|
|
Design and implementation of a wireless transmission system using USRP
Vaclík, Michal ; Mlýnek, Petr (referee) ; Krajsa, Ondřej (advisor)
This thesis is focused on design and possibilities of implementation of modular wireless communications system based on software defined radio. This system uses USRP1 kits from Ettus Research and is controlled by GNU Radio Companion software. Final Python script is used to controll and modify parameters of modulation schemes, encoder properties and used bitrate. Thesis also describes possibilities and challenges of using radio HW for transmitting and receiving. Final chapter summerizes and analyzes achieved transmission qualities.
|
|
|
Spatial Identification Methods and Systems for RFID Tags
Povalač, Aleš ; Carvalho, Nuno Miguel Gonçalves Borges de (referee) ; Polívka,, Milan (referee) ; Šebesta, Jiří (advisor)
Disertační práce je zaměřena na metody a systémy pro měření vzdálenosti a lokalizaci RFID tagů pracujících v pásmu UHF. Úvod je věnován popisu současného stavu vědeckého poznání v oblasti RFID prostorové identifikace a stručnému shrnutí problematiky modelování a návrhu prototypů těchto systémů. Po specifikaci cílů disertace pokračuje práce popisem teorie modelování degenerovaného kanálu pro RFID komunikaci. Detailně jsou rozebrány metody měření vzdálenosti a odhadu směru příchodu signálu založené na zpracování fázové informace. Pro účely lokalizace je navrženo několik scénářů rozmístění antén. Modely degenerovaného kanálu jsou simulovány v systému MATLAB. Významná část této práce je věnována konceptu softwarově definovaného rádia (SDR) a specifikům jeho adaptace na UHF RFID, která využití běžných SDR systémů značně omezují. Diskutována je zejména problematika průniku nosné vysílače do přijímací cesty a požadavky na signál lokálního oscilátoru používaný pro směšování. Prezentovány jsou tři vyvinuté prototypy: experimentální dotazovač EXIN-1, měřicí systém založený na platformě Ettus USRP a anténní přepínací matice pro emulaci SIMO systému. Závěrečná část je zaměřena na testování a zhodnocení popisovaných lokalizačních technik, založených na měření komplexní přenosové funkce RFID kanálu. Popisuje úzkopásmové/širokopásmové měření vzdálenosti a metody odhadu směru signálu. Oba navržené scénáře rozmístění antén jsou v závěru ověřeny lokalizačním měřením v reálných podmínkách.
|
|
|
Interference Optimization in Cellular Communication Systems
Kassem, Edward ; Marchevský, Stanislav (referee) ; Masopust, Jiří (referee) ; Blumenstein, Jiří (advisor)
Tato práce je rozdělena do šesti kapitol. První kapitola vysvětluje rozdíly mezi fyzickou vrstvou uplinků systémů LTE a LTE Advanced, zkoumá charakteristiky kanálu komunikace D2D v rámci sítě LTE Advanced, a navrhuje mechanismy optimalizace interferencí. Rovněž je v práci prezentována struktura softwarově definované rádiové platformy, která může být využita pro vyhodnocení rádiových kanálů. Druhá kapitola hodnotí a porovnává výkony uplinkové části fyzické vrstvy systému LTE a LTE Advanced. V prostředí MATLAB je implementována struktura LTE Advanced vysílače a přijímače se všemi stupni zpracování signálu. Generované signály obou výše uvedených systémů jsou přenášeny přes různé modely kanálu ITU-R. Byly používány různé techniky odhadu kanálů a detekce signálu pro obnovení vysílaného signálu. Výsledky jsou prezentovány formou křivek BER a křivek datové prostupnosti. Třetí kapitola navrhuje způsob opakování frekvencí v celulární síti (frequency-reuse) se třemi úrovněmi výkonu, který se využívá jako typ pokročilé metody snižování interferencí. Jsou ukázány normalizované kapacitní hustoty buněk a jejich podoblastí se třemi různými případy distribuce uživatelů uvnitř buněk. Je zobrazena korelace mezi celkovou kapacitou a poloměrem každého regionu. Dosažené výsledky navrhovaného schématu jsou porovnávány s tradiční technikou opakovaného použití frekvence (Reuse-3). Čtvrtá kapitola se zabývá výzkumem alternativní metody optimalizace interferencí. Bylo provedeno ověření kooperačních metod snímání rádiového spektra ve čtyřech různých reálných prostředích: venkovní-interiérové, vnitřní-venkovní, venkovní-vnitřní a venkovní-venkovní. Navržený systém je testován pomocí zařízení Universal Software Radio Peripheral (USRP) a obsahuje dva typy detektorů; energetický detektor a statistický detektor založený na Kolmogorově-Smirnovově testu, které byly implementovány na přijímací straně. Jedním z hlavních požadavků komunikace D2D je znalost charakteristik impulzních odezev rádiového kanálu. Pátá kapitola proto představuje metodu měření kanálu pomocí Zadoff-Chu sekvencí ve frekvenční oblasti jako alternativní techniku k měření kanálu v časové nebo frekvenční doméně. Pomocí navržené metody se základní charakteristiky kanálu, jako je časové rozšíření kanálu (RMS delay spread, mean excess delay), útlum šířením a koherenční šířka pásma extrahují v (až 20x) kratším čase ve srovnání s klasickou metodou měření kanálu ve frekvenční doméně. Jsou také zkoumány charakteristiky venkovních statických rádiových kanálů na vzdálenost několika kilometrů pro pásma UHF a SHF s ko-polarizovanou horizontální a vertikální konfigurací antény. Šestá kapitola uzavírá tezi a shrnuje závěry.
