Detail předmětu
Theory of Communication
FEKT-GTOCAk. rok: 2019/2020
Předmět se zabývá základními principy, metodami a vlastnostmi sdělovacích systémů. Zaměřuje se především na moderní digitální systémy a modulační metody. Studenti si však také prohloubí znalosti o analogových modulacích, jejich parametrech a metodách implementace. Zároveň si také osvojí anglickou terminologii a získají novou slovní zásobu z této oblasti.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
- popsat principy a vlastnosti nejpoužívanějších linkových kódů,
- vyjmenovat jednotlivé bloky digitálního komunikačního systému (sdělovací soustavy) a vysvětlit jejich funkce,
- vypočítat modulační a přenosovou rychlost, určit minimální potřebnou šířku pásma pro přenos sdělovacího signálu,
- vysvětlit model kanálu s aditivním bílým Gaussovým šumem, vypočítat bitovou chybovost a pravděpodobnost chybného příjmu binárního signálu, v případě rušení aditivním bílým Gaussovým šumem,
- popsat principy, definovat základní parametry a vyjmenovat vlastnosti základních i moderních modulačních metod,
- popsat základní typy intenzitních modulací používaných v optoelektronice,
- vysvětlit rozdíl mezi rovnoměrným a nerovnoměrným kvantováním, vypočítat výkon kvantovacího šumu, potřebný počet bitů A/D převodníku, nakreslit převodní charakteristiky kompresoru a expandoru,
- popsat principy a vyjmenovat základní vlastnosti impulzových modulací,
- vysvětlit princip vzniku mezisymbolových přeslechů (ISI) a Nyquistovy strategie nulových ISI v okamžicích vzorkování, nakreslit a popsat kmitočtové charakteristiky tvarovacích filtrů s umocněným kosinusovým a Gaussovským spektrem,
- vysvětlit princip a důležitost taktové synchronizace ve sdělovacích systémech, vysvětlit účel skramblování,
- popsat princip zpětného a dopředného zabezpečení přenosu proti chybám, vysvětlit princip a účel prokládání dat,
- popsat obecný princip ekvalizace přenosové funkce kanálu a vysvětlit funkci adaptivních ekvalizérů,
- vysvětlit principy základních metod multiplexování signálů a mnohonásobného přístupu ke společnému přenosovému médiu, popsat dva základní principy systémů s rozprostřeným spektrem,
- popsat ortogonální kmitočtový multiplex, definovat jeho základní parametry a vyjmenovat jeho charakteristické vlastnosti a příklady použití v praxi,
- definovat a vypočítat základní veličiny požívané v teorii informace (množství informace, entropie, redundance, vzájemná informace, kapacita kanálu), vysvětlit princip trellis kódované modulace.
Prerekvizity
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Osnovy výuky
1. Úvod do teorie signálů.
2. Linkové kódy.
3. Působení šumu při přenosu v základním pásmu.
4. Modulace s harmonickou nosnou vlnou (AM, FM, PM).
5. Základní klíčovací techniky (ASK, FSK, PSK).
6. Pokročilé klíčovací techniky - část I (QPSK, O-QPSK, MSK, FFSK, GMSK).
7. Pokročilé klíčovací techniky - část II (π/4-DQPSK, 8PSK, MQAM, CAP).
8. Mezisymbolové přeslechy a ekvalizace přenosového kanálu.
9. Impulzové modulace - část I (PAM, PWM, PPM).
10. Impulzové modulace - část II (PCM, DPCM, DM, ADM, SDM).
11. Multiplexy a mnohonásobné přístupy.
12. Působení šumu při přenosu v přeloženém pásmu a modulace v optoelektronice.
13. Úvod do teorie informace a kódování.
Cvičení na počítači:
1. Přenosový kanál s aditivním bílým normálním šumem.
2. Přizpůsobený filtr a korelační přijímač.
3. Základní klíčovací techniky (ASK, FSK, PSK).
4. Princip kvadraturních modulací (QPSK, 16QAM).
5. Impulzové modulace (DM, ADM, SDM, PCM).
6. Techniky rozprostření spektra.
Učební cíle
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Základní literatura
PROAKIS J. G. Digital Communications. 4th ed., New York (USA): McGraw-Hill, 2001. (EN)
Doporučená literatura
HSU H. P. Schaum's Outline of Theory and Problems of Analog and Digital Communications. 2nd ed., New York (USA) : McGraw-Hill, 2003. 331 p. ISBN 0-07-140228-4 (EN)
SKLAR B. Digital Communications. 2nd ed. Upper Saddle River (USA): Prentice Hall, 2003. (EN)
XIONG F. Digital Modulation Techniques. 1st ed. Norwood (USA) : Artech House, 2000. 653 p. ISBN 0-89006-970-0 (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Linkové kódy.
3. Působení šumu při přenosu v základním pásmu.
4. Modulace s harmonickou nosnou vlnou (AM, FM, PM).
5. Základní klíčovací techniky (ASK, FSK, PSK).
6. Pokročilé klíčovací techniky - část I (QPSK, O-QPSK, MSK, FFSK, GMSK).
7. Pokročilé klíčovací techniky - část II (pi/4-DQPSK, 8PSK, MQAM, CAP).
8. Mezisymbolové přeslechy a ekvalizace přenosového kanálu.
9. Impulzové modulace - část I (PAM, PWM, PPM).
10. Impulzové modulace - část II (PCM, DPCM, DM, ADM, SDM).
11. Multiplexy a mnohonásobné přístupy.
12. Působení šumu při přenosu v přeloženém pásmu a modulace v optoelektronice.
13. Úvod do teorie informace a kódování.
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Přizpůsobený filtr a korelační přijímač.
3. Základní klíčovací techniky (ASK, FSK, PSK).
4. Princip kvadraturních modulací (QPSK, 16QAM).
5. Impulzové modulace (DM, ADM, SDM, PCM).
6. Techniky rozprostření spektra.