elektronika a sdĚlovacÍ technika m1-est · 2014. 3. 26. · 4. zásady a pravidla studia...

UREL FEKT, Technická 12, 616 00 Brno, Tel.: +420 541 146 556, Fax: +420 541 146 597

www.urel.feec.vutbr.cz [email protected]

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Vysoké učení technické v Brně

magisterský studijní obor

ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA

►M1-EST◄

programu

ELEKTROTECHNIKA, ELEKTRONIKA, KOMUNIKAČNÍ A ŘÍDICÍ TECHNIKA

informace o oboru pro akademický rok 2014/15

ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA – navazující magisterské studium

Periodická publikace Ústavu radioelektroniky FEKT VUT v Brně, řada 1/2014 © 2014

Elektronika a sdělovací technika

3

OBSAH

1. Charakteristika oboru ......................................................................... 4

2. Profil a uplatnění absolventa oboru ....................................................... 5

3. Oborová rada M1-EST ......................................................................... 6

4. Zásady a pravidla studia ..................................................................... 7

5. Studijní obory navazující na M1-EST ..................................................... 9

6. Studijní plány M1-EST ...................................................................... 10

Předměty povinné ....................................................................................... 10 Předměty volitelné oborové ........................................................................... 10 Předměty teoretické nadstavby ...................................................................... 11 Předměty volitelné mimooborové ................................................................... 11 Předměty volitelné všeobecné ....................................................................... 12

7. Státní závěrečné zkoušky M1-EST ...................................................... 13

8. Použité zkratky pracovišť VUT v Brně .................................................. 14

9. O ústavu radioelektroniky ................................................................. 15

10. Předměty UREL ............................................................................... 16

Teorie elektronických obvodů (MTEO) ............................................................. 17 Teorie rádiové komunikace (MTRK) ................................................................ 18 Směrové a družicové spoje (MSDS) ................................................................ 19 Počítačové a komunikační sítě (MPKS) ............................................................ 20 CAD v mikrovlnné technice (MCVT) ................................................................ 21 Digitální televizní a rozhlasové systémy (MDTV) ............................................... 22 Radiofrekvenční identifikace (MRFI) ............................................................... 23 Mikroprocesory s architekturou ARM (MPOA) ................................................... 24 Radiolokační a radionavigační systémy (MRAR) ................................................ 25 Systémy mobilních komunikací (MSMK) .......................................................... 26 Mikrokontroléry pro pokročilé aplikace (MMIA) ................................................. 27 Videotechnika a multimediální technika (MVDK) ............................................... 28 Softwarové rádio (MSWR) ............................................................................. 29 Radioelektronická měření (MREM) .................................................................. 30 Statistika v telekomunikacích (MSTK) ............................................................. 31 Programovatelné logické obvody (MPLD) ......................................................... 32 Návrh antén a rádiových spojů (MASV) ........................................................... 33 Kvantová a laserová elektronika (MKVE) ......................................................... 34

Magisterské studium

4

1. Charakteristika oboru

Náš magisterský studijní obor ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA (M1-EST) se věnuje vzdělávání inženýrů specializovaných na slaboproudou elektroniku a její aplikace zejména v oblasti bezdrátových a mobilních komunikací a sdělovací techniky. Spektrum oboru přitom sahá od nízkofrekvenční techniky, přes vysokofrekvenční a mikrovlnnou techniku až do oblasti optických vln, od analogových signálů a systémů, přes číslicové až po mikroprocesorové a mikropočítačové obvody a systémy. Svým obsahem a pojetím tak magisterský obor M1-EST pojednává o nosných technických oblastech současných i budoucích moderních elektronických komunikačních systémů a technologií a přirozenou formou navazuje na stejnojmenný bakalářský obor B-EST.

Magisterský obor M1-EST lze začít studovat až po předchozím absolvování libovolného oboru bakalářského studia s úspěšně vykonanou státní závěrečnou zkouškou, a to nejlépe v některém elektrotechnickém či informatickém studijním programu.

Odbornou výuku v magisterském oboru M1-EST zajišťuje především Ústav radioelektroniky (UREL). Nabídka volitelných předmětů spolu se samostatným technickým projektem a diplomovou prací umožňuje studentům úžeji se zaměřit na problematiku obvodů a systémů rádiové komunikace a navigace (stacionárních, mobilních, pozemních i družicových), pokročilou přístrojovou, zvukovou a obrazovou elektroniku a na tvorbu, analýzu, zpracování a aplikace multimediálních signálů a dat. Své teoretické znalosti si student doplňuje studiem předmětů teoretické nadstavby z oblasti vyšší matematiky a fyziky. Pro rozšíření spektra svých vědomostí si student volí i odborné předměty z ostatních oborů magisterského studia Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií (FEKT) VUT v Brně, dále předměty jazykové a všeobecně vzdělávací.

Obor M1-EST je novým oborem pro studenty, kteř í zahájil i studium do akademického roku 2012/13. Pro studenty, kteř í nastoupili na studium do akademického roku 2011/12 včetně je ekvivalentem obor M-EST s částečně odlišnými pravidly.


5

2. Profil a uplatnění absolventa oboru

Absolventi magisterského oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA mají ši-roké znalosti v teorii, navrhování, konstruování, aplikačním využití a měření elektronických obvodů a systémů. Aplikačně je studium zaměřeno na problematiku bezdrátových komunikací a sdělovací techniky. Spektrum znalostí sahá od nízkofrekvenční přes vysokofrekvenční a mikrovlnnou techniku po oblast optických vln, od analogových obvodů a systémů po číslicové obvody a mikroprocesorové systémy.

Absolvent je kvalifikován v problematice radioelektroniky, rádiové komunikace a navigace, a to stacionární, mobilní, pozemní i družicové, v pokročilé přístrojové elektronice, v oblastech analýzy, zpracování a využití multimediálních signálů a dat. Díky kvalitnímu teoretickému vzdělání a širokému univerzálnímu základu aplikačně zaměřeného studia je přitom zajištěna vysoká adaptabilita absolventa na všechny požadavky jeho budoucí profesionální praxe, a to i v jiných oblastech elektroniky.

Absolventi magisterského oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA se uplatní při výzkumu, vývoji, konstrukci a provozu vysoce náročných slaboproudých elektronických zařízení jak pro všeobecné použití, tak zejména v oblasti komunikačních a navigačních služeb a systémů, v oblasti provozu mobilních, rozhlasových a televizních sítí a rovněž jsou schopni zastávat vyšší technicko-řídicí a manažerské funkce.


