Detail předmětu

Moderní digitální bezdrátová komunikace

FEKT-DRE2Ak. rok: 2017/2018

Řečový signál a hlasové technologie.
Teorie radiokomunikačních signálů.
Nadějné metody v rádiové komunikaci. MIMO.
Množiny signálů s diskrétním časem a se spojitým časem, zobrazení. Prostory signálů. Úplné ortonormální systémy a jejich aplikace při zpracování a přenosu signálu. Ortogonální rozprostírací posloupnosti. Ortogonalita u signálů UWB. Diskrétní náhodné procesy a jejich počítačové modelování, komplexní náhodné procesy. Rozprostírací posloupnosti PN.
Systémy s rozprostřeným spektrem
Systémy s přímým rozprostřením, optimální příjem v AWGN kanálu, odolnost proti interferencím, frekvenční diverzita, vícecestné šíření, přijímač typu hrábě (Rake), počáteční kódová synchronizace. Systémy s frekvenčním skákáním (SFH, FFH), s časovým skákáním.
Metody počáteční kódové synchronizace přijímače signálu s přímým rozprostřením spektra. Základní třídění systémů s více nosnými – Ortogonální frekvenční multiplex (OFDM). Systémy pracující v kódovém multiplexu – CDM.
CDMA, signatury, přizpůsobený filtr, čipový přizpůsobený filtr.Multiuživatelská interference (MUI), optimální detektor, citlivost na výkonovou nevyváženost signálů multiplexu (near-far problem),
Dominantní interference v multiuživatelském prosředí, asymptotická multiuživatelská účinnost, dekorelující detektor, MMSE detektor, adaptivní detektory, nezbytné apriorní informace a synchronizace pro jednotlivé typy detektorů.
Zpracování radiokomunikačních signálů
Synchronizace, obnova nosné vlny, odhad fáze, PLL (Phase-Locked Loop), obnova časování symbolů, využití ML (Maximum Likelihood) algoritmu, DLL (Delay-Locked Loop).
Ekvalizace, ISI, ekvalizéry ZF (Zero Forcing), MMSE (Minimum Mean Square Error), LS Least Squares), DF (Decision Feedback), přijímač MLSE (Maximum Likelihood Sequence).
Mobilní komunikace
Koexistence mobilních systémů a její modelování v programu MATLAB (Bluetooth, WiFi, UMTS, GSM). Systém WiMAX (standard IEEE 802.16), popis možností řešení fyzické vrstvy. Základní body návrhu spojení z pohledu úrovní signálu a kmitočtového plánu.
Systém Flarion (standard IEEE 802.20), popis technického řešení. Princip FLASH OFDM, metody zprůměrování interferencí v buňce. Úvodní poznámky k systému Flexband, popis fyzické vrstvy.
Metody a nástroje družicové komunikace
Zvláštnosti družicových spojů a metody z nich vyplývající. Šumové poměry, vlivy vzdálenosti a pohybu družic, architektura družicových systémů.
Atmosférické optické spoje
Skladba spoje. Atmosférické přenosové prostředí. Stacionární a statistický model spoje. Spolehlivost a dostupnost atmosférických optických spojů. Vybrané aplikace.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Hlubší znalosti teorie rádiových signálů, systémů s rozprostřeným spektrem, mobilních komunikačních sytémů, družicových systémů a atmosférických družicových spojů.

Prerekvizity

Teorie signálu, teorie rádiové komunikace na magisterské úrovni.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky. Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

Hlasové technologie.
Úvod do moderních bezdrátových komunikačních systémů.
Teorie radiokomunikačních signálů.
Systémy s rozprostřeným spektrem
Zpracování radiokomunikačních signálů
Mobilní komunikace
Metody a nástroje družicové komunikace
Atmosférické optické spoje

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s moderními metodami a trendy v rádiových komunikacích.

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

Účast na výuce je nepovinná.

