Kursplan för Trådlös kommunikation

Kursplan fastställd 2024-02-02 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnWireless communications
  • KurskodSSY135
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPICT
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeElektroteknik
  • InstitutionELEKTROTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 13124
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0107 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH		 7,5 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Som förkunskapskrav krävs godkänt i SSY125 Digital Kommunikation eller liknande kurs. Detta innebär praktiska kunskaper om grundläggande begrepp inom signalbehandling (linjär filtrering, faltning, impulssvar, frekvenssvar, Fouriertransformer), sannolikhetslära och stokastiska processer (sannolikhetstäthetsfunktioner, betingade sannolikheter, väntevärden, spektraltäthet), modulering (pulsamplitudmodulering, kvadraturmodulering, intersymbolinterferens), felrättande koder (blockkoder, faltningskoder), felsannolikhetsanalys för kanaler med additivt vitt Gaussiskt brus (AWGN), energieffektivitet, spektrumeffektivitet, samt kanalkapacitet för AWGN kanaler. Utöver detta krävs även grundläggande kunskaper i MATLAB programmering för att kunna slutföra kursens projekt.

Syfte

Kursen ger en teknisk förståelse för trådlösa kommunikationssystem, inklusive den trådlösa kanalen, signaldesignval och algoritmer i nuvarande trådlösa kommunikationsstandarder. Kursen täcker grundläggande radioutbredningsmekanismer, ortogonal frekvensdelning, system med flera ingångs- och utgångsantenner och cellulära system samt 5G kommunikationssystem.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Beskriv huvudkomponenterna i den trådlösa kanalen (sträckdämpning, fädning ) och beräkna Doppler-spridningen, tidsdispersion, koherenstid och koherensbandbredd.
  • Definiera och beräkna prestandamätvärdena momentan felsannolikhet, genomsnittlig felsannolikhet, och avbrottsannolikhet och förstå vilket mått som är lämpligt för vilket scenario
  • Definiera ergodisk kapacitet och strömavbrott och förklara under vilka förhållanden dessa begrepp indikerar spektraleffektiviteten hos en optimal länkdesign
  • Utvärdera prestanda för kommunikationslänkar över fädningskanaler genom analys och datasimuleringar
  • Definiera begreppen tid, frekvens och rym-diversitet och förklara hur diversitet kan uppnås i praktiken. Datorprestanda för trådlös kommunikation med diversitet.
  • Designa och tolka kraft- och hastighetsallokeringsalgoritm, inklusive statistisk och deterministisk vattenfyllning, och tillämpa dem i OFDM, MIMO och fleranvändarkommunikation.
  • Utforma OFDM- och MIMO-kommunikationssystem baserat på kanalegenskaperna. Förklara hur kanalstatusinformation på sändaren kan användas för att optimera prestanda.
  • Definiera begreppen kanalanvändning, upplänk, nedlänk, multipel åtkomst, multiplexering, frekvensdelning, tidsdelning, koddelning och rymddelning och tillämpa dem för att utforma kommunikationssystem för flera användare.
  • Förklara effekten av hårdvara på kommunikationslänken.
  • Beskriv huvudkomponenter i 5G-kommunikation, motivera användningen av massiv MIMO i upplänk och nedlänk för flera användare.
  • Förklara fördelarna med 5G för lokalisering och beskriv relevanta geometriska kanalmodeller i termer av förseningar, avstånd och vinklar.
  • Beskriva aktuell kunskap om hälsoeffekter av elektromagnetisk strålning och hur detta påverkar utformningen av utrustning för trådlös kommunikation via förordningar, rekommendationer och mätmetoder för att bestämma säkra exponeringsnivåer
  • Beskriva grunderna för att bedriva vetenskaplig forskning på ett etiskt försvarbart sätt (t.ex. relaterat till dubbla användningsområden, datainsamling, plagiat och författarskap).

Innehåll

  • Radioutbredningsmekanismer: Antennförstärkning, sträckdämpning, storskalig och småskalig fädning
  • Tidsvarierande impuls- och frekvenssvar och statistisk karakterisering av svagt-stationära okorrelerade spridningskanaler
  • Prestandametriker för trådlös kommunikation, inklusive kanalkapacitet
  • Rums-, tids- och frekvensdiversitet
  • Resursallokering och vattenpåfyllning
  • Utjämning för ortogonal frekvensdelning
  • Kommunikation med flera användare: mediumaccess och duplexering
  • System med flera ingångs- och utgångsantenner (MIMO)
  • 5G- och 6G-kommunikation
  • 5G lokalisering och avkänning
  • Försämringar till följd av imperfekt hårdvara: fasbrus, olinjäriteter
  • Biologiska effekter av elektromagnetisk strålning

Organisation

Kursen består av 15 föreläsningar, 12 (räkne)övningar, 2 projekt, muntligt prov, och 6 quizar.

Litteratur

Andrea Goldsmith, Wireless Communications, Cambridge University Press, 2005, ISBN-13: 9780521837163, ISBN-10: 0521837162.

Examination inklusive obligatoriska moment

Slutbetyget baseras på poäng från projekten, muntlig prov, quizarna, och en skriftlig tentamen.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.