|
|
|
Interference Optimization in Cellular Communication Systems
Kassem, Edward ; Marchevský, Stanislav (referee) ; Masopust, Jiří (referee) ; Blumenstein, Jiří (advisor)
Tato práce je rozdělena do šesti kapitol. První kapitola vysvětluje rozdíly mezi fyzickou vrstvou uplinků systémů LTE a LTE Advanced, zkoumá charakteristiky kanálu komunikace D2D v rámci sítě LTE Advanced, a navrhuje mechanismy optimalizace interferencí. Rovněž je v práci prezentována struktura softwarově definované rádiové platformy, která může být využita pro vyhodnocení rádiových kanálů. Druhá kapitola hodnotí a porovnává výkony uplinkové části fyzické vrstvy systému LTE a LTE Advanced. V prostředí MATLAB je implementována struktura LTE Advanced vysílače a přijímače se všemi stupni zpracování signálu. Generované signály obou výše uvedených systémů jsou přenášeny přes různé modely kanálu ITU-R. Byly používány různé techniky odhadu kanálů a detekce signálu pro obnovení vysílaného signálu. Výsledky jsou prezentovány formou křivek BER a křivek datové prostupnosti. Třetí kapitola navrhuje způsob opakování frekvencí v celulární síti (frequency-reuse) se třemi úrovněmi výkonu, který se využívá jako typ pokročilé metody snižování interferencí. Jsou ukázány normalizované kapacitní hustoty buněk a jejich podoblastí se třemi různými případy distribuce uživatelů uvnitř buněk. Je zobrazena korelace mezi celkovou kapacitou a poloměrem každého regionu. Dosažené výsledky navrhovaného schématu jsou porovnávány s tradiční technikou opakovaného použití frekvence (Reuse-3). Čtvrtá kapitola se zabývá výzkumem alternativní metody optimalizace interferencí. Bylo provedeno ověření kooperačních metod snímání rádiového spektra ve čtyřech různých reálných prostředích: venkovní-interiérové, vnitřní-venkovní, venkovní-vnitřní a venkovní-venkovní. Navržený systém je testován pomocí zařízení Universal Software Radio Peripheral (USRP) a obsahuje dva typy detektorů; energetický detektor a statistický detektor založený na Kolmogorově-Smirnovově testu, které byly implementovány na přijímací straně. Jedním z hlavních požadavků komunikace D2D je znalost charakteristik impulzních odezev rádiového kanálu. Pátá kapitola proto představuje metodu měření kanálu pomocí Zadoff-Chu sekvencí ve frekvenční oblasti jako alternativní techniku k měření kanálu v časové nebo frekvenční doméně. Pomocí navržené metody se základní charakteristiky kanálu, jako je časové rozšíření kanálu (RMS delay spread, mean excess delay), útlum šířením a koherenční šířka pásma extrahují v (až 20x) kratším čase ve srovnání s klasickou metodou měření kanálu ve frekvenční doméně. Jsou také zkoumány charakteristiky venkovních statických rádiových kanálů na vzdálenost několika kilometrů pro pásma UHF a SHF s ko-polarizovanou horizontální a vertikální konfigurací antény. Šestá kapitola uzavírá tezi a shrnuje závěry.
|
|
|
Optimization of the experimental NQR spectrometer
Segiňák, Ján ; Král, Bohumil (referee) ; Steinbauer, Miloslav (advisor)
The thesis deals with the NQR spectroscopy, which is one of the modern non-destructive measurement and diagnostic methods for the characterization of various materials. It is using a quadrupole moment - a property of atomic nuclei of certain isotopes. A method of nuclear quadrupole resonance (NQR) is in principle very similar to nuclear magnetic resonance (NMR). Thesis in the theoretical part analyse the principles of NMR and NQR, describes the possible use of this method to detect for example explosives, drugs, and other chemicals. In the following chapters are analysed the key parameters of NQR spectrometer and the principle of the chosen measurement method. The practical part deals with the individual components of NQR spectrometer, the design of possible improvements and programming of the measuring sequence. In the final chapter are processed the measurements of the submitted samples.
|
|
|
Spectrum sensing in the cognitive radio networks - influence of real communication link parameters
Lekomtcev, Demian ; Marchevský,, Stanislav (referee) ; Richterová,, Marie (referee) ; Maršálek, Roman (advisor)
The doctoral thesis deals with spectrum sensing in cognitive radio networks (CRN). A number of international organizations are currently actively engaged in standardization of CRN and it points out to the fact that this technology will be widely used in the near future. One of the key features of this technology is a dynamic access to the spectrum, which can be affected by many different harmful factors occurring in the communication chain. The thesis investigates the influence of selected factors on the spectrum sensing process. Another contribution of the work is the optimization of the Kolmogorov - Smirnov statistical test that can be applied for the primary user signal detection. The work also incorporates the analysis of the influence of the harmful effects caused by the commonly used transmitters and receivers on various spectrum sensing methods. The investigations are verified by the results of the simulations and also by the measurements with experimental platforms based on the software-defined radio (SDR).
|
|
|
Design and implementation of a wireless transmission system using USRP
Vaclík, Michal ; Mlýnek, Petr (referee) ; Krajsa, Ondřej (advisor)
This thesis is focused on design and possibilities of implementation of modular wireless communications system based on software defined radio. This system uses USRP1 kits from Ettus Research and is controlled by GNU Radio Companion software. Final Python script is used to controll and modify parameters of modulation schemes, encoder properties and used bitrate. Thesis also describes possibilities and challenges of using radio HW for transmitting and receiving. Final chapter summerizes and analyzes achieved transmission qualities.
|
|
| |
|
|
Softwarové rádio pro emulaci protokolů v RFID
Prachař, Petr ; Fuchs, Michal (referee) ; Derbek, Vojtěch (advisor)
This diploma thesis focuses on the design and implementation of an emulator of RFID protocols in a software defined radio. The designed emulator operates in the UHF band (860 MHz – 960 MHz). The main goal of this design is a very fast measurement of power characteristic of tag. The proposed solution is based on implementing the transmitter controls directly into the SDR. Thanks to this solution a reduction of delay between measurements occur compared to the conventional concept, when the transmitter parameters are controlled by the hosted PC. In this thesis, suitable platform based on research is chosen for implementation and also a concept of design is proposed and described herein, which is based on implementation of time critical algorithms directlyinto the software defined radio’s FPGA. The proposed solution was implemented into selected platforms and its functionality was experimentally verified.
|
|
|
Spatial Identification Methods and Systems for RFID Tags
Povalač, Aleš ; Carvalho, Nuno Miguel Gonçalves Borges de (referee) ; Polívka,, Milan (referee) ; Šebesta, Jiří (advisor)
Disertační práce je zaměřena na metody a systémy pro měření vzdálenosti a lokalizaci RFID tagů pracujících v pásmu UHF. Úvod je věnován popisu současného stavu vědeckého poznání v oblasti RFID prostorové identifikace a stručnému shrnutí problematiky modelování a návrhu prototypů těchto systémů. Po specifikaci cílů disertace pokračuje práce popisem teorie modelování degenerovaného kanálu pro RFID komunikaci. Detailně jsou rozebrány metody měření vzdálenosti a odhadu směru příchodu signálu založené na zpracování fázové informace. Pro účely lokalizace je navrženo několik scénářů rozmístění antén. Modely degenerovaného kanálu jsou simulovány v systému MATLAB. Významná část této práce je věnována konceptu softwarově definovaného rádia (SDR) a specifikům jeho adaptace na UHF RFID, která využití běžných SDR systémů značně omezují. Diskutována je zejména problematika průniku nosné vysílače do přijímací cesty a požadavky na signál lokálního oscilátoru používaný pro směšování. Prezentovány jsou tři vyvinuté prototypy: experimentální dotazovač EXIN-1, měřicí systém založený na platformě Ettus USRP a anténní přepínací matice pro emulaci SIMO systému. Závěrečná část je zaměřena na testování a zhodnocení popisovaných lokalizačních technik, založených na měření komplexní přenosové funkce RFID kanálu. Popisuje úzkopásmové/širokopásmové měření vzdálenosti a metody odhadu směru signálu. Oba navržené scénáře rozmístění antén jsou v závěru ověřeny lokalizačním měřením v reálných podmínkách.
|
guest ::
