План на курса

• Резултати от този курс След завършване на този курс студентът трябва да може да атакува много от текущите открити изследователски проблеми в областта на комуникационното инженерство, тъй като той/тя трябва да е придобил поне следните умения:

• Картографиране и манипулиране на сложни математически изрази, които се появяват често в литературата по комуникационно инженерство • Способност за използване на възможностите за програмиране, предлагани от MATLAB, за да се възпроизведат резултатите от симулацията на други документи или поне да се доближат до тези резултати.

• Създаване на симулационни модели на самостоятелно предложени идеи.

• Използвайте придобитите умения за симулация ефективно във връзка с мощните MATLAB възможности за проектиране на оптимизирани MATLAB кодове по отношение на времето за изпълнение на кода, като същевременно спестявате пространство в паметта.

• Идентифицирайте ключовите симулационни параметри на дадена комуникационна система, извлечете ги от модела на системата и проучете въздействието на тези параметри върху работата на разглежданата система.

• Структура на курса

Материалът, предоставен в този курс, е изключително свързан. Не се препоръчва ученикът да посещава дадено ниво, освен ако не посещава и разбира задълбочено предишното си ниво, за да се осигури приемственост на придобитите знания. Курсът е структуриран в три нива, като се започне от въведение в MATLAB програмирането до нивото на пълна симулация на системата, както следва.

Ниво 1: Комуникационна математика с MATLAB сесии 01-06

След завършване на тази част, студентът ще може да оценява сложни математически изрази и лесно да конструира правилните графики за различни представяния на данни, като графики във времева и честотна област; BER чертае диаграми на излъчване на антената... и т.н.

Основни понятия

1. Концепцията за симулация 2. Значението на симулацията в комуникационното инженерство 3. MATLAB като среда за симулация 4. За матричното и векторно представяне на скаларни сигнали в комуникационната математика 5. Matrix и векторни представяния на сложни бейсбенд сигнали в MATLAB

MATLAB Работен плот

6. Лента с инструменти 7. Команден прозорец 8. Работно пространство 9. История на командите

Декларация на променлива, вектор и матрица

10. MATLAB предварително дефинирани константи 11. Дефинирани от потребителя променливи 12. Масиви, вектори и матрици 13. Ръчно въвеждане на матрица 14. Дефиниране на интервал 15. Линейно пространство 16. Логаритмично пространство 17. Правила за именуване на променливи

Специални матрици

18. Матрицата на единиците 19. Матрицата на нулите 20. Матрицата на идентичността

Element-мъдра и матрична манипулация

21. Достъп до конкретни елементи 22. Модифициране на елементи 23. Селективно елиминиране на елементи (Matrix съкращаване) 24. Добавяне на елементи, вектори или матрици (Matrix конкатенация) 25. Намиране на индекса на елемент във вектор или матрица 26 Matrix преоформяне 27. Matrix съкращаване 28. Matrix конкатенация 29. Обръщане отляво надясно и отдясно наляво

Унарни матрични оператори

30. Операторът Sum 31. Операторът за очакване 32. Оператор Min 33. Оператор Max 34. Операторът за проследяване 35. Matrix детерминанта |.| 36. Matrix обратна 37. Matrix транспониране 38. Matrix Ермит 39. …и т.н.

Двоични матрични операции

40. Аритметични операции 41. Релационни операции 42. Логически операции

Комплексни числа в MATLAB

43. Комплексно бейсбенд представяне на пропускателни сигнали и RF преобразуване нагоре, математически преглед 44. Формиране на комплексни променливи, вектори и матрици 45. Комплексни експоненциали 46. Оператор на реалната част 47. Оператор на имагинерната част 48. Конюгираният оператор (.) * 49. Абсолютният оператор |.| 50. Аргумент или фазов оператор

MATLAB вградени функции

51. Вектори от вектори и матрица на матрица 52. Функция за квадратен корен 53. Функция за знак 54. Функция "закръгляване до цяло число" 55. "Най-близката долна целочислена функция" 56. "Най-близката горна целочислена функция" 57. The факторна функция 58. Логаритмични функции (exp, ln,log10,log2) 59. Тригонометрични функции 60. Хиперболични функции 61. Функцията Q(.) 62. Функцията erfc(.) 63. Функции на Бесел Jo (.) 64. Функцията Гама функция 65. Diff, mod команди

Полиноми в MATLAB

66. Полиноми в MATLAB 67. Рационални функции 68. Производни на полином 69. Интегриране на полином 70. Умножение на полином

Графики в линейни мащаби

71. Визуални представяния на непрекъснати времеви амплитудни сигнали 72. Визуални представяния на апроксимирани стълбищни сигнали 73. Визуални представяния на дискретно време – дискретни амплитудни сигнали

Графики в логаритмична скала 74. Графики на dB-десетилетие (BER) 75. Графики на декада-dB (Графики на Боде, честотна характеристика, спектър на сигнала) 76. Графики на десетилетие 77. dB-линейни графики

2D полярни графики 78. (диаграмми на излъчване на планарна антена)

3D графики

79. 3D диаграми на излъчване 80. Декартови параметрични диаграми

Незадължителна секция (дава се по желание на обучаемите)

81. Символно диференциране и числово разграничаване в MATLAB 82. Символно и числено интегриране в MATLAB 83. MATLAB помощ и документация

MATLAB файла

84. MATLAB скриптови файлове 85. MATLAB функционални файлове 86. MATLAB файлове с данни 87. Локални и глобални променливи

Цикли, управление на потока на условията и вземане на решения в MATLAB

88. Краен цикъл for 89. Краен цикъл while 90. Условие if end 91. Крайни условия if else 92. Краен израз за switch case 93. Итерации, конвергентни грешки, многомерни сумиращи оператори

Команди за въвеждане и извеждане на дисплея

94. Командата input(' ') 95. Команда disp 96. Команда fprintf 97. Кутия за съобщения msgbox

Ниво 2: Сигнали и системни операции (24 часа) Сесии 07-14

Основните цели на тази част са следните

• Генериране на произволни тестови сигнали, които са необходими за тестване на работата на различни комуникационни системи

• Интегрирайте много елементарни сигнални операции, които могат да бъдат интегрирани за прилагане на една функция за обработка на комуникация, като енкодери, рандомайзери, интерливъри, генератори на разпръскващ код ... и т.н. в предавателя, както и техните двойници в приемния терминал.

• Свържете правилно тези блокове, за да постигнете комуникационна функция

• Симулация на детерминистични, статистически и полуслучайни модели на вътрешни и външни теснолентови канали

Генериране на комуникационни тестови сигнали

98. Генериране на произволна двоична последователност 99. Генериране на произволни целочислени последователности 100. Импортиране и четене на текстови файлове 101. Четене и възпроизвеждане на аудио файлове 102. Импортиране и експортиране на изображения 103. Изображение като 3D матрица 104. RGB към сива скала трансформация 105. Сериен битов поток на 2D изображение в сива скала 106. Подкадриране на сигнали на изображение и реконструкция

Кондициониране и манипулиране на сигнала

107. Мащабиране на амплитуда (усилване, затихване, нормализиране на амплитудата... и т.н.) 108. Изместване на нивото на постоянен ток 109. Мащабиране на времето (компресия на времето, разреждане) 110. Изместване на времето (закъснение във времето, напредване във времето, ляво и дясно кръгово изместване на времето) 111. Измерване на енергията на сигнала 112. Нормализация на енергия и мощност 113. Мащабиране на енергия и мощност 114. Преобразуване от серийно към паралелно и паралелно към серийно 115. Мултиплексиране и де-мултиплексиране

Цифровизиране на аналогови сигнали

116. Семплиране във времеви домейн на непрекъснати времеви бейсбенд сигнали в MATLAB 117. Амплитудно квантуване на аналогови сигнали 118. PCM кодиране на квантувани аналогови сигнали 119. Десетично-двоично и двоично-десетично преобразуване 120. Оформяне на импулс 121. Изчисляване на адекватната ширина на импулса 122. Избор на броя проби на импулс

123. Конволюция с помощта на командите conv и filter 124. Автокорелация и кръстосана корелация на ограничени във времето сигнали 125. Бърза трансформация на Фурие (FFT) и IFFT операции 126. Преглед на спектър на бейсбенд сигнал 127. Ефект на честотата на дискретизация и правилната честота прозорец 128. Връзка между операциите на конволюция, корелация и FFT 129. Филтриране в честотен домейн, само нискочестотно филтриране

Спомагателни Communication функции

130. Рандомайзери и де-рандомизатори 131. Пунктуратори и де-пунктуристи 132. Кодиращи и декодиращи устройства 133. Интерливъри и де-интерливъри

Модулатори и демодулатори

134. Схеми за цифрова бейсбенд модулация в MATLAB 135. Визуално представяне на цифрово модулирани сигнали

Моделиране и симулация на канали

136. Mathematical моделиране на ефекта на канала върху предавания сигнал

• Добавяне – допълнителен бял гаусов шум (AWGN) канали • Умножение във времеви домейн – канали с бавно затихване, доплерово изместване в канали на превозни средства • Умножение на честотен домейн – канали със селективно затихване по честота • Конволюция във времеви домейн – импулсна характеристика на канала

Примери за детерминирани канални модели

137. Загуба на път на свободно пространство и загуба на път, зависим от околната среда 138. Периодични канали за блокиране

Статистическа характеристика на обикновени стационарни и квазистационарни канали с многолъчево затихване

139. Генериране на равномерно разпределена RV 140. Генериране на реално стойностна гаусова разпределена RV 141. Генериране на сложна гаусова разпределена RV 142. Генериране на Rayleigh разпределена RV 143. Генериране на Ricean разпределена RV 144. Генериране на логнормално разпределена RV 145. Генериране на произволно разпределена RV 146. Апроксимация на неизвестна функция на плътност на вероятността (PDF) на RV чрез хистограма 147. Числено изчисляване на кумулативната функция на разпределение (CDF) на RV 148. Реален и комплексен адитивен бял Гаус канали за шум (AWGN).

Характеризиране на канала чрез неговия профил на забавяне на мощността

149. Характеризиране на канала чрез неговия профил на забавяне на мощността 150. Нормализация на мощността на PDP 151. Извличане на импулсната характеристика на канала от PDP 152. Вземане на проби от импулсната характеристика на канала чрез произволна честота на дискретизация, несъответстващо вземане на проби и квантуване на закъснението 153. Проблемът с несъответствието вземане на проби от импулсната характеристика на канала на теснолентови канали 154. Вземане на проби от PDP чрез произволна честота на дискретизация и частично компенсиране на закъснението 155. Внедряване на няколко IEEE стандартизирани вътрешни и външни модела на канали 156. (COST – SUI – Ultra Wide Band Channel Models… и т.н. .)

Ниво 3: Симулация на ниво връзка на практическа комуникация Системи (30 часа) Сесии 15-24

Тази част от курса се занимава с най-важния въпрос за студентите-изследователи, а именно как да възпроизвеждат резултатите от симулацията на други публикувани статии чрез симулация.

Производителност на честотата на грешка при битове на схеми за цифрова модулация на основната лента

1. Сравнение на производителността на различни схеми за цифрова модулация на основната лента в AWGN канали (цялостно сравнително изследване чрез симулация за проверка на теоретичните изрази); диаграми на разсейване, процент на грешка при битове

2. Сравнение на производителността на различни схеми за цифрова модулация на основната лента в различни стационарни и квазистационарни канали с затихване; диаграми на разсейване, процент битови грешки (цялостно сравнително изследване чрез симулация за проверка на теоретични изрази)

3. Въздействие на каналите с доплерово изместване върху работата на схемите за цифрова модулация на основната лента; диаграми на разсейване, процент на грешка при битове

Хеликоптер-сателит Communications

4. Документ (1): Евтина система за глас и данни в реално време за аеронавигационна мобилна сателитна услуга (AMSS) – Постановка на проблема и анализ 5. Документ (2): Разнообразие на времето преди откриване, комбинирано с точен AFC за сателит за хеликоптер [ 1]s – Първото предложено решение 6. Документ (3): Адаптивна модулационна схема за хеликоптер-сателит Communications – Подход за подобряване на производителността

Симулация на системи с разширен спектър

1. Типична архитектура на системи, базирани на разширен спектър 2. Системи, базирани на разширен спектър на директна последователност 3. Генератори на псевдослучайна двоична последователност (PBRS) • Генериране на последователности с максимална дължина • Генериране на златни кодове • Генериране на кодове на Walsh

4. Системи, базирани на разширен спектър с прескачане на времето 5. Процент на грешки при битове на системи, базирани на разширен спектър в канали AWGN • Влияние на скоростта на кодиране r върху производителността на BER • Въздействие на дължината на кода върху производителността на BER

6. Процент на грешка при битове на системи, базирани на разширен спектър, в канали с бавно затихване на Rayleigh с нулево доплерово изместване с множество канали при наличие на смущения от множество потребители 9. RGB предаване на изображение върху системи с разширен спектър 10. Оптични CDMA (OCDMA) системи • Оптични ортогонални кодове (OOC) • Граници на производителността на OCDMA системите; производителност на скоростта на битова грешка на синхронни и асинхронни OCDMA системи

Свръхшироколентови SS системи

OFDM базирани системи

11. Внедряване на OFDM системи, използващи бързото преобразуване на Фурие 12. Типична архитектура на системи, базирани на OFDM 13. Процент на битови грешки на OFDM системите в AWGN канали • Влияние на скоростта на кодиране r върху производителността на BER • Влияние на цикличния префикс върху BER производителност • Въздействие на размера на FFT и разстоянието на подносещите върху производителността на BER

14. Производителност на скоростта на битова грешка на OFDM системи в канали с бавно затихване на Rayleigh с нулево доплерово изместване 15. Производителност на честота на битова грешка на OFDM системи в канали с бавно затихване на Rayleigh с CFO 16. Оценка на канала в OFDM системи 17. Изравняване на честотен домейн в OFDM Системи • Нулев форсиращ еквалайзер • MMSE еквалайзери 18. Други често срещани показатели за производителност в OFDM базирани системи (съотношение пикова към средна мощност, съотношение носеща към смущения… и т.н.) 19. Анализ на производителността на OFDM базирани системи в среда с висока мобилност и затихване (като симулационен проект, състоящ се от три документа) 20. Документ (1): Намаляване на смущенията между превозвачите 21. Документ (2): MIMO-OFDM системи

Оптимизиране на MATLAB симулационен проект

Целта на тази част е да научите как да изградите и оптимизирате MATLAB симулационен проект, за да опростите и организирате цялостния симулационен процес. Освен това, пространството в паметта и скоростта на обработка също се вземат предвид, за да се избегнат проблеми с препълване на паметта в ограничени системи за съхранение или дълги времена на работа, произтичащи от бавна обработка.

1. Типична структура на проекти за симулация в малък мащаб 2. Извличане на параметри на симулация и картографиране на теория към симулация 3. Изграждане на симулационен проект 4. Техника за симулация Монте Карло 5. Типична процедура за тестване на симулационен проект 6. Пространство на паметта Management и техники за намаляване на времето за симулация • Симулация на базова лента срещу честотна лента • Изчисляване на адекватната ширина на импулса за пресечени произволни форми на импулс • Изчисляване на подходящия брой проби на символ • Изчисляване на необходимия и достатъчен брой битове за тестване на система

GUI програмиране

Голямо постижение е наличието на код на MATLAB без грешки и работещ правилно, за да се получат правилни резултати. Въпреки това, набор от ключови параметри в симулационен проект контролира. Поради тази причина и повече се дава допълнителна лекция на тема „Графичен потребителски интерфейс (GUI) Programming“, за да се пренесе контролът върху различни части от вашия симулационен проект на вашите съвети, вместо да се гмуркате в дълги изходни кодове, пълни с команди. Освен това наличието на вашия MATLAB код, маскиран с GUI, помага да представите работата си по начин, който улеснява комбинирането на множество резултати в един главен прозорец и улеснява сравняването на данни.

1. Какво е MATLAB GUI 2. Структура на MATLAB GUI функционален файл 3. Основни GUI компоненти (важни свойства и стойности) 4. Локални и глобални променливи

Забележка: Темите, обхванати във всяко ниво на този курс, включват, но не се ограничават до тези, посочени във всяко ниво. Освен това елементите на всяка отделна лекция подлежат на промяна в зависимост от нуждите на обучаемите и техните научни интереси.

Изисквания

За да придобият огромното количество знания, включени в този курс, обучаемите трябва да имат общи основни познания за общи езици и техники за програмиране. Силно се препоръчва задълбочено разбиране на бакалавърските курсове по комуникационно инженерство.

  35 Hours
 

Брой участници


Започва

Свършва


Dates are subject to availability and take place between 09:30 and 16:30.
Open Training Courses require 5+ participants.

Oтзиви от потребители (1)

Свързани Kурсове

MATLAB Fundamentals, Data Science & Report Generation

  35 Hours

Matlab for Finance

  14 Hours

Matlab for Predictive Analytics

  21 Hours

Matlab for Prescriptive Analytics

  14 Hours

Свързани Kатегории