Digitális jelátvitel (elemei)

A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.

Kettős: megismertetni néhány (egy kivételével) valóban új (10 évnél újabb) és valóban innovatív műszaki megoldással; és: rámutatni annak a – nem túlzás – nagyszerűségére, hogy ezek mindegyikét súlyos problémák okozóiból sikerült megújító technikává fejleszteni.

            1. a.) A többutas hullámterjedés véletlenszerűen változó közegben; b.) ennek csillapító hatása és a csillapítás csökkentését szolgáló diverziti eljárások; c.) majd a MIMO (Multiple Input-Multiple Output, magyarul több bemenetű, több kimenetű) rendszerek, ezek túlzás nélkül fantasztikusnak mondható tulajdonságai.

            2. a.) A többutas hullámterjedés frekvenciafüggő (szelektív) változata; b.) az ez által okozott lineáris torzítás és annak elhárítása; c.) majd a RAKE-detektor, mely megfelelő jeleket alkalmazva, a diverziti hatást minimális ráfordítással biztosítani tudja. Alkalmazás MIMO rendszerekben

            3. a.) A rádiós átviteli közeg nyílt. b.) Így a kisugárzott jeleket bárki, aki „meghallja” venni tudja, ha ezt nem akarjuk, gondoskodnunk kell arról, hogy ne nagyon hallják meg, de ha meghallják se tudják megfejteni. c.) Viszont az, hogy az üzenethez azok az állomások is hozzáférnek, amelyek földrajzilag a forrás és a nyelő között helyezkednek el, lehetővé teszik, hogy a szóbanforgó összeköttetés segítségére legyenek, azaz kooperatív hálózat kiépítését teszik lehetővé.

            4. a.) Sűrű rádióhálózatban az egymáshoz közel eső állomások jele a hasznos jellel interferál, azt megzavarja; b.) így ezekben a hálózatokban az interferencia szinte „elsőszámú közellenség”, elhárítására, egyebek között, több-felhasználós detektálási eljárások szolgálnak; c.) azonban az interferenciát felhasználó hálózatkódolás – mondjuk – felfedezésével kiderült, hogy alkalmazásával a hálózat áteresztőképességét jelentős mértékben meg lehet növelni.

A tárgyalás módja mind a négy esetben ez lesz: a.) magának a jelenségnek leírása; b.) ennek birtokában a káros hatás ismertetése, azon eljárások ismertetésével, melyekkel a káros hatások semlegesíthetők; végül pedig c.) azon felismerések tárgyalása, melyek az, eredetileg károsként tapasztalt jelenség hasznosítását teszik lehetővé.

0 Bevezetés (2 hét)

0.1 A címválasztás indoklása – kis filozofálás

0.2 A digitális rádióátvitel (tárgyunkban felhasználandó) alapjai – ismétlés; (digitális jel definiciója, minőségi paraméterei; átvitel additív zajos csatornán; lineáris torzítás hatása)

1. MIMO rendszerek (4 hét)

1.1 A többutas terjedés, ennek jellemzése, a fading-csillapítás idő és frekvenciafüggése

1.2 Digitális jelek átvitele (többutas) fadinges csatornán, hibaarány; a hibaarány csökkentése: (SIMO) diverziti rendszerek, kombinálás, a diverziti hatás jellemzése; tér-, frekvencia-, polarizáció- szög-diverziti; a különbség földi és műholdas rendszerek között; röviden: >10 GHz, útvonaldiverziti

1.3 A lényeges különbség a SIMO-MISO és a MIMO átvitel között: kapacitás; a MIMO háromféle nyeresége; tér-idő blokk-kódolás és trellis kódolás; alkalmazás földi és műholdas rendszerekben

2. Szelektív fading, RAKE detektor (3 hét; ez a nem-új eredmény, mintegy 50 éves)

2.1 Szelektiv fading, különböző rádió közegekben

2.2 A szelektív fading okozta torzítás és hibaarány; a torzítás elhárítása: kiegyenlítés, diverziti, ezek együttes alkalmazása

2.3 Szelektiv fading, ha az elfoglalt frekvenciasáv sokkal nagyobb, mint az információs jelé; a RAKE-detektor; szelektív fading és MIMO

3 Kooperatív rendszerek, kooperatív diverziti (2 hét)

3.1 A nyílt rádió

3.2 Ne halljanak meg: kiterjesztett spektrum; ne fejtsenek meg: titkosítás (ez csak nagyon röviden)

3.3 Kooperatív diverziti; virtuális MIMO; alapelv, különböző eljárások (D&F, A&F, CodedCoop); a virtuális antennarendszer; kooperatív rendszer alkalmazása cellás, P2P, műholdas összeköttetésekben

4 A hálózat-kódolás elemei (2 hét)

4.1 Felhasználók közötti interferencia, létrejötte

4.2 Csökkentési lehetőségek: kiterjesztett spektrum, irányított antenna, adaptív antenna; több-felhasználós detekció.

4.3 A hálózat-kódolás elve; „egyenes” (straightforward) és fizikai-rétegbeli hálózat-kódolás

5 Áttekintés (1 hét)

Előadás

a. A szorgalmi időszakban: 4 darab kis ZH, aláírás feltétele: két sikeres kisZH

b. A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga

Megállapodás szerint

A tárgyhoz elektronikus jegyzet készül

Irodalom: kijelölendő folyóiratcikkek

J.G. Proakis, M. Salehi: Communications System Engineering, Prentice Hall Second Edition, 2002

B. Vucetic, J. Yuan, Space-time coding, Wiley, 2004

A.F. Molisch:Wireless Communications, Wile y, 2005

Yeung & al: Theory of network coding, now Publishers, 2006 (Interneten is)

Az előzményekhez felhasználható: Frigyes: Hírközlő rendszerek, Jegyzetellátó