6

3. Oborová rada M1-EST

Za organizační zajištění a obsahovou náplň studia v magisterském oboru ELEKTRONIKA A SDĚLOVACÍ TECHNIKA odpovídá oborová rada (OR), složená z významných akademických pracovníků FEKT. Oborová rada v současnosti pracuje v následujícím složení:

Předseda:

doc. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D. Ústav radioelektroniky

Členové:

prof. Ing. Dalibor Biolek, CSc. Ústav mikroelektroniky

prof. Ing. Jarmila Dědková, CSc. Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky

prof. Ing. Stanislav Hanus, CSc. Ústav radioelektroniky

doc. Ing. Jiří Háze, Ph.D. Ústav mikroelektroniky

prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D. Ústav radioelektroniky

prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida Ústav radioelektroniky


7

4. Zásady a pravidla studia

Předměty na oboru M1-EST jsou hodnoceny kredity. Kredit vyjadřuje přibližnou týdenní hodinovou zátěž studenta při studiu daného předmětu. Kredity za daný předmět student získá až po jeho předepsaném zakončení, tj. po udělení zápočtu, klasifikovaném zápočtu, či po vykonání zkoušky. Podmínky pro udělení zápočtu a vykonání zkoušky jsou dány Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně, příslušnými Směrnicemi děkana FEKT VUT v Brně a individuálními podmínkami každého předmětu. Ve dvouletém magisterském studiu musí student získat minimálně 120 kreditů. V jednotlivých skupinách studijních předmětů je přitom na oboru M1-EST nutno získat:

• v povinných předmětech (včetně semestrálního projektu) 27 kreditů • za vypracování, odevzdání a obhájení diplomové práce 30 kreditů • ve volitelných oborových předmětech minimálně 38 kreditů • ve volitelných předmětech teoretické nadstavby minimálně 10 kreditů • ve volitelných mimooborových předmětech minimálně 5 kreditů • ve volitelných všeobecných předmětech minimálně 10 kreditů

Nezískání předepsaných počtů v jedné skupině předmětů nelze kompenzovat překročením počtu kreditů získaných v jiné skupině předmětů.

Kredity za obhájenou diplomovou práci se započítají po obhajobě. Pro přihlášení k státní závěrečné zkoušce je tedy třeba získat minimálně 90 kreditů.

Povinné předměty včetně semestrálního projektu) oboru M1-EST absolvuje student v semestrech a ročnících tak, jak jsou uvedeny ve studijních plánech v této příručce. Nezakončí-li student úspěšně povinný předmět předepsaným způsobem, musí si jej zapsat znovu hned v následujícím roce svého studia.

Volitelné oborové předměty jsou oborově zaměřené odborné předměty, které profilují studenta do užších oblastí jeho zájmů. Tyto předměty si pro daný akademický rok volí student sám z aktuální nabídky oboru M1-EST při respektování pravidel pro jejich výběr uvedených ve studijních plánech v této příručce. Při výběru volitelných oborových předmětů se student řídí svými odbornými zájmy s ohledem na odbornou oblast oboru M1-EST, na kterou se chce blíže zaměřit. Přitom může vycházet z obsahových charakteristik volitelných předmětů oboru M1-EST v této příručce, případně může využít služeb studijního poradce na Ústavu radioelektroniky, který mu poradí při sestavování jeho konkrétních studijních plánů. Tímto studijním poradcem je v současné době:

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D., UREL, Technická 12, místnost č. SD6.101.

Volitelné oborové předměty v jednotlivých semestrech si student musí volit tak, aby na konci svého magisterského studia dosáhl předepsaný (nebo vyšší) počet kreditů.

Volitelné předměty teoretické nadstavby jsou předměty z oblasti vyšší matematiky a fyziky, jimiž si student dále prohlubuje své teoretické vysokoškolské znalosti těchto základních disciplín. Tyto předměty si student volí sám z nabídky uvedené ve studijních plánech. Do konce studia musí student absolvovat minimálně 2 předměty této kategorie, tj. musí získat minimálně 10 kreditů. ALESPOŇ JEDEN


8

PŘEDMĚT MUSÍ BÝT MATEMATICKÝ (zajišťovaný Ústavem matematiky FEKT VUT v Brně). Většina předmětů teoretické nadstavby je společná pro všechny magisterské studijní obory fakulty.

Volitelné mimooborové předměty jsou odborné předměty vybrané z nabídek jiných magisterských studijních oborů FEKT VUT v Brně. Jejich úkolem je rozšířit znalosti studentů i do jiných odborných oblastí než těch, které tvoří náplň oboru M1-EST. Tyto předměty si student volí tak, aby do konce studia z nich získal alespoň minimální požadovaný počet kreditů, a to z jejich vymezené nabídky ve studijních plánech (při respektování uvedených pravidel). Pro vhodný výběr volitelných mimooborových předmětů platí stejné zásady jako u volitelných oborových předmětů včetně možnosti využít i zde služeb oborového studijního poradce. Volitelné mimooborové předměty zajišťují vybrané ústavy z ostatních oborů magisterského studia FEKT VUT v Brně. Jejich výuka se uskutečňuje společně se studenty těchto oborů.

Volitelné všeobecné předměty (VVP) rozšiřují všeobecné znalosti studentů. V nabídce VVP předmětů jsou vytvořeny dvě tematické skupiny:

• skupina 91 obsahuje předmět English for Life (MEFE). Předmět má 4 kredity a je zakončen zápočtem a zkouškou. Výuku zajišťuje UJAZ.

• skupina 92 obsahuje:

o 7 předmětů ekonomického, právního a ekologického charakteru s 2 až 5 kredity, zakončené zápočtem nebo zkouškou. Výuku zajišťují UJAZ, UMEL a ICV.

o 8 předmětů odborné angličtiny ze všech oborů magisterského studia. Každý předmět má 3 kredity, výuka 1 semestr, zakončení klasifikovaným zápočtem. Výuku zajišťují finální ústavy FEKT.

o 5 předmětů CISCO akademie XCA1 až XCA5. Každý předmět má 3 kredity, výuka 1 semestr. Výuku zajišťuje UTKO.

Student si musí vybrat a absolvovat ze skupiny 91 jeden předmět, ze skupiny 92 minimálně dva předměty, aby splnil požadavek minimálně 10 kreditů za VVP předměty.

Z nabídky ostatních VVP předmětů si student může zapsat i další předměty, avšak jejich absolvování není vyžadováno pro úspěšné absolvování studovaného oboru. Tyto úspěšně absolvované předměty však mohou být uvedeny v Diploma Suplement Label. Mezi tyto předměty je zařazen i předmět Tělesná výchova (XTEL), který student může, ale nemusí absolvovat. Jeho kreditová hodnota je nula.

Pokud student úspěšně neabsolvuje zvolený a zapsaný volitelný oborový, mimooborový, všeobecně vzdělávací předmět či předmět teoretické nadstavby, může, ale nemusí si jej v dalším akademickém roce zapsat znovu. Místo něj lze zvolit jiný volitelný, všeobecně vzdělávací či teoretický předmět. Jakýkoliv volitelný předmět může student absolvovat kdykoliv během studia, avšak pouze v semestru uvedeném ve studijním plánu. Vhodným výběrem volitelných předmětů na oboru M1-EST se může student magisterského studia úžeji orientovat na odbornou oblast svého zájmu. V na-vazujícím magisterském studijním programu EEKR-M1 se nedoporučuje zapsat předmět, který již byl absolvován v předchozím bakalářském studiu EEKR-B na FEKT VUT v Brně (například předměty se zkratkou začínající písmenem X). Výjimkou je pouze předmět XTEL.


9

5. Studijní obory navazující na M1-EST

Nejlepší absolventi magisterského studijního programu mohou (po splnění podmínek přijetí) pokračovat v navazujícím doktorském studiu na libovolné vysoké škole v České republice. Na FEKT VUT v Brně lze pokračovat ve čtyřletém doktorském studijním programu "Elektrotechnika a komunikační technologie" (EKT), v prezenční (EKT-PP) nebo kombinované (EKT-PK) formě studia. V programu EKT jsou následující obory doktorského studia:

• Biomedicínská elektronika a biokybernetika (BEB) • Elektronika a sdělovací technika (EST) • Fyzikální elektronika a nanotechnologie (FEN) • Kybernetika, automatizace a měření (KAM) • Mikroelektronika a technologie (MET) • Matematika v elektroinženýrství (MVE) • Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika (SEE) • Teoretická elektrotechnika (TEE) • Teleinformatika (TLI)

Na magisterský studijní obor M1-EST obsahově navazuje stejnojmenný doktorský obor Elektronika a sdělovací technika (PP-EST, PK-EST). Bližší informace o všech oborech doktorského studia lze získat na děkanátu FEKT VUT v Brně.


10

6. Studijní plány M1-EST

Ve sloupci formy výuky udávají čísla počet hodin přednášek P, cvičení C, laboratoří L, počítačů PC a ostatních aktivit O v semestru. Ve sloupci uk. (ukončení) značí z zápočet, klz klasifikovaný zápočet a zk zkoušku.

Předměty povinné

1. ročník, zimní semestr zkr. formy výuky uk. ústav garant kr.

Teorie elektronických obvodů MTEO 26P-26L-26PC z, zk UREL Petržela 7

Teorie rádiové komunikace MTRK 39P-26PC z, zk UREL Maršálek 6

1. ročník, letní semestr

Směrové a družicové spoje MSDS 52P-12L-14PC z, zk UREL Kasal 7

Počítačové a komunikační sítě MPKS 26P-13L-13PC z, zk UREL Kolka 5

2. ročník, zimní semestr

Semestrální projekt 2 MM2E 65h klz UREL Kratochvíl 2

2. ročník, letní semestr

Odborná praxe MXME 2 týdny z UREL Biolková 0

Diplomová práce MMSE 117h z UREL Kratochvíl 30

Předměty volitelné oborové

zimní semestr zkr. výukové formy uk. ústav garant kr.

CAD v mikrovlnné technice MCVT 39P-26PC-13O klz UREL Raida 7

Radiofrekvenční identifikace MRFI 22P-30PC z, zk UREL Derbek 5

Digitální televizní a rozhlasové systémy

MDTV 39P-26L z, zk UREL Kratochvíl 6

Mikroprocesory s architekturou ARM

MPOA 13P-39PC klz UREL Povalač 5

Radiolokační a radionavigační systémy

MRAR 26P-10L-10PC-6O z, zk UREL Šebesta 5

Systémy mobilních komunikací MSMK 39P-26L z, zk UREL Slanina 6

Signálové procesory MSPR 26P-39L z, zk UTKO Sysel 6

letní semestr

Mikrokontroléry pro pokročilé aplikace

MMIA 26P-39PC z, zk UREL Povalač 6

Videotechnika a multimediální technika

MVDK 39P-18L-8O z, zk UREL Slanina 6

Softwarové rádio MSWR 26P-52PC z, zk UREL Maršálek 7


11

letní semestr (pokrač.) zkr. výukové formy uk. ústav garant kr.

Radioelektronická měření MREM 26P-39L z, zk UREL Dřínovský 6

Statistika v telekomunikacích MSTK 26P-26PC z, zk UREL Poměnková 5

Programovatelné logické obvody MPLD 26P-39PC z, zk UREL Kubíček 6

Návrh antén a rádiových spojů MASV 39P-26PC-13L z, zk UREL Láčik 7

Předměty teoretické nadstavby

Z této skupiny musí být do konce studia absolvovány alespoň dva předměty, z toho jeden matematický (zajišťovaný UMAT).

zimní semestr zkr. formy výuky uk. ústav garant kr.

Kvantová a laserová elektronika MKVE 39P-13L z, zk UREL Hudcová 5

Diferenciální rovnice a jejich použití v elektrotechnice MDRE 39P-13PC z, zk UMAT Diblík 5

Fyzika pevné fáze MFPF 39P-13L z, zk UFYZ Koktavý 5

letní semestr

Maticový a tenzorový počet MMAT 26P-18PC-8O z, zk UMAT Kovár 5

Moderní numerické metody MMNM 39P-13PC z, zk UMAT Baštinec 5

Modelování elektromagnetických polí

MMEM 26P-26PC z, zk UTEE Dědková 5

Předměty volitelné mimooborové

zimní semestr zkr. formy výuky uk. ústav garant kr.

Analýza signálů a obrazů MASO 39P-13PC z, zk UBMI Jan 6

Počítačem podporovaná řešení inženýrských problémů

MPPR 26P-39PC z, zk UTKO Mišurec 6

Číslicové zpracování akustických signálů

MCAS 26P-39L z, zk UTKO Balík 6

Projektování silových a datových rozvodů

MPSD 26P-6C-21PC-12L z, zk UEEN Macháček 6

letní semestr

Vzájemný převod A/D signálů MADP 26P-39L z, zk UTKO Vrba 6

Vyšší metody zpracování signálů MMZS 39P-26PC z, zk UBMI Jan 6

Elektronická měřicí technika MEMT 26P-39L z, zk UAMT Šedivá 6

Moderní technologie elektronických obvodů a systémů

MMTE 39P-26L z, zk UMEL Szendiuch 6

Vyšší metody zpracování signálů MMZS 39P-26PC z, zk UBMI Jan 6


12

Předměty volitelné všeobecné

Ze skupiny 91 musí být do konce studia absolvován předmět MEFE, ze skupiny 92 alespoň dva předměty.

skupina 91, ZS zkr. formy výuky uk. ústav garant kr.

English for Life MEFE 13P-13C z, zk UJAZ Froehling 4

skupina 92, ZS zkr. formy výuky uk. ústav garant kr.

Electromechanical Systems MEME 26P klz UVEE Ondrůšek 3

Microelectronics in English MMEN 26P klz UMEL Brzobohatý 3

Power Systems MPSY 26P klz UEEN Baxant 3

Embedded Systems for Industrial Control

MESI 26P klz UAMT Fiedler 3

CISCO akademie 1 - CCNA XCA1 26P-52L zk UTKO Komosný 3

CISCO akademie 3 - CCNP XCA3 52L zk UTKO Jeřábek 3

CISCO akademie 5 - CCNP XCA5 52L zk UTKO Šimek 3

Podnikatelské minimum XPOM 26P-26C z UMEL Legát 4

Podvojné účetnictví XPOU 26P-26C zk UJAZ Jílek 4

Manažerské účetnictví XMAU 13P-13C z UJAZ Jílek 2

skupina 92, LS zkr. formy výuky uk. ústav garant kr.

Theory of Communication MTOC 26P klz UTKO Číž 3

Elements of Digital Signal and Image Processing

MEDS 26P klz UBMI Jan 3

Advanced Radio Communication Systems and Their Components

MARC 26P klz UREL Poměnková 3

Properties and Production of Electrotechnic Materials

MPPM 26P klz UETE Jirák 3

CISCO akademie 2 - CCNA XCA2 26P-52L zk UTKO Šimek 3

CISCO akademie 4 - CCNP XCA4 52L zk UTKO Burget 3

Technické právo XTPR 39P z ICV Klapetek 3

Etika podnikání XEPO 26P z UJAZ Jílek 2

Kultura projevu a tvorba textů XKPT 39P-13C z UJAZ Jílek 5

Dějiny a filozofie techniky MFIT 26P z ICV Klapetek 2

VVP předměty nezařazené – viz nabídka na fakultních stránkách nebo v informačním systému.


