Detail předmětu

Wireless Communications

FEKT-GTRKAk. rok: 2019/2020

Předmět se věnuje teoretickým aspektům moderní rádiové komunikace. Důraz je kladen na pochopení principů činnosti komunikačních systémů. Studenti si prohloubí znalosti v oblasti zpracování signálů v rádiových komunikacích, zejména algoritmů pro detekci signálů či reprezentaci v signálovém prostoru.
Studenti se blíže seznámí s principy přenosu v únikovém kanálu, přenosu informace metodou rozprostřeného spektra, systémů OFDM a z nich odvozených, včetně MIMO systémů. Během cvičení si studenti prakticky ověří teoretické poznatky formou simulací v prostředí MATLAB.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen: (1) vyjádřit komunikační signál v signálovém prostoru, (2) diskutovat metodu detekce pomocí bayesova detektoru, (3) vytvořit program v prostředí MATLAB simulující principy teorie rádiové komunikace, (4) znázornit strukturu modulátoru a demodulátoru OFDM, (5) diskutovat princip MIMO, (6) vypočítat výstup blokového časo-prostorového kodéru.

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen vysvětlit základní pojmy z oblasti pravděpodobnosti a statistiky, matematicky popsat základní analogové a číslicové modulační techniky, vytvořit jednoduchý program v prostředí MATLAB, vypočítat odezvu lineárních systémů na jednoduchý vstupní signál, diskutovat základní pojmy a metody z oblasti teorie signálů a systémů

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení na počítači v simulačním software MATLAB.

Způsob a kritéria hodnocení

až 15 bodů za počítačová cvičení
až 15 bodů za písemný test během semestru
až 70 bodů za zkoušku

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Rádiový komunikační systém, rádiové komunikační signály, komplexní obálka.
2. Kapacita kanálu, teorie informace.
3. Detekce rádiových signálů, testování hypotéz, kriteria, kanál AWGN.
4. Aplikace teorie optimálního příjmu v rádiových komunikacích - výpočty chybovostí.
5. Systémy s rozprostřeným spektrem I - DSSS, FHSS, rozprostírací posloupnosti.
6. Systémy s rozprostřeným spektrem II - přijímač Rake, synchronizace, aplikace.
7. Charakteristiky kanálů, vyrovnavače, nelineární kanály.
8. UWB komunikace.
9. OFDM - princip, modulace pomocí IFFT, cyklické prodloužení a ortogonalita, aplikace v systémech IEEE 802.11a,g. UW-OFDM a SC-FDMA, aplikace v LTE.
10. Synchronizace a ekvalizace v OFDM, systémy MB-OFDM a MC-CDMA.
11. MIMO systémy, časově prostorové kódování, singulární dekompozice, Alamoutiho kód, TCM.
12. Perspektivní trendy v komunikacích - massive MIMO, FBMC.
13. Modelování nedokonalého rádiového transceiveru - IQ nesymetrie, nelinearity, fázový šum.

Cvičení na počítači:
1. Komplexní obálka.
2. Mezisymbolové přeslechy.
3. Optimální přijímač.
4. Synchronizace.
5. Princip CDMA.
6. OFDM - princip.
7. Rádiový kanál a nelinearita.
8. RF komunikační řetězec.
9. OFDM II - vliv RF parametrů.
10. principy UWB komunikace.
11. Kódování.
12. FBMC modem.

Učební cíle

Předmět si klade za cíl seznámit studenty s rádiovým komunikačním řetězcem, vyjádřením informace signálem, detekcí aditivně rušených signálů, charakteristikami únikových kanálů a vlastnostmi systémů OFDM, CDMA, MIMO a UWB.

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

počítačová cvičení jsou povinná

Základní literatura

HAYKIN, S. Digital Communications, John Wiley & sons, 1998. (EN)
CHIEN, Ch. Digital Radio Systems on a Chip. A system approach. Norwell: Kluwer Academic Publishers, 2001. (EN)
PROAKIS J.G. Digital Communications. 3. vyd. New York: Mc.Graw-Hill Book, 1995. (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program TECO-G magisterský navazující

    obor G-TEC , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Osnova

1. Rádiový komunikační systém, rádiové komunikační signály, komplexní obálka.
2. Kapacita kanálu, teorie informace.
3. Detekce rádiových signálů, testování hypotéz, kriteria, kanál AWGN.
4. Aplikace teorie optimálního příjmu v rádiových komunikacích - výpočty chybovostí.
5. Systémy s rozprostřeným spektrem I - DSSS, FHSS, rozprostírací posloupnosti.
6. Systémy s rozprostřeným spektrem II - přijímač Rake, synchronizace, aplikace.
7. Charakteristiky kanálů, vyrovnavače, nelineární kanály.
8. UWB komunikace.
9. OFDM - princip, modulace pomocí IFFT, cyklické prodloužení a ortogonalita, aplikace v systémech IEEE 802.11a,g. UW-OFDM a SC-FDMA, aplikace v LTE.
10. Synchronizace a ekvalizace v OFDM, systémy MB-OFDM a MC-CDMA.
11. MIMO systémy, časově prostorové kódování, singulární dekompozice, Alamoutiho kód, TCM.
12. Perspektivní trendy v komunikacích - massive MIMO, FBMC.
13. Modelování nedokonalého rádiového transceiveru - IQ nesymetrie, nelinearity, fázový šum.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Blumenstein, Ph.D.
doc. RNDr. Jitka Poměnková, Ph.D.

Osnova

1. Komplexní obálka.
2. Mezisymbolové přeslechy.
3. Optimální přijímač.
4. Synchronizace.
5. Princip CDMA.
6. OFDM - princip.
7. Rádiový kanál a nelinearita.
8. RF komunikační řetězec.
9. OFDM II - vliv RF parametrů.
10. principy UWB komunikace.
11. Kódování.
12. FBMC modem.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz