Detail předmětu

Wireless Communications

FEKT-MPA-RKOAk. rok: 2022/2023

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. Studenti se blíže seznámí s principy přenosu v rádiovém 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.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Nabízen zahradničním studentům

Pouze domovské fakulty

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen: (a) vybrat vhodný typ filtru pro potlačení mezisymbolových přeslechů; (b) diskutovat metody optimálního příjmu; (c) vysvětlit principy modulačních technik; (d) vytvořit program v prostředí MATLAB simulující principy teorie rádiové komunikace; (e) znázornit strukturu modulátoru a demodulátoru OFDM; (f) 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

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

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

Způsob a kritéria hodnocení

5 points for activity in PC labs
5 points for test in the PC labs
10 points for homework in MATLAB
10 points for numerical homework

70 points for the final exam (50 points written, 20 points oral part)
To be allowed for oral part of final exam, student has to get at least 22 points from the written part

Osnovy výuky

1. Rádiový komunikační systém, rádiové komunikační signály, komplexní obálka.
2. Deterministické a stochastické techniky přístupu
3. Detekce rádiových signálů, testování hypotéz, kriteria, kanál AWGN.
4. Číslicové modulace v přeneseném pásmu, QAM, MPSK, CPFSK
5. Systémy s rozprostřeným spektrem - DSSS, FHSS, rozprostírací posloupnosti.
6. OFDM - mezisymbolové interference, modulace pomocí IFFT, cyklické prodloužení a ortogonalita
7. Synchronizace I - odhad parametrů nosné vlny, časování symbolů
8. Synchronizace II - rámcová synchronizace, síťová synchronizace
9. Kanálové kódování I - blokové kódy, Hammingovy, cykliclé, RS, LDPC
10. Kanálové kódování II - konvoluční, Turbo dekódování, prokládání
11. Techniky s více anténami - MIMO, beamforming
12. Příklady komerčních komunikačních systémů - Inmarsat, Intelsat, Starlink
13. Příklady komunikačních systémů pro vesmírné mise

Učební cíle

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, klíčováním, technikami synchronizace a vlastnostmi technik typu OFDM, CDMA a MIMO.

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

počítačová cvičení jsou povinná

Základní 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)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

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