Detail předmětu

Wireless Communications

FEKT-MPA-RKOAk. rok: 2021/2022

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.

Nabízen zahradničním studentům

Pouze domovské fakulty

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 metody optimálního příjmu; (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 časo-prostorových kodérů.

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

PROAKIS, John G. Digital communications. 5th ed. Boston: McGraw-Hill, 2008, xviii, 1150 s. ISBN 978-0-07-295716-7. (EN)
HAYKIN, S., Digital Communication Systems, ISBN 978-0471647355 (EN)
PROAKIS, J. Fundamentals of Communication Systems (2nd Edition), ISBN 978-1292015682 (EN)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

Pro akademický rok 2021/2022 je platné následující hodnocení předmětu:
15 bodů za PC cvičení (z toho až 5 bodů za aktivitu=vypracování úloh během hodiny, 5 bodů za samostatnou práci v Matlabu, 5 bodů za závěrečný test)
(v případě přechodu na online formu výuky bude hodnocení PC cvičení nahrazeno domácími úkoly)
až 10 bodů za numerický test (v případě přechodu na online formu výuky bude nahrazeno domácími úkoly)
až 5 bodů za domácí úkoly numerické
až 70 bodů za zkoušku (50 bodů písemná část, 20 bodů ústní část)
Z písemné části závěrečné zkoušky musí student získat alespoň 22 bodů, aby se mohl zúčastnit ústní části. Detailní informace budou zveřejněny v systému e-learning

Jazyk výuky

angličtina

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

  • Program MPAJ-TEC magisterský navazující, 1. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný
  • Program MPA-CAN magisterský navazující, 2. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný
  • Program MPAD-CAN magisterský navazující, 2. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení odborného základu

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na počítači

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning