RUMÁNEK, J. NOVÉ METODY KANÁLOVÉHO KÓDOVÁNÍ PRO DRUŽICOVOU KOMUNIKACI [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2010.
Téma předložené doktorské disertační práce je orientováno do velmi perspektivní oblasti metod ochranného kanálového kódování pomocí turbo kódů. Tato problematika je poměrně nová, první práce o turbo kódech dosahujících velkých kódových zisků se objevily na počátku devadesátých let 20. století. Zásadním obecným problémem analýzy a optimalizace turbo kódů je fakt, že na rozdíl od jiných kódovacích technik nelze k jejich popisu využít teorii lineární algebry. To podstatně ztěžuje návrh nových řešení turbo kódů. Hledání efektivního kódu pro příslušnou aplikaci nebo třídu aplikací lze řešit vhodnou volbou existujících kódů a jejich modifikací. Základním cílem práce naplňujícím požadavky její disertabilnosti byl rozbor a optimalizace metod efektivního kanálového kódování pro přenos krátkých datových bloků (SMS zpráv) prostřednictvím družicového lineárního transpondéru na orbitě HEO. V tomto smyslu doktorand v úvodní části provedl rozbor energetické bilance přenosového řetězce s uvažováním minimální konfigurace uživatelské koncové stanice. Z výsledků tohoto rozboru vyplývá, že pro přijatelné požadavky na konfiguraci řídicí stanice při předpokladu využití pozemní stanice Laboratoře experimentálních družic na Ústavu radioelektroniky FEKT VUT v Brně budou poměry užitečného signálu ku šumu na vstupu přijímače velmi nízké a pro zajištění přenosu zpráv s nízkou pravděpodobností vzniku chyby bude nutná impementace robustního kanálového kódování. Jak je prezentováno v dalších statích práce, tento požadavek pokývají právě aplikované a modifikované turbo kódy. Nalezení vhodných prototypů turbo kódů důkladnou rešerší publikací z posledních let bylo stěžejním bodem úspěšného řešení problému. Tyto prototypy kódů doktorand podrobil důkladné analýze, přičemž testoval vliv různých parametrů kódů. Na základě dosažených výsledků zvolil a provedl následné modifikace vybraných kódů a prezentoval ty s nejlepšími výsledky pro kritérium minimálního normovaného poměru signálu ku šumu pro bitovou chybovost odpovídající přijatelné pravděpodobnosti chyby ve zprávě. Z výsledků, které doktorand prezentoval několika způsoby je patrné, že pro dané BER jsou rozdíly v požadavaných poměrech signálu ku šumu v desetinách dB, avšak u tak energeticky kritického spoje je každá desetina dB velkým přínosem. Nedílnou součástí práce je rovněž zpracování metodiky odhadu chybovosti zprávy, která není a priori známa. Tento odhad je nutný pro algoritmické řešení iteračního dekódování. Doktorand prezentoval výsledky pro již aplikovanou metodu využívající a posteriori pravděpodobností a současně navrhl i modifikaci metody využívající logaritmický poměr pravděpodobností, která přináší snížení výpočetní náročnosti při dobrém odhadu. Výsledky aplikace obou metod v práci prezentoval. V následující části práce je proveden návrh rámce zprávy s dalším zabezpečením informačně významných subrámců a metodami dekódování znaků zprávy ze soft výstupu turbo dekodéru. Poslední část práce je věnována rámcové synchranizaci, která je vyžaduje zvláštní přístup s ohledem na předpokládaný nízký poměr signálu ku šumu na vstupu přijímače. Pro synchronizační posloupnost byl použit Goldův kód s velmi ostrým maximem autokorelační funkce a doktorad v práci analyzoval jeho potřebnou délku vzhledem dosaženým parametrům turbo kódů. Práce tedy obsahuje ucelený pohled na řešení bezdrátového komunikačního systému s kritickou energetickou bilancí s kanálovým zabezpečením pomocí turbo kódů. Disertebilní jádro spatřuji především v analýze a modifikaci turbo kódu jako optimálního ochranného kanálového kódování pro systémy přenosu krátkých datových zpráv prostřednicvím dužicového transpondéru a v analýze a návrhu metod potřebných pro vlastní proces iteračního dekódování a rámcovou synchronizaci. Komplexní řešení dané problematiky v práci s navázáním na konkrétní aplikaci je dobrým základem i pro praktické řešení systému, který pak spíše představuje inženýrský úkol. Pro využití ochraného kanálového zabezpečení pomocí turbo kódů v jiných bezdrátových systémech může být práce rovněž práce přínosem, s tím se však otvírají nové možnosti vývoje jak z hlediska vývoje turbo kodů, např. pro různé typy únikových kanálů, tak i z hlediska další optimalizace algoritmů a efektivní implementace v reálných systémech, např. s dosažením nižší latence při dekódování. Doktorand při řešení práce využíval řadu publikačních zdrojů především z poslední doby. Výsledky práce publikoval na domácích i zahraničních konferencích a souhrnný časopisecký článek o výsledcích práce je přijat k publikaci v časopise Radioengineering. Doktorand, podle mého názoru, splnil všechny požadavky nutné k udělení vědeckého titulu Ph.D.
Posudek pouze v písemné podobě, založen ve spise doktoranda na vědeckém oddělení FEKT VUT v Brně.
Posudek pouze v písemné podobě, založen ve spise doktoranda na vědeckém oddělení FEKT VUT v Brně.
eVSKP id 26066