Detail předmětu

Komunikační systémy 2

FEKT-BKC-KS2Ak. rok: 2018/2019

V návaznosti na předmět Komunikační systémy 1 se studenti nejprve seznámí s rádiovým rozhraním komunikačních systémů (koncepce a bloková struktura přijímačů a vysílačů, úroveň jejich digitalizace, softwarově definované rádio) a s činností specifických stavebních bloků (zesilovače, směšovače, oscilátory, syntezátory, filtry atd.). Dále bude následovat úvod do současných bezdrátových komunikačních systémů (základy televizního a rozhlasového vysílání, satelitní komunikace, buňkových radiokomunikačních systémů apod.). Další část předmětu bude věnována hlasovým a datovým přenosům pomocí veřejné telefonní sítě (digitalizace sítě, modemy, ISDN a xDSL technologie). Poslední část bude zaměřena na datové přenosy a síťové technologie (základy optických komunikací, topologie sítí, bezdrátové sítě PAN, LAN a WAN, datová hierarchie SDH/SONET, síťové prvky, protokoly a služby atd.).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
1. Orientovat se v současných komunikačních kabelových, optických a bezdrátových systémech pro přenos zvukových, obrazových a datových signálů,
2. popsat jejich architekturu, případnou síťovou strukturu a použité komunikační protokoly,
3. vysvětlit a aplikovat metody zpracování signálů a způsoby sdílení komunikačních prostředků,
4. vysvětlit jejich specifické obvodové řešení především v oblasti radiokomunikačních systémů.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti základů zpracování signálů, základů elektroniky a komunikačních systémů na úrovni předmětu BPC-KS1.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT. Metody zahrnují přednášky a laboratorní cvičení. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Studenti mohou získat během semestru 25 bodů za aktivní práci v laboratorních cvičeních. Za závěrečnou zkoušku je uděleno maximálně 75 bodů.

Osnovy výuky

1. Základní koncepce přijímačů a vysílačů s analogovým a digitálním zpracováním signálů.
2. Princip a činnost analogových bloků. Oscilátory, syntezátory, směšovače, zesilovače, filtry.
3. Softwarové rádio. A/D a D/A převodníky, pásmové vzorkování. Algoritmy a stavební bloky.
4. Číslicová realizace směšovačů, filtrů, syntezátorů. Metody hardwarové implementace.
5. Analogové a digitální systémy pro rozhlasové a televizní vysílání. DAB, DVB, Radio mondiale.
6. Buňkové radiotelefonní systémy. Systémy GSM, UMTS, LTE. Bezdrátové telefony. DECT.
7. Satelitní komunikace. Transpondéry. Přenos TV vysílání, telefonních hovorů a dat.
8. Veřejná telefonní síť. Přenos hovorů a dat. Sítě ISDN. Technologie xDSL.
9. Optické komunikační systémy. Optická vlákna, koncová zařízení. Referenční model ISO/OSI.
10. Dělení počítačových sítí. Síťové architektury (Token-Ring, Ethernet, FDDI, ATM).
11. Bezdrátové sítě PAN, LAN a WAN. Sítě SDH/SONET. Síťové prvky a protokoly.
12. Ethernet. Síťová architektura TCP/IP. Protokoly dílčích vrstev.
13. Počítačová síť Internet. Historie a sužby.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se současnými komunikačními kabelovými, optickými a bezdrátovými systémy pro přenos zvukových, obrazových a datových signálů, ukázat jejich architekturu, metody zpracování signálů, způsoby sdílení komunikačních prostředků, použité komunikační protokoly, a případnou síťovou strukturu, vysvětlit jejich specifické obvodové řešení především se zaměřením na radiokomunikační systémy.

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

CHIEN, Ch. Digital Radio on a Chip. Kluwer Academic Publishers, Norwell 2000 (EN)
PROKEŠ, A. Rádiové přijímače a vysílače. Přednášky. Rádiové přijímače a vysílače. Přednášky. FEKT VUT Brno, Ústav radioelektroniky: MJ Servis s.r.o., 2002. ISBN: 80-214-2263- 7. (CS)

Doporučená literatura

ŽALUD, V. Moderní radioelektronika. Praha, BEN, 2000 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BKC-EKT bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Osnova

Kmitočtová pásma. Struktura přijímačů pro analogově a číslicově modulované signály. Základní parametry.
Vstupní obvody přijímačů. Laděné selektivní zesilovače.
Aditivní a multiplikativní směšovače. Vyvážené směšovače. Zpětnovazební LC a krystalové oscilátory. Napětím řízené oscilátory.
Kmitočtová syntéza. DDFS. Smyčka PLL. MF zesilovače. Demodulátory AM, FM a PM. Demodulátory MPSK, MQAM, FSK, GMSK. Synchronizační obvody.
Pomocné obvody přijímačů. Obvody AFC a AVC.
Struktura a základní parametry vysílačů pro analogově a číslicově modulované signály. Výkonové zesilovače. Pracovní třídy A, B a C. Zesilovače s vysokou účinností, pracovní třídy D, E a F. Metody linearizace výkonových zesilovačů.
Modulátory AM, FM a PM. Modulátory MPSK, MQAM, FSK a GMSK. Pomocné obvody vysílačů. Budiče. Sdružovače výkonu.
Rozhlasové stereofonní vysílání. Stereofonní kodéry a dekodéry. Systém RDS.
Číslicové metody zpracování signálů v radiových přijímačích a vysílačích. Vzorkování, interpolace, decimace, filtrace. Softwarové rádio, využití signálových procesorů a FPGA.
Moderní a perspektivní rádiové systémy, přenos rozhlasového vysílání DAB.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Osnova

Citlivost přijímače pro poměr S/N a SINAD.
Charakteristiky obvodu AVC.
Charakteristiky obvodu AFC.
Linearita a účinnost vysokofrekvenčního výkonového zesilovače.
Charakteristiky stereofonního dekodéru.
Parametry krátkovlnného vysílače.
Šumové číslo přijímače.
Měření vlastností obvodu DDFS.