Doctorat en Tecnologies de la Informació i la Seva Aplicació a Gestió, Arquitectura i Geofísica La Salle Campus Barcelona URL

Doctorat en Tecnologies de la Informació i la seva Aplicació a Gestió, Arquitectura i Geofísica

Sistemes de comunicació de nova generació

Descripció
L´assignatura pretén familiaritzar l´alumne amb les tècniques més novedoses en quant a transmissió ràdio d´alta velocitat i elevada mobilitat. Després d´una introducció a l´estat de l´art de les comunicacions sense fils i de les tendències de futur, es defineixen els paràmetres bàsics d´un canal mòbil de comunicacions. A continuació s´estudien en profunditat els principals avantatges i inconvenients de les modulacions multiportadora (en concret la modulació OFDM), i es posa l´accent en la sincronització temporal i freqüencial. El següent tema d´estudi són les modulacions amb espectre eixamplat de seqüència directa, que es comporten molt bé en canals multicamí. Per acabar es presenta la combinació híbrida de modulació multiportadora amb espectre eixamplat que porta a sistemes MC-CDMA. Finalment es fa una aproximació a sistemes pràctics que utilitzen aquest tipus de tècniques. Com a complement de la teoria, es realitzaran dues pràctiques, una de simulació del canal mòbil i una altra sobre problemàtiques concretes de les modulacions multiportadora (sincronització, reducció de pics de l´envolupant..) en base a articles de revistes científiques.
Tipus assignatura
Optativa
Semestre
Primer
Crèdits
5.00
Coneixements previs

Fonaments de processament del senyal, modulacions digitals.

Objectius

Els coneixements fonamentals que han d´adquirir els alumnes són:
1. Comprensió de les diferents modulacions utilitzades en comunicacions sense fils.
2. Interpretació d´articles de revistes científiques.
3. Simulació de sistemes de comunicacions.
També es pretén que els alumnes desenvolupin les habilitats següents:
4. Capacitat d´organització i planificació de la feina a realitzar.
5. Millora de la comunicació oral i escrita en la llengua utilitzada pels alumnes en les diferents proves presentades al professor.
6. Capacitat de resolució de problemes.
7. Adquisició de habilitat en l´ús de software especialitzat.
8. Habilitat de treball en equip.
9. Presentació rigorosa d´informes.
10. Capacitat d´aplicar els coneixements adquirits a la pràctica.
11. Utilització de textos en anglès com a bibliografia bàsica.
12. Recerca de bibliografia addicional

Continguts

1.- Comunicacions mòbils: passat, present i futur
Sistemes 3G
Sistemes 3,5 G
Cap a la 4G

2.- El canal ràdio
Introducció
El multipath delay profile
Selectivitat en temps i en freqüència
Cancel-lació dels efectes del canal
Sondeig de canal

3.- Fonaments de les modulacions multiportadora/OFDM
Introducció
El prefix cíclic
Enfinestrament
Modulació i codificació
Disseny de una modulació OFDM
Problemes de la OFDM

4.- Sincronització en OFDM
Estimació de l´offset freqüencial i de la finestra temporal
Estimació de canal
Mètodes cecs

5.- Espectre eixamplat (SS)
Introducció al espectre eixamplat
Seqüències pseudo-aleatòries
Arquitectura del transmissor i del receptor
Accés múltiple CDMA
Detecció multiusuari

6.- Multicarrier CDMA
Tipus de MC-CDMA
Detecció d´un senyal MC-CDMA
Pros i contres de MC-CDMA versus DS-CDMA
MC-CDMA adaptativa

7.- Aplicacions
Wimax, WLAN
Proposta projecte Winner, 4MORE
Pràctiques:
1.- Simulació de canal mòbil i sondeig
2.- Simulació de algorismes de sincronització temporal i freqüencial i de reducció dels pics de l´envolupant, en modulacions OFDM.

Metodologia

L´assignatura s´imparteix principalment mitjançant classes magistrals amb teoria i exercicis. El professor facilitarà també bibliografia addicional i transparències de l´assignatura. En ser una assignatura de temàtica molt novedosa, es potencia la lectura d´articles en revistes especialitzades.
En quant als treballs pràctics, l´alumne ha de realitzar dues simulacions sobre el canal de comunicacions mòbil i sobre diferents aspectes de la modulació OFDM. Aquestes simulacions es basen en articles de revistes científiques i acaben en una presentació pública davant la resta de la classe.

