Detail předmětu

Vehicular Communication 2

FEKT-MPA-VC2Ak. rok: 2023/2024

Předmět se věnuje teoretickým a následně i praktickým aspektům moderní rádiové komunikace vozidel.  Důraz je kladen na pochopení principů činnosti komunikačních systémů založených na principu OFDM. Studenti si  v první části předmětu výrazně prohloubí znalosti v oblasti zpracování signálů v rádiových komunikacích, zejména algoritmů pro demodulaci  signálů, synchronizaci a ekvalizaci. Druhá část předmětu je pak věnována popisu jednotlivých standardů využívaných ve V2X komunikaci, zejména standardů 802.11p, 4G (LTE) a 5G.   Během  počítačových cvičení si studenti prakticky ověří teoretické poznatky formou simulací v prostředí MATLAB, kdy budou zpracovávat reálné signály standardů 802.11p a 5G NR. 

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Vstupní znalosti

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen vysvětlit základní pojmy z oblasti pravděpodobnosti a statistiky, vytvořit jednoduchý program v prostředí MATLAB nebo Python, vypočítat odezvu lineárních systémů na jednoduchý vstupní signál, diskutovat základní pojmy a metody z oblasti teorie signálů a systémů. 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Studenti mohou získat během semestru: 

  • maximálně 30 bodů za vypracování samostatných úloh v PC cvičení
  • maximálně 70 bodů za zkoušku (50 bodů písemná část, 20 bodů ústní část)
  • z písemné části závěrečné zkoušky musí student získat alespoň 22 bodů, aby se mohl zúčastnit ústní části. Detailní informace budou zveřejňovány  v systému e-learning 

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu. Počítačová a laboratorní cvičení jsou povinná.

Učební cíle

Předmět si klade za cíl seznámit studenty se základními principy bezdrátové komunikace mezi vozidly, se zaměřením na detailní pochopení technik využívaných v rámci standardů WLAN 802.11p, 4G (LTE) a 5G NR. 

 

Absolvent předmětu je schopen: (a) vyjádřit matematicky základní princip modulace OFDM (b) vybrat vhodné parametry systému OFDM pro dané rádiové prostředí a aplikaci komunikace V2X (c) vysvětlit základní principy, výhody a nevýhody modulace OFDM  v kontextu komunikace mezi vozidly(d) vytvořit program v prostředí MATLAB pro generování a příjem signálu OFDM (e) popsat základní strukturu a vlastnosti standardů 802.11p, 4G a 5G  pro V2X komunikaci( f) vypočítat přenosové rychlosti jednotlivých V2X standardů v závislosti na použitých parametrech 

Základní literatura

DAHLMAN, E., PARKVALL, S., SKOLD, J., 5G NR: The Next Generation Wireless Access Technology, Academic Press, 2018, ISBN: 9780128143230 (EN)
CHIUEH, T-D., TSAI, P-Y., LAI, I-W., Baseband Receiver Design for Wireless MIMO-OFDM Communications, IEEE Press, 2014, ISBN: 9781118188194 (EN)

Doporučená literatura

VAN NEE, R., OFDM for Wireless Multimedia Communications, Artech House, 1999, ISBN: ‎978-0890065303 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPA-AEE magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Osnova

1. Úvod, specifické požadavky na V2X komunikaci, scénáře, prostředí
2. Architektury rádiových transceiverů - homodyne, heterodyne,  pásmové vzorkování
3. Orthogonal Frequency Division Multiplex - bloky komunikačního řetězce, modulace a demodulace, RF část
4. Zpracování signálů pro OFDM  - synchronizace
5. Zpracování signálů pro OFDM  - ekvalizace, estimace kmitočtového ofsetu
6. Multiple Input Multiple Input (MIMO) komunikace - zpracování signálů
7.  V2X komunikace založená na WLAN - DSRC/WAVE7
8. V2X komunikace založená na WLAN - ETSI-ITS-G58
9. V2X komunikace založená na WLAN - IEEE 802.11p
10. V2X komunikace založená na 3GPP - LTE V2X10.
11. V2X komunikace založená na 3GPP - 5G NR - úvod, numerologie
12. V2X komunikace založená na 3GPP - 5G NR - Ultra Reliable and Low Latency Communications (URLLC)
13. V2X komunikace založená na 3GPP - 5G NR, beamforming a pásma milimetrových vln

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Osnova

1. Bloky komunikačního systému

2.-5. Příjem OFDM signálu dle IEEE 802.11

6.-7. Modelování rádiového kanálu pro V2X komunikaci

8.  Struktura kanálů LTE a  5G

9.-13. Zpracování signálů LTE a 5G