Detail předmětu

Wireless Communication Theory

FEKT-NTRKAk. rok: 2011/2012

Rádiový komunikační systém, rádiové komunikační signály, komplexní obálka, Kapacita kanálu, teorie informace, Mezisymbolové přeslechy, tvarování signálových prvků, filtr přijímače a vysílače, Detekce rádiových signálů, testování hypotéz, kriteria, kanál AWGN, PSK, BPSK, DPSK, mnohostavová PSK, QPSK, OQPSK, MQAM, MSK, GMSK, CPM - modulace, demodulace, praktické aplikace, Systémy s rozprostřeným spektrem I - DSSS, FHSS, rozprostírací posloupnosti, Systémy s rozprostřeným spektrem II - přijímač Rake, synchronizace, aplikace, Charakteristiky kanálů, vyrovnavače, nelineární kanály, UWB komunikace, OFDM - princip, modulace pomocí IFFT, cyklické prodloužení a ortogonalita, Synchronizace a ekvalizace v OFDM, systémy MB-OFDM a MC-CDMA, Blokové a konvoluční kódy, cyklické kódy, turbo kódy, sřetězené kódy, MIMO systémy, časově prostorové kódování, TCM

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Nabízen zahradničním studentům

Všech fakult

Výsledky učení předmětu

Studenti získají základní vědomosti o rádiovém komunikačním kanálu, jeho struktuře a vlastnostech, vyjádření informace signálem, detekci aditivně rušených signálů, metodách potlačení mezisymbolových přeslechů, charakteristikách únikových kanálů, fázovém klíčování, synchronizaci taktu a nosné, o modulačních systémech QAM, OFDM a CDMA.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

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

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

Přednášky:

1. Rádiový komunikační systém, rádiové komunikační signály, komplexní obálka
2. Kapacita kanálu, teorie informace
3. Mezisymbolové přeslechy, tvarování signálových prvků, filtr přijímače a vysílače
4. Detekce rádiových signálů, testování hypotéz, kriteria, kanál AWGN
5. PSK, BPSK, DPSK, mnohostavová PSK, QPSK, OQPSK
6. MQAM, MSK, GMSK, CPM - modulace, demodulace, praktické aplikace
7. Systémy s rozprostřeným spektrem I - DSSS, FHSS, rozprostírací posloupnosti
8. Systémy s rozprostřeným spektrem II - přijímač Rake, synchronizace, aplikace
9. Charakteristiky kanálů, vyrovnavače, nelineární kanály, UWB komunikace
10. OFDM - princip, modulace pomocí IFFT, cyklické prodloužení a ortogonalita
11. Synchronizace a ekvalizace v OFDM, systémy MB-OFDM a MC-CDMA
12. Blokové a konvoluční kódy, cyklické kódy, turbo kódy, sřetězené kódy
13. MIMO systémy, časově prostorové kódování, TCM


Počítačová cvičení:
1. Komplexní obálka
2. Mezisymbolové přeslechy
3. Optimální přijímač
4. Synchronizace
5. Princip CDMA
6. OFDM - princip
7. Rádiový kanál a nelinearita
8. RF komunikační řetězec
9. OFDM II - vliv RF parametrů
10. principy UWB komunikace
11. Kódování
12. Zápočet, náhradní cvičení

Cvičení odborného základu:
1. Vlastnosti komunikačních signálů
2. Základy teorie informace
3. Detekce signálových prvků
4. Klíčování
5. Rozprostřené spektrum, CDMA
6. OFDM

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s rádiovým komunikačním kanálem, jeho strukturou a vlastnostmi, vyjádřením informace signálem, detekcí aditivně rušených signálů, metodami potlačení mezisymbolových přeslechů, charakteristikami únikových kanálů, fázovým klíčováním, synchronizací taktu a nosné, s modulačními systémy QAM, OFDM a CDMA.

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

HAYKIN, S. Digital Communications, John Wiley & sons, 1998, 597 s., ISBN 0-471-62947-2. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-EST , 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Osnova

Moderní rádiový komunikační systém. Rádiový kanál, jeho kmitočtová omezenost, aditivní rušení, útlum šířením, únik.
Rádiové komunikační signály. Kmitočtová účinnost, psd, chybovost a poměr E/N, energetická účinnost, kapacita kanálu. Ekvivalence BP a LP. Linkové kódy. Komplexní obálka.
Detekce signálů. Testování hypotéz, kriteria. Kanál AWGN. Antipodální signály. Příjem binárního signálu. Modely rušivých signálů.
Mezisymbolové přeslechy. Tvarování signálových prvků. Filtr přijímače, filtr vysílače. Vyrovnavače. Vícesymbolová detekce.
Únik. Charakteristiky kanálů, klasifikace. Rozdělení obálek. Diversitní techniky.
PSK, BPSK, DPSK, mnohostavová PSK. Časové průběhy, psd, konstelační diagramy, modulace, demodulace, pravděpodobnost chyby.
QPSK, OQPSK. Časové průběhy, psd, konstelační diagramy, modulace, demodulace. Synchronizace nosné, taktová synchronizace.
MSK. Psd a šířka spektra, modulace, demodulace, pravděp. chyby, synchronizace.
CPM. Popis, trellis, psd, modulace, demodulace, synchronizace.
QAM. Psd, detekce a pravěp. chyby, modulace a demodulace. Typy konstelací. Synchronizace. TCM (8-PSK, 16QAM).
OFDM. Princip, modulace pomocí IFFT. Cyklické prodloužení a ortogonalita. Rozložení okamžitých amplitud modulovaného signálu.
Systémy s rozprostřeným spektrem 1. Direct Sequence. Potlačení cizího signálu. Zisk. Přijímač Rake. Diversita. Kmitočtové skákání.
Systémy s rozprostřeným spektrem 2. Rozprostírací posloupnosti, jejich druhy a vlastnosti. Synchronizace. Sériové a paralelní zachycení. Sledování.
Časově prostorové kódování. UWB.

Cvičení na počítači

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Osnova

Simulace signálů v základním pásmu.
Simulace rámcové synchronisace.
Simulace signálu a šumu v přeloženém pásmu.
Simulace úniku a diversitního příjmu.
Simulace klíčovaných signálů jejich průchodu kanálem a demodulace. Fázové klíčování.
Simulace klíčovaných signálů jejich průchodu kanálem a demodulace. QPSK. MQAM
Simulace klíčovaných signálů jejich průchodu kanálem a demodulace. OFDM. CDMA.