KOUSAL, M. Experimentální platforma pro bezkabelové optické komunikace ve vodě [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2024.
Martin Kousal se ve své diplomové práci zabýval vývojem experimentální platformy pro komunikaci s malými podvodními drony. V úvodu udělal rešerši vědecké literatury na základě, které vybral pozičně pulsní modulaci (PPM). Tuto modulaci implementoval do simulací včetně modulace on-off keying (OOK) pro srovnání a provedl simulace celého komunikačního řetězce včetně proti chybového zabezpečení konvolučním kódem. V druhé části se zabýval přípravou firmware (FW) pro modul Redpitaya, který slouží jako digitizér v přijímači, a vývojem uživatelské aplikace pro počítač. Při vývoji FW pro Redpitaya použil pro část modulů moderní přístup high-level synthesis (HLS), čehož si velice na předložené práci cením. Uživatelskou grafickou aplikaci pro počítač vyvinul v jazyce Python s použitím knihovny tkinter. Na straně vysílače dále upravil FW pro FPGA, který vysílá různé modulace a testovací signály, včetně navržené PPM, pro kterou vytvořil modulátor. Vyvinutá experimentální platforma umožňuje testovat komunikaci v reálných prostředí, kdy se nyní přijatý signál zaznamená na přijímači v reálném čase a následně se přenese do počítače pro následující zpracování a vyhodnocení. Zpracování signálu a jeho vyhodnocení se provádí pomocí skriptů v jazyce Python. V rámci práce se Martinovi povedlo udělat měření komunikace ve vzduchu i pod vodní hladinou na dvou lokalitách – v zatopeném lomu Janičův vrch u Mikulova a v krytém bazénu v Lužánkách. Z měření byly vyvozeny zajímavé závěry – hlavním omezujícím faktorem bude okolní světlo ze slunce, které zásadně limituje možné zesílení fotonásobiče v přijímači. Druhým zásadním faktorem ovlivňující možnou dosaženou vzdálenost je potom čistota vody. V lomu byly zjištěny problémy s dosažením komunikace na desítky metrů i v noci, naopak v krytém bazénu nebylo dosaženo vzdálenostního limitu pro úspěšnou komunikaci. Martin docházel pravidelně na konzultace a pracoval usilovně oba semestry. Je potřeba podotknout, že vytyčené cíle v zadání byly velice ambiciózní, a přesto se je povedlo z velké části splnit. K implementaci dekódování přijatého signálu do přijímače bude přistoupeno, až budou odstraněny nedokonalosti, které Martin ve své práci objevil, a zjištěny v čisté mořské vodě parametry potřebné pro dokončení platformy případně její redesign. Textová část práce je také na vysoké úrovni a celkově jsem s prací velmi spokojen. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení 99 body a známkou A.
Autor se seznámil s dostupnými způsoby bezdrátové komunikace ve vodním prostředí a elektronickými komponentami vhodnými pro tuto platformu. Práce obsahuje teoretickou část, kde jsou rozebrány možnosti a omezení komunikací ve vodě, včetně simulace komunikačního řetězce. Diplomová práce zahrnuje návrh a realizaci komunikačního systému, jeho simulaci v jazyce Python, konfiguraci FPGA vysílače a přijímače, a tvorbu obslužných aplikací a skriptů. Následně byla provedena reálná měření ve vzduchu a ve vodě, která ověřila funkčnost systému. Autor se odkazuje mimo jiné na interní dokument [3], který sice není veřejně dostupný, ale alespoň některé jeho závěry by mohly být použity i v této práci, minimálně pro porovnání dosažených výsledků. Při volbě kanálového kódování a simulaci komunikačního prostředí se vychází ze zjednodušených předpokladů. Zde bych čekal ovlivnění daty z experimentálního měření, nebo alespoň informacemi z použité literatury. Model kanálu ve vodním prostředí je jen velice zběžně naznačen. Pokus o měření směrové charakteristiky v bazénu, kde již bylo prokázáno šíření odrazy v podstatě v jakémkoliv směru, je zcela neprůkazný (a opravdu s časem na ose x?). Některé části práce by možná zasluhovaly detailnější rozpracování, ale celkově je práce přehledná a dobře strukturovaná. Diplomová práce Bc. Martina Kousala splňuje všechny požadavky kladené na závěrečné práce. Originalita tématu, důkladná teoretická příprava, praktická realizace a kvalitní prezentace výsledků jsou hlavními přednostmi této práce. Na základě výše uvedených kritérií lze tuto diplomovou práci hodnotit pozitivně.
eVSKP id 159064