čeština

Absolvent předmětu je schopen:
- rozpoznat základní typy binárních signálů, vypočítat a načrtnout jejich spektrum, vypočítat modulační a přenosovou rychlost, popsat principy a vlastnosti nejpoužívanějších linkových kódů,
- vyjmenovat jednotlivé bloky digitálního komunikačního systému (sdělovací soustavy) a vysvětlit jejich funkce,
- popsat model kanálu s aditivním bílým Gaussovým šumem, definovat bitovou chybovost, vypočítat pravděpodobnost chybného příjmu binárního signálu v základním a v přeloženém pásmu, v případě rušení aditivním bílým Gaussovým šumem,
- popsat principy, definovat základní parametry a vyjmenovat vlastnosti základních i moderních modulačních metod,
- 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,
- popsat obecný princip ekvalizace přenosové funkce kanálu, vysvětlit funkci adaptivních ekvalizérů a ekvalizérů s rozhodovací zpětnou vazbou (DFE),
- vysvětlit princip a důležitost taktové synchronizace ve sdělovacích systémech, vysvětlit účel skramblování, navrhnout schéma zapojení jednoduchého, samostatně synchronizovaného skrambleru,
- popsat princip zpětného a dopředného zabezpečení přenosu proti chybám, vysvětlit obecný princip prokládání, popsat metodu blokového a konvolučního prokládání,
- vysvětlit rozdíl mezi přirozeným a uniformním vzorkováním, důvod vzniku tzv. aperturového zkreslení a metody jeho potlačení,
- popsat princip šířkové a polohové impulzové modulace a modulace hustotou impulzů,
- vysvětlit rozdíl mezi rovnoměrným a nerovnoměrným kvantováním, vypočítat výkon kvantizačního šumu, nakreslit převodní charakteristiky kompresoru a expandoru,
- popsat principy a vyjmenovat základní vlastnosti impulzových kódovaných modulací (PCM, DPCM, DM, SDM),
- vysvětlit principy základních metod multiplexování signálů a mnohonásobného přístupu ke společnému přenosovému médiu,
- popsat a navrhnout ortogonální kmitočtový multiplex, definovat jeho základní parametry a vyjmenovat jeho charakteristické vlastnosti a příklady použití v praxi,
- popsat základní typy intenzitních modulací používaných v optoelektronice,
- kategorizovat jednotlivé systémy digitálních účastnických vedení, vysvětlit princip zvyšování jejich přenosové kapacity, nakreslit a popsat blokové schéma ADSL přípojky, nakreslit rozdělení kmitočtového pásma ADSL, vysvětlit princip vzniku přeslechů na blízkém a vzdáleném konci,
- definovat a vypočítat základní veličiny požívané v teorii informace (množství informace, entropie, redundance, vzájemná informace, kapacita kanálu), vysvětlit princip mřížkové kódované modulace (TCM).

Student, který si zapíše předmět, by měl znát základní definice a charakteristiky signálů a systémů se spojitým a diskrétním časem, včetně matematického popisu a reprezentace v kmitočtové oblasti, znát hustoty a distribuční funkce základních druhů rozdělení pravděpodobnosti, mít přehled o vzorkování a filtraci signálů. Student by také měl umět derivovat, integrovat, počítat s logaritmy a komplexními čísly, řešit lineární rovnice, pracovat s goniometrickými funkcemi a používat software MATLAB. Obecně jsou požadovány znalosti z matematiky a fyziky na úrovni bakalářského studia. 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.

Metody vyučování zahrnují tutoriály, počítačová a laboratorní cvičení. V počítačovém cvičení je využíván software MATLAB. Laboratorní cvičení probíhá s pomocí speciálně vytvořených přípravků, generátorů Siglent SDG2042X a osciloskopů Keysight DSOX2012A.

Výsledné hodnocení závisí na celkovém součtu bodů získaných za samostatné práce z tutoriálů, řešení úkolů z počítačového cvičení, vypracování protokolu z laboratorního cvičení, dva kontrolní testy a písemnou zkoušku. Student může získat:
- až 6 bodů za všechny samostané práce z tutoriálů,
- až 2 body za řešení úkolů z počítačového cvičení,
- až 2 body za vypracování protokolu z laboratorního cvičení,
- až 20 bodů ze dvou kontrolních testů,
- až 70 bodů za zkoušku, která je povinná, má písemnou formu a k jejímu složení jsou připuštěni pouze studenti, kteří předtím získali zápočet. Pokud má zkoušející problém vyhodnotit odevzdaný výstup písemné zkoušky, může studentovi ústně položit doplňující otázky.
Zápočet je udělen pouze těm studentům, kteří do konce výukové části semestru odevzdají všechny zadané samostatné práce a absolvují počítačové a laboratorní cvičení.

Tutoriály:
1. Signály v komunikačních systémech, příklady se signály, modulační a přenosová rychlost. Linkové kódy. Technické prostředky pro přenos signálu. Model AWGN kanálu. Příjem zašuměného signálu v základním pásmu.
2. Analogové modulace s harmonickou nosnou vlnou. Základní klíčovací techniky. Obnova nosné v přijímači BPSK signálu. Diferenční fázové klíčování.
3. Základní parametry a vlastnosti modulačních systémů. Modulace QPSK, O-QPSK, MSK, FFSK, GMSK, π/4-DQPSK, 8PSK, 8PSK-EDGE, MQAM, CAP.
4. Mezisymbolové přeslechy a jejich potlačení. Synchronizace. Skramblování. Způsoby protichybového zabezpečení. Prokládání. Princip ekvalizace přenosového kanálu, ekvalizéry.
5. Impulzové modulace. Multiplexy a mnohonásobné přístupy. Systémy s rozprostřeným spektrem. Ortogonální kmitočtový multiplex.
6. Působení šumu při přenosu v přeloženém pásmu. Modulace v optoelektronice. Teorie informace a kódování. Mřížkově kódovaná modulace.

Počítačové cvičení:
Základní klíčovací techniky (ASK, PSK, FSK).

Laboratorní cvičení:
Časové průběhy a spektra základních signálů (harmonický, obdélníkový, amplitudově modulovaný a kmitočtově modulovaný signál).

Cílem předmětu je poskytnout studentům základní informace o signálech, metodách, principech a parametrech sdělovacích systémů, zejména digitálních, a dále o jevech, které mají vliv na chybovost či rychlost přenosu informací.

Laboratorní a počítačové cvičení jsou povinná. Povinné je také vypracování a odevzdání všech zadaných samostatných prací a absolvování dvou kontrolních testů. Zmeškaná, řádně omluvená cvičení, lze po domluvě s příslušným vyučujícím nahradit, nejpozději v zápočtovém týdnu.

ČÍŽ, R. Principy modulací a přenosu sdělovacích signálů pro integrovanou výuku VUT a VŠB-TUO. 1. vyd. Brno : Vysoké učení technické v Brně, 2014. 140 s. ISBN 978-80-214-5117-9. (CS)
DOBEŠ, J.; ŽALUD, V. Moderní radiotechnika. 1. vyd., Praha : BEN, 2006. 768 s. ISBN 80-7300-132-2 (CS)

HAYKIN, S.; MOHER, M. Introduction to Analog & Digital Communications. 2nd ed., New Jersey (USA) : John Wiley & Sons, 2007. 515 p. ISBN 0-471-43222-9 (EN)
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)
PROAKIS, J. G. Digital Communications. 4th ed., New York (USA) : McGraw-Hill, 2001. 1002 p. ISBN 0-07-232111-3 (EN)