Podstawy telekomunikacji

(1) Wymagania wstępne i dodatkowe

1. Wiedza z probabilistyki i statystyki

2. Umiejętność analizy danych statystycznych

3. Wiedza z analizy matematycznej

4. Umiejętność posługiwania się aparatem matematycznym z analizy matematycznej, matematyki dyskretnej, procesów stochastycznych

(2) Treści kształcenia

Tematyka wykładów:

• Wprowadzenie do telekomunikacji: telekomunikacja jako nauka i działalność inżynierska, zjawiska związane z przekazywaniem informacji na odległość, teleinformatyka, telematyka, informacja, entropia informacji, rodzaje źródeł informacji, dane, wiadomość, sygnał, łańcuch telekomunikacyjny, kanał telekomunikacyjny, podstawowe parametry kanału transmisyjnego, rodzaje transmisji (simplex, duplex, semi-duplex, rozsiewcza, itp.) klasyfikacja telekomunikacji -

• Rodzaje sygnałów telekomunikacyjnych oraz ich właściwości - definicja sygnału, sygnały w telekomunikacji, rodzaje sygnałów, kryteria oceny jakości sygnału, zjawiska związane z przetwarzaniem sygnałów w telekomunikacji. Twierdzenie o próbkowaniu i jego konsekwencje.

• Klasyfikacja i charakterystyka mediów transmisyjnych. Media kablowe stosowane w telekomunikacji - ich budowa i charakterystyka techniczno -użytkowa. Parametry i zastosowanie kabli miedzianych. Światłowody - klasyfikacja, parametry i zjawiska fizyczne (tłumienie i dyspersja). Okna transmisyjne (I, II i III). Zalety i wady światłowodów

• Bezprzewodowe media transmisyjne w telekomunikacji - podział fal elektromagnetycznych/rodzaje pasm. Zjawiska propagacyjne (interferencja, odbicie, refrakcja, dyfrakcja, tłumienie, ef. Dopplera). Propagacja wielodrogowa. Propagacja fal radiowych na różnych zakresach częstotliwości, Strefa Fresnela.

• Modulacja sygnałów - definicje podstawowe, cele stosowania modulacji. Rodzaje modulacji analogowych i cyfrowych (AM, FM, PM, FSK, PSK, QAM, PCM, DS, FH, TH). Charakterystyka poszczególnych rodzajów modulacji. Tendencje rozwoje.

• Kodowanie z zwielokrotnienie w transmisji danych – pojęcie kodu, rodzaje kodów. Zastosowania kodów. Twierdzenie Shannona i jego konsekwencje. Multipleksacja w transmisji danych. Rodzaje zwielokrotnienia kanałowego: FDM, TDM, CDM, SDM, WDM. Zastosowanie zwielokrotnienia.

• Analiza częstotliwościowa sygnałów telekomunikacyjnych -trygonometryczny i wykładniczy szereg Fouriera), widmo amplitudowe i fazowe. Transformata Fouriera. Obszary zastosowań

Tematyka ćwiczeń laboratoryjnych:

1. Parametry kanału telekomunikacyjnego – wyznaczanie i analiza.

2. Twierdzenie o próbkowaniu (Shannona – Nyquista) – praktyczne zastosowanie i analiza wyników.

3. Wyznaczanie podstawowych wielkości charakteryzujących sygnały w telekomunikacji – obliczanie i analiza.

4. Wyznaczanie przepustowości kanału telekomunikacyjnego w oparciu o twierdzenie Shannona- obliczenia dla różnych parametrów wyjściowych i analiza wyników.

5. Wyznaczanie zasięgu propagacji fal radiowych dla różnych środowisk propagacyjnych i zmiennych warunków wyjściowych – obliczenia i analiza wyników.

6. Praktyczne pomiary wartości sygnałów emisji radiowych – analiza wyników i wnioski dotyczące odbiorników.

7. Projektowanie prostego systemu bezprzewodowego – analiza wymagań, określenie celów projektowania, obliczenia propagacyjne, dobór urządzeń i anten, wnioski

8. Projektowanie kablowego łącza dostępowego - analiza wymagań, określenie celów projektowania, dobór medium transmisyjnego, obliczenia parametrów łącza, dobór urządzeń dystrybucyjnych i końcowych, wnioski.

9. Modele ruchu telekomunikacyjnego – wyznaczanie podstawowych parametrów i ich analiza.

10. Zastosowanie detekcji błędów. Procedury ARQ. Przykłady analizy i obliczeń.

11. Analiza harmoniczna dla trygonometrycznego i zespolonego szeregu Fouriera. Wyznaczanie widma amplitudowego i fazowego.

Opracowanie eseju tematycznego na wybrany temat:

1. Charakterystyka techniczno-użytkowa technologii LTE

2. Technologia LTE Advance – charakterystyka użytkowa, parametry techniczne, oferowane usługi, interfejsy,

3. Technologia VoLTE – charakterystyka użytkowa, parametry techniczne oferowane usługi, interfejsy,

4. Technologia ViLTE - charakterystyka użytkowa, parametry techniczne oferowane usługi, interfejsy

5. Charakterystyka techniczno-użytkowa technologii CDMA

6. DOCSIS - charakterystyka użytkowa, parametry techniczne, oferowane usługi,

7. Charakterystyka techniczno-użytkowa technologii FTTx

8. Charakterystyka techniczno-użytkowa technologii C/DWMD

9. Charakterystyka techniczno-użytkowa technologii radioliniowych

10. Technologie sieci NGA

11. Charakterystyka technologii 5G – założenia rozwojowe, usługi i architektury docelowe, implementacje

12. Charakterystyka techniczno-użytkowa technologii UMTS

13. Jak działa telefon komórkowy?

14. Jak działają systemy trunkingowe?

15. TETRA - charakterystyka użytkowa, parametry techniczne oferowane usługi, interfejsy,

16. Tranking szerokopasmowy – idea, parametry techniczne, usługi, interfejsy.

(3) Metody dydaktyczne i pomoce naukowe

1. Wykład tradycyjny wspomaganym prezentacjami multimedialnymi oraz aktywizującą dyskusją.

2. Ćwiczenia laboratoryjne aktywizujące do samodzielnego rozwiązania zadań z podstawowych zagadnień telekomunikacji. Pozwalają wykorzystać zdobytą wiedzę w rozwiązywaniu zagadnień praktycznych

z obszaru podstaw telekomunikacji.

3. Esej tematyczny polegający na opracowaniu oraz samodzielnym przygotowaniu przez studentów opracowania w postaci dokumentu .doc zgodnego ze zdefiniowanymi wymaganiami .

Podstawowa:

1. JACKOWSKI S., CHRZAN M.: „Współczesne systemy telekomunikacyjne t. I i t. II Wydawnictwo UTH Radom, 2008 r. ISBN 978-83-7351-274-0

2. WESOŁOWSKI K.: Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, WKiŁ Warszawa 2003.

3. HAYKIN S.: Systemy telekomunikacyjne, WKiŁ Warszawa 1998, tom I i II.

4. READ R.: Telekomunikacja, WKiŁ Warszawa 2000.

5. SEIDLER J.: „Nauka o informacji t. I i II.” Podręczniki akademickie ( elektronika, informatyka, telekomunikacja), 1983 r,. ISBN 8320404932

Uzupełniająca:

1. MROZEK B.Z.: MATLAB 6 poradnik użytkownika, Wydawnictwo PLJ, Warszawa 2001.

2. ZIELIŃSKI T.P.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań WKŁ, Warszawa 2007.

Treści kształcenia:

Tematyka wykładów:

- Wprowadzenie do telekomunikacji: telekomunikacja jako nauka i działalność inżynierska, zjawiska związane z przekazywaniem informacji na odległość, teleinformatyka, telematyka, informacja, entropia informacji, rodzaje źródeł informacji, dane, wiadomość, sygnał, łańcuch telekomunikacyjny, kanał telekomunikacyjny, podstawowe parametry kanału transmisyjnego, rodzaje transmisji (simplex, duplex, semi-duplex, rozsiewcza, itp.) klasyfikacja telekomunikacji.

- Rodzaje sygnałów telekomunikacyjnych oraz ich właściwości - definicja sygnału, sygnały w telekomunikacji, rodzaje sygnałów, kryteria oceny jakości sygnału, zjawiska związane z przetwarzaniem sygnałów w telekomunikacji. Twierdzenie o próbkowaniu i jego konsekwencje.

- Analiza częstotliwościowa sygnałów telekomunikacyjnych -trygonometryczny i wykładniczy szereg Fouriera), widmo amplitudowe i fazowe. Transformata Fouriera. Obszary zastosowań

- Klasyfikacja i charakterystyka mediów transmisyjnych. Media kablowe stosowane w telekomunikacji - ich budowa i charakterystyka techniczno -użytkowa. Parametry i zastosowanie kabli miedzianych. Światłowody - klasyfikacja, parametry i zjawiska fizyczne (tłumienie i dyspersja). Okna transmisyjne (I, II i III). Zalety i wady światłowodów

- Bezprzewodowe media transmisyjne w telekomunikacji - podział fal elektromagnetycznych/rodzaje pasm. Zjawiska propagacyjne (interferencja, odbicie, refrakcja, dyfrakcja, tłumienie, ef. Dopplera). Propagacja wielodrogowa. Propagacja fal radiowych na różnych zakresach częstotliwości, Strefa Fresnela.

- Modulacja sygnałów - definicje podstawowe, cele stosowania modulacji. Rodzaje modulacji analogowych i cyfrowych (AM, FM, PM, FSK, PSK, QAM, PCM, DS, FH, TH). Charakterystyka poszczególnych rodzajów modulacji. Tendencje rozwoje.

