Detail předmětu

Rádiová komunikace

FEKT-MKC-RKOAk. rok: 2020/2021

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 a MIMO systémů. 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.

Garant předmětu

prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen: (a) vyjádřit komunikační signál v signálovém prostoru; (b) vybrat vhodný typ filtru pro potlačení mezisymbolových přeslechů; (c) diskutovat metodu detekce pomocí bayesova detektoru; (d) vysvětlit principy modulačních technik; (e) vytvořit program v prostředí MATLAB simulující principy teorie rádiové komunikace; (f) znázornit strukturu modulátoru a demodulátoru OFDM; (g) 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 Communication Systems. (EN)
PROAKIS, J., Digital Communications, McGraw-Hill Education. (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

až 15 bodů za počítačová cvičení
až 15 bodů za písemný test během semestru
až 70 bodů za zkoušku

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

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. Číslicové modulace I - PSK, BPSK, DPSK, mnohostavová PSK, QPSK, OQPSK.
6. Číslicové modulace II - MQAM, MSK, GMSK, CPM, praktické aplikace.
7. Systémy s rozprostřeným spektrem I - DSSS, FHSS, rozprostírací posloupnosti.
8. Systémy s rozprostřeným spektrem II - přijímač Rake, synchronizace, aplikace.
9. Rádiové kanály a jejich charakteristiky, nelineární kanály.
10. Vyrovnavače kanálu - ZF, MMSE a DFE.
11. OFDM - modulace pomocí IFFT, cyklické prodloužení a ortogonalita, aplikace v IEEE 802.11a,g,n, UW-OFDM a SC-FDMA.
12. Blokové a konvoluční kódy, cyklické kódy, turbo kódy, sřetězené kódy, LDPC kódy.
13. MIMO systémy, časově prostorové kódování, singulární dekompozice, Alamoutiho kód, TCM.

Cíl

Předmět si klade za cíl seznámit studenty s rádiovým komunikačním řetězcem, vyjádřením informace signálem, detekcí aditivně rušených signálů, metodami potlačení mezisymbolových přeslechů, pokročilými technikami kódování včetně Turbo a LDPC, charakteristikami rádiových kanálů, amplitudovým a fázovým klíčováním, a vlastnostmi technik typu OFDM, CDMA a MIMO.

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

počítačová cvičení jsou povinná

Zařazení předmětu ve studijních plánech