Dr. Horváth Bálint Péter

Egyetemi adjunktus

HVT

 

Jelek és Rendszerek I-II.

Infokommunikáció

Hírközléselmélet

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

A Hírközléselmélet tantárgyban előadott elméleti alapokra építve a szélessávú vezeték nélküli hírközlő és műsorszóró rendszerek alapvető eljárásainak ismertetése az alábbi témakörök szerint.

Az első a digitális hírközlés néhány speciális kérdésével foglalkozik, így a spektrumhatékony kódolási eljárásokkal (nagy állapotszámú digitális modulációk - MQAM, folytonos fázisú modulációk – CPM, többvivős modulációs eljárások - OFDM, FBMC) kódolt modulációs rendszerekkel, kiterjesztett spektrumú rendszerekkel (konstans és változó sebességű szolgáltatások esetére is), a többszörös hozzáférésű rendszerekkel (CDMA, FDMA, TDMA, SDMA), többfelhasználós vételi eljárásokkal.

A második rész az átviteli közegek tulajdonságait ismerteti, áttekintve a földi és műholdas mikrohullámú közeg, a mobil valamint a fix telepítésű és műsorszóró (földfelszíni és műholdas) rádiócsatorna tulajdonságait (pl. WSSUS), kitérve a pont-pont, pont-többpont (pl.: MIMO) csatornákra is.

A harmadik rész speciális rendszereket, berendezéseket ismertet, így földi és műholdas műsorszóró és kommunikációs rendszereket, beleértve a DAB, DVB és DRM rendszereket, a szélessávú, fix telepítésű, vezetéknélküli hozzáférési (BFWA) hálózatokat a mobil és műsorszóró hálózatok konvergenciájának elemeivel együtt (SDR, LTE, 5G, DVB IP, DVB RCT/S/C).

A negyedik rész mélyrehatóan ismerteti a korszerű digitális műsorszóró- és kommunikációs rendszerek méréstechnikáját, részletezve az idő- és frekvenciatartománybeli jellemzőket, moduláció-analízist és bithiba-, illetve csomaghiba-arány vizsgálatokat. Ugyancsak szemléltetjük ezen rendszerek alapsávi rendszerábrázolását, modellezési és szimulációs eljárásait, adott sztochasztikus jellemzőkkel rendelkező valós és komplex jelek előállítását, a rendszerjellemzők szimulációs becslését.

A félév végére a hallgatók birtokába jutnak azon ismereteknek, melyekkel képesek lesznek a jövő szélessávú fix és mobil kommunikációs, továbbá műsorszóró rendszereinek alapvető – fizikai rétegbeli – tulajdonságainak tervezésére, modellezésére és vizsgálatára.

A tárgy tematikájának heti bontása:

1.                  Analóg rendszerek modulációja és rendszertechnikája; földfelszíni műsorszóró rendszerek (AM-DSB és -SSB, FM, FM-RDS, analóg kábeltévé).

2.                  Hírközlő és műsorszóró rendszerek forráskódolás elmélete és eljárásai, adatfolyam-struktúrák áttekintése (MPEG-1/2, Layer I, II, III, AAC, MPEG-4 AVC, HE-AAC, HVXC, CELP, Dolby AC-3; MPEG-2 TS és ETI).

3.                  Hírközlő és műsorszóró rendszerek csatornakódolási eljárásai; blokk és konvolúciós kódolás, Viterbi algoritmus; BCH, LDPC.

4.                  Csatornakódoló rendszerek alapjai; átszövés technikák, véletlenszerűsítés, láncolt kódolók, iteratív (turbo) kódolók.

5.                  Digitális modulációs eljárások (MPSK, MFSK, MQAM); jelalakok, vektortér, sávszélesség, adóteljesítmény, szimbólum-hibaarány, adó-, vevőstruktúrák; nagy állapotszámú digitális modulációk.