- Kodowanie z zwielokrotnienie w transmisji danych – pojęcie kodu, rodzaje kodów. Zastosowania kodów. Twierdzenie Shannona i jego konsekwencje. Multipleksacja w transmisji danych. Rodzaje zwielokrotnienia kanałowego: FDM, TDM, CDM, SDM, WDM. Zastosowanie zwielokrotnienia.

Tematyka ćwiczeń laboratoryjnych:

1. Parametry kanału telekomunikacyjnego – wyznaczanie i analiza.

2. Twierdzenie o próbkowaniu (Shannona – Nyquista) – praktyczne zastosowanie i analiza wyników.

3. Wyznaczanie podstawowych wielkości charakteryzujących sygnały w telekomunikacji – obliczanie i analiza.

4. Wyznaczanie przepustowości kanału telekomunikacyjnego w oparciu o twierdzenie Shannona- obliczenia dla różnych parametrów wyjściowych i analiza wyników.

5. Wyznaczanie zasięgu propagacji fal radiowych dla różnych środowisk propagacyjnych i zmiennych warunków wyjściowych – obliczenia i analiza wyników.

6. Praktyczne pomiary wartości sygnałów emisji radiowych – analiza wyników i wnioski dotyczące odbiorników.

7. Projektowanie prostego systemu bezprzewodowego – analiza wymagań, określenie celów projektowania, obliczenia propagacyjne, dobór urządzeń i anten, wnioski

8. Projektowanie kablowego łącza dostępowego - analiza wymagań, określenie celów projektowania, dobór medium transmisyjnego, obliczenia parametrów łącza, dobór urządzeń dystrybucyjnych i końcowych, wnioski.

9. Modele ruchu telekomunikacyjnego – wyznaczanie podstawowych parametrów i ich analiza.

10. Zastosowanie detekcji błędów. Procedury ARQ. Przykłady analizy i obliczeń.

11. Analiza harmoniczna dla trygonometrycznego i zespolonego szeregu Fouriera. Wyznaczanie widma amplitudowego i fazowego.

Opracowanie eseju tematycznego na wybrany temat:

1. Charakterystyka techniczno-użytkowa technologii LTE

2. Technologia LTE Advance – charakterystyka użytkowa, parametry techniczne, oferowane usługi, interfejsy,

3. Technologia VoLTE – charakterystyka użytkowa, parametry techniczne oferowane usługi, interfejsy,

4. Technologia ViLTE - charakterystyka użytkowa, parametry techniczne oferowane usługi, interfejsy

5. Charakterystyka techniczno-użytkowa CDMA

6. Charakterystyka techniczno-użytkowa FDMA

7. IoT – jak działa, jakie funkcje realizuje i jakie są zastosowania tej technologii?

8. Co to jest światłowód, jak jest zbudowany, jakie są rodzaje światłowodów i do czego są wykorzystywane?

9. DOCSIS - charakterystyka użytkowa, parametry techniczne, oferowane usługi,

10. Charakterystyka techniczno-użytkowa technologii FTTx

11. Charakterystyka techniczno-użytkowa technologii C/DWMD

12. Charakterystyka techniczno-użytkowa technologii radioliniowych

13. Technologie sieci NGA

14. Charakterystyka technologii 5G – założenia rozwojowe, usługi i architektury docelowe, implementacje

15. Charakterystyka techniczno-użytkowa technologii UMTS

16. Jak działa telefon komórkowy?

17. Jak działają systemy trunkingowe?

18. TETRA - charakterystyka użytkowa, parametry techniczne oferowane usługi, interfejsy,

19. Trunking szerokopasmowy – idea, parametry techniczne, usługi, interfejsy.

20. Charakterystyka i zastosowania modulacji analogowych.

21. Charakterystyka i zastosowania modulacji cyfrowych.

22. Klasyfikacja i charakterystyka funkcjonalna metod zwielokrotnienia kanałów we współczesnej telekomunikacji.

23. Praktyczne zastosowania metod zwielokrotnienia kanałowego.

24. Co to jest WiFi, jak działa i do czego jest wykorzystywany?

25. Co to jest WiMAX, jak działa i do czego służy?

Podstawowa:

1. JACKOWSKI S., CHRZAN M.: „Współczesne systemy telekomunikacyjne t. I i t. II Wydawnictwo UTH Radom, 2008 r. ISBN 978-83-7351-274-0

2. WESOŁOWSKI K.: Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, WKiŁ Warszawa 2003.

3. HAYKIN S.: Systemy telekomunikacyjne, WKiŁ Warszawa 1998, tom I i II.

4. READ R.: Telekomunikacja, WKiŁ Warszawa 2000.

5. SEIDLER J.: „Nauka o informacji t. I i II.” Podręczniki akademickie ( elektronika, informatyka, telekomunikacja), 1983 r,. ISBN 8320404932

Uzupełniająca:

1. MROZEK B.Z.: MATLAB 6 poradnik użytkownika, Wydawnictwo PLJ, Warszawa 2001.

2. ZIELIŃSKI T.P.: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Od teorii do zastosowań WKŁ, Warszawa 2007.