BOBULA, M. Příspěvek k efektivnímu využití úzkopásmového rádiového kanálu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2011.
Ing. Marek Bobula prokázal svůj zájem o obor a mimořádné schopnosti již během magisterského studia o čemž svědčí řada ocenění jeho diplomové práce, řada předních umístění ve studentských soutěžích a absolvování dvou zahraničních stáží. Logickým vyústěním těchto skutečností bylo pokračování v doktorském studiu, do jehož kombinované formy nastoupil 1. 9. 2006. Ačkoli kombinovaná forma doktorského studia představuje pro doktorandy ve většině případů značnou zátěž z důvodu zařazení do pracovní činnosti, která obvykle souvisí se zaměřením disertační práce pouze částečně, byly studijní a publikační výsledky Ing. Marka Bobuly na velmi vysoké úrovni a prokázaly jednoznačně jeho schopnost samostatně vědecky pracovat a přinášet nové vědecké poznatky. Disertační práce Ing. Marka Bobuly, kterou odevzdal v listopadu 2010, tj. na začátku 5. ročníku studia, je zaměřená na problematiku optimálního využití úzkopásmového radiového kanálu pro komunikaci v sítích LMR a zabývá se poměrně podrobně velmi širokou tématikou. Je zde řešena řada problémů od optimalizace Nyquistova filtru pro tvarování pulzů, přes vývoj algoritmů pro kmitočtovou diskriminaci a rychlou symbolovou a rámcovou synchronizaci až po rozbor koncepcí SDR pro úzkopásmové aplikace. Přínosem práce je řada původních poznatků a analýz prakticky ve všech výše zmíněných oblastech. Ing. Marek Bobula přistupoval k řešení práce systematicky a velice zodpovědně. Teoretické předpoklady, které vycházely ze studia poměrně obsáhlé literatury, ověřil simulacemi a v rámci možností i měřením na experimentálních vzorcích. Výsledky výzkumu průběžně prezentoval na konferencích a v prestižních časopisech. Jsem přesvědčen, že Ing. Marek Bobula prokázal předpoklady pro samostatnou vědeckou práci a že splňuje všechny požadavky kladené na absolventa doktorského studijního programu. Proto doporučuji předloženou disertační práci k obhajobě.
Doc.Ing.Jiří MASOPUST,CSc. Fakulta elektrotechnická, ZČU v Plzni Katedra aplikované elektroniky a telekomunikací Univerzitní 26 306 14 Plzeň Česká republika e-mail: masopust@kae.zcu.cz OPONENTSKÝ POSUDEK DISERTAČNÍ PRÁCE Název disertační práce: Contribution to Efficient Use of Narrowband Radio Channel Doktorand: Ing. Marek BOBULA Pracoviště: Ústav radioelektroniky, FEKT VUT v Brně Studijní program a obor: Elektrotechnika a sdělovací technika Oponentský posudek byl zpracován na základě dopisu předsedy komise pro obhajobu disertační práce Doc. Ing. Aleše Prokeše, Ph.D.. Posudek hodnotí disertační práci Ing. Marka Bobuly "Contribution to Efficient Use of Narrowband Radio Channel". Předložená disertační práce obsahuje 137 stran textu, obsah (3 strany), seznam použité literatury (5 stran, 95 titulů), seznamu zkratek (2 strany), seznamu symbolů (3 strany), seznamu obrázků (6 strany, 114 obrázků), seznamu tabulek (1 strana, 13 tabulek), 4 příloh (8 stran) a CD. Práce je psána v anglickém jazyce. Práce se zabývá problematikou optimalizace využití úzkopásmového rádiového kanálu především modemy pro průmyslové aplikace pozemní pohyblivé rádiové služby v kmitočtovém pásmu 30 MHz až 1 GHz. Po seznámení s problematikou v úvodní části autor předkládá přehled klíčových vlastních publikací, v nichž je uvedená problematika řešena. V druhé kapitole jsou přehledně definovány požadované parametry systémů LMR, z nichž autor částečně vyvozuje cíle disertační práce. Třetí a čtvrtá kapitola je věnována rozboru digitálních modulačních a demodulačních technik pro úzkopásmové systémy s ohledem na lepší využití rádiového kanálu. V páté kapitole doktorand popisuje problematiku rychlé rámcové a symbolové synchronizace. Část šestá pak prezentuje dosažené výsledky navrhovaných řešení a předkládá simulovaná a naměřená data na vzorcích SDR. V závěrečné kapitole jsou přehledně shrnuty dosažené výsledky a jsou zde dána doporučení pro další výzkum i aplikaci. a) Aktuálnost tématu disertační práce a soulad tématu s oborem disertace Disertační práce se zabývá aktuální problematikou zefektivnění systémů pro úzkopásmovou datovou komunikaci v sítích LMR (PMR a PAMR). Výsledky práce jsou použitelné v nových generacích těchto sítí, zvláště s novými efektivnějšími datovými aplikacemi. Prezentované výsledky jsou v souladu současným stavem poznání v této oblasti. Téma odpovídá oboru disertace. b) Splnění cílů disertace Cíle disertace byly autorem definovány v druhé kapitole (poněkud mlhavě a nekonkrétně) a především v abstraktu ("… výzkum postupů směřující ke sjednocení výhodných vlastností lineárních a nelineárních modulací v moderní konstrukci úzkopásmového rádiového modemu.". Lze konstatovat, že cíle práce byly splněny. c) Zvolené metody zpracování Doktorand ve své práci zvolil adekvátní metody v oblasti popisu problému, při simulaci, měření i interpretaci výsledků. d) Výsledky disertace, nové poznatky Disertační práce obsahuje původní poznatky a postupy, zvláště v oblasti demodulace a synchronizace pro úzkopásmové rádiové systémy. Výsledky byly ověřeny simulací a měřením. e) Význam práce pro praxi a další rozvoj vědy Předložená práce představuje zajímavý, aktuální a původní teoretický i praktický příspěvek v oblasti úzkopásmových datových rádiových sítí. Poznatky v práci prezentované jsou nejen teoretického rázu, ale mají praktický význam při návrhu reálných systémů. f) Dotazy V rámci obhajoby disertační práce by bylo vhodné, aby se doktorand vyjádřil k následujícímu: - Pro jaké konkrétní zařízení byl návrh algoritmů zpracování signálu prováděn? - Bylo by možné alespoň část závěrů autora aplikovat na inovaci systému TETRA (datové přenosy)? g) Závěrečné hodnocení Disertační práce je po formální i obsahové stránce na potřebné úrovni. Práce obsahuje jen malé množství nepřesností. Připomínku lze snad mít k poněkud nejasné formulaci cílů práce a účelu výzkumu. Doktorand osvědčil, že ovládá vědecké metody práce a přinesl nové poznatky v oboru. Největší přínos vidím v následujícím: Analýza a návrh funkčních bloků systému úzkopásmového rádiového modemu (demodulace a synchronizace). Ověření realizovaného systému simulací a měřením. Disertační práce splňuje podmínky samostatné tvůrčí vědecké práce a obsahuje původní autorem publikované výsledky vědecké práce a proto ji v souladu se zákonem 111/98 Sb. a se Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně doporučuji k obhajobě v oboru "Elektronika a sdělovací technika" na FEKT VUT v Brně. V Plzni, dne 3. 1. 2011 Doc.Ing.Jiří MASOPUST, CSc.
Doc. Ing. Břetislav SYROVÁTKA, CSc ČVUT Praha - fakulta elektrotechnická, katedra radioelektroniky, Technická 2, 166 27 Praha 6 - Dejvice e-mail: syrovatb@fel.cvut.cz. OPONENTSKÝ POSUDEK DISERTAČNÍ PRÁCE Název dizert. práce: Příspěvek k efektivnímu využití úzkopásmového radiového kanálu Doktorand: Ing. Marek Bobula Pracoviště: Ústav radioelektroniky, FEKT VUT v Brně Studijní obor: Elektrotechnika a sdělovací technika Předložená disertační práce je zaměřena na problematiku optimálního využívání úzkopásmového radiového kanálu radiovými modemy při jejich provozování v průmyslových aplikacích pohyblivé radiové služby (ETSI EN 300 113). Základním cílem práce je studium metod k docílení návrhu radiokomunikačního spoje (např. transceiveru), který v přiděleném frekvenčním pásmu bude schopen přenášet maximální možné množství informace. Písemná část DP obsahuje celkově 162 stran, z toho počátečních 137 stran je rozvrženo do 7 kapitol a tvoří, kromě úvodu a závěru, dominantní část práce. V ní jsou uvedeny příslušné matematické popisy studované problematiky, množství obrázků, grafů a tabulek poskytujících zejména užitečné informace o dosažených výsledcích DP. Závěrečné stránky práce jsou věnovány seznamům: literatury, zkratek, symbolů, obrázků , tabulek, přístrojů použitých při měření, naměřených spekter vysílaných signálů, ACI a konstelačních diagramů signálních modulací použitých v DP při simulacích i měření. Velmi pozitivně je nutno ocenit relativně široký rozsah prostudované literatury - 95 položek - při čemž v textu práce jsou uváděny odkazy na téměř všechny položky seznamu použité literatury. Je patrné, že vědecká a technická tématika těchto pramenů tvoří základ DP a napomáhá k řešení zadané problematiky. Slouží také k porovnání výsledků dosahovaných v DP s parametry zařízení užívaných doposud ve sledované oblasti radiokomunikace. K práci je přiložen také " Autoreferát disertační práce" vypracovaný na 32 stránkách. Aktuálnost tématu disertační práce Je nesporné, že téma předložené DP je trvale aktuální, neboť řešení problematiky k dosahování co největších přenosových kapacit (spektrálních účinností) v úzkopásmových radiokomunikačních systémech může alespoň částečně uspokojovat trvalý nárůst požadavků na jejich rozsah. Rozvoj také ostatních komunikačních služeb i v jiných přenosových pásmech bude zřejmě rovněž jedním z důvodů nezbytnosti aktualizace dané tématiky i v budoucnu, neboť nelze očekávat pro LRM získání dalších frekvenčních pásem odjinud. Splnění cílů disertace Stanovení vhodných algoritmů při využivání exponenciálních i lineárních digitálních modulací (M-CPFSK, QPSK, DQPSK, ?/4-DQPSK, 8DPSK, 16-QAM,……) slouží jako základ pro návrh moderní konstrukce úzkopásmového radiového modemu. Jejich efektivní návrh vedoucí ke konstrukci radiokomunikačního spoje s docílením minimální symbolové chybovosti (SER) lze považovat za základní cíl disertační práce. Vypracování těchto algoritmu je zpravidla dosti obtížné, protože v přenosovém kanálu působí řada nepříznivých vlivů jako jsou např.: ACI, ACP, AWGN, únik, fázové šumy oscilátorů, jitter , nepříliš uspokojivé procesy synchronizací, filtrací a další. Při tvorbě a aplikacích těchto algoritmů je nutno obvykle připustit některá kompromisní řešení. Doktorand se tohoto úkolu zhostil úspěšně, stejně jako splnění některých dalších cílů, uváděných v DP. Výsledky disertace, nové poznatky, význam práce pro praxi a další rozvoj vědy Odborná úroveň předložené DP, její rozsah a použitý způsob zpracování svědčí o nepochybně dobré kvalifikovanosti doktoranda k řešení zadané problematiky. Potvrzují to analýzy výsledků z provedených simulací a z měření na experimentálních zařízeních , dokumentované množstvím grafů a tabulek. Závěry z těchto analýz bude možno využít v praxi také pro zlepšování vlastností přijímačů LMR vyvíjených v blízké budoucnosti.. V následujícím jsou uvedena alespoň některá důležitá témata, které bylo nutno v DP řešit: - studium účinků Nyquistovské filtrace (Nyquistův ?-filtr) při tvarování digitálních impulzů a vyhodnocení vlivu tohoto tvarování na velikost ACP a ACI, - vypracování algoritmů pro kmitočtovou diskriminaci přijímaných signálů k nimž byly při působení rušivých vlivu (AWGN, Rayleigh-o únik,…….) navrženy korelační postupy pro rychlou rámcovou a symbolovou synchronizaci, - analýza parametrů software-ově definovaného přijímače (SDR) pro úzkopásmové LRM přenosy a návrh jejich struktur pro jejich pod-vzorkované a pře-vzorkované části, - další, blíže nespecifikovaná témata. Problematika vysílací části LMR spoje byla řešena jen omezeně, zřejmě z důvodu nadměrného tématického rozsahu ostatní látky určené k vypracování DP. To např. poskytuje další výzkumný prostor pro podrobné zpracování této problematiky v některé z následujících DP. Celkové výsledky předložené práce je nutno hodnotit velmi kladně. V neposlední řadě také z důvodů její velmi dobré jazykové a grafické úrovně. Některá drobná nedopatření z rámce těchto parametrů práce lze právem pominout. Dotazy na dizertanta - Str. 22, sedmý řádek odspodu …. je označení rovnice číslem (3.10) v textu odstavce 3.3.3 správné ? - Vysvětlete podrobněji proč demodulátor digitálního frekvenčního diskriminátoru (odst.4.5) pracuje spolehlivěji v případě, že blok normování amplitudy signálu (Obr.4.8 a 4.9) normuje tento signál geometrickým průměrováním jeho vzorků. - Proč při měření ACP byl použit raději spektrální analyzátor než k tomu účelu určený měřící přijímač ? Závěrečné hodnocení S ohledem na celkově dosažené výsledky práce, které hodnotím velmi kladně, posuzované zejména v předchozích odstavcích oponentského posudku, poměrně širokou a zasvěcenou publikační činnost dizertanta, efektivní metody řešení úkolu doporučuji práci k obhajobě v oboru "Elektronika a sdělovací technika" na FEKT VUT v Brně.
eVSKP id 37468