Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Techniki radiowe
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
ITE-1-507-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Teleinformatyka
Semestr:
5
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż, prof. AGH Ludwin Wiesław (ludwin@kt.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż, prof. AGH Ludwin Wiesław (ludwin@kt.agh.edu.pl)
dr inż. Sikora Marek (msikora@kt.agh.edu.pl)
dr inż. Sikora Marek (msikora@kt.agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

W ramach modułu przekazywana jest wiedza z zakresu technik i systemów bezprzewodowych oraz
umiejętności dotyczące projektowania, modelowania i analizy sieci łączności radiowej

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Ma wiedzę w zakresie opisu, modelowania i analizy systemów łączności radiowej służby stałej, nomadycznej i ruchomej TE1A_W01 Wynik testu zaliczeniowego
M_W002 Zna najważniejsze cechy charakteryzujące transmisję analogową i cyfrową, zna właściwości kanału i toru radiowego TE1A_W04 Wynik testu zaliczeniowego
M_W003 Ma uporządkowaną wiedzę dotyczącą wad i zalet takich technik radiowych, jak modulacje wielopoziomowe, kodowanie kanałowe, filtracja kanałowa, metody wielodostępu czy zwielokrotnienia transmisji TE1A_W09 Wynik testu zaliczeniowego
Umiejętności
M_U001 Potrafi zaplanować i przeprowadzić symulacje komputerowe oraz wyznaczać analitycznie parametry cyfrowych torów radiokomunikacyjnych TE1A_U17 Kolokwium
M_U002 Potrafi, zgodnie z założeniami oraz dokumentacją techniczną zaprojektować i zrealizować proste cyfrowe instalacje radiokomunikacyjne z zakresu geostacjonarnych systemów satelitarnych, cyfrowych linii radiowych oraz bezprzewodowych sieci lokalnych i sieci o strukturze komórkowej. TE1A_U10 Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi w sposób odpowiedzialny współpracować w grupie studentów, realizujących wspólnie ćwiczenie laboratoryjne oraz rozumie potrzebę doskonalenia swoich umiejętności TE1A_K03 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Ma wiedzę w zakresie opisu, modelowania i analizy systemów łączności radiowej służby stałej, nomadycznej i ruchomej + - - - - - - - - - -
M_W002 Zna najważniejsze cechy charakteryzujące transmisję analogową i cyfrową, zna właściwości kanału i toru radiowego + - - - - - - - - - -
M_W003 Ma uporządkowaną wiedzę dotyczącą wad i zalet takich technik radiowych, jak modulacje wielopoziomowe, kodowanie kanałowe, filtracja kanałowa, metody wielodostępu czy zwielokrotnienia transmisji + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi zaplanować i przeprowadzić symulacje komputerowe oraz wyznaczać analitycznie parametry cyfrowych torów radiokomunikacyjnych - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi, zgodnie z założeniami oraz dokumentacją techniczną zaprojektować i zrealizować proste cyfrowe instalacje radiokomunikacyjne z zakresu geostacjonarnych systemów satelitarnych, cyfrowych linii radiowych oraz bezprzewodowych sieci lokalnych i sieci o strukturze komórkowej. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi w sposób odpowiedzialny współpracować w grupie studentów, realizujących wspólnie ćwiczenie laboratoryjne oraz rozumie potrzebę doskonalenia swoich umiejętności - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Wprowadzenie (2 godz.)
Definicja i model sygnałowy systemu łączności bezprzewodowej. Przestrzeń elektromagnetyczna. Fale elektromagnetyczne. Dekadowy podział fal radiowych. Regiony radiowe ITU. Problemy optymalnego projektowania, budowy, eksploatacji i systemów opartych na falach radiowych.
2. Przegląd wybranych technik przetwarzania sygnałów w systemach bezprzewodowych (2 godz.)
Detekcja koherentna. Kodowanie różnicowe i skrambling. Przetwarzanie sygnałów mowy na przykładzie standardu GSM. Przeplot bitowy i blokowy. Kompresja sygnałów. Kody korekcyjne i ich zysk kodowy. Połączenia PtP i PtMP. Techniki wielodostępu do kanału i zwielokratniania transmisji.
3. Radiowy zespół nadawczo-odbiorczy RZN-O (2 godz.)
Rozmieszczenie urządzeń BB, IF, RF i anteny w RZN-O na przykładzie linii naziemnych, satelitarnych i systemów komórkowych. Połączenie radiowe. Stacja końcowa i stacje przekaźnikowe w systemach łączności stałej i ruchomej. Przęsło i łącze jednokierunkowe oraz dwukierunkowe. Dupleks FDD i TDD. Kanał radiowy. Plany kanałów radiowych.
4. Tor radiowy (2 godz.)
Środowiska propagacji fal radiowych w otoczeniu Ziemi. Zjawiska towarzyszące rozchodzeniu się fal radiowych w troposferze. Refrakcja, dyfrakcja, rozpraszanie i odbicie. Zaniki wielodrogowe i zaniki w deszczu. Zasięg radiowy i zakłóceniowy. Pozorna zmiana częstotliwości – efekt Dopplera.
5. Wybrane modele propagacji fal radiowych (2 godz.)
Propagacja w przestrzeni swobodnej – wzór Friisa. Granice obszaru efektywnie uczestniczącego w procesie przenoszenia energii w przestrzeni swobodnej. Zasada Huyghensa i strefy Fresnela. Propagacja przyziemna przestrzenna nad płaską i gładką ziemią. Wzory interferencyjne.
6. Refrakcja troposferyczna (2 godz.)
Wskaźnik refrakcji troposferycznej. Promień krzywizna i krzywizna trajektorii fali. Stopnie i współczynnik nasilenia refrakcji. Wpływ refrakcji troposferycznej na projektowanie przęseł systemów bezprzewodowych. Wahania poziomu mocy nośnej na wejściu odbiornika. Pojęcie zaniku mocy.
7. Bilans energetyczny przęsła horyzontowej linii radiowej (4 godz.)
Profil hipsometryczny. Wyznaczanie wysokości zawieszenia anten w horyzontowej linii radiowej. Problem fali odbitej. Bilans energetyczny łącza bez zaników. Moc wyjściowa nadajnika. Zyski energetyczne anten. Moc zastępcza promieniowana izotropowo EIRP. Tłumienie fali radiowej w atmosferze ziemskiej – Zalecenie ITU-R P.676. Czułość odbiornika. Margines mocy na zaniki. Dostępność połączenia i wierność transmisji.
8. Zanik wielodrogowy i zanik w deszczu – problem dostępności i jakości transmisji (4 godz.)
Zanik w deszczu. Metody ITU-R obliczania tłumienia fali radiowej w deszczu. Analityczne metody ilościowej oceny zaników. Mediana natężenia pola. Metody ilościowej oceny zaników. Zalecenie ITU-R P.530. Sposoby przeciwdziałania zanikom wielodrogowym. Odbiór zbiorczy czasowy, polaryzacyjny, częstotliwościowy i przestrzenny. Współczynnik poprawy odbioru zbiorczego. Dostępność połączeń i wierność transmisji w świetle dokumentów ITU i ITU-R. Bitowa, symbolowa i blokowa stopy błędów.
9. Zaniki selektywne (4 godz.)
Źródła zaników selektywnych w szerokopasmowych cyfrowych systemach radiokomunikacyjnych. Funkcja przenoszenia kanału radiowego z zanikami selektywnymi w CLR. Charakterystyka tłumienia amplitudy i opóźnienia grupowego kanału radiowego. Uproszczony trójdrogowy model Rummlera kanału radiowego z zanikami selektywnymi. Pomiar sygnatur w cyfrowych liniach radiowych.
10. Techniki radiowe w systemach łączności stałej, nomadycznej i ruchomej (4 godz.)
Szumy i zakłócenia w systemach radiowych. Eliminacja zakłóceń interferencyjnych. Anteny adaptacyjne. Modulacje cyfrowe proste i kombinowane (FSK, PSK i QAM). Sprawność energetyczna systemu. Charakterystyki szumowe demodulatorów i ich aproksymacje. Współczynnik wykorzystania pasma. Technika MIMO. Sekwencja treningowa. Szerokość pasma toru przeddetekcyjnego odbiornika.

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Badanie symulacyjne cyfrowego toru transmisyjnego (na przykładzie DVBS v.1)
2. Bilansowanie cyfrowych łączy satelitarnych
3. Badanie wpływu atmosfery na pracę cyfrowych łączy radiowych
4. Wpływ refrakcji troposferycznej na trajektorię wiązki mikrofalowej
5. Wpływ odbić na pracę mikrofalowych torów radiowych
6. Projektowanie jednoprzęsłowej cyfrowej linii radiowej (CLR)
7. Bilansowanie cyfrowych łączy radiowych (ćwiczenia tablicowe)
8. Zaniki wielodrogowe płaskie
9. Zaniki wielodrogowe selektywne
10. Kolokwium zaliczeniowe
Zadanie projektowe:
Projektowanie dwuprzęsłowej cyfrowej linii radiowej w paśmie E

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 126 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 28 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 55 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Warunkiem koniecznym uzyskania pozytywnej oceny końcowej OK jest otrzymanie pozytywnej oceny z laboratorium i testu zaliczeniowego.
2. Po obliczeniu oceny średniej ważonej według wzoru SW = 0,4SOL+0,6SOT, gdzie SOL jest średnią arytmetyczną ocen uzyskanych we wszystkich terminach z laboratorium, a SOT jest średnią arytmetyczną ocen uzyskanych we wszystkich terminach z testów zaliczeniowych, ocena końcowa OK jest obliczana według zależności:
if SW >4.75 then OK:=5.0 (bdb) else
if SW >4.25 then OK:=4.5 ( +db) else
if SW >3.75 then OK:=4.0 (db) else
if SW >3.25 then OK:=3.5 ( +dst) else OK:=3 (dst)
3. Zaliczenie poprawkowe w formie kolokwium ustnego

Wymagania wstępne i dodatkowe:

_

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Tse D., Viswanath P., Fundamentals of Wireless Communication, Cambridge University Press, 2005
2. Freeman R.L., Radio System Design for Telecommunications, John Wiley & Sons, 2006
3. Rappaport T., Wireless Communications: Principles and Practice, Prentice Hall PTR, 2002
4. Wesołowski K., Systemy radiokomunikacji ruchomej, WKiŁ, 2006

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. W.LUDWIN, Telefonia komórkowa, Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji, Kraków 1994, str. 61.
2.W.LUDWIN.(red.), Natkaniec M, Łoziak K, Sikora M., Wągrowski M., Dziunikowski W., Bluetooth – nowoczesny system łączności bezprzewodowej, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2003, str.206.
3. W.LUDWIN, Projektowanie sieci komórkowych w aspekcie ruchowym, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2003, str.157.
4. P.Kułakowski, Javier Vales-Alonso, Esteban Egea-López, W.LUDWIN, Joan García-Haro, Angle-of-arrival localization based on antenna arrays for wireless sensor networks , Computers and Electrical Engineering ; ISSN 0045-7906. — 2010 vol. 36 iss. 6, s. 1181–1186.
5. J.Wszołek, W.LUDWIN, M.Sikora, Zastosowanie liniowych korektorów MMSE w łączu „w dół” systemów komórkowych z widmem rozproszonym, Przegląd Telekomunikacyjny, Wiadomości Telekomunikacyjne ; ISSN 1230-3496. — 2012 R. 85 nr 4, s. 137–140
6. T.Zieliński, P.Korohoda, R.Rumian, …, W.LUDWIN., … i inni, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów w telekomunikacji : podstawy – multimedia – transmisja, PWN Warszawa 2014, str. 983. Część III “Transmisja”, Rozdział 22 “Podstawy transmisji radiowej”.

Informacje dodatkowe:

Brak