Программа курса
День 1 из 2
Связь по каналу без шума (1.5 ч.)
Цель: смоделировать идеальную систему связи с одной несущей и познакомиться с системными объектами.
- Теорема Котельникова и алиасинг
- Комплексный сигнал на нулевой частоте или реальный сигнал на РЧ
- Создание случайного битового потока
- Системные объекты и преимущества их использования
- Модуляция битового потока с использованием QPSK
- Применение формирования импульсов в передаваемом сигнале
- Глазковая диаграмма и спектральный анализ
- Моделирование QPSK приёмника для канала без шума
- Вычисление битовой ошибки (BER)
Канал с шумом, канальное кодирование и ошибки (3.0 ч.)
Цель: смоделировать канал с аддитивным белым гауссовским шумом. Использовать свёрточное, LDPC и турбо кодирование для уменьшения коэффициента ошибок. В качестве примеров используются корректирующие коды из систем DVB-S.2 и LTE. Для ускорения симуляции задействовать несколько ядер ПК.
- Моделирование канала с аддитивным белым гауссовским шумом
- Использование канальных кодеков: свёрточного, LDPC и турбо
- Декодирование при помощи решётчатой диаграммы и алгоритма Витерби
- Использование Parallel Computing Toolbox для ускорения симуляций Монте Карло
- Обсуждение прочих методов ускорения: GPU, MATLAB Distributed Computing Server™, Cloud Center
Частотные ошибки и ошибки синхронизации, многолучевой канал распространения (2.5 ч.)
Цель: смоделировать сдвиг частоты, джиттер и ослабление с использованием техник частотной и временной синхронизации. Смоделировать гладкие замирания, многолучевые каналы распространения и ослабление при помощи эквалайзеров.
- Моделирование фазовых и временных сдвигов
- Уменьшение частотного сдвига при помощи PLL
- Уменьшение временного джиттера при помощи временной синхронизации Гарднера
- Моделирование каналов с гладкими замираниями
- Использование тренировочных последовательностей для оценки канала
- Моделирование частотно-избирательных каналов с замираниями
- Использование эквалайзеров Витерби для время-независимых каналов и линейных LMS-эквалайзеров для время-зависимых каналов
- Демонстрация демодуляции сигнала на одной несущей в реальном времени при помощи RTL-SDR
День 2 из 2
Системы связи на нескольких несущих при многолучевом распространении (2.0 ч.)
Цель: понять мотивацию использования систем с множественными несущими для частотно-избирательных каналов. Смоделировать OFDM-приёмопередатчик с циклическим префиксом и оконными функциями. Будут использоваться параметры систем из стандартов IEEE 802.11ac и LTE.
- Мотивация использования множества несущих
- Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM)
- Генерация символов OFDM при помощи ОБПФ
- Защита от междублочных помех при помощи циклического префикса
- Уменьшение излучения вне полосы при помощи оконных функций
- Преимущества и недостатки OFDM
- Методы частотного и временного восстановления для OFDM
- Оценка канала при помощи пилотных символов
- Эквализация в частотной области
Использование нескольких антенн для надёжности и повышения эффективности (2.5 ч.)
Цель: познакомиться с альтернативными системами связи с множественными антеннами. Смоделировать системы с формированием луча, разнесением антенн и пространственным мультиплексированием. Создать MIMO-OFDM систему для широкополосной связи. Будут обсуждаться MIMO моды стандартов IEEE 802.11ac и LTE.
- Преимущества и типы много-антенных систем
- Формирование луча при приёме и передаче
- Техники разнесения приёмных антенн
- Разнесение передатчиков с использованием ортогональных пространственно-временных блочных кодов
- Модель узкополосного MIMO-канала
- Оценка MIMO канала
- Пространственное мультиплексирование с использованием эквалайзеров ZF и MMSE
- Широкополосная связь при помощи MIMO-OFDM систем
Создание системы «радио-в-контуре» (2.5 ч.)
Цель: понять процесс разработки системы «радио-в-контуре». Использовать платформы RTL-SDR и USRP.
- Обзор процесса разработки системы «радио-в-контуре»
- Пакеты поддержки оборудования MathWorks (RTL-SDR, USRP, Zynq®-Based Radio)
- Сравнительная таблица аппаратных решений
- Различные режимы приёма и передачи (single burst, looped, streamed)
- Создание end-to-end системы связи с одной антенной и несколькими несущими на базе USRP
- Демонстрация системы беспроводной связи 2x2 OFDM-MIMO на базе USRPs
Заявка на тренинг
