čeština

Absolvent předmětu je schopen: (a) převést reálná čísla do reprezentace s pevnou řádovou čárkou a zpět; (b) sestavit program implementující základní stavební bloky rádiového vysílače s jednou nosnou a s více nosnými; (c) sestavit program umožňující demodulaci rádiového signálu QAM/QPSK/OFDM přijímaného pomocí softwarově definovaného přijímače, včetně synchronizace signálu a jednoduché ekvalizace kanálu; (d) diskutovat nutnost a možná řešení změny vzorkovacího kmitočtu signálů v rádiových transceiverech; (e) vysvětlit výhody a činnost algoritmu CORDIC a jeho aplikace v rádiových transceiverech.

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen:
- sestavit jednoduchý program v prostředí MATLAB
- navrhnout jednoduchý filtr typu FIR (dolní a horní propust, raised cosine)
- matematicky popsat signály základních číslicových modulací (PSK, QAM, OFDM)
- diskutovat základní pojmy z oblasti zpracování signálů
- diskutovat výhody a nevýhody základních komunikačních technologií

Metody vyučování zahrnují přednášky a praktická cvičení na počítači s využitím signálů reálných komunikačních systémů zaznamenaných softwarově definovanými transceivery.

až 30 bodů za cvičení (body student získává za samostatné vypracování jednotlivých úloh ve cvičení)
až 70 bodů za zkoušku (písemná část 50 bodů+ústní část 20 bodů)
Zkouška má povinnou písemnou část a nepovinnou ústní část. Pro postup do ústní části je nutné získat v písemné části alespoň 20 bodů.

1. Architektury vysílačů a přijímačů, pásmové vzorkování, koncept softwarového a softwarově definovaného rádia.
2. Reprezentace čísel, aritmetika v pevné řádové čárce, algoritmus CORDIC.
3. Hardwarové/softwarové prostředky pro implementaci komunikačních systémů.
4. Hodnocení kvality komunikačních signálů - EVM, ACPR, vektorová analýza.
5. Celočíselná změna vzorkovacího kmitočtu - interpolace a decimace.
6. Neceločíselná interpolace signálu, Farrow interpolátor.
7. Číslicové filtry a jejich efektivní implementace v FPGA, FIR a CIC filtry.
8. Základní stavební bloky komunikačních systémů - přímá číslicová syntéza, směšovače, metody číslicové demodulace FM signálu.
9. Algoritmy pro časovou a frekvenční synchronizaci systémů s jednou (QAM) a s více nosnými (OFDM), synchronizace nosné.
10. Ekvalizace komunikačních signálů.
11. Efektivní implementace FFT - radix 2/4, DIT/DIF, mixed/split-radix.
12. Vlastnosti reálných RF front-endů, IQ nesymetrie, nelinearity zesilovače, fázový šum, softwarové kompenzační techniky
13. QR dekompozice a její aplikace v rádiových komunikačních systémech, singulární dekompozice pro MIMO systémy.

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními koncepty a algoritmy nezbytnými pro implementaci moderních rádiových transceiverů, s důrazem na jejich softwarovou implementaci. Cílem počítačových cvičení je pak získat praktické zkušenosti s implementací modulátorů a demodulátorů signálů s jednou i s více nosnými (OFDM), včetně řešení algoritmů synchronizace symbolů a ekvalizace kanálu.

Počítačová cvičení jsou povinná.

REED, J.H., Software Radio: A Modern Approach to Radio Engineering, Prentice Hall, 2002. (EN)
TRETTER, S.A., Communication System Design Using DSP Algorithms, Springer, 2008. (EN)