čeština

Absolvent předmětu je schopen:
- rozpoznat základní typy binárních signálů, vypočítat a načrtnout jejich spektrum, vypočítat modulační a přenosovou rychlost, popsat principy a vlastnosti nejpoužívanějších linkových kódů,
- vyjmenovat jednotlivé bloky digitálního komunikačního systému (sdělovací soustavy) a vysvětlit jejich funkce,
- popsat model kanálu s aditivním bílým Gaussovým šumem, definovat bitovou chybovost, vypočítat pravděpodobnost chybného příjmu binárního signálu v základním a v přeloženém pásmu, v případě rušení aditivním bílým Gaussovým šumem,
- popsat principy, definovat základní parametry a vyjmenovat vlastnosti základních i moderních modulačních metod,
- vysvětlit princip vzniku mezisymbolových přeslechů (ISI) a Nyquistovy strategie nulových ISI v okamžicích vzorkování, nakreslit a popsat kmitočtové charakteristiky tvarovacích filtrů s umocněným kosinusovým a Gaussovským spektrem,
- popsat obecný princip ekvalizace přenosové funkce kanálu, vysvětlit funkci adaptivních ekvalizérů a ekvalizérů s rozhodovací zpětnou vazbou (DFE),
- vysvětlit princip a důležitost taktové synchronizace ve sdělovacích systémech, vysvětlit účel skramblování, navrhnout schéma zapojení jednoduchého, samostatně synchronizovaného skrambleru,
- popsat princip zpětného a dopředného zabezpečení přenosu proti chybám, vysvětlit obecný princip prokládání, popsat metodu blokového a konvolučního prokládání,
- vysvětlit rozdíl mezi přirozeným a uniformním vzorkováním, důvod vzniku tzv. aperturového zkreslení a metody jeho potlačení,
- popsat princip šířkové a polohové impulzové modulace a modulace hustotou impulzů,
- vysvětlit rozdíl mezi rovnoměrným a nerovnoměrným kvantováním, vypočítat výkon kvantizačního šumu, nakreslit převodní charakteristiky kompresoru a expandoru,
- popsat principy a vyjmenovat základní vlastnosti impulzových kódovaných modulací (PCM, DPCM, DM, SDM),
- vysvětlit principy základních metod multiplexování signálů a mnohonásobného přístupu ke společnému přenosovému médiu,
- popsat a navrhnout ortogonální kmitočtový multiplex, definovat jeho základní parametry a vyjmenovat jeho charakteristické vlastnosti a příklady použití v praxi,
- popsat základní typy intenzitních modulací používaných v optoelektronice,
- kategorizovat jednotlivé systémy digitálních účastnických vedení, vysvětlit princip zvyšování jejich přenosové kapacity, nakreslit a popsat blokové schéma ADSL přípojky, nakreslit rozdělení kmitočtového pásma ADSL, vysvětlit princip vzniku přeslechů na blízkém a vzdáleném konci,
- definovat a vypočítat základní veličiny požívané v teorii informace (množství informace, entropie, redundance, vzájemná informace, kapacita kanálu), vysvětlit princip trellis kódované modulace.

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, znát hustoty a distribuční funkce základních druhů rozdělení pravděpodobnosti, mít přehled o 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).

Metody vyučování zahrnují přednášky a dále tři formy cvičení (počítačová, laboratorní a cvičení odborného základu). V počítačových cvičeních je využíván software Matlab. Laboratorní cvičení probíhají s pomocí speciálně vytvořených přípravků, generátorů Agilent 33220A a osciloskopů Tektronix TDS 2002. Ve cvičeních odborného základu jsou počítány příklady z oblasti sdělování a přenosu dat.

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.

1. Signály ve sdělovacích systémech, příklady se signály, modulační a přenosová rychlost.
2. Modulační rychlost a šířka pásma kanálu, linkové kódy, sdělovací soustava.
3. Model kanálu s aditivním bílým šumem, přizpůsobený filtr, korelační přijímač.
4. Analogové modulace AM a FM, klíčování ASK a FSK, součinový demodulátor.
5. Modulace PM a klíčování BPSK, obnova nosné při demodulaci BPSK, klíčování DPSK.
6. Modulace QPSK, O-QPSK, MSK, FFSK, GMSK a porovnání jejich spekter.
7. Modulace π/4-DQPSK, 8PSK, MQAM, CAP, číslicový kvadraturní demodulátor.
8. Mezisymbolové přeslechy a tvarovací filtry. Ekvalizéry: adaptivní, DFE, Viterbiho. Přiklad ekvalizace rádiového kanálu.
9. Detektor přechodů, synchronizátor Early-late gate, skramblery, způsoby protichybového zabezpečení, prokládání: blokové, konvoluční. Modulace PAM, PWM, PDM, PPM.
10. Číslicové vyjádření analogových signálů. Modulace PCM, kvantování, kompresní charakteristiky, DPCM, DM, SDM. Simulační modely impulzových modulací.
11. Multiplexy FDM, TDM, CDM. Mnohonásobné přístupy FDMA, TDMA, ALOHA. Systémy s rozprostřeným spektrem. Ortogonální kmitočtový multiplex.
12. Modulace v optoelektronice. Úzkopásmový šum a jeho matematický popis. Odstup signál-šum u AM a FM. Pravděpodobnost chybného příjmu u ASK, FSK, BPSK a DPSK.
13. Množství informace, entropie, redundance, přenesená informace, kapacita kanálu, Shannon-Hartleyův teorém. Huffmanovo kódování, konvoluční kódování, TCM.

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.

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

DOBEŠ J., ŽALUD V. Moderní radiotechnika. 1. vyd., Praha : BEN, 2006. 768 s. ISBN 80-7300-132-2 (CS)

HAYKIN S., MOHER M. Introduction to Analog & Digital Communications. 2nd ed., New Jersey (USA) : John Wiley & Sons, 2007. 515 p. ISBN 0-471-43222-9 (EN)
HSU H. P. Schaum's Outline of Theory and Problems of Analog and Digital Communications. 2nd ed., New York (USA) : McGraw-Hill, 2003. 331 p. ISBN 0-07-140228-4 (EN)
PROAKIS J. G. Digital Communications. 4th ed., New York (USA) : McGraw-Hill, 2001. 1002 p. ISBN 0-07-232111-3 (EN)