13

7. Státní závěrečné zkoušky M1-EST

Státní závěrečná zkouška se skládá ze tří částí:

• obhajoba diplomové práce,

• ústní zkouška z tematické oblasti Teorie elektroniky a rádiové komunikace, která sdružuje vybraná témata povinných odborných předmětů oboru M1-EST,

• ústní zkouška z tematické oblasti Aplikovaná elektronika a komunikace, která je tvořena vybranými tématy z volitelných předmětů oboru M1-EST (skladbu si student může zvolit sám).

Ke státní závěrečné zkoušce může přistoupit student, který v řádném termínu odevzdal diplomovou práci a který získal potřebný počet kreditů v předepsané skladbě.

Organizace a průběh státní závěrečné zkoušky jsou dány doplňující směrnicí děkana ke státním závěrečným zkouškám a příslušnými pokyny oborové rady M1-EST.


14

8. Použité zkratky pracovišť VUT v Brně

VUT Vysoké učení technické FEKT Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií FIT Fakulta informačních technologií UMAT Ústav matematiky UFYZ Ústav fyziky UTEE Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky UETE Ústav elektrotechnologie UEEN Ústav elektroenergetiky UVEE Ústav výkonové elektrotechniky a elektroniky UREL Ústav radioelektroniky UTKO Ústav telekomunikací UBMI Ústav biomedicínského inženýrství UAMT Ústav automatizace a měřicí techniky UMEL Ústav mikroelektroniky UJAZ Ústav jazyků CESA Centrum sportovních aktivit USI Ústav soudního inženýrství ICV Institut celoživotního vzdělávání (dříve Centrum vzdělávání a poradenství)


15

9. O ústavu radioelektroniky

Ústav radioelektroniky (UREL) patří k tradičním ústavům FEKT VUT v Brně. Byl jedním z pěti ústavů, které vznikly současně se založením Elektrotechnické fakulty VUT v Brně v roce 1959. Rovněž první děkan fakulty Prof. Kalendovský byl prvním vedoucím UREL.

V čele UREL stálo doposud celkem šest vedoucích: prof. Jan Kalendovský (1959 až 1970), prof. Kamil Vrba st. (1970 až 1981), prof. Vladimír Mikula (1981 až 1990), prof. Jiří Svačina (1990 až 2006), prof. Zbyněk Raida (2006 - 2013) a doc. Tomáš Kratochvíl (od 2013).

V současné době patří UREL k největším ústavům FEKT VUT. Na UREL působí 11 profesorů (z toho 3 emeritní), 7 docentů, 8 odborných asistentů a 10 vědecko-výzkumných pracovníků. Mimo akademické pracovníky je v týmu UREL více než 40 prezenčních doktorandů, kteří se rovněž podílejí v rámci své pedagogické praxe na výuce. UREL garantuje obor Elektronika a sdělovací technika ve všech studijních programech fakulty.

V pedagogické činnosti se UREL zaměřuje na oblast obecné radioelektroniky. Mezi významné směry specializace patří problematika rádiových komunikací, přístrojové elektroniky, vysokofrekvenční, mikrovlnné a anténní techniky, optoelektroniky, zvukové a obrazové elektroniky a problematika zpracování signálů.

Pro celou fakultu zajišťujeme výuku počítačové analýzy a programování, navrhování elektronických obvodů, TV techniky a videotechniky, vysokofrekvenční a mikrovlnné techniky, antén a teorie elektromagnetického pole, bezdrátových a mobilních komunikací a elektromagnetické kompatibility.

Tým UREL se rovněž podílí na budování výzkumného centra SIX zaměřeného na senzorické, informační a komunikační systémy, více lze nalézt na www stránkách http://www.six.feec.vutbr.cz/.


16

10. Předměty UREL

(povinné řazeny podle semestrů)

Na dalších stranách jsou uvedeny podrobnější informace o povinných a volitelných předmětech, které studentům nabízí Ústav radioelektroniky.


17

Teorie elektronických obvodů (MTEO)

Garant: doc. Ing. Jiří Petržela, PhD. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem

přednášky laboratoře počítače ostatní Semestr: zimní 26 26 26 0 Kredity: 7

Stručný obsah přednášek a počítačových cvičení:

• Dvojbrany, jejich popis a obvodové funkce. Rozbor vlastností imitančních a přenosových funkcí, rozložení nulových bodů a pólů, interpretace výsledků.

• Topologie obvodů, analýza obvodů s regulárními prvky, praktické ukázky. • Maticové metody řešení obvodů s neregulárními mnohobrany, příklady. • Metoda orientovaných grafů, ukázky aplikací. • Citlivostní, toleranční a šumová analýza elektronických obvodů. • Syntéza pasivních dvojpólů a jejich praktické ověření. • Obvod jako systém, teorie zpětné vazby, metody vyšetření stability obvodů

v časové a kmitočtové oblasti. • Dynamické systémy, lineární a kvazilineární analýza, metoda harmonické

rovnováhy, harmonické a chaotické oscilace. • Realizace oscilátorů ve dvoubodovém a tříbodovém zapojení, zpětnovazební

struktury s RC články, stabilizace kmitů oscilátoru. • Metody řešení nelineárních obvodů. Grafické, numerické a analytické metody,

ukázkové příklady v programu Orcad Pspice 16, Matlab 2008 a Mathcad 15.

Předmět obsahuje počítačová cvičení, která navazují na problematiku probíranou na přednáškách. Usnadňují tak studentům orientaci v dané problematice. Laboratorní výuka dává možnost experimentování.

Komentář:

Analogové elektronické obvody tvoří nedílnou součást složitějších systémů, se kterými se běžně setkáváme v technické praxi. Znalost jejich funkce a možností řešení prostřednictvím osobního počítače tak patří k neodmyslitelné součásti intelektuální výbavy budoucího inženýra. Pozornost je do značné míry věnována prohloubení dovedností studentů efektivně pracovat s obvodovým simulátorem Orcad 16, který patří v současné době mezi nejběžnější.


18

Teorie rádiové komunikace (MTRK)

Garant: doc. Ing. Roman Maršálek, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: Hod/sem


Stručný obsah přednášek: • Rádiové komunikační signály, komplexní obálka, vyjádření v signálovém prostoru • Kapacita kanálu, teorie informace • Mezisymbolové přeslechy, tvarování signálových prvků, filtr přijímače a vysílače • Detekce rádiových signálů, optimální přijímač, testování hypotéz, kanál AWGN • Modulace – souvislost s vyjádřením v signálovém prostoru, PSK, QPSK, FSK,

MQAM, MSK, CPM a jejich modifikace – modulace, demodulace, praktické aplikace • Systémy s rozprostřeným spektrem – DSSS, FH, rozprostírací posloupnosti, Gold a

