Szélessávú kommunikációs rendszerek és alkalmazások

Az előadások részletes tematikája:

1. előadás: Rádióátviteli közegek tulajdonságai: a földi és műholdas mikrohullámú közeg, a mobil valamint a fix telepítésű rádiócsatorna tulajdonságai. Az ilyen idővariáns lineáris rendszerek analitikus vizsgálata.

2. előadás: Szorzó típusú (multiplikatív) fédinges rádiócsatorna statisztikai leírása közvetlen rálátású (LOS, Rice féding) és e nélküli (NLOS, Rayleigh féding) esetben. Doppler kiterjedés, Jakes spektrum.

3. előadás: Többutas terjedéses rádiócsatornák, mint idővariáns rendszerek leírása Bello-féle sztochasztikus rendszerfüggvényekkel. A Bello függvények korrelációs vizsgálata, időben gyengén stacionárius, korrelálatlanul szóró csatorna (WSSUS) jellemzése; koherencia idő/sávszélesség, Doppler/késleltetés kiterjedés. Szélessávú rendszerek definiálása.

4. előadás: WSSUS csatorna modellezése. Diverziti eljárások a féding ellen: idő/frekvencia/tér diverziti; SISO, SIMO, MISO, MIMO rendszerek. RAKE vevőkészülék.

5. előadás: 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.

6. előadás: Többcsatornás, többvivős rendszerek: OFDM (ortogonalitás, csatornakorrekció OFDM-rendszerekben, védelmi idő, stb.), FBMC.

7. előadás: Pont-pont, pont-többpont, multi-link rendszerek (SISO, SIMO, MISO, MIMO) csatornákra, egyfelhasználós és masszív MIMO rendszerek.

8. előadás: Vezeték nélküli technológiák strukturált áttekintése: osztályozás, összehasonlítás, fizikai rétegek jellemzői, korlátok.

9. előadás: 802.11 helyi hálózatok: szabványok, átviteli tulajdonságok, generációk összehasonlítása, közeghozzáférés, erőforrás menedzsment.

10. előadás: 802.11 helyi hálózatok: vállalati WiFi, hozzáférés-szabályozás, központosított infrastruktúra, szolgáltatásminőségi garanciák, roaming.

11. előadás: 5. generációs mobilhálózatok: 4G, 5G, generációk és fejlődésük, architektúra, GTP-C/U, S1AP és S1U, mobilhálózati interfészek és szerepük.

12. előadás: 5. generációs mobilhálózatok: 5G+, LPWA, 4G/5G privát hálózatok, felhasználási esetek, eMBB, URLLC, MMTC.

13. előadás: Alkalmazás-specifikus technológiák: DECT, LoRa, SIGFOX, átviteli jellemzők, közeghozzáférés, specifikus alkalmazási területek, integrálhatóság.

14. előadás: Szolgáltatások és kiszolgáló architektúrák: szolgáltatások tervezési szempontjai, követelményspecifikáció, architekturális tervezés, integráció, szolgáltatásminőség, teljesítménymutatók, benchmarking.

A gyakorlatok/laborok részletes tenatikája:

1. Féding-tartalék számítási feladatok Rayleigh és Rice fédinges csatornák esetére.

2. Bithibaarány számítási feladatok különböző diverziti eljárásokra.

3. Spektrumkiterjesztő kódok (pl. Gold kódcsalád) korrelációs tulajdonságai, számítási feladatok DS-SS, FH-SS, és DS-CDMA rendszerekre.

4. 802.11 hálózatok: esettanulmányok, hibaok elemzés, lefedettség és szolgáltatásminőség, központosított menedzsment.

5. 5G mobilhálózatok: 3GPP csatlakozás felépítés és bontás, tipikus mobilhálózati üzenetek (TAU, RAU, Attach/Detach, paging).

6. Egy konkrét valós idejű szolgáltatás megtervezése, esettanulmányok.