Pristupačnost
Razvojem 5G sustava postavljaju se sve veći zahtjevi na performanse novih mobilnih mreža. Rastuće potrebe telekomunikacijskog tržišta zahtjevaju što efikasnije pokrivanje velikog geografskog područja, uz osiguravanje sve većih brzina prijenosa podataka i što kraćeg vremena odziva mreže. Primjenjuje se niz tehnologija koji uvodi novitete u radijske pristupne mreže; naročito MIMO sustavi, aktivni antenski nizovi, efikasna radiofrekvencijska pojačala te upravljanje s više dijelova radiofrekvencijskog spektra.
U suradnji s poduzećem Ericsson Nikola Tesla, Zavod za radiokomunikacije studentima nudi niz tema za seminare, završne i diplomske radove iz ovih područja. Pozivamo zainteresirane studente da nam se jave na adrese dubravko.babic@fer.hr, goran.molnar@fer.hr ili dominik.barbaric@fer.hr.
Ponuđene teme završnih i diplomskih radova
Čebiševljev usmjerivač radio valova
Chebyshev beamformer
Projektiranje usmjerivača radio valova svodi se na sintezu digitalnih filtara s konačnim impulsnim odzivom. U kontekstu usmjeravanja radio valova ovi filtri se još nazivaju prostornim filtrima. Jedan od standardnih postupaka za sintezu prijenosnih funkcija filtara koristi Čebiševljeve polinome. Ovako dobiveni prostorni filtri nazivaju se Čebiševljevi usmjerivači, a osnovna značajka im je da osiguravaju jednoliku jačinu snopa.
Potrebno je proučiti postupke dizajna i realizacije standardnih usmjerivača radio valova. Pritom je posebnu pažnju potrebno posvetiti Čebiševljevom usmjerivaču koji se dobiva linearnim antenskim nizom. Za linearni antenski niz, potrebno je razviti postupak za dizajn Čebiševljevog usmjerivača u programskom okruženju Matlab. Za dobivanje optimalnih koeficijenata usmjerivača potrebno je koristiti numeričke postupke kojima se podržava sinteza antenskog niza s velikim brojem antena. Za dobiveni usmjerivač, potrebno je razviti odgovarajuće ispitno okruženje te provesti simulaciju.
Sinteza širokokutnih usmjerivača radio valova primjenom tehnike maskiranja frekvencijske karakteristike
Design of wide-beamwidth beamformers using frequency-response masking technique
Za dobivanje širokih snopova s vrlo strmim prijelazom i visokim gušenjem koriste se izoštreni usmjerivači radio valova. Jedna od realizacija ovakvih usmjerivača koristi miješani antenski niz koji se sastoji od nekoliko jednostavnih podnizova. Projektiranje miješanog antenskog niza svodi se na sintezu visoko selektivne prijenosne funkcije digitalnog filtra s konačnim impulsnim odzivom. Učinkovita tehnika za sintezu ovakve prijenosne funkcije je maskiranje frekvencijske karakteristike prototipnog filtra koji sadrži mali broj uzoraka impulsnog odziva, odnosno senzora. U sintezi prijenosnih funkcija podnizova često se koriste filtarske aproksimacije s jednoliko valovitim ponašanjem u području propuštanja.
Potrebno je proučiti postupak sinteze selektivnih usmjerivača radio valova primjenom tehnike maskiranja frekvencijske karakteristike. Pritom je posebnu pažnju potrebno posvetiti širokopojasnim usmjerivačima koji se dobivaju linearnim antenskim nizovima. Korištenjem skupa linearnih antenskih nizova, potrebno je razviti postupak za sintezu vrlo oštrih širokopojasnih usmjerivača u programskom okruženju Matlab. Za dobivanje koeficijenata pojedinih antenskih nizova, potrebno je koristiti standarne postupke za dizajn filtara s konačnim impulsnim odzivom. Za dobiveni usmjerivač, potrebno je razviti odgovarajuće ispitno okruženje te provesti simulaciju.
Sinteza uskih prostornih filtara oblika kvadrata kosinusa
Design of narrow-width spatial filters with squared-cosine aperture function
Za dobivanje uskih snopova radio valova koriste se prostorni filtri uskog otvora, tj. područja propuštanja. Današnji izazov u projektiranju uskih prostornih filtara je korištenje što manjeg broja senzora u antenskom nizu. Stoga se u implementaciji uskih filtara često koriste miješani antenski nizovi koji se sastoje od nekoliko podnizova s malim brojem senzora, dok se u sintezi prijenosnih funkcija podnizova koriste aproksimacije otvora s monotonim funkcijama.
Potrebno je proučiti postupke sinteze prostornih filtara s monotonim područjem propuštanja. Pritom je posebnu pažnju potrebno posvetiti filtrima čije je područje propuštanja oblikovano funkcijom koja odgovara kvadratu kosinusa, a u čijoj se realizaciji koriste linearni antenski nizovi. Korištenjem skupa linearnih antenskih nizova, potrebno je razviti postupak za sintezu uskokutnih usmjerivača u programskom okruženju Matlab. Za dobivanje koeficijenata pojedinih antenskih nizova, potrebno je koristiti postupak za dizajn filtara s konačnim impulsnim odzivom koji koristi kriterij najmanje kvadratne pogreške. Za dobiveni usmjerivač, potrebno je razviti odgovarajuće ispitno okruženje te provesti simulaciju.
Implementacija programski definiranog radija na MIMO 4x4 razvojnom sustavu
Implementation of software defined radio on MIMO 4x4 development board
Ericsson Nikola Tesla ima na raspolaganju MIMO 4x4 sklopovsku platformu pogodnu za razvoj i izradu prototipova za razne aplikacije iz područja programski definiranih primopredajnika. Interesantne aplikacije uključuju aktivne antene, formiranje usmjerenih snopova radio valova i određivanje kuta prijama radio vala. MIMO 4x4 platforma koristi integrirani RF primopredajnik koji radi u području od 70 MHz do 6 GHz, a podržava širinu kanala od 200 kHz do 56 MHz.
Potrebno je proučiti postupak projektiranja programski definiranog radio prijamnika korištenjem digitalne obrade signala. Pritom je posebnu pažnju potrebno posvetiti dobivanju kompleksne ovojnice postupcima višestrukog filtriranja. Korištenjem gotovih digitalnih filtara, potrebno je razviti programski definirani prijamnik na programabilnom logičkom sklopovlju (FPGA). Korištenjem četiri ovakva prijamnika, potrebno je razviti MIMO prijamnik te ga integrirati u MIMO 4x4 razvojni sustav. Rad MIMO prijamnika potrebno je uhodati na stvarnim radio signalima.
Implementacija LAA komunikacijskog sustava
Implementation of an LAA communication system
License assisted access (LAA) sustavi omogućuju korištenje radiofrekvencijskog spektra pod općom dozvolom za povećanje propusnosti komercijalnih radijskih mreža. Primjer upotrebe ovakvih sustava jest LTE u nelicenciranom spektru (LTE-U) koji koristi 5 GHz pojas u kojem pretežno rade 802.11 sustavi.
Potrebno je proučiti algoritme za izbjegavanje sudara sa sustavima pod općom dozvolom te implementirati LAA sustav u razvojnoj okolini temeljenoj na programski definiranom radiju. Sustav je potrebno uhodati i procijeniti performanse u uvjetima prisustva 802.11 sustava na zadanom području.
