Detail předmětu

Mobilní komunikace

FEKT-BPC-MKOAk. rok: 2022/2023

Předmět je zaměřen na digitální mobilní komunikační systémy. V první části předmětu je provedeno rozdělení mobilních systémů, popsán jejich dosavadní vývoj, uvedeny obecné principy zpracování signálů v mobilních systémech, popsána architektura mobilních systémů a uvedeny rušivé vlivy působící na signál v rádiovém prostředí, včetně možností jejich eliminace. Ve druhé části předmětu jsou popsány nejznámější mobilní systémy (GSM, UMTS, LTE). Pozornost je věnována i vývoji mobilních komunikací a perspektivním mobilním a bezdrátovým systémům (5G, IoT, M2M, IEEE 802.11, LPWAN, Bluetooth). V laboratorních cvičení provádějí studenti měření nejen na komerčních mobilních systémech, ale i na dílčích částech mobilních systémů (mobilní terminály). Pro měření je použita špičková měřicí technika.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Ladislav Polák, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Abslolvent předmětu je schopen:
- popsat obecný mobilní komunikační systém a vysvětlit funkci jednotlivých bloků,
- popsat používané metody zdrojového kódování, kanálového kódování a používaných modulací,
- vysvětlit metody multiplexování signálů, princip ekvalizace a technologie MIMO,
- popsat architekturu systémů WWAN (GSM, UMTS, LTE), WLAN (IEEE 802.11) a WPAN (Bluetooth),
- vysvětlit způsob zpracování signálů v systémech WWAN (GSM, UMTS, LTE), WLAN (IEEE 802.11), WPAN (Bluetooth) a LPWAN (LoRa, SigFox).


Prerekvizity

Jsou požadovány základní znalosti zpracování digitálních signálů, vyjádření signálů v časové i kmitočtové oblasti, základní vlastnosti elektromagnetického pole a znalosti základních lineárních a nelineárních obvodů.

Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby znalé pro samostatnou činnost“, 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 zahrnují přednášky a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

V průběhu semestru mohou studenti získat celkem 30 bodů za aktivní práci v laboratorních cvičeních. Závěrečná zkouška je hodnocena maximálně 70 body.

Osnovy výuky

1. Úvod do mobilních komunikací
2. Zpracování signálů (zdrojové kódování, kanálové kódování)
3. Zpracování signálů (prokládání, digitální modulace)
4. Základní koncepce a funkce radiokomunikačních systémů
5. Systém GSM (kmitočtová pásma, architektura systému, zpracování signálů)
6. Systém UMTS (architektura systému, zpracování signálů)
7. Systém LTE (architektura systému)
8. Systém LTE (zpracování signálů)
9. Systémy LTE-Cat, NB-IoT
10. Systémy WPAN (Bluetooth, ZigBee) a WLAN (802.11)
11. Systémy LPWAN (LoRa, SigFox)
12. Systémy pro komunikaci strojů (M2M) a vozidel (ITS)
13. Perspektivní systémy (5G, 5G SA, 5G NSA), vývojové trendy v mobilních komunikacích, klíčové oblasti vývoje 

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s koncepcí moderních mobilních komunikačních systémů, jejich architekturou a s používanými metodami zpracování signálů, jako je zdrojové kódování, kanálové kódování, modulace, ekvalizace, kmitočtové skákání, technologie MIMO atd.

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

AHMADI, Sassan. LTE-advanced: a practical systems approach to understanding the 3GPP LTE releases 10 and 11 radio access technologies. ISBN 978-0124051621. 2013. (EN)
HANUS, Stanislav. Nové technologie mobilních komunikací pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO. Elektronická skripta. ISBN 978-80-214-4824-7. Brno, 2013. HANUS, Stanislav. Nové technologie mobilních komunikací pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO. Elektronická skripta. ISBN 978-80-214-4824-7. Brno, 2013.";2013;2018;1;elektronická;;cs (CS)
SAUTER, M. From GSM to LTE-Advanced Pro and 5G: An Introduction to Mobile Networks and Mobile Broadband, 3rd Ed. ISBN 978-1119346869. 2017 (EN)
STUBER, Gordon L. Principles of mobile communication. ISBN 978-3319556147. 2018. (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AUD bakalářský

    specializace AUDB-TECH , 0 ročník, letní semestr, volitelný
    specializace AUDB-ZVUK , 0 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program BPC-EKT bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-IBE bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-MET bakalářský 0 ročník, letní semestr, volitelný
  • Program BPC-SEE bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-TLI bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BPC-AMT bakalářský 0 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ladislav Polák, Ph.D.

Osnova

1. Organizační zajištění předmětu, úvod do mobilních komunikací (kmitočtová pásma, kmitočtové tabulky, rozdělení systémů mobilních komunikací, obecné schéma radiokomunikačního systému)
2. Zpracování signálů (zdrojové kódování, kanálové kódování)
3. Zpracování signálů (prokládání, digitální modulace)
4. Základní koncepce a funkce radiokomunikačních systémů, systémy s mnohonásobným přístupem a metody multiplexování, způsoby přenosu, plošná struktura, využití kmitočtového pásma, handover, typy spojování, rušivé jevy působící na signál a možnosti jejich omezení
5. Systém GSM (kmitočtová pásma, architektura systému)
6. Systém GSM (zpracování signálů)
7. Systém GSM (přenos datových signálů, GPRS, HSCSD, EDGE, zvláštnosti systému GSM 1800, program TEMS)
8. Systém UMTS (architektura systému)
9. Systém UMTS (zpracování signálů), HSDPA, HSUPA, HSPA+
10. Systém LTE (zpracování signálů, architektura), LTE-A
11. Systémy pro bezšňůrové telefony (DECT), paging (RDS, ERMES)
12. Systémy WPAN (Bluetooth, ZigBee), WLAN (802.11) a WMAN (WiMAX)
13. Vývojové trendy v mobilních komunikacích, klíčové oblasti vývoje

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ladislav Polák, Ph.D.
Ing. Jan Kufa, Ph.D.

Osnova

1. Měření dílčích obvodů mobilní stanice
2. Repeatery pro systém GSM
3. Testování mobilní stanice systému GSM
4. Základní parametry sítě GSM I
5. Přenosové vlastnosti GPRS a EDGE

6. Základní parametry sítě GSM II
7. Měření základních parametrů systémů Bluetooth a WiFi
8. Ověřování vlastností Walshových funkcí a PN sekvencí
9. Měření základních parametrů systému ZigBee
10. ROMES - program pro testování mobilních sítí

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz