Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Techniki ultraszerokopasmowe
Koordynator przedmiotu:
Jerzy KOŁAKOWSKI
Status przedmiotu:
Fakultatywny dowolnego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Telekomunikacja
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne - zaawansowane
Kod przedmiotu:
TUSP
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2012/2013
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
104: 30 godzin - udział w wykładach i kolokwiach wykładowych, 15 godzin udział w laboratoriach, 12 godzin przygotowania do 4 laboratoriów, 8 godzin przygotowanie sprawozdań z laboratoriów, 2 godziny udział w konsultacjach, 5 godzin - przygotowanie do wykładów, 8 godzin - bieżąca analiza treści wykładów bezpośrednio po wykładach, po 12 godzin - przygotowanie do kolokwiów wykładowych
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 (30 godz. wykładów, 15 godz. laboratoriów, 2 godz - konsultacje)
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1 (15 godz laboratoriów, 10 godzin - przygotowanie i wykonowanie sprawozdań z laboratoriów)
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
zaliczone przedmioty podstawowe zaawansowane specjalność RTM
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest przygotowanie studentów do wykorzystywania i rozwijania technik ultraszerokopasmowych w zastosowaniach telekomunikacyjnych, lokalizacyjnych i obrazowych.
Treści kształcenia:
Treść wkładu 1) Wprowadzenie. Rys historyczny. Definicje sygnałów ultraszerokopasmowych. Podstawowe techniki: impulsowe i wielotonowe. Przegląd zastosowań. 2) Regulacje prawne związane z techniką UWB. Regulacje FCC, regulacje europejskie (dopuszczalne zakresy częstotliwości i poziomy). Rola standardów ETSI. Techniki pomiarowe, 3) Sygnały MB-OFDM. Modele sygnałów. Techniki generacji. 4) Sygnały impulsowe (I-UWB). Modelowanie sygnałów I-UWB (kształtowanie impulsów, widma impulsów) Podstawowe modulacje i techniki wielodostępu (OOK, PAM, PPM, M-BOK, BPSK). Charakterystyki modulacji impulsowych. Transmisja MIMO. Techniki generacji sygnałów I-UWB (generacja sygnałów impulsowych, układy kształtowania widma emisji, układy modulatorów). 5) Kanał propagacyjny. Odpowiedź impulsowa kanału. Skutki propagacji wielodrogowej. Modelowanie kanału: Saleh- Valenzuela, CM1...CM4, IEEE 802.15.4a. 6) Anteny systemów ultraszerokopasmowych. Wymagania. Parametry i charakterystyki. Przegląd rozwiązań (anteny FD, TD, szerokopasmowe, anteny o krótkich odpowiedziach impulsowych). 7) Techniki odbioru sygnałów ultraszerokopasmowych. Odbiorniki sygnałów MB-OFDM. Elementy torów odbiorczych I-UWB (układy filtrów, układy przemiany częstotliwości przemiany częstotliwości, układy ARW). Rodzaje odbiorników sygnałów impulsowych (energetyczny, korelacyjny, z lokalnym i odbieranym wzorcem). Odbiorniki RAKE. 8) Zagadnienia kompatybilności systemów I-UWB i sieci wąskopasmowych. Charakterystyka zjawiska. Wymagania. Techniki redukcji zakłóceń (LDC, DAA). Wyniki badań własnych. 9) Wykorzystanie techniki I-UWB w telekomunikacji. Omówienie komercyjnych standardów systemów UWB (WiMedia, IEEE802.15.4a, W-USB) 10) Wykorzystanie techniki I-UWB do lokalizacji obiektów. Podstawowe techniki lokalizacji (przypomnienie) . Przegląd technik lokalizacyjnych: TDOA, TOA, RSS, AOA. Czynniki wpływające na niepewność lokalizacji. Przykładowe rozwiązania systemów lokalizacyjnych (Ubisense, MSSI, TimeDomain). Algorytmy określania trajektorii obiektów ruchomych. 11) Wykorzystanie techniki I-UWB w systemach obrazowania. Systemy nadzoru i monitorowania. Radary do penetracji gruntu i obserwacji „przez ściany”. Radary samochodowe. Obrazowanie medyczne. 12) Tendencje rozwojowe. Transmisja sygnałów UWB w łączach światłowodowych. Transmisja w paśmie 60 GHz. Generacja sygnałów z wykorzystaniem technik optycznych. Zakres laboratorium: 1. Badanie układów generacji sygnałów ultraszerokopasmowych 2. Badanie kanału propagacyjnego UWB 3. Badanie wpływu sygnałów I-UWB na pracę wąskopasmowych systemów transmisji 4. Badanie demonstratora systemu lokalizacji w pomieszczeniu. 5. Badanie demonstratora radaru UWB
Metody oceny:
Przedmiot jest oceniany na podstawie sumy punktów uzyskanych: - z dwóch kolokwiów wykładowych (do 30 pkt za każde kolokwium), - w ramach laboratorium (do 8 pkt za każde z pięciu ćwiczeń). Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest: uzyskanie łącznie co najmniej 51 pkt oraz ponad 30% punktów z każdego kolokwium wykładowego.
Egzamin:
nie
Literatura:
[1] Kołakowski J., Cichocki J. Michnowski R., Materiały pomocnicze do przedmiotu TEchnika ultraszerokopasmowa (slajdy do wykładów i instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych) - oprac. wewn. IR PW (dostępne na stronie www przedmiotu), [2] M. Ghavami, L. B. Michael, R. Kohno: „Ultra-wideband signals and systems in communication engineering”, John Wiley & Sons Ltd., 2005 [3] I. Oppermann, M. Hämäläinen, J. Iinatti, UWB Theory and Applications, John Wiley & Sons Ltd., 2004 [4] J. H. Reed, An Introduction to Ultra Wideband Communication Systems, Prentice Hall PTR, 2005
Witryna www przedmiotu:
http://pmr.ire.pw.edu.pl/dydaktyka/TUSP/technika_ultraszerokopasmowa.html
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt TUSP_W1
Student (który zaliczył przedmiot) zna podstawowe techniki generacji i transmisji sygnałów ultraszerokopasmowych
Weryfikacja: kolokwium wykładowe 1, laboratoria
Powiązane efekty kierunkowe: K_W03, K_W05, K_W13
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W02, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W05
Efekt TUSP_W2
Student ma wiedzę w zakresie technik odbioru saygnałów ultraszerokopasmowych
Weryfikacja: kolokwia wykładowe, laboratoria
Powiązane efekty kierunkowe: K_W06, K_W10, K_W13
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03, T2A_W04, T2A_W04, T2A_W05
Efekt TUSP_W3
Student ma wiedzę w zakresie kompatybilności impulsowych systemów ultraszerokopasmowych i technik redukcji zakłóceń
Weryfikacja: Kolokwium wykładowe 2, ćwiczenie 3
Powiązane efekty kierunkowe: K_W11, K_W14
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07
Efekt Wpisz opis
Student ma wiedzę w zakresie zastosowań technik ultraszeropasmowych do lokalizacji i obrazowania
Weryfikacja: kolokwiu 2, ćwiczenia laboratoryjne 4 i 5
Powiązane efekty kierunkowe: K_W06, K_W10, K_W13
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03, T2A_W04, T2A_W04, T2A_W05

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt TUSP_U1
Student (który zaliczył przedmiot) potrafi dokonac oceny możliwości i ograniczeń systemu transmisji ultraszerokpasmowej
Weryfikacja: kolokwia wykładowe, laboratoria
Powiązane efekty kierunkowe: K_U08, K_U14
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U12, T2A_U13, T2A_U11
Efekt TUSP_U2
Student potrafi potrafi posłużyć się właściwie dobranymi metodami umożliwiającymi pomiar i badanie sygnałów i urządzeń systemów ultraszerokpasmowych
Weryfikacja: laboratoria
Powiązane efekty kierunkowe: K_U10, K_U13
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U07, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U15, T2A_U17, T2A_U18, T2A_U19
Efekt TUSP_U3
Student potrafi ocenić przydatność stosowania technik ultraszerokopasmowych w zastosowaniach lokalizacyjnych i obrazowych
Weryfikacja: laboratoria
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U14
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U04, T2A_U11
Efekt TUSP_U4
Student potrafi posługiwać się specjalistyczna aparaturą pomiarową umożłiwiającą badania sygnałów i urządzeń techniki ultraszerokopasmowej
Weryfikacja: laboratoria
Powiązane efekty kierunkowe: K_U09, K_U14
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U05, T2A_U07, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U11

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt TUSP_K1
Student potrafi myślec w sposób kreaktywny
Weryfikacja: laboratoria
Powiązane efekty kierunkowe: K_K01
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K06