Detail předmětu

Vehicular Communication 2

FEKT-MPA-VC2Ak. rok: 2024/2025

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)

Nabízen zahraničním studentům

Pouze domovské fakulty

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
  • Program MPA-CAN magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program MPAD-CAN magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program MPC-EKT magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program MKC-EKT magisterský navazující 2 ročník, letní semestr, povinně volitelný

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