Detail předmětu
Theory of Communication
FEKT-MTOCAk. rok: 2018/2019
Předmět se zabývá základními principy, metodami a vlastnostmi 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. Zároveň si také osvojí anglickou terminologii a získají novou slovní zásobu z této oblasti.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- popsat principy a vlastnosti nejpoužívanějších linkových kódů,
- vyjmenovat jednotlivé bloky digitálního komunikačního systému (sdělovací soustavy) a vysvětlit jejich funkce,
- vypočítat modulační a přenosovou rychlost, určit minimální potřebnou šířku pásma pro přenos sdělovacího signálu,
- vysvětlit model kanálu s aditivním bílým Gaussovým šumem, vypočítat bitovou chybovost a pravděpodobnost chybného příjmu binárního signálu, v případě rušení aditivním bílým Gaussovým šumem,
- popsat principy, definovat základní parametry a vyjmenovat vlastnosti základních i moderních modulačních metod,
- popsat základní typy intenzitních modulací používaných v optoelektronice,
- vysvětlit rozdíl mezi rovnoměrným a nerovnoměrným kvantováním, vypočítat výkon kvantovacího šumu, potřebný počet bitů A/D převodníku, nakreslit převodní charakteristiky kompresoru a expandoru,
- popsat principy a vyjmenovat základní vlastnosti impulzových modulací,
- 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,
- vysvětlit princip a důležitost taktové synchronizace ve sdělovacích systémech, vysvětlit účel skramblování,
- popsat princip zpětného a dopředného zabezpečení přenosu proti chybám, vysvětlit princip a účel prokládání dat,
- popsat obecný princip ekvalizace přenosové funkce kanálu a vysvětlit funkci adaptivních ekvalizérů,
- vysvětlit principy základních metod multiplexování signálů a mnohonásobného přístupu ke společnému přenosovému médiu, popsat dva základní principy systémů s rozprostřeným spektrem,
- popsat ortogonální kmitočtový multiplex, definovat jeho základní parametry a vyjmenovat jeho charakteristické vlastnosti a příklady použití v praxi,
- definovat a vypočítat základní veličiny požívané v teorii informace (množství informace, entropie, redundance, vzájemná informace, kapacita kanálu), vysvětlit princip trellis kódované modulace.
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Osnovy výuky
2. Linkové kódy. Minimální potřebná šířka pásma přenosového kanálu. Obecné schéma digitálního sdělovacího systému.
3. Působení šumu ve sdělovacích systémech. Model kanálu s aditivním, bílým, Gaussovým šumem. Pravděpodobnost chybného příjmu. Přizpůsobený filtr. Korelační přijímač.
4. Amplitudová, kmitočtová a fázová modulace.
5. Amplitudové, kmitočtové a fázové klíčování.
6. Moderní systémy klíčování (QPSK, 8PSK, O-QPSK, MSK, FFSK, GMSK, pi/4-DQPSK, MQAM, CAP).
7. Působení šumu v přeloženém pásmu. Modulace v optoelektronice.
8. Číslicové vyjádření analogového signálu. Kvantování. Impulzové modulace.
9. Potlačení mezisymbolových interferencí. Synchronizace. Skramblování..
10. Způsoby protichybového zabezpečení. Prokládání.
11. Ekvalizace přenosové charakteristiky kanálu.
12. Multiplexování a mnohonásobný přístup. Systémy s rozprostřeným spektrem. Ortogonální kmitočtový multiplex.
13. Základní pojmy z teorie informace. Trellis kódovaná modulace.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
PROAKIS J. G. Digital Communications. 4th ed., New York (USA) : McGraw-Hill, 2001. 1002 p. ISBN 0-07-232111-3 (EN)
Doporučená literatura
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)
SKLAR B. Digital Communications. 2nd ed. Upper Saddle River (USA) : Prentice Hall, 2003. 1080 p. ISBN 0-13-084788-7 (EN)
XIONG F. Digital Modulation Techniques. 1st ed. Norwood (USA) : Artech House, 2000. 653 p. ISBN 0-89006-970-0 (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program EEKR-M1 magisterský navazující
obor M1-KAM , 2 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-EEN , 2 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-MEL , 2 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-EVM , 2 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-EST , 2 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-SVE , 2 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-TIT , 2 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-BEI , 2 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-KAM , 1 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-EEN , 1 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-MEL , 1 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-EVM , 1 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-EST , 1 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-SVE , 1 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-TIT , 1 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor M1-BEI , 1 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný - Program IBEP-V magisterský navazující
obor V-IBP , 1 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
obor V-IBP , 2 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný - Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)
obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, volitelný všeobecný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
Sdělovací systémy analogové a číslicové.
Modulační techniky - přehled.
Modulace s harmonickým nosným signálem I. AM.
Modulace s harmonickým nosným signálem II. FM, PM.
Klíčování ASK, FSK.
Klíčování PSK, modulace MQAM.
Impulsové modulace.
Číslicové vyjádření analogových signálů.
Formáty číslicových dat.
PCM. Lineární modulace delta. Sigma-delta modulace.
Signály mnohocestných soustav.
Problémy přenosu číslicových signálů. Přizpůsobený filtr.