Kasami posloupnosti, synchronizace, aplikace v systému UMTS, Rake receiver • Charakteristiky komunikačních kanálů, vyrovnávače, UWB komunikace • OFDM – princip, modulace pomocí IFFT, cyklické prodloužení a ortogonalita,

aplikace v systémech IEEE 802.11a,g, UW-OFDM a SC-FDMA, aplikace v LTE • Synchronizace a ekvalizace v OFDM, systémy MC-CDMA a MC-DS-CDMA • Blokové a konvoluční kódy, cyklické kódy, turbo kódy, LDPC kódy • MIMO systémy, časově prostorové kódování,

singulární dekompozice, Alamoutiho kód, TCM

Vybraná témata laboratorních cvičení: • Simulace signálů v základním pásmu,

komplexní obálka • Simulace modulátoru/demodulátoru QPSK, vliv

filtru typu raised cosine na signál • Simulace synchronizace pro BPSK – Costasova

smyčka • Simulace OFDM, vliv parametrů vysílače na

signál OFDM • Simulace DS-CDMA • Simulace rádiového únikového kanálu • Simulace konvolučního kódování a dekódování

Komentář: V předmětu získáte základní teoretické znalosti o rádiovém komunikačním řetězci nutné k pochopení a dalšímu studiu navazujících předmětů v oblasti rádiových komunikací. S pomocí počítačové simulace v softwaru MATLAB si teoretické poznatky snadno ověříte a osvojíte. Schopnost efektivní počítačové simulace uplatníte nejen při studiu navazujících předmětů, ale i v praxi!


19

Směrové a družicové spoje (MSDS)

Garant: prof. Ing. Miroslav Kasal, CSc. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem

přednášky laboratoře počítače ostatní Semestr: letní 52 12 14 0 Kredity: 7

Stručný obsah přednášek: • Všeobecný popis radioreléového spoje. • Šíření elektromagnetických vln v mikrovlnných

pásmech. • Digitální radioreléové spoje. • Družicové spoje. • Dráhy komunikačních družic. • Energetická bilance družicového spoje, vliv dešťového

mraku, vliv ionosféry.

• Rádiové spojení se vzdáleným vesmírem. • Vícestranný přístup k satelitnímu transpondéru,

modulace, systémy s rozprostřeným spektrem. • Technologie družic. • Družicové komunikační systémy pevné a pohyblivé

služby. • Meteorologické, snímkovací, navigační

a experimentální družice.

Témata laboratorních cvičení: • Družicové systémy s malou aperturou – VSAT. • Interaktivní výpočet energetické bilance družicového spoje a vyhodnocení

telemetrie experimentální družice. • Meteorologické družice. • Navigační družice. • Měření mikrovlnných obvodů pomocí obvodového analyzátoru.

Témata cvičení u počítače: • Návrh a simulace mikrovlnných částí komunikačního systému. • Simulace přenosu dat družicovým systémem.

Laboratorní cvičení probíhají v laboratoři UREL vybavené špičkovými přístroji

pro měření, příjem a vyhodnocování družicových signálů.


20

Počítačové a komunikační sítě (MPKS)

Garant: prof. Dr. Ing. Zdeněk Kolka Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem



• Struktura a architektura komunikačních sítí.

• Seznámení s vybranými aplikacemi (HTTP, FTP, SMTP, DNS).

• Protokolová sestava TCP/IP (základy směrování, řízení toku, adresace, IPv6).

• Přenosová média (strukturovaná kabeláž, optická média).

• Ethernet (topologie, technologie-1G/10G/100G, aktivní prvky, VLAN, PoE).

• Přístupové sítě.

• Multimediální přenosy (RTP, SIP, služby VoIP, metody zajištění QoS).

• Bezpečnost síťového provozu (základy kryptografie, autentizace, integrita zpráv, certifikáty, SSL).

Komentář:

Náplň předmětu je zaměřena na nejpoužívanější síťové technologie a prvky, se kterými se může absolvent setkat v praxi. Vzhledem k tomu, že schopnost komunikace po síti, monitorování a konfigurace pomocí www rozhraní se dnes stává prakticky standardem pro mnoho zařízení, je ve výuce věnován prostor také řešení fyzické vrstvy a praktické tvorbě těchto aplikací.

Náplní počítačových cvičení je ukázka vytváření programů pro síťovou komunikaci, adresace a směrování v IP sítích, bezpečnost síťového provozu, systém DNS a řešení síťové komunikace v Linuxu. V laboratorních cvičeních jsou úlohy zaměřené na prvky pro lokální sítě, bezpečnost WiFi a VoIP.


21

CAD v mikrovlnné technice (MCVT)

Garant: prof. Dr. Ing. Zbyněk Raida Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem



• Úvod do numerického modelování mikrovlnných obvodů a antén (aneb jak na věc v MATLABu).

• Metoda konečných diferencí a metoda konečných prvků pro ustálený harmonický stav (analýza obvodů v kmitočtové oblasti).

• Metoda konečných diferencí a metoda konečných prvků pro přechodové děje (analýza obvodů v časové oblasti).

• Momentová metoda (analýza antén).

• Globální a lokální optimalizační metody pro návrh mikrovlnných struktur.

• Praktický návrh planárních filtrů, směrových odbočnic, planárních rezonátorů a vazebních členů.

Komentář:

Perspektivní komunikační systémy jsou navrhovány pro kmitočtová pásma nacházející se mezi 40 GHz až 95 GHz (pásmo milimetrových vln). Návrh vysokofrekvenčních komponentů těchto systémů je velmi komplikovaný: komponent musíme nejprve počítačově modelovat vhodnými numerickými metod, model komponentu musíme optimalizovat a výsledek musíme nezávislými metodami ověřit.

K návrhu vysokofrekvenčních komponentů lze využít komerční programy. Aby však návrhář mohl vybrat nejvhodnější návrhový software, měl by mít základní představu o metodách, na nichž jsou návrhové programy založeny.

Základní představu o metodách získáme tím, že si prakticky ukážeme, jak si lze nejčastěji používané numerické metody naprogramovat v MATLABu. Předmět je ukončen praktickým návrhem pasivních planárních obvodů a porovnáním výsledků simulací s měřením.

Metamateriálová planární anténa a její vyzařování.

V rámci předmětu se studenti seznámí s projekty z oblasti aplikovaného

elektromagnetismu, na nichž pracujeme pro české i zahraniční firmy.


22

Digitální televizní a rozhlasové systémy (MDTV)

Garant: doc. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Stručný obsah přednášek: • Základy přenosu digitální televize a rozhlasu podle standardů DVB a DAB/DMB. • Digitalizace obrazových a zvukových signálů a aplikace LDTV, SDTV, HDTV. • Metody komprese a zdrojového kódování obrazu a zvuku MPEG-2/4 AVC. • Zabezpečení signálu digitální televize proti chybám při přenosu – FEC zabezpečení. • Digitální modulace pro oblast DVB (M-PSK, M-QAM, multiplex OFDM). • Standardy pro digitální televizní vysílání – DVB-S/S2, DVB-C/C2, DVB-T/T2. • Digitální zemské a satelitní vysílání pro mobilní telefony – DVB-H/SH. • Digitální rozhlasové vysílání a přenos zpráv a multimédií – DAB/DAB+/DMB. • Televizní přijímače (set-top boxy) s digitálním zpracováním pro příjem DVB-T/T2. • Televizní vysílače pro DVB-T/T2, vysílací sítě SFN a programové multiplexy. • Vliv vlastností přenosových kanálů na kvalitu signálu a služeb digitální televize. • Datové služby DVB – elektronický průvodce, interaktivita, MHP, DVB-IPDC, IPTV.