Základní literatura

B. Vucetic and J. Yuan, Space-Time Coding. John Wiley & Sons, New York, 2003. (EN)
J. G. Proakis, Digital communications. 4-th ed. McGraw Hill, New York, 2001. (EN)
S. G. Glisic, Adaptive WCDMA. Theory and Pracice.John Wiley & Sons, New York, 2002. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EKT-PK doktorský

    obor PK-FEN , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PK-SEE , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PK-KAM , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PK-BEB , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PK-MVE , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PK-EST , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PK-TLI , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PK-TEE , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PK-MET , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový

  • Program EKT-PP doktorský

    obor PP-TLI , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PP-TEE , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PP-SEE , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PP-KAM , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PP-BEB , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PP-MVE , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PP-EST , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PP-FEN , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový
    obor PP-MET , 1 ročník, letní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Seminář

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc.
prof. Ing. Otakar Wilfert, CSc.
prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.
doc. Ing. Tomáš Götthans, Ph.D.

Osnova

Řečový signál a hlasové technologie.
Teorie radiokomunikačních signálů.
Nadějné metody v rádiové komunikaci. MIMO.
Množiny signálů s diskrétním časem a se spojitým časem, zobrazení. Prostory signálů. Úplné ortonormální systémy a jejich aplikace při zpracování a přenosu signálu. Ortogonální rozprostírací posloupnosti. Ortogonalita u signálů UWB. Diskrétní náhodné procesy a jejich počítačové modelování, komplexní náhodné procesy. Rozprostírací posloupnosti PN.
Systémy s rozprostřeným spektrem
Systémy s přímým rozprostřením, optimální příjem v AWGN kanálu, odolnost proti interferencím, frekvenční diverzita, vícecestné šíření, přijímač typu hrábě (Rake), počáteční kódová synchronizace. Systémy s frekvenčním skákáním (SFH, FFH), s časovým skákáním.
Metody počáteční kódové synchronizace přijímače signálu s přímým rozprostřením spektra. Základní třídění systémů s více nosnými – Ortogonální frekvenční multiplex (OFDM). Systémy pracující v kódovém multiplexu – CDM.
CDMA, signatury, přizpůsobený filtr, čipový přizpůsobený filtr.Multiuživatelská interference (MUI), optimální detektor, citlivost na výkonovou nevyváženost signálů multiplexu (near-far problem),
Dominantní interference v multiuživatelském prosředí, asymptotická multiuživatelská účinnost, dekorelující detektor, MMSE detektor, adaptivní detektory, nezbytné apriorní informace a synchronizace pro jednotlivé typy detektorů.
Zpracování radiokomunikačních signálů
Synchronizace, obnova nosné vlny, odhad fáze, PLL (Phase-Locked Loop), obnova časování symbolů, využití ML (Maximum Likelihood) algoritmu, DLL (Delay-Locked Loop).
Ekvalizace, ISI, ekvalizéry ZF (Zero Forcing), MMSE (Minimum Mean Square Error), LS Least Squares), DF (Decision Feedback), přijímač MLSE (Maximum Likelihood Sequence).
Mobilní komunikace
Koexistence mobilních systémů a její modelování v programu MATLAB (Bluetooth, WiFi, UMTS, GSM). Systém WiMAX (standard IEEE 802.16), popis možností řešení fyzické vrstvy. Základní body návrhu spojení z pohledu úrovní signálu a kmitočtového plánu.
Systém Flarion (standard IEEE 802.20), popis technického řešení. Princip FLASH OFDM, metody zprůměrování interferencí v buňce. Úvodní poznámky k systému Flexband, popis fyzické vrstvy.
Metody a nástroje družicové komunikace
Zvláštnosti družicových spojů a metody z nich vyplývající. Šumové poměry, vlivy vzdálenosti a pohybu družic, architektura družicových systémů.
Atmosférické optické spoje
Skladba spoje. Atmosférické přenosové prostředí. Stacionární a statistický model spoje. Spolehlivost a dostupnost atmosférických optických spojů. Vybrané aplikace.