6.                  Kódolt modulációs rendszerek: trellis-kódolt moduláció, TC-MPSK, TC-MQAM, lágy dekódolás; Folytonos fázisú modulációk – CPM

7.                  Átviteli közegek tulajdonságai: a földi és műholdas mikrohullámú közeg, a mobil valamint a fix telepítésű rádiócsatorna tulajdonságai (pl. WSSUS). A műsorszóró (földfelszíni és műholdas) rádiócsatorna tulajdonságai.

8.                  Kiterjesztett spektrumú és többszörös hozzáférésű rendszerek: SS (kódok, közvetlen kódsorozatú rendszerek, lassú, gyors frekvenciaugratásos rendszerek); többszörös hozzáférésű rendszerek (CDMA, FDMA, TDMA, SDMA), többfelhasználós vételi eljárások.

9.                  Többcsatornás, többvivős rendszerek: OFDM (ortogonalitás, csatornakorrekció OFDM-rendszerekben, védelmi idő, stb.), FBMC; pont-pont, pont-többpont, multi-link rendszerek (SISO, SIMO, MISO, MIMO) csatornákra is.

10.              Digitális televíziós műsorszóró rendszerek (DVB rendszerek változatai) felépítése, jellemzői. A DVB kiegészítő szolgáltatásai (RCT, MHP, stb.).

11.              Digitális rádiórendszerek (DAB, DAB+, FMeXtra, HD-Radio, DRM, DRM+, említés szintjén ISDB-T/SB) felépítése, jellemzői (csatornakódolás, moduláció).

12.              Hírközlő és műsorszóró rendszerek konvergenciája: a TV- és rádiórendszerek egybeolvadása (T-DMB és rádióadások a DVB-ben), integráció a hírközlő rendszerekkel (SDR, LTE, 5G), virtuális hálózatok.

13.              Hírközlő és műsorszóró rendszerek analízise; átviteli és spektrális jellemzők vizsgálata, lineáris és nemlineáris torzítások, idő- és frekvenciatartománybeli jellemzők, moduláció-analízis és bithiba-, illetve csomaghiba-arány vizsgálatok.

14.              Szélessávú vezetéknélküli rendszerek főbb elemeinek szemléltetése példákon (mobil és fix telepítésű, földfelszíni és műholdas hálózatok). A digitális átvitel alapsávi rendszerábrázolása, modellezési és szimulációs eljárások áttekintése. Hírközlő és műsorszóró szolgáltatások minőségi analízise; analóg jelminőség-elemzés, digitális QoS jellemzők, digitális képminőség-vizsgálatok.

Előadás és gyakorlat.

1.  A szorgalmi időszakban: egy darab írásbeli zárthelyi dolgozat a 8-11 oktatási héten, mely nagyzárthelyi anyaga a félév tananyagának legfeljebb 50%-át fedi le, és  melyet legalább elégséges szinten kell teljesíteni.

2.         A vizsgaidőszakban: szóbeli vizsga, melynek előfeltétele az év végi zárthelyi legalább elégséges szintű teljesítése.

3.         Elővizsga: nincs.

Egy pótzárthelyi sikeres megírása a pótlási héten. Sikertelen pótzárthelyi pótlására nincs lehetőség.

Megállapodás szerint

Frigyes István: Hírközlő rendszerek, Egyetemi tankönyv, Műegyetemi kiadó, 1998.

Dallos György: Tantárgyi segédlet a Hírközléselmélet című tárgyhoz, Híradástechnika Tsz.

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

Walter Fischer: A digitális műsorszórás alapjai (ORTT-ATKI, 2005.)

Walter Fischer: Digital Video and Audio Broadcasting Technology (Springer, 2008.)

Gerald W. Collins: Fundamentals of Digital Television Transmission

(John Wiley & Sons, 2001.)

Paul Dambacher: Digital Terrestrial Television Broadcasting (Springer, 1997.)