Detail předmětu

Směrové a družicové spoje

FEKT-MSDSAk. rok: 2017/2018

Zaměření předmětu je orientováno na pochopení fyzikálních souvislostí družicové komunikace při srovnání s terestriálními rádiovými systémy. V rámci předmětu jsou uvedeny klíčové aspekty přenosu signálů oběma typy systémů, je poukázáno na jejich rozdílné vlastnosti a požadavky. Výklad je zaměřen především na fyzickou vrstvu systémů. Řeší se způsoby kódování užitečných dat a možnosti jejich modulace na nosnou vlnu na vysílací straně, přenos signálu komunikačním kanálem, demodulace a dekódování na straně přijímací. U družicových spojů jsou také diskutovány družicové orbity, jejich vlastnosti a způsob výpočtu predikce polohy družice. Stručně jsou popsány základní části a struktura komunikační družice. Jsou uvedeny příklady jak pozemních směrových spojů, tak příklady různých družicových komunikačních systémů pevné a pohyblivé služby, včetně družicových navigačních systémů. Pozornost je také soustředěna na vyhodnocení energetické bilance družicového spoje.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- popsat a vysvětlit rozdíly v rádiové komunikaci v pozemních směrových a družicových spojích
- popsat rušivé efekty ovlivňující šíření rádiových vln v pozemních směrových a družicových spojích
- napsat komunikační rovnici a vysvětlit význam jednotlivých parametrů
- vyjmenovat a vysvětlit techniky zpracování signálů v digitálních pozemních směrových spojích a v digitálních družicových spojích
- charakterizovat jednotlivé techniky vícenásobného přístupu ke společnému přenosovému médiu
- charakterizovat parametry družicové orbity a popsat postup výpočtu predikce polohy družice
- definovat základní typy družicových orbit a zhodnotit jejich výhody a nevýhody
- vysvětlit efekty, které pohyb družice ruší
- vyčíslit energetickou bilanci uplinku a downlinku družicového spoje, v případě jasné oblohy a za deště
- popsat základní rysy družicový komunikačních systémů pevné (VSAT, DBS, Intelsat, Eutelsat) i pohyblivé (satelitní telefonie – Iridium, Inmarsat, Thuraya) služby
- vysvětlit principy družicové navigace
- popsat základní rysy globálních družicových navigačních systémů GPS, Glonass, Galileo
- uvést základní stavební části tělesa družice

Prerekvizity

Student, který se zapíše do předmětu, by měl být schopen vysvětlit základní principy šíření elektromagnetických vln ve volném prostoru a v atmosféře, popsat strukturu obecného digitálního komunikačního systému, popsat principy základních operací digitálního zpracování signálů (kódování, modulace), používat logaritmického vyjádření poměrů a úrovní výkonů, napětí a proudů, charakterizovat vlastnosti a požadavky na přijímací a vysílací části komunikačních systémů.

Doporučená nebo povinná literatura

KASAL, M. Směrové a družicové spoje. Skripta FEKT VUT, dotisk 2007. ISBN 80-214-2496-6. (CS)
MARAL, G., BOUSQUET, M. Satellite Communications Systems. Chichester, West Sussex: John Wiley&Sons Ltd., 1993. ISBN 978-0-470-71458-4. (EN)
PRATT, T., BOSTIAN, C., ALLNUTT J. Satellite Communications. Hoboken: John Wiley&Sons Ltd., 2003. ISBN 04-713-7007-X. (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení na počítači a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný projekt.

Způsob a kritéria hodnocení

Studenti mohou během semestru získat 32 bodů, z toho 20 bodů za laboratorní cvičení a 12 bodů za vypracování dobrovolné semestrální práce. Závěrečná písemná zkouška je hodnocena 68 body a skládá se z teoretické a početní části. Pro úspěšné absolvování závěrečné zkoušky je nutné získat alespoň poloviční počet bodů z každé části.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Úvodní informace, historie směrových a družicových spojů
2. Všeobecný popis směrového spoje
3. Šíření elektromagnetických vln
4. Komunikační rovnice
5. Družicové spoje – dráhy komunikačních družic
6. Energetická bilance družicového spoje – základní rozbor
7. Celková energetická bilance
8. Šíření družicových signálů
9. Typy přenášených signálů
10. Technologie družic
11. Družicové komunikační systémy
12. Družicová navigace
13. Výzkumné a experimentální družice

Cíl

Cílem předmětu je vysvětlit studentům specifika rádiové komunikace v pozemních směrových spojích a v družicových spojích, seznámit je s problematikou pohybu a konstrukce družic, naučit je vyhodnotit energetickou bilanci daného spoje a popsat základní rysy významných komunikačních systémů v této oblasti.

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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-EST , 1. ročník, letní semestr, 7 kreditů, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, 7 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

52 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor