Synchronizace a ekvalizace v digitálních komunikacích

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra radioelektroniky

Anotace:

Vysvětlujeme principy zpracování signálu přijímače (synchronizace a ekvalizace) při průchodu signálu parametrickým kanálem a jejich možné varianty implementací. Zabýváme se prakticky důležitými případy algoritmů pro parametrické kanály s fázovou, frekvenční a časovou parametrizací, pro kanály s mnohocestným šířením a MIMO kanály. Zabýváme se úlohou synchronizace a ekvalizace ve vztahu k detekci dat v parametrickém kanálu. Rozebíráme všechny základní kategorie algoritmů CSE: dopředné, zpětnovazební, iterativní a rekursivní včetně odpovídajícího teoretického pozadí teorie odhadu parametrů a zpětnovazebních a iterativních systémů.

Požadavky:

moodle.kme.fel.cvut.cz

Osnova přednášek:

1. Úloha synchronizace a ekvalizace ve vztahu k detekci dat v parametrickém kanálu.

2. Suboptimální metody demodulace - diferenční, nekoherentní.

3. Obecné principy, struktury, vlastnosti estimátorů stavu kanálu.

4. Základy teorie odhadu parametrů a optimální filtrace (ML, MAP, MSE, LS, Kalman, RLS). Vlastnosti estimátorů. Postačující statistika.

5. Aplikace teorie odhadu parametrů na problém synchronizace-ekvalizace.

6. Teorie zpětnovazebních systémů - ekvivalentní model.

7. Zpětnovazební systémy - lineární analýza.

8. Zpětnovazební systémy - nelineární analýza.

9. Iterativní estimátory stavu kanálu s podporou měkkých informačních měr z dekodéru (turbo synchronizace).

10. Algoritmy synchronizace nosné (fáze, frekvence).

11. Algoritmy synchronizace časování symbolů.

12. Synchronizace rámce dat.

13. Algoritmy ekvalizace (lineární - MSE, LMS, Kalman, RLS; nelineární - DFE) pro kanál s mnohocestným šířením.

14. Estimátory stavu kanálu pro MIMO systémy.

Osnova cvičení:

1. Dekodér v parametrickém kanálu - marginalizace parametrů kanálu. Diferenční demodulátor.

2. Implementace a vyhodnocení vlastností ML, MSE, LS estimátorů.

3. Ekvivalentní model zpětnovazebního systémů (simulační ověření).

4. Vlastnosti zpětnovazebního synchronizátoru (lineární/nelinární).

5. Implementace estimátoru nosné (fáze-frekvence).

6. Implenentace estimátoru časování symbolů.

7. Vyhodnocení projektů.

Cíle studia:

Students learn pronciples of signal processing related to radio reception

Studijní materiály:

1. J. Sýkora: Teorie digitální komunikace. Praha: ČVUT. 2001

2. J. G. Proakis: Digital Communications. McGraw-Hill. 2001

3. D. Tse, P. Viswanath: Fundamentals of Wireless Communications, Cambridge University Press, 2005

4. E. Biglieri: Coding for Wireless Channels, Springer, 2005

5. B. Vucetic, J. Yuan: Space-Time Coding, John Wiley & Sons, 2003

6. Goldsmith: Wireless communications, Cambridge University Press, 2005

7. B. Vucetic, J. Yuan: Turbo codes - principles and applications, Kluwer academic publishers, 2000

8. Oppermann I., Hamalainen M., Iinatti J.: UWB theory and applications, John Wiley & Sons, 2004

9. Meyr, H., Moeneclaey, M., Fechtel, S. A.: Digital Communication Receivers-Synchronization, Channel Estimation and Signal Processing. John Wiley. 1998

10. Mengali, U., D'Andrea, A. N.: Synchronization Techniques for Digital Receivers. Plenum Press. 1997

11. R. E. Blahut: Algebraic codes for data transmission, Cambridge University Press, 2006

12. T. M. Cover, J. A. Thomas: Elements of Information Theory, John Wiley & Sons, 1991

13. S. M. Kay: Fundamentals of statistical signal processing-estimation theory, Prentice-Hall 1993

14. S. M. Kay: Fundamentals of statistical signal processing-detection theory, Prentice-Hall 1998

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 21p+3s

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: