Synchronization and Equalization in Digital Communications

B181 - Zimní 18/19
Toto je tzv. shluknutý kurz. Skládá se z několika samostatných předmětů, které sdílejí výukové materiály, úkoly, testy apod. Níže si můžete zobrazit informace o jednotlivých předmětech tvořících tento shluk.

Synchronization and Equalization in Digital Communications - AE0M37SEK

Hlavní kurz
Kredity 4
Semestry zimní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky angličtina
Rozsah výuky 3P+1S
Anotace
We explain principles of the receiver signal processing (synchronization and equalization) for the parametric channel including variety of the implementation possibilities. We focus on the essential particular forms of the channel phase, frequency and timing parameterization, channels with multipath propagation and MIMO channels. We develop the ideas of synchronization and equalization in the context of the data decoding in the parametric channel. All basic categories of the CSE algorithms are targeted: feed-forward, feed-back, iterative and recursive, including the theoretical background of the parameter estimation theory, and theory of the feed-back and iterative systems. \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AE0M37SEK
Cíle studia
Students learn pronciples of signal processing related to radio reception
Osnovy přednášek
1. Synchronization and equalization in the context of the data decoding in the parametric channel.
2. Suboptimal methods of demodulation - differential, non-coherent.
3. General principles, structures, and properties of the channel state estimation.
4. Elements of the parameter estimation theory and optimal filtration (ML, MAP, MSE, LS, Kalman, RLS). Performance properties. Sufficient statistics.
5. Application of the parameter estimation theory on the synchronization-equalization problem.
6. Theory of the feed-back systems - equivalent model
7. Theory of the feed-back systems -linear analysis.
8. Theory of the feed-back systems -nonlinear analysis.
9. Iterative channel state estimators with the decoder soft-information measure aid (turbo synchronization).
10. Carrier (phase, frequency) synchronization algorithms.
11. Symbol timing synchronization algorithms.
12. Frame synchronization.
13. Equalization algorithms (linear / MSE, LMS, Kalman, RLS, nonlinear - DFE) for the multipath
14. Channel state estimators for MIMO systems.
Osnovy cvičení
1. Decoder in the parametric channel - marginalization of the channel parameter. Differential demodulator.
2. Implementation and performance properties of ML, MSE, LS estimators.
3. Equivalent model of the feed-back system (verification by the simulation).
4. Performance of the feed-back synchronizer (linear/nonlinear).
5. Implementation of the carrier (phase-frequency) synchronizer.
6. Implementation of the symbol timing synchronizer.
7. Evaluation of the projects.
Literatura
1. Mengali, U., D'Andrea, A. N.: Synchronization Techniques for Digital Receivers. Plenum Press. 2013
2. S. M. Kay: Fundamentals of statistical signal processing-estimation theory, Prentice-Hall 1993
3. S. M. Kay: Fundamentals of statistical signal processing-detection theory, Prentice-Hall 1998
Požadavky
moodle.kme.fel.cvut.cz

Synchronizace a ekvalizace v digitálních komunikacích - A0M37SEK

Kredity 4
Semestry zimní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 3P+1S
Anotace
Vysvětlujeme principy zpracování signálu přijímače (synchronizace a ekvalizace) při průchodu signálu parametrickým kanálem a jejich možné varianty implementací. Zabýváme se prakticky důležitými případy algoritmů pro parametrické kanály s fázovou, frekvenční a časovou parametrizací, pro kanály s mnohocestným šířením a MIMO kanály. Zabýváme se úlohou synchronizace a ekvalizace ve vztahu k detekci dat v parametrickém kanálu. Rozebíráme všechny základní kategorie algoritmů CSE: dopředné, zpětnovazební, iterativní a rekursivní včetně odpovídajícího teoretického pozadí teorie odhadu parametrů a zpětnovazebních a iterativních systémů. \\Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A0M37SEK
Cíle studia
Students learn pronciples of signal processing related to radio reception
Osnovy přednášek
1. Úloha synchronizace a ekvalizace ve vztahu k detekci dat v parametrickém kanálu.
2. Suboptimální metody demodulace - diferenční, nekoherentní.
3. Obecné principy, struktury, vlastnosti estimátorů stavu kanálu.
4. Základy teorie odhadu parametrů a optimální filtrace (ML, MAP, MSE, LS, Kalman, RLS). Vlastnosti estimátorů. Postačující statistika.
5. Aplikace teorie odhadu parametrů na problém synchronizace-ekvalizace.
6. Teorie zpětnovazebních systémů - ekvivalentní model.
7. Zpětnovazební systémy - lineární analýza.
8. Zpětnovazební systémy - nelineární analýza.
9. Iterativní estimátory stavu kanálu s podporou měkkých informačních měr z dekodéru (turbo synchronizace).
10. Algoritmy synchronizace nosné (fáze, frekvence).
11. Algoritmy synchronizace časování symbolů.
12. Synchronizace rámce dat.
13. Algoritmy ekvalizace (lineární - MSE, LMS, Kalman, RLS; nelineární - DFE) pro kanál s mnohocestným šířením.
14. Estimátory stavu kanálu pro MIMO systémy.
Osnovy cvičení
1. Dekodér v parametrickém kanálu - marginalizace parametrů kanálu. Diferenční demodulátor.
2. Implementace a vyhodnocení vlastností ML, MSE, LS estimátorů.
3. Ekvivalentní model zpětnovazebního systémů (simulační ověření).
4. Vlastnosti zpětnovazebního synchronizátoru (lineární/nelinární).
5. Implementace estimátoru nosné (fáze-frekvence).
6. Implenentace estimátoru časování symbolů.
7. Vyhodnocení projektů.
Literatura
1. Mengali, U., D'Andrea, A. N.: Synchronization Techniques for Digital Receivers. Plenum Press. 1997
2. S. M. Kay: Fundamentals of statistical signal processing-estimation theory, Prentice-Hall 1993
3. S. M. Kay: Fundamentals of statistical signal processing-detection theory, Prentice-Hall 1998

Požadavky
moodle.kme.fel.cvut.cz