Detail předmětu

Modern Digital Wireless Communication

FEKT-DKA-RE2Ak. rok: 2020/2021

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

Jazyk výuky

angličtina

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

Student vypracuje projekt na zadané téma v rozsahu 5-10 stran.
Zkouška z předmětu bude probíhat distančně.

Osnovy výuky

1. Speech signal and voice technologies
2. Communication Signals Theory
3. Sets of signals with discrete time and continuous time
4. Promising methods of wireless communications
5.-6. Systems with spread spectrum
7. Information mining from speech signals
8.-9. Processing of signals for radio communication
10. Main interference in multi-user environment
11. Coexistence of mobile systems and its modeling using MATLAB
12. Satellite communications, tools and methods
13. Free-space optical communications

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

K.D. Rao, M.N. Swamy, Digital Signal Processing: Theory and Practice, Springer, Singapore, 2018. (EN)
L. Fa-Long, Ch. Zhang, Signal Processing for 5G: Algorithms and Implementations, John Wiley & Sons, Chichester, 2016. (EN)

Doporučená literatura

B. Boashash, Time-Frequency Signal Analysis and Processing: A Comprehensive Reference, Academic Press, London, 2016. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program DKAD-EIT doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DKA-KAM doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DKA-MET doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DKA-EKT doktorský 0 ročník, letní semestr, povinný
  • Program DKA-SEE doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DKA-TEE doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program DKA-TLI doktorský 0 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Seminář

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Milan Sigmund, CSc.

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.