Detail předmětu
Komunikační systémy 1
FEKT-BPC-KS1Ak. rok: 2024/2025
V první části předmětu se studenti seznámí se strukturou obecných analogových a digitálních komunikačních systémů (blokové schéma, základní funkce). Dále bude následovat podrobný popis činnosti stavebních bloků a metod zpracování signálů (zdrojové kódování, šifrování, kanálové kódování, ekvalizace, modulace, synchronizace atd.) s uvedením příkladů aplikací bloků v současných komunikačních systémech. V další části předmětu budou uvedeny metody sdílení přenosových prostředků (mnohonásobný přístup, rozdělení kmitočtového spektra, způsoby přenosu) a vysvětlen princip činnosti systémů s rozprostřeným spektrem a systémů OFDM. Nakonec budou vysvětleny vlivy přenosového prostředí na šíření signálu a způsoby jejich eliminace (únik, Dopplerův jev, diverzitní příjem).
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „osoby poučené“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Učební cíle
Absolvent předmětu je schopen:
1. popsat strukturu obecného analogového a digitálního komunikačního systému,
2. vysvětlit činnost základních stavebních bloků,
3. aplikovat některé algoritmy zpracování signálů,
4. vysvětlit vlivy přenosového prostředí a metody sdílení přenosových prostředků,
5. orientovat se v použití dílčích stavebních bloků v současných komunikačních systémech.
Základní literatura
PROKEŠ, A. Komunikační systémy. Přednášky. Komunikační systémy. FEKT VUT Brno, Ústav radioelektroniky.: 2011. (CS)
SKLAR, B. Digital Communications: Fundamental and Applications, 3rd Edition. Pearson, 2020 (CS)
ŠEBESTA, V. Teorie sdělování. Skriptum FEI VUT v Brně, Vutium, 1998 (CS)
Doporučená literatura
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPC-EKT bakalářský 3 ročník, letní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
- Historie komunikačních systémů, teoretické základy komunikace, kapacita kanálu.
- Schéma digitálního komunikačního systému. Formátování a zdrojové kódování.
- Zdrojové kódování řečových, obrazových a datových signálů.
- Kryptografie, symetrické a nesymetrické šifry, RSA, El-Gammal.
- Kanálové kódování. Lineární kódy. Hammingovy kódy.
- Cyklické a konvoluční kódy. LDPC kódy.
- Pulsní modulace v základním pásmu, PAM, PWM, PPM, linkové kódy.
- Detekce signálu v šumu, přizpůsobený filtr.
- Analogové modulace (AM, QAM, FM a PM).
- Digitální modulace MPSK, MFSK, MQAM, MSK a jejich modifikace.
- Systémy s mnohonásobným přístupem (FDMA, TDMA, CDMA). Metody multiplexování.
- Rádiové rozhraní, koncepce vysílače a přijímače.
- Synchronizace. Obnovení nosné. Obnovení časování symbolů. Síťová synchronizace.
Cvičení odborného základu
Vyučující / Lektor
Osnova
- Opakování základní teorie signálů.
- Kapacita kanálu, nerovnoměrné kvantování.
- Bezeztrátová komprese dat, Hufmannův kód, LZW.
- Konvenční kryptografie, substituční šifrovací techniky, nesymetrická kryptografie, RSA, El-Gammalova šifra,.
- Kanálové kódování, Hammingův kód, cyklické kódy.
- Konvoluční kódy.,
- Amplitudové, kmitočtové a fázové modulace, QAM, PSK, FSK.
- Synchronizace, návrh smyčky PLL.
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
- Kapacita kanálu, pásmové vzorkování, nerovnoměrné kvantování.
- Komprese dat, JPEG, Hufmannův kód.
- PKC kryptografie, RSA, El-Gammalova šifra.
- Kanálové kódování, Hammingův kód, cyklické kódy.
- Konvoluční kódy, LDPC kódy.
- Přizpůsobený filtr, ISI, ekvalizace.
- Amplitudové, kmitočtové a fázové modulace, QAM, PSK, FSK.
Laboratorní cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
- Spektrum modulovaných signálů.
- Linkové kódy.
- Vlastnosti číslicově modulovaných signálů.
- Přizpůsobený filtr.
Elearning