Témata laboratorních cvičení: • Digitalizace obrazu a komprese MPEG-2 a MPEG-4 AVC. • Vliv zabezpečení signálu FEC při přenosu na kvalitu obrazu. • Měření kvality signálu při terestrickém příjmu DVB-T/T2. • Měření parametrů přijímače a set-top boxu pro DVB-T. • Měření a analýza transportního toku MPEG-2 TS v DVB-T. • Konvertor paketů DVB-S na DVB-C a měření signálu digitální kabelové televize. • Měření signálu při satelitním příjmu DVB-S/S2 z družice Astra (včetně HDTV). • Měření chyb v transportním toku a kvalita obrazu při terestrickém příjmu DVB-T.

Laboratorní cvičení probíhají v laboratoři UREL vybavené špičkovým přístrojovým vybavením pro výuku digitální televize a videotechniky.


23

Radiofrekvenční identifikace (MRFI)

Garant: Ing. Dr. Techn. Vojtěch Derbek Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Studenti se seznámí s praktickým použitím RF technologií v aplikační oblasti, která je v současnosti jednou z nejdynamičtěji se rozvíjejících. Předmět klade důraz na vytvoření souvislostí mezi návrhem RF systémů, digitálním zpracování signálu a efektivními a bezpečnými algoritmy bezdrátové komunikace v aktivních, semi-pasivních a pasivních RF systémech pro identifikaci. V počítačových cvičeních se studenti seznámí s prostředím Labview, ve kterém následně realizují zadané úlohy.

Stručný obsah přednášek: • Typy RFID systémů, základní operační principy, transpondér, čtečka • Induktivní vazba, elektromagnetická vazba, blízká vazba, elektrická vazba • Fyzikální principy RFID systemů, činnost transpondéru v magnetickém poli • Elektromagnetické vlny, princip funkce mikrovlnného transpondéru • Frequenční pásma, kódování a modulace, struktura protokolu • Antény z pohledu tagu a čtečky • Transpondér s paměťovou funkcí, mikroprocesorové RFID • Architektura, analogového frontendu, kontrolní jednotka • Zdroje šumu, citlivost, monostatický a bistatický systém, přímá vazba • Měření systémových parametrů, performance, conformance, protokol LLRP • RFID v bezdrátových sensorových sítích, UWB, Ranging, internet of things

Témata počítačových cvičení: • Analýza funkcí čtečky, sledování procesů modulace a demodulace • Návrh modelu modulátoru a demodulátoru, tvarování signálu, filtrace, detekce • Stavový diagramu protokolu EPC Class 1 Gen 2, simulace • Implementace demodulátoru a modulátoru v softwarovém radiu • Měření parametrů komunikace v HF a UHF pásmu • Praktické zkoušky šíření signálu v UHF pásmu (pozorování úniků) a experimenty


24

Mikroprocesory s architekturou ARM (MPOA)

Garant: Ing. Aleš Povalač, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Studenti se seznámí s jádrem ARM Cortex-M a jeho aplikací v mikrokontrolérech rodin STMicroelectronics STM32 a Freescale Kinetis. Na vývojových deskách s těmito mikrokontroléry (STM32F4DISCOVERY, 32F429IDISCOVERY, FRDM-KL25Z) se naučí tvořit rozsáhlejší projekty, pracovat s RTOS, pokročilými komunikačními rozhraními (Ethernet, USB), tvorbou ovladačů. V rámci samostatného projektu studenti realizují vlastní projekt s vybranou vývojovou deskou.

Stručný obsah předmětu:

• jádro ARM Cortex-M, vývojové desky a nástroje, pokročilé funkce jazyka C • STM32: základy funkce, obsluha tlačítek a LED, prostředí CoIDE; rozhraní USB,

využití gyroskopu; audio aplikace, zvukový vstup a výstup • Kinetis: základy funkce, obsluha tlačítek, LED shield, TFT shield, prostředí CoIDE;

rozhraní Ethernet • Raspberry Pi: základy práce v embedded Linuxu

Komentář:

Jádrem předmětu jsou počítačová cvičení s moderními vývojovými deskami předních výrobců MCU s jádrem ARM Cortex-M. Vybraných přednášek a cvičení se účastní odborníci z praxe.


25

Radiolokační a radionavigační systémy (MRAR)

Garant: doc. Ing. Jiří Šebesta, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Stručný obsah přednášek: • Typy a parametry radarů a jejich apli-

kace, detekce radiolokačních signálů v šumu, charakteristiky radiolokačních cílů, radiolokační rovnice, šíření rada-rové vlny, antény a anténní řady pro radary, technologie elektronických sys-témů radarů, radiolokační signály, efekty pohyblivých cílů, funkce neur-čitosti, systémy aktivních radarů, le-tištní přehledové radary, antikolizní systémy, pasivní radiolokace, bistatické a multistatické systémy, radary se syntetickou aperturou.

• Základní výpočty v navigaci, souřadné soustavy, mapy, AM, PM, FM a IM navigační systémy, přístrojové zabez-pečení řízení letového provozu, systé-my NDB, VOR, DME, ILS, MLS, družico-vé navigační systémy, GPS-NAVSTAR, GALILEO, GLONASS, BEIDOU, družico-vé navigační přijímače a jejich archi-tektura, algoritmy výpočtu polohy a času, rozšířené navigační systémy.

Témata laboratorních cvičení: • CW radar, metody měření pohyblivých

cílů. • FMCW radar, měření vzdálenosti cílů. • Sekundární přehledový radar,

zpracování signálů SSR. • Inerciální navigační systém. • Přijímače GPS, architektury a jejich

parametry.

Témata počítačových cvičení: • Radiolokační rovnice, výpočty dosahu (Matlab). • Radarové signály, funkce neurčitosti (Matlab). • Anténní fázované řady, beamforming (CST,

Matlab). • Zpracování GPS signálu (Matlab).


26

Systémy mobilních komunikací (MSMK)

Garant: Ing. Martin Slanina, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Stručný obsah přednášek a laboratorních cvičení: • Sítě 3G – UMTS, architektura systému, řízení přidělování

rádiových prostředků, kapacita sítě, vliv interferencí na dynamickou velikost buňky, rychlé datové přenosy HSPA, změny na fyzické vrstvě s cílem dosažení vyšších přenosových rychlostí, měření propustnosti sítě.

• LTE – Long Term Evolution, evoluce systému 3G, základní vlastnosti, zvýšení přenosových rychlostí na 100 Mbps – použité techniky bezdrátového přenosu, řízení přidělování rádiových prostředků, další vývoj LTE

• Sítě WLAN 802.11a,b,g,n – MIMO v praktických ukázkách.

• Mobile WiMAX – širokopásmové bezdrátové přístupové sítě.

• Sítě ITS (Intelligent Transportation System), komunikace Car2Car a Car2X.

Komentář:

Předmět je zaměřen na mobilní sítě, které jsou v současné době v ČR ve výstavbě (LTE) a nejmodernější standardy širokopásmových bezdrátových sítí. V současné době dochází k rozvoji bezdrátových systémů používaných v dopravě, proto jsou tyto systémy rovněž zařazeny do výuky.

V rámci laboratorních cvičení studenti provádějí měření mobilních a bezdrátových sítí a s pomocí moderního přístrojového vybavení provádějí analýzu sítí na rádiovém rozhraní. Pro analyzování jsou dostupná nejen data změřená v laboratoři v reálném čase, ale i soubor naměřených dat z různých lokalit ČR.

Laboratorní cvičení probíhají ve Společné laboratoři UREL a T-Mobile vybavené špičkovým přístrojovým vybavením pro výuku mobilních

komunikací včetně základnové stanice BTS zapojené do komerční sítě. Součástí výuky je exkurze na technické oddělení T-Mobile v Brně.


27

Mikrokontroléry pro pokročilé aplikace (MMIA)

Garant: Ing. Aleš Povalač, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Počítačová cvičení tvoří jádro předmětu:

• styl C, ukazatele, C pro AVR, Makefile

• ISR, tlačítka se zákmity, časovače

• textový displej a UART

• LED displej multiplexní, rotační enkodér

• posuvný registr pro LED

• kooperativní RTOS, kombinace C s assemblerem

• A/D převodník na textový displej a bargraf, pípák

• teplotní čidla DS18B20 a KTY81

• SVN, Doxygen

Stručný obsah přednášek:

• Jazyk C na pokročilé úrovni pro mikrokontroléry AVR, knihovna avr-libc

• Zásady návrhu embedded systémů

• Jádro a periferie mikrokontrolérů AVR

• Běžné periferie připojované k mikrokontrolérům

• Správa zdrojového kódu a dokumentace

Komentář:

Veškerá počítačová cvičení i praktická část závěrečné zkoušky probíhá na vývojových deskách s mikro-kontrolérem ATmega128A.

Seznámíte se s pokročilými vlastnostmi jazyka C, s jeho využitím při programování mikrokontrolérů a s detaily architektury a periferií mikrokontrolérů Atmel AVR. Naučíte se zapojovat a programovat ovladače pro nejběžnější periferie, jako jsou tlačítkové vstupy, multiplexní displeje, grafické displeje, posuvné registry, teplotní čidla apod.

Kurz seznamuje s postupy potřebnými pro návrh komplexních aplikací s mikrokontroléry AVR, včetně tematiky správy zdrojových kódů a dokumentace.


28

Videotechnika a multimediální technika (MVDK)

Garant: Ing. Martin Slanina, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Stručný obsah přednášek a laboratorních cvičení:

• Základní principy vytváření a přenosu obrazových a zvukových signálů.

• Základní stavební bloky, koncepce a principy zařízení pro snímání obrazových signálů a jejich reprodukci.

• Digitalizace, digitální zpracování a komprimace obrazových signálů.

• Záznam obrazových signálů v analogové a digitální podobě.

• Metodika hodnocení kvality audiovizuální informace.

• Perspektivní multimediální systémy – bezdrátový přenos videosignálu.

• 3DTV – cesta ke třetímu rozměru

• Televize s ultra vysokým rozlišením

Komentář:

Porozumění principům, na kterých je založena moderní multimediální technika ať už v oblasti spotřební nebo profesionální elektroniky, dovoluje komplexní pohled na prakticky jakýkoliv multimediální systém.

Kromě seznámení s principy jednotlivých komponentů multimediálních systémů v rámci přednášek – od snímačů, přes metody analogového a zejména digitálního zpracování signálů, až po reprodukci, si v laboratorních cvičeních vyzkoušíme měření parametrů dílčích částí multimediálních systémů s ohledem na objektivní a subjekt-ivní kvalitu.

Vedle přednášek a laboratorních cvičení jsou zařazeny také další nepovinné aktivity ve formě samostatných prací.

Komponenty multimediálních systémů.

Laboratorní výuka probíhá ve špičkově vybavené Laboratoři digitální

televizní techniky a videotechniky.


29

Softwarové rádio (MSWR) Garant: doc. Ing. Roman Maršálek, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Stručný obsah přednášek: • Koncept softwarového rádia, architektury vysílačů a přijímačů, vzorkování • Hardwarové prostředky pro implementaci softwarového rádia – DSP, FPGA,

struktura bloků pro rychlé zpracování signálů DSP48 • Reprezentace čísel, výpočty v pohyblivé a pevné řádové čárce, formát Qm.n • Software pro implementaci v FPGA – Xilinx Core gererator, System generator • Stavební bloky softwarového rádia – frekvenční syntéza, směšovače, CORDIC • Číslicové filtry a jejich efektivní implementace v obvodech FPGA, optimalizace • Změna vzorkovacího kmitočtu, decimace a interpolace, CIC filtry, neceločíselná

interpolace – Farrow interpolátor, implementace v DSP48 blocích • Zpracování signálu v OFDM, algoritmy FFT, adaptivní algoritmy • Vektorová signálová analýza – aneb jak poznat kde je v našem modemu problém • Od softwarového ke kognitivnímu rádiu, dynamická alokace spektra

Témata počítačových cvičení: • analýza reálného komunikačního signálu v SW MATLAB • Vývojové prostředí Xilinx System generator, aritmetika

v pevné řádové čárce, DSB, AM a FM modulátory • Implementace demodulátoru FM signálu v FPGA • Kosimulace mezi SW MATLAB a obvodem FPGA • Vývojové prostředí Xilinx ISE - nadstavba Xilinx IP Core

generator, základní stavební bloky – směšovač, NCO, filtry • Implementace OFDM modulátoru v signálovém procesoru • Implementace BPSK/QPSK modulátoru v FPGA • Softwarově definované rádio USRP N200, GNU radio

Komentář:

Cílem počítačových cvičení je (s využitím vývojových kitů s FPGA a rychlými A/D, D/A převodníky a softwarově definovaných rádií USRP N200) získat praktické zkušenosti s číslicovou implementací částí komunikačního řetězce. Studenti se seznámí se softwarovými prostředky pro implementaci zpracování signálů v programovatelných logických obvodech (částečně v DSP). Není nutná detailní znalost programování FPGA, pro většinu algoritmů existují jednoduše použitelné knihovny nebo grafická rozhraní! V akademickém roce 2013/2014 byl tento předmět vyučován i na Johannes Kepler University Linz v Rakousku.


30

Radioelektronická měření (MREM)

Garant: Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Stručný obsah přednášek: • Automatizovaná měřicí pracoviště; • A/D a D/A převodníky; • Univerzální měřicí přístroje; • Generátory signálů; • Osciloskopy; • Spektrální analyzátory; • Přístroje pro měření kmitočtu a času; • Problematika měření impedancí; • Vektorové měřicí přístroje a analyzátory; • Chyby a neurčitosti měření.

Témata laboratorních cvičení: • Seznámení s grafickým programovým prostředím Agilent VEE; • Měření polovodičových součástek; • Měření útlumové charakteristiky filtru; • Měření kaskádních parametrů na skalárním analyzátoru; • Měření rušivých signálů a vlastního šumu přijímače; • Základní měření na osciloskopu; • Přesná měření, měření stálosti parametrů laboratorních zdrojů; • Měření na akviziční jednotce; • Měření na vektorovém obvodovém analyzátoru.

Komentář: V předmětu je značně posílena laboratorní forma výuky, kdy je dán studentům značný prostor pro realizování zadaných úloh vlastními postupy. Předmět v sobě zahrnuje různé problémy z oblasti zpracování signálů, vysokofrekvenční techniky a snaží se praktickou formou poukázat na základní vztahy mezi jednotlivými problémy. V laboratorní výuce je vymezen zvláštní prostor pro praktické vyzkoušení jednotlivých postupů, na základě individuálního zájmu studentů.

