Teória komunikačných systémov

Študijné programy

Informácie o výučbe

Vyučujúci

Dr. h. c. prof. Ing. Anton Čižmár, CSc. Ing. Kristián Sopkovič

Rozvrh

Výsledky vzdelávania

- Študent získa základné vedomosti z oblasti teórie komunikačných systémov a moderných digitálnych modulačných metód. - Pochopí princípy modulačných techník vhodné pre nové generácie mobilných komunikačných systémov, ako napr. siete 5G, IoT, AI atď. - Naučí sa počítačovými prostriedkami navrhovať komunikačné systémy, modulačné a demodulačné techniky a porovnávať rôzne digitálne metódy. - Dokáže prakticky aplikovať získané zručnosti v prostredí najmodernejšej laboratórnej techniky na profesionálnych simulačných nástrojoch a softvéroch (OPNET, MATLAB, TIMs). - Absolvovanie predmetu rozšíri študentovi základné teoretické znalosti využiteľné v širokom v spektre oblasti IT, pevných a mobilných sietí, či širokopásmových systémoch. - Hlavný dôraz je kladený na rozvoj schopností analyzovania rozličných typov prenosových komunikačných kanálov a systémov, v závislosti od návrhu moderných digitálnych modulačných techník.

Stručná osnova predmetu

Hlavné oblastí: I. Základné bloky komunikačných systémov a ich charakteristiky II. Klasifikácia signálov a ich spektier III. Pravdepodobnosť a stochastické procesy IV. Signálový priestor digitálne modulovaných signálov V. Spektrálne charakteristiky digitálne modulovaných signálov VI. Optimálne prijímače pre signály ovplyvnené AWGN šumom VII. Príklady návrhu nekódovaných a kódovaných modulačných systémov Podrobnejšia špecifikácia jednotlivých oblastí: 1. Základné bloky digitálneho komunikačného systému, kritéria optimálneho digitálneho komunikačného systému 2. Shannonov limit (-1,6 dB) a jeho význam v komunikačných systémoch 3. Kapacita prenosového kanála podľa Shannonovho zákona - kanál so šumom a podľa Hartleyho zákona – bezšumový kanál 4. Prenosový kanál typu AWGN, biely šum, termálny šum, spektrálna výkonová hustota, autokorelačná funkcia bieleho šumu 5. Reprezentácia signálov vo vektorovom priestore (signal constellation diagram), orthogonalita signálov, energia signálového prvku, Euklidova vzdialenosť a jej význam 6. Základné vlastnosti digitálnych modulácií ASK, FSK, OFDM, PSK, QAM, binárne a M-árne typy modulácií, výhody a nevýhody 7. Porovnanie frekvenčných spektier pre vybrané typy modulácií (ASK, PSK, FSK, OFDM, QAM) 9. Štatistické parametre náhodných (stochastických) signálov (prvý a druhý moment, centrálny moment, korelácia) 8. Pravdepodobnosť chyby Pe versus pomer energie signálu na bit Eb/No pre vybrané typy modulácií (error probability plane) 10. Spektrálna bitová rýchlosť R/B (bit/s/Hz) versus pomer energie signálu na bit Eb/No (bandwidth efficiency plane)

Podmienky na absolvovanie

Spôsob hodnotenia a skončenia štúdia predmetu: Zápočet a skúška Priebežné hodnotenie (PH): Študent prospeje v PH a získa zápočet, keď splní podmienku získať min. 21% z 40%. Zápočet Záverečné hodnotenie (ZH): Študent prospeje v ZH a úspešne vykoná skúšku, keď splní podmienku získať min. 31% z 60%. Skúška Celkové hodnotenie: CH je suma hodnotení získaných študentom za hodnotené obdobie. Celkový výsledok sa stanoví v súlade s vnútornými predpismi TUKE. (študijný poriadok, vnútorný predpis zásady doktorandského štúdia)

Odporúčaná literatúra

[1] John G. Proakis, Masoud Salehi Fundamentals of Communication Systems Prentice Hall (2013) [2] Ali Grami: Introduction to Digital Communications. Elsevier, ISBN 978-0-12-407682-2, 2016 [3] Cizmar,A-Papaj,J: Theory of Telecommunications Networks, http://kemt.fei.tuke.sk/wp-content/uploads/TTS/TTS_chapter1.pdf, ...chapter7.pdf [4] Guimaraes, D. A.: Digital Transmission, ISBN 978-3-642-01358-4, 2009, [5] Kay, S.: Intuitive Probability and Random Processes using MATLAB, ISBN 978-0-387-24158-6, 2006 [6] Barkat, M.: Signal Detection and Estimation, Second Edition, ISBN 1-58053-070-2, 2005, [7] Proakis,J.G.: Digital Communications - 4th edition, McGraw-Hill, ISBN 0071181830, 2000,

Poznámky

Pre úspešné absolvovanie predmetu je potrebné získať zápočet a úspešne absolvovať skúšku. To v sebe zahŕňa účasť študenta na vzdelávacích činnostiach priamej výučby, na prednáškach, cvičeniach, ako aj samostatné štúdium a aj samostatnú tvorivú činnosť študenta pri spracovaní semestrálneho zadania/zadaní, projektu na stanovenú tému, v stanovenom rozsahu, v stanovenom prevedení spolu 180 h časovej náročnosti práce študenta za semester.

Hodnotenie

Celkový počet hodnotených študentov: 255