Příspěvek k efektivnímu využití úzkopásmového rádiového kanálu

Simple item page
but.committeeprof. Ing. Stanislav Hanus, CSc. (předseda) Doc. Ing. Jiří Masopust, CSc. - oponent (člen) Doc. Ing. Vladimír Wieser, Ph.D. (člen) Doc. Ing. Břetislav Syrovátka, CSc. - oponent (člen) prof. Ing. Roman Maršálek, Ph.D. (člen) Ing. Jan Šimša, CSc. (člen) Ing. Ivo Viščor, Ph.D. (člen) prof. Ing. Aleš Prokeš, Ph.D. (člen)cs
but.jazykangličtina (English)
but.programElektrotechnika a komunikační technologiecs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorProkeš, Alešen
dc.contributor.authorBobula, Mareken
dc.contributor.refereeMasopust, Jiříen
dc.contributor.refereeSyrovátka, Břetislaven
dc.date.created2011cs
dc.description.abstractPředkládaná práce se soustředí na problematiku využívání úzkopásmového rádiového kanálu rádiovými modemy, které jsou určené pro průmyslové aplikace pozemní pohyblivé rádiové služby, specifikované v dominantní míře Evropským standardem ETSI EN 300 113. Tato rádiová zařízení se používají v kmitočtových pásmech od 30 MHz do 1 GHz s nejčastěji přidělovanou šířkou pásma 25 kHz a ve většině svých instalací jsou využívána ve fixních nebo mobilních bezdrátových sítích. Mezi typické oblasti použití patří zejména datová telemetrie, aplikace typu SCADA, nebo monitorování transportu strategických surovin. Za hlavní znaky popisovaného systému lze označit komunikační pokrytí značných vzdáleností, dané především vysokou výkonovou účinnosti datového přenosu a využívaní efektivních přístupových technik na rádiový kanál se semiduplexním komunikačním režimem. Striktní požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu umožňují těmto zařízením využívat spektrum i v oblastech kmitočtově blízkým jiným komunikačním systémům bez nutnosti vkládání dodatečných ochranných frekvenčních pásem. Úzkopásmové rádiové komunikační systémy, v současnosti používají převážně exponenciální digitální modulace s konstantní modulační obálkou zejména z důvodů velice striktních omezení pro velikost výkonu vyzářeného do sousedního kanálu. Dosahují tak pouze kompromisních hodnot komunikační účinnosti. Úpravy limitů příslušných rádiových parametrů a rychlý rozvoj prostředků číslicového zpracování signálu v nedávné době, dnes umožňují ekonomicky přijatelné využití spektrálně efektivnějších modulačních technik i v těch oblastech, kde je prioritní využívání úzkých rádiových kanálů. Cílem předkládané disertační práce je proto výzkum postupů směřující ke sjednocení výhodných vlastností lineárních a nelineárních modulací v moderní konstrukci úzkopásmového rádiového modemu. Účelem tohoto výzkumu je efektivní a „ekologické“ využívání přidělené části frekvenčního spektra. Mezi hlavní dílčí problémy, jimiž se předkládaná práce zabývá, lze zařadit zejména tyto: Nyquistova modulační filtrace, navrhovaná s ohledem na minimalizaci nežádoucích elektromagnetických interferencí, efektivní číslicové algoritmy frekvenční demodulace a rychlé rámcové a symbolové synchronizace. Součástí práce je dále analýza navrhovaného řešení z pohledu celkové konstrukce programově definovaného rádiového modemu v rovině simulací při vyšetřování robustnosti datového přenosu rádiovým kanálem s bílým Gaussovským šumem nebo kanálem s únikem v důsledku mnohacestného šíření signálu. Závěr práce je pak zaměřen na prezentování výsledků praktické části projektu, v níž byly testovány, měřeny a analyzovány dvě prototypové konstrukce rádiového zařízení. Tato finální část práce obsahuje i praktická doporučení, vedoucí k vyššímu stupni využitelnosti spektrálně efektivnějších komunikačních režimů v oblasti budoucí generace úzkopásmových zařízení pozemní pohyblivé rádiové služby.en
dc.description.abstracthe industrial narrowband land mobile radio (LMR) devices, as considered in this dissertation project, has been subject to European standard ETSI EN 300 113. The system operates on frequencies between 30 MHz and 1 GHz, with channel separations of up to 25 kHz, and is intended for private, fixed, or mobile, radio packet switching networks. Data telemetry, SCADA, maritime and police radio services; traffic monitoring; gas, water, and electricity producing factories are the typical system applications. Long distance coverage, high power efficiency, and efficient channel access techniques in half duplex operation are the primary advantages the system relays on. Very low level of adjacent channel power emissions and robust radio receiver architectures, with high dynamic range, enable for a system’s coexistence with various communication standards, without the additional guard band frequency intervals. On the other hand, the strict limitations of the referenced standard as well as the state of the technology, has hindered the increase in communication efficiency, with which the system has used its occupied bandwidth. New modifications and improvements are needed to the standard itself and to the up-to-date architectures of narrowband LMR devices, to make the utilization of more efficient modes of system operation practically realizable. The main objective of this dissertation thesis is therefore to find a practical way how to combine the favorable properties of the advanced nonlinear and linear digital modulation techniques in a single digital modem solution, in order to increase the efficiency of the narrowband radio channel usage allocated to the new generation of the industrial LMR devices. The main attention is given to the particular areas of digital modem design such as proposal of the new family of the Nyquist filters minimizing the adjacent channel interference, design and analysis of the efficient algorithms for frequency discrimination, fast frame and symbolcs
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationBOBULA, M. Příspěvek k efektivnímu využití úzkopásmového rádiového kanálu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2011.cs
dc.identifier.other37468cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/437
dc.language.isoencs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologiícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectSpektrální účinnosten
dc.subjectvýkonová účinnosten
dc.subjectnežádoucí vyzařování do sousedního kanáluen
dc.subjectmodulace s konstantní modulační obálkouen
dc.subjectlineární modulaceen
dc.subjectNyquistova filtraceen
dc.subjectrychlá rámcová synchronizaceen
dc.subjectsymbolová synchronizaceen
dc.subjectsoftwarově definované rádioen
dc.subjectradiostanice pozemní pohyblivé službyen
dc.subjectETSI EN 300 113en
dc.subjectdynamicky rozsahen
dc.subjectFPGAen
dc.subjectSpectrum efficiencycs
dc.subjectpower efficiencycs
dc.subjectadjacent channel powercs
dc.subjectconstant envelope modulationcs
dc.subjectlinear modulationcs
dc.subjectNyquist filterscs
dc.subjectrapid frame synchronizationcs
dc.subjectsymbol synchronizationcs
dc.subjectsoftware defined digital radiocs
dc.subjectnarrowband land mobile radiocs
dc.subjectETSI EN 300 113cs
dc.subjectdynamic rangecs
dc.subjectFPGAcs
dc.titlePříspěvek k efektivnímu využití úzkopásmového rádiového kanáluen
dc.title.alternativeContribution to Efficient Use of Narrowband Radio Channelcs
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2011-01-12cs
dcterms.modified2011-01-13-08:37:54cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta elektrotechniky a komunikačních technologiícs
sync.item.dbid37468en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.27 11:54:27en
sync.item.modts2025.01.15 22:39:26en
thesis.disciplineElektronika a sdělovací technikacs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. Ústav radioelektronikycs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
2.29 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
420.35 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
thesis-1.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
review_37468.html
Size:
17.77 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
file review_37468.html
Download
Collections
2011