Fejezetek a vezeték nélküli távközlés újabb eredményeiből

Chapters from Recent Results in Wireless Communications: How the Most Harmful Effects of the Past

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

—

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

Fejezetek a vezeték nélküli távközlés újabb eredményeiből

Chapters from Recent Results in Wireless Communications: How the Most Harmful Effects of the Past

Tantárgykód

BMEVIHVAV61

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	4	0	0
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	—	—

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

vizsga

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

Dr. Frigyes István

beosztás: egyetemi tanár

elérhetőség: frigyes@mht.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

—

Kar

Tantárgy weboldala

—

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

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)

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.

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

Előadás

Tanulástámogató anyagok

Online források

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

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

Digitális jelátvitel (elemei) Infokommunikáció (elemei)

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

Digitális jelátvitel (elemei) Infokommunikáció (elemei)

Általános szabályok

Követelmények: a. A szorgalmi időszakban: 4 darab kis ZH, aláírás feltétele: két sikeres kisZH b. A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga Elővizsga: megállapodás szerint Pótlási lehetőségek: Egy dupla-kiszárthelyi sikeres megírása a pótlási hétben.

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.