Avaluació

Amb la finalitat d´avaluar si l´alumne ha assolit en un grau adequat els objectius perseguits a l´assignatura es fan servir diferents proves per obtenir dades de l´alumne:

A. Exàmens.
Durant el curs es fan 2 exàmens principals per a tots els alumnes.

B. Exàmens orals.
Es realitza un examen oral al final de cada pràctica.

J. Participació a l´aula
El professor disposa d´una llista d´observacions possibles on anota els diferents comportaments i actituds presentades pels alumnes durant la classe.

F. Informes/treballs fets en grup
Cada pràctica conclou amb un informe fet en grup de 2 persones on s´expliquen els resultats obtinguts i les dificultats que s´han hagut de superar.

G. Treballs pràctics amb l´ordinador.
Les pràctiques són simulacions amb Matlab. Per tant els alumnes han d´adquirir destresa en la utilització d´aquest entorn, així com en la simulació de sistemes de comunicació.

I. Presentacions
Al final de cada treball, els alumnes han de fer una presentació pública dels seus resultats.

Durant el curs es realitzen 2 exàmens. La nota final de l´alumne es calcula com la mitjana dels 2 exàmens, sempre i quan l´alumne hagi superat la nota de 4 en tots ells.

Criteris avaluació

Objectiu 1: Comprensió de les diferents modulacions utilitzades en comunicacions sense fils. L´estudiant ha de demostrar que ha adquirit un coneixement adequat dels conceptes estudiats durant el curs. [A, B, F]

Objectiu 2: Interpretació d´articles de revistes científiques. L´alumne ha de saber buscar bibliografia científica i saber interpretar-la dins d´uns certs límits. [F, G]

Objectiu 3: Simulació de sistemes de comunicacions. Destresa amb els programes de simulació i domini dels algorismes principals. [F, G]

Objectiu 4: Capacitat d´organització i planificació de la feina a realitzar. L´estudiant ha de planificar i organitzar la seva feina individual, així com la feina a realitzar amb els companys de grup [F, G]

Objectiu 5: Millora de la comunicació oral i escrita en la llengua utilitzada pels alumnes en les diferents proves presentades al professor. L´estudiant ha de presentar els exàmens i informes sense faltes ortogràfiques i amb l´estil i ordre adequat. [A, B, F, G, I]

Objectiu 6: Capacitat de resolució de problemes. L´estudiant ha de demostrar que sap proposar solucions adequades tant pels exercicis teòrics com pels pràctics que ha de resoldre durant el curs. [A, B, F, G]

Objectiu 7: Adquisició de habilitat en l´ús de software especialitzat. L´alumne ha de saber habituar-se de forma ràpida a nous entorns informàtics. [G]

Objectiu 8: Habilitat de treball en equip. L´estudiant ha de ser capaç de treballar amb els companys de grup i arribar a proposar solucions als diferents problemes presentats. [F, G]

Objectiu 9: Presentació rigorosa d´informes. L´alumne ha de poder sintetitzar de forma correcta el treball realitzat i les conclusions extretes. [F]

Objectiu 10: Capacitat d´aplicar els coneixements adquirits a la pràctica. L´estudiant ha d´identificar les eines explicades a la teoria adequades per solucionar els problemes proposats. [A, B]

Objectiu 11: Utilització de textos en anglès com a bibliografia bàsica. Alguns dels conceptes de l´assignatura es troben referenciats directament en anglès. Aquests conceptes són avaluats en [A, B].

Objectiu 12: Recerca de bibliografia addicional. L´alumne ha de buscar referències a la literatura, a més de les proposades pel professor per a la resolució dels treballs pràctics. [F, G, I].

Bibliografia bàsica

Shinsuke Hara, Ramjee Prasad, Multicarrier Techniques for 4G Mobile Communications, Artech House, 2003
Ramjee Prasad, OFDM for Wireless Communications Systems, Artech House, 2004
Bernard Sklar, Digital Communications: Fundamentals and Applications, 2nd edition, Prentice Hall, 2001.

Material complementari

Ahmad R. S. Bahai, Burton R. Saltzberg, Mustafa Ergen, Multi-carrier digital communications: theory and applications of OFDM, Springer, 2004

Richard D.J. van Nee, Ramjee Prasad, OFDM for wireless multimedia communications, Artech House, 2000.