V rámci kurzu jsou každoročně pořádány veřejné přednášky ve spolupráci

s firmami H TEST a.s., National Instruments, Rohde & Schwarz, OnSemiconductor z oblasti moderní měřicí techniky.


31

Statistika v telekomunikacích (MSTK)

Garant: doc. RNDr. Jitka Poměnková, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Stručný obsah přednášek: • Úvodní informace k předmětu, teorie pravděpodobnosti, závislé a nezávislé

pokusy, podmíněná pravděpodobnost. • Rozdělení náhodné veličiny (diskrétní a spojitá), charakteristiky náhodných veličin,

míra neurčitosti. • Vícerozměrná náhodná veličina. • Centrální limitní věta a zákon velkých čísel. • Úvod do statistiky, bodový a intervalový odhad, intervaly spolehlivosti, testování

hypotéz, parametrický a neparametrický přístup. • Gaussovy směsné modely a jejich aplikace. • Náhodné procesy. Transformace náhodných procesů. • Ortogonální transformace, Karhunen-Loève transformace, PCA. • Metody odhadu spektra. • Zjišťování a oddělování signálů skrytých v šumech.ROC křivka.

Témata počítačových cvičení: • Řešení úlohy z teorie pravděpodobnosti, úlohy na

rozložení náhodných veličin, simulace rozložení a odhad jejich parametrů.

• Transformace náhodných veličin, rozdělení pravděpodobnosti součtu náhodné veličiny

s normálním rozdělením a s rozděleními chi-kvadrát a rovnoměrným, výpočet intervalu spolehlivosti, odvození spolehlivosti systému, testování významnosti odhadů. Náhodné procesy, testování stacionarity.

• Příklady na Gaussovy směsné modely, na ortogonální transformace a transformace náhodných procesů.

• Aplikace metod odhadu spektra na simulovaný signál. Výpočet a testování přítomnosti signálu v kanálu, testy dobré shody, příklady detektorů.

Komentář:

Cílem počítačových cvičení je získat praktické zkušenosti s implementací teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky v moderním zpracování komunikačních signálů a teorii bezdrátové komunikace. Studenti si zopakují a prohloubí teoretické znalosti, které se následně naučí využívat při aplikacích a výpočtech zaměřených do telekomunikační oblasti.


32

Programovatelné logické obvody (MPLD)

Garant: Ing. Michal Kubíček, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Stručný obsah přednášek a cvičení:

• Technologie integrovaných obvodů, obvody ASSP, ASIC, Structured ASIC, PLD.

• Architektura obvodů FPGA, obvody FPGA na trhu, trendy.

• Využití mikroprocesorů a dalších pokročilých bloků v FPGA (transceivery, MAC, PCI-Express), systémy na čipu (SoC).

• Jazyk VHDL, základní postupy, typické konstrukce, IP jádra a jejich použití.

• Verifikace: testbench, behaviorální simulace, post PAR simulace.

• Návrh systémů s PLD: napájení, integrita signálů, pouzdra, technologie DPS.

Přípravky s obvody FPGA používané k výukovým účelům (FPGA Spartan-6 a Virtex-6) s přídavnými moduly (gyroskop, Bluetooth, 2x1G Ethernet, High-speed ADC/DAC)

Komentář:

Obvody FPGA jsou používány především ve špičkových aplikacích, kde je požadován vysoký výpočetní výkon (kde procesorům „dochází dech“) a zároveň rychlý vývoj celého zařízení s možností změny funkce. V posledních letech se oblast jejich použití rozšiřuje i na aplikace spotřební elektroniky, kterým dříve dominovaly zákaznické integrované obvody (ASIC) a klasické procesory. Dnes se s nimi můžeme setkat nejen ve vojenských, výzkumných a vesmírných zařízeních, ale také v automobilech, mobilních telefonech, síťových přepínačích nebo set-top boxech. Velmi časté je jejich použití v softwarově definovaných radiových přijímačích.

Výuka je zaměřena ryze prakticky. Důraz je kladen na osvojení práce s obvody PLD (především FPGA) a jazykem VHDL. V počítačových cvičeních budete konfigurovat obvody FPGA firmy Xilinx (Spartan-3) s využitím návrhového systému Xilinx ISE.


33

Trychtýřová anténa

Logaritmická spirálová anténa

Návrh antén a rádiových spojů (MASV)

Garant: doc. Ing. Jaroslav Láčík, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Stručný obsah přednášek: • Základní pojmy z teorie antén • Lineární antény • Anténní řady • Mikropáskové a štěrbinové antény • Trychtýřové a reflektorové antény • Antény pro speciální aplikace • Konstrukce, výroba a měření antén • Podmínky rádiového spojení, kvalita přenosu • Pokrytí území signálem • Mobilní rádiová komunikace, modely šíření vln • Mikrovlnné spoje, návrh spoje

Témata laboratorních cvičení: • Měření rozložení proudu na lineárních anténách • Měření parametrů feritové antény • Vstupní impedance antén a impedanční přizpůsobení

mikropáskové antény • Měření zisku a směrových charakteristik antén • Měření intenzity pole

Pokrytí území signálem vysílače Hády K29 (DVB-T síť 1)

Komentář: Předmět je zaměřen na vysvětlení základních principů teorie antén a šíření rádiových vln a jejich využití pro návrh antén a rádiových spojů. Získané znalosti si studenti procvičí na návrhu vlastních antén, které vyrobí a změří, a rovněž na návrhu vybraných rádiových spojů v reálných podmínkách.


34

Kvantová a laserová elektronika (MKVE)

Garant: Ing. Lucie Hudcová, Ph.D. Ústav: UREL

Rozsah: hod/sem


Stručný obsah přednášek: • Historie a základy kvantové a laserové elektroniky. • Elementární částice a jejich základní vlastnosti. • Schrödingerova rovnice a kočka. • Statistická termodynamika. • Interakce záření a látky. • Optické rezonátory. • Teorie laserů a LED. • Plynové lasery. • Pevnolátkové, kapalinové a polovodičové lasery.

Témata laboratorních cvičení:

• Měření energetických vlastností záření polovodičového laseru

• Měření vlnové délky laserového záření • Měření šířky laserového svazku a poloměru křivosti

vlnoplochy laserového svazku • Měření světelné charakteristiky laserové diody

a LED • Bezpečnost práce při manipulaci se zdroji

laserového záření

Studenti se seznámí se speciálními vlastnostmi laserového záření a principem funkce laserů. Získají představu o druzích laserů, jejich parametrech

a použití. Seznámí se s účinky laserového záření na lidský organismus a využitím laserů v lékařství a telekomunikacích.

doc. Ing. Tomáš Kratochvíl, Ph.D.

předseda oborové rady magisterského studijního oboru Elektronika a sdělovací technika

Ústav radioelektroniky FEKT VUT v Brně Technická 12, 616 00 Brno

Tel.: 541 146 538 Fax: 541 146 597

E-mail: [email protected]

http://www.urel.feec.vutbr.cz

elektronika a sdĚlovacÍ technika m1-est · 2014. 3. 26. · 4. zásady a pravidla studia...

Documents