Detail předmětu

Telecommunication Systems

FEKT-MPA-KS1Ak. rok: 2022/2023

Předmět se věnuje struktuře digitálních telekomunikačních systémů, popisu funkce dílčích stavebních bloků a používaným metodám zpracování signálů. V předmětu jsou představeny techniky zpracování signálů od analogově digitálního převodu přes zdrojové a kanálové kódování, šifrování, modulace až po metody mnohonásobného přístupu nebo synchronizace. Dále jsou probírány základní typy přenosových prostředí, jejich vliv na přenášené signály. Vybrané techniky zpracování signálů jsou názorně prezentovány v rámci laboratorních měření. Studenti využijí získané znalosti v navazujících předmětech, které jsou zaměřeny na konkrétní kabelové a bezdrátové komunikační systémy.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen: (1) popsat strukturu obecného telekomunikačního systému, (2) vysvětlit činnost základních stavebních bloků, (3) charakterizovat přenosová média a vlivy přenosového prostředí, (4) vysvětlit metody zpracování signálů v dílčích částech systému, (5) diskutovat metody zpracování signálů v konkrétních systémech.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti bakalářské matematiky (integrální počet, základy pravděpodobnostní analýzy a statistiky), základy zpracování signálů (konvoluce, korelace, filtrace, spektrální analýza) a základní znalosti z oblasti komunikačních technologií (např. BPA-KSY).

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 závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Za laboratorní cvičení mohou studenti získat maximálně 15 bodů a za počítačová cvičení rovněž 15 bodů. Závěrečná zkouška se skládá z písemné a ústní části a je hodnocena 70 body (maximálně). V případě malého počtu studentů je výuka organizována individuálně. Za samostatnou práci pak mohou studenti získat maximálně 20 bodů. Závěrečná zkouška je organizována stejně jako v předchozím případě, je však ohodnocena 80 body (maximálně). Výuku však může upravit i vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Obecná struktura digitálních telekomunikačních systémů, základní stavební bloky.
2. Formátování a zdrojové kódování. Vzorkování pásmových signálů, kvantování.
3. Kryptografie, konvenční kryptosystém, nesymetrická kryptografie. RSA šifra.
4. Kanálové kódování. Blokové, konvoluční kódy, sřetězené kódy, RS, BCH, turbo a LDPC kódy.
5. Detekce komunikačních signálů v šumu. Příjem binárního signálu. Přizpůsobený filtr. Linkové kódy
6. Mezisymbolové interference. Tvarování signálových prvků. Ekvalizace (zero forcing, MMSE).
7. Modulace v přeneseném pásmu (MPSK, MSK, GMSK, MQAM). Pravděpodobnost chybné detekce. Mřížkově kódované modulace.
8. Komunikační kanál (metalické vedení, optický kabel, volný prostor). Působení šumu. Únik.
9. Synchronizace kmitočtu a fáze nosné vlny. Symbolová, rámcová a síťová synchronizace.
10. Bezdrátové sítě, satelitní komunikace, energetika spoje, alokace přenosové kapacity.
11. Struktura DAB, DMB, DRM, DVB, Bezdrátové sítě IEEE 802.11, PHY a MAC vrstvy.
12. Komunikace v počítačových a telekomunikačních sítích z pohledu referenčního modelu ISO/OSI.
13. Počítačové sítě, metody přístupu, směrování, propojování sítí.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se strukturou obecného telekomunikačního systému, s vlastnostmi přenosových prostředí a s metodami zpracování signálů v dílčích částech tohoto systému.

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

Laboratorní cvičení jsou povinná. Zameškanou výuku lze nahradit obvykle koncem semestru.

Základní literatura

COUCH, L.V. Digital and analog Communications. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2001. (EN)
DUNLOP, J., SMITH, D.G. Telecommunications Engineering, CRC Press, 1994. (EN)
SKLAR, B. Digital Communications: Fundamental and Applications, 3rd Edition. Pearson, 2020. (EN)

Doporučená literatura

SAFAK, M, Digital Communications, John Wiley & Sons, 2017 (EN)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Program MPAD-CAN magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
Program MPA-CAN magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
Program MPAJ-TEC magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
Program MPA-TEC magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný