Szélessávú vezeték nélküli hírközlő és műsorszóró rendszerek

A tantárgy angol neve: Broadband Wireless Telecommunication and Broadcasting Systems

Adatlap utolsó módosítása: 2019. február 5.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Villamosmérnök szak

Vezetéknélküli rendszerek és alkalmazások főspecializáció

Multimédia rendszerek és szolgáltatások főspecializáció

MSc képzés

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIHVMA01 1 2/1/0/v 4  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Bitó János, Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék
A tantárgy tanszéki weboldala hvt.bme.hu
4. A tantárgy előadója

Dr. Bitó János

Egyetemi docens

HVT 

  

Szombathy Csaba

Tudományos segédmunkatárs 

HVT 

 


   

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Jelek és Rendszerek I-II.

Infokommunikáció

Hírközléselmélet

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIHVM257" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény( "BMEVIHVM258" , "jegy" , _ ) >= 2
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIHVM257", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0
VAGY
TárgyEredmény("BMEVIHVM258", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

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

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:
-
7. A tantárgy célkitűzése

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.

 

8. A tantárgy részletes tematikája

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.

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

Előadás és gyakorlat.

10. Követelmények

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.

11. Pótlási lehetőségek

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

12. Konzultációs lehetőségek

Megállapodás szerint

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

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.)

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés előadásokra12
Félévközi készülés gyakorlatokra8
Felkészülés zárthelyire12
Házi feladat elkészítése

Dr. Bitó János

Egyetemi docens

HVT

Szombathy Csaba

Tudományos segédmunkatárs

HVT