Detail předmětu

Teorie rádiové komunikace

FEKT-LTRKAk. rok: 2019/2020

Předmět se věnuje teoretickým aspektům moderní rádiové komunikace. Důraz je kladen na pochopení principů činnosti komunikačních systémů. Studenti si výrazně prohloubí znalosti v oblasti zpracování signálů v rádiových komunikacích, zejména algoritmů pro detekci signálů či reprezentaci v signálovém prostoru.
Studenti se blíže seznámí s principy přenosu v únikovém kanálu, přenosu informace metodou rozprostřeného spektra, systémů OFDM a z nich odvozených. Studenti také získají znalosti v oblasti pokročilých principů kódování - turbo kódů či LDPC kódů. Během cvičení si studenti prakticky ověří teoretické poznatky formou simulací v prostředí MATLAB.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- vyjádřit komunikační signál v signálovém prostoru
- vybrat vhodný typ filtru pro potlačení mezisymbolových přeslechů
- diskutovat metodu detekce pomocí bayesova detektoru
- vysvětlit principy modulačních technik
- vytvořit program v prostředí MATLAB simulující principy teorie rádiové komunikace
- znázornit strukturu modulátoru a demodulátoru OFDM
- vypočítat výstup blokového časo-prostorového kodéru

Prerekvizity

Student, který si zapíše předmět, by měl být schopen vysvětlit základní pojmy z oblasti pravděpodobnosti a statistiky, matematicky popsat základní analogové a číslicové modulační techniky, vytvořit jednoduchý program v prostředí MATLAB, vypočítat odezvu lineárních systémů na jednoduchý vstupní signál, diskutovat základní pojmy a metody z oblasti teorie signálů a systémů

Doporučená nebo povinná literatura

HAYKIN, S. Digital Communications, John Wiley & sons, 1998, 597 s., ISBN 0-471-62947-2. (EN)
PROAKIS John G. Digital Communications. 3. vyd. New York: Mc.Graw-Hill Book, 1995. 928 s. ISBN 0-07-051726-6. (EN)
CHIEN, Ch. Digital Radio Systems on a Chip. A system approach. Norwell: Kluwer Academic Publishers, 2001. 533 s. ISBN 0-7923-7260-3. (EN)
MARŠÁLEK, R. Teorie rádiové komunikace - počítačová cvičení (CS)
MARŠÁLEK, R. Teorie rádiové komunikace (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky a cvičení na počítači v simulačním software MATLAB.

Způsob a kritéria hodnocení

až 30 bodů za vypracování samostatných úkolů
až 70 bodů za zkoušku

Jazyk výuky

čeština

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, aplikace v systémech IEEE 802.11a,g. UW-OFDM a SC-FDMA, aplikace v LTE
11. Synchronizace a ekvalizace v OFDM, systémy MB-OFDM a MC-CDMA
12. Blokové a konvoluční kódy, cyklické kódy, turbo kódy, sřetězené kódy, LDPC kódy
13. MIMO systémy, časově prostorové kódování, singulární dekompozice, Alamoutiho kód, 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

Cíl

Teorie rádiové komunikace si klade za cíl seznámit studenty s rádiovým komunikačním řetězcem, vyjádřením informace signálem, detekcí aditivně rušených signálů, metodami potlačení mezisymbolových přeslechů, pokročilými technikami kódování, charakteristikami únikových kanálů, amplitudovým a fázovým klíčováním, vlastnostmi modulačních systémů typu OFDM, CDMA a UWB.

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

počítačová cvičení jsou povinná

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML1 magisterský navazující

    obor ML1-EST , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, zimní semestr, 6 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor