Mobile communication systems with multiple antennas

Tato semestrální práce se zabývá využitím technologie MIMO v bezdrátových systémech určených pro mobilní komunikaci. Na počátku jsou popsány výhody technologie MIMO a schéma komunikačního kanálu. Komunikace probíhá skrze komunikační kanály, kde každý kanál má svoji kapacitu a další parametry popsané ve 2. kapitole. Navazující kapitola pojednává o využití technologie MIMO v bezdrátových sítích a o bezdrátových standardech na nich založených. Další kapitole je věnována standardům mobilní komunikace LTE a LTE-Advanced, jejichž sítě se dnes ve světě budují. Oproti stávajícím mobilním sítím mají mnohonásobně větší rychlost přenosu a umožňují tak zvládnout stále narůstající počet „chytrých“ telefonů a přenášených dat v mobilních sítích. Jsou zde popsány struktury přenosových rámců a jejich přenos těmito sítěmi. Na konci této kapitoly jsou uvedeny sítě LTE fungující ve světě a situace LTE v České republice.This term paper deals with the use of MIMO Technology in wireless systems intended for mobile communication. At the beginning are described the advantages of the MIMO Technology and the scheme of the communication channel. The communication occurs through communication channels where each channel has its own capacity and other parameters which are described in chapter two. The following chapter deals with the use of MIMO Technology in wireless network and with the wireless standards based on it. The next chapter applies the mobile communication standards LTE and LTE-Advanced. Their network is nowadays being built around the world. These standards are much more faster in comparison with the existing mobile network and enable to manage the increasing amount of “clever” telephones and of transmitted data in the mobile network. There are described the transfer framework structures and their transmission by this network. The end of this chapter pursues the network LTE working in the world and the situation in the Czech Republic.

THE REDUCTION OF SIGNAL DYNAMIC IN ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEX SYSTEMS

Předložená dizertační práce je zaměřená do oblasti radiových komunikačních systému s více nosnými. Tyto systémy jsou perspektivní pro současné i budoucí systémy v mobilních komunikacích a bezdrátových sítích. Výhody použití více nosných jako jsou například odolnost vůči mnohacestnému šíření jsou vykoupeny i některými nevýhodami. Mezi ty patří zejména velký poměr mezi špičkovým a středním výkonem přenášeného signálu, který je překážkou v provozu výkonových zesilovačů v pásmu vysoké účinnosti. Práce se zabývá metodami redukce poměru mezi špičkovým a středím výkonem pro systémy OFDM, které jsou jedněmi z nejvyužívanějších systémů s více nosnými. Jedním z hlavních cílů je modifikace stávajících metod vedoucí ke snížení výpočetní náročnosti. Předmětem zájmu je dále analýza možností vzájemných kombinací vhodných metod vedoucích k výraznějšímu snížení poměru mezi špičkovým a středním výkonem bez nežádoucího zvýšení chybovosti. Součástí je také studium vlivu těchto metod na OFDM signály s různými parametry.This doctoral thesis is focused into the area of multicarrier radio communications systems. These systems are perspective for current and incoming mobile communications and wireless networks. Advantages of multicarrier systems like better multipath propagation resistivity are redeemed by some disadvantages. The high peak to average power ratio of transmitted signal belongs to these disadvantages, for its inconvenience for high efficient power amplification. The thesis concerns with peak to average power ratio reduction methods for OFDM systems, that belongs to the most used multicarrier systems. One of the main objectives is the modification of the existing methods with the intention of complexity reduction. Following subject of interest is the analysis of suitable methods combinations possibilities for more significant peak to average power ratio reduction. One part of this thesis is research of influence of these methods on the OFDM signals with different parameters.

High-speed data transmission in mobile and wireless networks

Cílem diplomové práce bylo vytvoření dvou laboratorních úloh s využitím zařízení HTC Desire a Nokia N900. Navržené úlohy přináší do výuky moderní technologie a služby. Návrh první úlohy rozebírá problematiku technologie VoIP. Popisuje konfiguraci pobočkové ústředny Asterisk PBX a analyzuje protokol SIP. Část úlohy rozebírá připravenost moderních datových mobilních a bezdrátových sítí pro využívání technologie VoIP. Návrh druhé úlohy je zaměřen na problematiku bezpečnosti VoIP. Simuluje útoky na ústřednu, DoS útok a pojednává o možnostech zabezpečení VoIP komunikace. Část úlohy probírá možnosti využití telefonu HTC Desire jako bezdrátového přístupového bodu.The goal of the master’s thesis was to propose two laboratory exercises, integrating newly purchased devices HTC Desire and Nokia N900. Designed tasks bring new technologies and services to education process. The first task examines the configuration of branch exchange Asterisk PBX and analyzes SIP protocol. Part of exercise is concentrated on high-speed data transmission in mobile and wireless networks, regarding to usability of VoIP technology. The second exercise introduces to vulnerability of VoIP technology. It contains simulations of attacks on branch exchange Asterisk, DoS attack and discusses methods to secure VoiP communication. The part of this exercise examines usage of HTC Desire phone, instead of ordinary Wi-Fi access point.

Optimization of Access to CDMA Networks

Cílem dizertační práce je optimalizace přístupu do sítí CDMA (Code Division Multiple Access). Práce se konkrétně zabývá algoritmy pro řízení přístupu do sítě pro systém UMTS (Universal Mobile Telecommunication System). V úvodní části je pozornost zaměřena na popis dosavadního vývoje dané problematiky a následně je provedena analýza řízení přístupu do sítě UMTS. V programu MATLAB byl vytvořen vlastní model systému UMTS, který umožňuje implementovat vybrané algoritmy přístupu do sítě. Pozornost byla zaměřena na algoritmy, které využívají činitel zatížení, fuzzy logiku a genetické algoritmy. Všechny algoritmy byly s pomocí vytvořeného simulačního programu vzájemně porovnány. Cílem práce je vytvořit vhodný simulační program, prozkoumat vlastnosti jednotlivých algoritmů a případně provést jejich optimalizaci.The aim of this dissertation thesis is an optimization of access to CDMA networks. To be more specific, this thesis deals with an optimization of admission control in UMTS network. The first part of the thesis deals with the present progress of the particular topic. Thereinafter there is an analysis of admission control in UMTS system. An own UMTS simulation program was created in MATLAB. This program enables implementation and simulation of the selected admission control algorithms. The thesis is focused on load factor based, fuzzy logic based and genetic algorithms. The created UMTS simulator was used for the mutual comparison of all algorithms. The aims of this thesis are the suitable UMTS model design, evaluation and possible optimization of selected algorithms.

Study of the Optical Fiber Ends Influence on Light Distribution in Space for Fiber Segment Transmitters

Import 02/11/2016Tato práce pojednává o možnostech využití optických vláken jako vysílačů pro mobilní optické bezvláknové sítě pro vnitřní použití technologií VLC (Visible Light Communications). VLC v současné době podporuje dvě hlavní funkcionality, osvětlení a komunikaci. Práce je systematicky rozdělena do několika kapitol. Jednotlivé kapitoly mají za cíl uvést do problematiky přístupu a návrhu optického segmentového vysílače. Práce je rozdělena na část teoretickou, která se věnuje na svém začátku úvodu do bezdrátových rádiových systémů až po postupný vývoj v oblasti komunikací a hledání alternativních možností budoucích komunikací a přechodu na optické bezvláknové komunikační systémy. U obou komunikačních technologií jsou uvedeny historické milníky a současný stav vývoje. V rámci dalších kapitol je pozornost soustředěna na optické bezvláknové systémy a jejich využití jako vysílačů. K tomu, aby se dala zvládnout problematika návrhu optického vysílače je využito softwarové aplikace LightTools. V softwarové aplikaci LightTools jsou studovány a simulovány vlastnosti, jak najít vhodné uspořádání segmentového optického vysílače do geometrického obrazce tvořeného optickými vlákny, volbu typu vlákna, počtu vláken, vychýlení vláken, zakončení vláken a v neposlední řadě i volba měření v prostoru. Všechny uvedené parametry musely v konečném důsledku splňovat kritérium efektivního pokrytí části místnosti s rovnoměrným rozložením optické intenzity v prostoru, kdy míra kolísání hustoty optického výkonu nepřesáhne 3 dB. Při volbě optického vlákna bylo zjištěno, že lepších parametrů z pohledu vykrytí plochy místnosti s rovnoměrným rozložením optické intenzity či výkonu bude dosaženo za pomocí mnohovidových optických vláken. Hlavní část práce se pak zabývá simulacemi v softwarové aplikaci LightTools ohledně návrhu modelů optických segmentových vysílačů na bázi optických vláken a vyhodnocením jejich optických parametrů. Simulované modely optických vysílačů jsou předlohou pro tvorbu reálných prototypů optických segmentových vysílačů proměřených v temné místnosti. Hlavním přínosem práce je pak simulace a konstrukce různých prototypů optických vysílačů pro rovnoměrné ozáření definované plochy. Práce ve svém závěru shrnuje hlavní přínosy a budoucí směr vývoje optických segmentových vysílačů na bázi optických vláken.This thesis deals with possibilities of optical fibres utilization as transmitters for mobile indoor optical fibreless networks through the Visible Light Communications (VLC) technology. The VLC currently includes together two main functions, illumination and communication. This thesis is systematically divided in several chapters, individual chapters introduce approach and design of optical segment transmitter. The thesis is divided in the theoretical part, which at the beginning deals with the wireless radio systems State of Art, then with development in communications and its transition to optical fibreless communication systems. The historic milestones and current state of art are described for both communication technologies. In the following chapters, the attention is directly led to optical fibreless systems particularly with regard to optical fibres utilizing for transmitters construction. In order to manage the task of this complicated transmitter design, the software LightTools was used. In LightTools software were studied and simulated conditions how to find an usable arrangement of fibres in geometric pattern compound of optical fibres, choice of optical fibres types, number of optical fibres, a misalignment of optical fibres, shapes of optical fibres ends and finally choice of measurement in space. All these mentioned parameters had to, in the final consequence, fulfil the criterion of effective coverage of a part of room with uniform optical intensity distribution in space when the optical power fluctuation does not exceed 3 dB. During selection of used optical fibre was found that better parameters, from the point of view of uniform optical intensity distribution in space, were obtained with multi-mode optical fibres. The main thesis part is devoted to simulations. The model design of optical segment transmitter on the basis of optical fibres was created in the LightTools software, which was followed by evaluation of its optical properties. Designed models of optical transmitters were then ground for fabrication of real optical segment transmitters prototypes measured in the dark room. The pivotal assets of this thesis are then simulations and different prototypes fabrication of optical transmitters for uniform elimination of defined area. Thesis in its conclusion summarise main benefits and feasible future development directions of optical segment transmitters on the basis of optical fibres.440 - Katedra telekomunikační technikyvyhově

Modern optical access networks

Bakalářská práce pojednává o problematice pasivních optických sítí. V úvodu se práce zaměřuje na seznámení se základními funkčními prvky sítí a jsou popsány jednotlivé možnosti realizace vedení optického vlákna k uživateli. Hlavním cílem práce je analyzovat jednotlivé standardy pasivních optických sítí. Tyto specifikace jsou popsány v kapitolách 2 a 4, kde jsou rozebrány jejich jednotlivé technické parametry. Zvláštní pozornost je věnována technologii vlnového dělení. Závěr teoretické části práce je věnován popisu měřící přístrojů vhodných k měření C/DWDM systémů. Praktická část této práce je rozdělena do dvou oddílů. Úkolem první části bylo vytvořit dvě animace, kde první zobrazuje princip pasivní optické sítě založené na vlnovém dělení (WDM – PON). Druhá animace je zaměřena na praktickou ukázku kombinace vlnového a časového dělení (WDM/TDM – PON). Druhý oddíl praktické části práce se skládá ze simulací několika scénářů pasivních optických sítí v programu Optsim 5.2. U těchto scénářů jsou hledány maximální možné parametry PON sítí např. překlenutelný útlum, překlenutelná vzdálenost nebo rozbočovací poměr.The bachelor’s thesis is about technology of passive optical networks. In the introduction, the paper focuses on introducing the basic functional elements of the networks and describes the different possibilities for implementing fiber optic lines as close as possible to the user. The main goal of the theoretical part of this work is the analysis of the various standards of passive optical networks. These specifications are described in the second and fourth chapter, where are discussed their different technical parameters. Particular attention is given to the technology of wavelength division multiplexing. The conclusion of the theoretical part is devoted to the description of the measuring instruments which are suitable for measuring C/DWDM systems. The practical part of this thesis is divided into two sections. The task of the first section is about creating two animations where the first of them shows the principle of passive optical networks based on wavelength division multiplexing (WDM - PON). The second animation is focused on the practical demonstration of a combination of wavelength and time division multiplexing (WDM/TDM - PON). The second section of the practical part consists of simulating multiple scenarios of passive optical networks in the OptSim 5.2. In these scenarios are searched for maximal possible parameters PON networks such as reachable attenuation, reachable distance or split ratio.