Szélessávú fix és mobil kommunikációs rendszerek

A tantárgy angol neve: Mobile and Wide-Band Communications

Adatlap utolsó módosítása: 2010. május 6.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar 		Villamosmérnöki Szak, MSc képzés

 

Szélessávú és vezeték nélküli kommunikáció szakirány

 

Szakirány tantárgy

 
Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIHVM257 2 2/1/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Bitó János,
4. A tantárgy előadója
Név:

 

Beosztás:

 

Tanszék, Int.:

 

Dr. Bitó János

 

Egyetemi docens

 

Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

 

Horváth Péter

 

Egyetemi tanársegéd

 

Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

 

Dr. Frigyes István

 

Emeritusz professzor

 

Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

 

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

BMEVIHVM107        Hírközléselmélet

BMEVIEV2217          Jelek és rendszerek

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIHVMA01" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIHVMA01", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

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

Ajánlott:

Kötelező:  legalább elégséges eredmény a „BMEVIHVM107 Hírközléselmélet” című tárgyból.

7. A tantárgy célkitűzése

A tantárgy a digitális hírközlés alapjainak átismétlése után a szélessávú és vezeték nélküli kommunikációs rendszerek jövőbe mutató rendszertechnikai módszereit, a rádiós átvitel különleges jellemzőit mutatja be. A tárgy célkitűzése azoknak az eljárásoknak, módszereknek ismertetése és készségszintű elsajátítása, melyek szükségesek szélessávú rendszerek létrehozásához, a mobilitás ugyancsak felmerülő igényének figyelembe vétele mellett.

Olyan mélységű ismereteket ad a szélessávú – elsősorban vezeték nélküli – kommunikációs rendszerekben alkalmazást nyerő modulációs eljárásokról, csatornakódolási módszerekről, többszörös csatorna-hozzáférési eljárásokról, a csatornák jellemzéséről, valamint ezen csatornákon fellépő minőségrontó hatások elhárító módszereiről, ami képessé tesz ilyen rendszerek specifikálására, értékelésére, tervezési feladatok megoldására.

A tantárgy követelményeit eredményesen teljesítő hallgatóktól elvárható, hogy legyenek tisztában a rendelkezésre álló erőforrások által meghatározott rendszerjellemzők hatásával az elérhető átviteli minőségre, ismerjék a digitális hírközlés alapvető modulációs módszereit, a megkövetelt átviteli minőséget eredményező modulációs eljárás kiválasztásának szempontjait, ismerjék az alapvető optikai modulációs eljárásokat. A tárgy sikeres teljesítése után a hallgató birtokolja a szükséges matematikai hátteret, a konkrét módszerek ismeretét és a mérnöki szemlélet ahhoz, hogy megértse mind napjaink, mind a jövő vezeték nélküli kommunikációs rendszereinek működését. Képes továbbá megítélni a rendszerek teljesítőképességét és az alkalmazott technikák korlátait, valamint a tervezési döntések hátterét.

 
8. A tantárgy részletes tematikája
  1. A lineáris modulációs rendszerek, az optimális vétel, vevőarchitektúrák átismétlése
  2. Csatornakódolás
    1. Konvolúciós kódolás: kódok leírása, alapvető tulajdonságaik; optimális dekódolás, Viterbi-algoritmus, BCJR-algoritmus; összetett kódolási sémák
    2. Kitekintés
  3. A kódolt modulációs rendszerek alapjai
    1. A kódolt modulációk elve, nyereség
    2. Trelliskódolt moduláció
  4. Folytonos fázisú modulációk

Előállítás, jellemzők, részleges válaszfüggvényű CPM, kiemelt sémák demoduláció és detekció, hibaarány AWGN csatornában

  1. Átviteli csatornák
    1. Rádiócsatornák jellemzése: szakaszcsillapítás, shadowing, lapos és frekvenciaszelektív többutas fading
    2. Időben változó csatornák leírása
    3. WSS-US modell, statisztikai jellemzők
    4. Szabványos csatornamodellek
    5. Nemlineáris torzítás leírása, elhárítása
  2. Digitális átvitel nem frekvenciaszelektív fadinges csatornán
    1. Hibaarány lineáris modulációk esetén
    2. Diverziti módszerek, kombinálási sémák, hibaarány
  3. Átviteli rendszerek hatékonysága
    1. A hatékonyság jellemzése, korlátok
    2. Kódolás sávszélesség-korlátos átvitelben
    3. Adaptív kódolás és -moduláció
  4. Digitális átvitel frekvenciaszelektív fadinges csatornán
    1. Adaptív kiegyenlítés, MLSD
    2. OFDM átvitel: előállítás, demoduláció, FFT alkalmazása, védőidő, ciklikus prefix; átvitel nemlineáris csatornán
    3. Kiterjesztett spektrumú átvitel: DS és FH módszer, alkalmazások, interferencia hatása
    4. Ultraszélessávú átvitel
  5. Többfelhasználós kommunikáció
    1. A többszörös hozzáférés módszerei (TDMA, FDMA, SDMA, CDMA, OFDMA)
    2. A cellás rendszerek alapjai

  6. Tér-idő feldolgozás
    1. A MIMO átviteli rendszer modellje
    2. Ortogonális tér-idő kódok, ML vétel, hibaarány
    3. Térbeli multiplexálás, ML és ZF vétel
  7. Esettanulmány: moduláció, kódolás, tér-idő feldolgozás a 3GPP LTE rendszerben
  8. Kommunikációs rendszerek szimulációja

     

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

Előadás és gyakorlat.

10. Követelmények a.       A szorgalmi időszakban: zárthelyi vagy a pótlásának legalább elégséges (2) teljesítése

 

b.       A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga

 

c.              Elővizsga: feltétele legalább jó (4) zárthelyi eredmény

11. Pótlási lehetőségek A zárthelyi pótlás az utolsó oktatási héten, valamint a pótlási héten.

 
12. Konzultációs lehetőségek Egyéni megbeszélés szerint, a tárgy előadójával egyeztetve.

 
13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

J. G. Proakis, M. Salehi: Communication Systems Engineering (Prentice Hall, 2002)

 

Felhasználható irodalom:

Frigyes I.: Hírközlő rendszerek (Műegyetemi Kiadó, 2001)

G. E. Corazza (Ed.): Digital Satellite Communications (Springer, 2007)

Frigyes István: Hírközlő rendszerek (Műegyetemi Kiadó, 2001)

 

S. Benedetto, E. Biglieri: Principles of Digital Transmission (Plenum, 1999)

 

Az IEEE Communications Magazine (online hozzáférhető a BME OMIKK révén)

 
14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés órákra20
Felkészülés zárthelyire10
Házi feladat elkészítése 
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása 
Vizsgafelkészülés48
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
Név:

 

Beosztás:

 

Tanszék, Int.:

 

Dr. Bitó János

 

Egyetemi docens

 

Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék

 

Horváth Péter

 

Egyetemi tanársegéd

 

Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék