlastnostem sdělovacích systémů. Zaměřuje se především na moderní digitální systémy a modulační metody. Studenti si však také prohloubí znalosti o analogových modulacích, jejich parametrech a metodách implementace. Získané teoretické znalosti z přednášek jsou prakticky ověřovány v rámci laboratorních cvičení měřením s pomocí speciálně navržených přípravků a dále v počítačových cvičeních na modelech sestavených v prostředí MATLAB-SIMULINK. V rámci cvičení odborného základu se studenti na praktických příkladech naučí počítat základní parametry potřebné pro návrh sdělovacích systémů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

7

Garant předmětu

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- rozpoznat základní typy binárních signálů, vypočítat a načrtnout jejich spektrum a popsat principy a vlastnosti nejpoužívanějších linkových kódů,
-

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl znát základní definice a charakteristiky signálů a systémů se spojitým a diskrétním časem, včetně matematického popisu a reprezentace v kmitočtové oblasti, dále by měl mít znalosti o náhodných signálech, vzorkování a filtraci signálů. Student by také měl umět derivovat, integrovat, počítat s logaritmy a komplexními čísly, řešit lineární rovnice, pracovat s goniometrickými funkcemi a používat software MATLAB. Obecně jsou požadovány znalosti z matematiky a fyziky na úrovni bakalářského studia a je vhodné, aby studenti absolvovali předmět Analýza signálů a soustav (BASS).

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Výsledné hodnocení závisí na celkovém součtu bodů získaných za laboratorní cvičení, cvičení odborného základu, počítačová cvičení a písemnou zkoušku. Student může získat:
- až 10 bodů za všechna laboratorní cvičení, přičemž body student postupně obdrží vždy na konci jednotlivých cvičení, kdy vyučující ověří správnost naměřených výsledků a formulovaných závěrů v odevzdaném protokolu,
- až 10 bodů za cvičení odborného základu podle výsledků písemné prověrky znalostí, která je obvykle na programu 5. cvičení,
- až 10 bodů za všechna počítačová cvičení, přičemž body student získává za správně provedené úkoly na jednotlivých cvičeních,
- až 70 bodů za zkoušku, která je povinná, má písemnou formu a k jejímu složení jsou připuštěni pouze studenti, kteří předtím získali zápočet. Pokud má zkoušející problém vyhodnotit odevzdaný výstup písemné zkoušky, může studentovi ústně položit doplňující otázky.
Zápočet je udělen těm studentům, kteří absolvovali všechna laboratorní cvičení a všechna cvičení odborného základu.

Osnovy výuky

1. Signály ve sdělovacích systémech (se spojitým a diskrétním časem). Základní typy binárních signálů. Linkové kódy.
2. Sdělovací soustava. Technické prostředky pro přenos zpráv.
3. Rušivé signály. Příjem zarušeného signálu.
4. Amplitudové a kmitočtové modulace a klíčování.
5. Fázová modulace a klíčování. Problémy spojené s přenosem BPSK.
6. Moderní systémy klíčování (QPSK, 8PSK, OK-QPSK, MSK, FFSK, GMSK, pi/4-DQPSK, MQAM).
7. Mezisymbolové přeslechy a jejich potlačení. Ekvalizéry.
8. Synchronizace. Skramblery. Způsoby protichybového zabezpečení. Impulzové nekódované modulace (PAM, PWM, PDM, PPM).
9. Číslicové vyjádření analogových signálů. Kvantování. Impulzové kódované modulace (PCM, DPCM, DM, SDM).
10. Signály mnohokanálových soustav. Ortogonální kmitočtový multiplex.
11. Modulace v optoelektronice. Působení rušivých signálů v přeloženém pásmu.
12. Systémy digitálních účastnických vedení.
13. Přenos informace sdělovacím kanálem. Kódování. Trellis kódovaná modulace.

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnout studentům základní informace o signálech, metodách, principech a parametrech sdělovacích systémů, zejména digitálních, a dále o jevech, které mají vliv na chybovost či rychlost přenosu informací.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratorní cvičení a cvičení odborného základu jsou povinná. Zmeškaná, řádně omluvená cvičení, lze po domluvě s příslušným vyučujícím nahradit, obvykle v zápočtovém týdnu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-TIT , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-TIT , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Základní pojmy teorie sdělování a přenosu dat.
Sdělovací systémy se zaměřením na digitální modulace. Klasifikace modulačních technik.
Diskrétní kódované modulace v základním pásmu.
Formáty signálů pro reprezentaci digitálních dat. Intersymbolové interference (ISI) a jejich potlačování.
Filtrace digitálních dat. Maximalizace poměru signál-šum.
Diskrétní modulace s nosnými vlnami dvojstavové a vícestavové.
Geometrická reprezentace modulovaných signálů. Hlavní skupiny digitálních modulací.
Modulace BFSK, BPSK, D-BPSK.
Modulace MPSK, QPSK, D-QPSK, O-QPSK, pi/4 - QPSK.
Modulace CPM (CPFSK, MSK, GMSK). Modulace M-QAM.
Modulační formáty s více nosnými vlnami MCM, ortogonální kmitočtový multiplex OFDM.
Techniky obnovy referenční nosné vlny a časování symbolů u digitálních modulací.
Techniky zobrazování signálů diskrétních modulací. Porovnání jednotlivých modulací.

Cvičení odborného základu

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Přenosová a modulační rychlost. Signály a jejich spektra.
PCM, DPCM, DM.
Formáty digitálních dat, vlastnosti v čase a ve spektru.
ASK, BFSK, DPSK.
Písemka (10 bodů). Klíčovací techniky I.
Klíčovací techniky II.

Cvičení na počítači

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Přenos dat v základním pásmu.
Modulace BPSK.
Čtyřstavové fázové klíčování (QPSK).
Modulace MSK a GMSK.
Datová komunikace pomocí modemu.
Přezkoušení a zápočtové práce.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Přenos dat v základním pásmu.
Modulace BPSK.
Čtyřstavové fázové klíčování (QPSK).
Modulace MSK a GMSK.
Datová komunikace pomocí modemu.
Přezkoušení a zápočtové práce.