Fejezetek a vezeték nélküli távközlés újabb eredményeiből

A tantárgy angol neve: Chapters from Recent Results in Wireless Communications: How the Most Harmful Effects of the Past

Adatlap utolsó módosítása: 2009. március 5.

Tantárgy lejárati dátuma: 2011. április 28.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnöki Szak, BSc kpézés

Szabadon választható tárgy

I. típus

 

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIHVAV61 6,7, 4/0/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Frigyes István,
4. A tantárgy előadója
Név:

 

Beosztás:

 

Tanszék, Int.:

 

Dr. Frigyes István

 

Professor emeritus

 

HVT

 

 


 


 


5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Digitális jelátvitel (elemei)

Infokommunikáció (elemei)
6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM KépzésLétezik("5N-08") VAGY
NEM KépzésLétezik("5N-A8") VAGY
NEM KépzésLétezik("5N-M8")

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

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:
-
7. A tantárgy célkitűzése

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.

8. A tantárgy részletes tematikája

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)

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

Előadás

10. Követelmények

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

b. A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga

Elővizsga: megállapodás szerint
11. Pótlási lehetőségek Egy dupla-kiszárthelyi sikeres megírása a pótlási hétben.
12. Konzultációs lehetőségek

Megállapodás szerint

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

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

Frigyes, Bakki: Hírközléselmélet 1-4, Interneten
14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra56
Félévközi készülés órákra10
Felkészülés zárthelyire14
Házi feladat elkészítése 
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása20
Vizsgafelkészülés20
Összesen120
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
Név:

 

Beosztás:

 

Tanszék, Int.:

 

Dr Frigyes István

 

Professor Emeritus

 

HVT