Profilen Kommunikation för Y, Yi, D & IT

Profilansvarig: Erik G. Larsson

Professor, ISY/Kommunikationssystemwww.commsys.isy.liu.se

Tekniska utmaningar:� Hastigheter, Robusthet, Tillgänglighet (mobilt internet)� Spektrum (3G-licenser i Europa, 129 BUSD$ enl. IHT)� Effektförbrukning (batterier, PAs)

Mobiltelefoni: Världens största maskin

Act

ive

subs

crip

tions

(M

illio

ns)

Source: Ericsson and Gartner

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

2000 2002 2004 2006 2008 2010

Analogue & Other

CDMA

TDMA

PDC

Mobile WiMAX

GSM

HSPA/WCDMA/GSM3 000+ msub

50 msub/months

Exjobb 2009 , Jonas Gustavsson, Ericsson Linköping: Automated Performance Optimization of GSM/EDGE Network Parameters

Trådlösa datornätverk (WLAN)

Tekniska utmaningar:� Höga datahastigheter (54 Mbit/s)� Hantera störningar (olicensierat spektrum!)� Effektsnåla sändare/mottagare (WLAN i mobil)

Mobil telefoni och bredband – kort historik

Generation Name Channel Access

Peak data rate

Example,Technology

Applications Time line

1G Analog Cellular Telephony

FDMA 1.9 kbps NMT, AMPS Analog Voice 1980's

2G Digital Mobile Communication

TDMACDMA

9.6 kbps GSM, CDMA, PDC

Digital Voice, SMS

1990's

2.5G Digital Mobile Communication

TDMACDMA

384 kbps GPRS, EDGE Internet, MMS Late 1990's

3G Wideband Mobile Communication

CDMA 2 Mbps WCDMACDMA 2000

Multimedia over wireless

2000's

3.5G Broadband Mobile Communication

CDMA,OFDMA

100 Mbps HSPA, LTE, Mobile WiMAX

Mobile TV, Video chat

Late 2000's

4G Ultra Mobile Broadband

Communication

OFDMA 1 Gbps LTE-Advanced, IEEE-802.16m

Interactive applications

2010's

Trådlösa system: Några trender inom F&U

� FlerantennsystemTeoretiska redskap: kodningsteori, detektionsteori

/AB BAγ γ

BDγ

ADγ

� Avancerad resursdelningMatematiska redskap:spelteori, optimeringslära

� Samarbetande transmission

GPS

Några tekniska utmaningar:� GPS inomhus� ”Svåra” stadsmiljöer� GPS integrerat, tex. i mobiltelefon

Trådlöst i industritillämpningar� Växande marknad, 10% per år � Flexibilitet – trådlöst istället för kablar

Exempel på tillämpningar� Fjärrkontroll av robotar, kranar, m.m.� Sensornätverk för övervakning av processer� Fjärrstyrning av fraktvagnar

Utmaningar� Latency (tidsfördröjningar)� Störtålighet, robusthet

Tidsfördröjningar –den mest kritiska aspekten av radiokommunikation?

FP7-LOLA (2010-2012, 2.6 M€)

Fre

kven

s

Tid

Sensornätverk och Autonoma farkoster

Tillämpningar:� Övervakning (processindustri)� Säkerhet/krisledning� ”Environmental monitoring”

Tekniska utmaningar:� Självorganiserande (”ad hoc”) nätverk� Extremt effektsnåla sändartekniker (batteri)� Miniatyrisering (”smart dust”)

Exjobb 2009 , A. Zamanzadeh, Saab Linköping: MIMO system for Skeldar UAV System

Säker (krypterad) och Robust Kommunikation

Exempel:� Komm. för Blåljusmyndigheter� Skydd av statshemligheter

Utmaningar� Robusthet mot avsiktliga

störningar (”jamming”)� Kryptoprotokoll� Röjande (EM) strålning� Att gömma en information i

annan (steganografi)

Samhällssäkerhet, flygplan och båtar

Exjobb 2010 , Rickard Andersson, CNS Systems LinköpingAlgorithm for Handoff in VDL mode 4, februari 2010

Datalagring

Kommunikationskanal, med stor tidsfördröjning!

Tekniska utmaningar � Extrem robusthet (CD skiva)� Extremt felskydd: Felsannolikhet tex 10-15

Internet� Internet trafik ~ 1000 Gb/s

� VOIP: 10 Gb/s (varav Skype ca 30%),

� Webbsidor: 200 Gb/s,

� Streaming video/audio: 200 Gb/s (varav YouTube 50%)

� Utmaningar� ”Quality of service”

� Paketbaserad överföring – tålighet mot förluster � Säkerhet, integritet

Exjobb 2008 , Francisco JP Otte & David Martínez, Axis Communications i Lund: Forward Error Correction for Packet Switched Networks

Optiska nätverk - backbone

Digital Radio och TV

OFDM, FEC: 1/2, 2/3, 5/6, MPEG-2

Kommunikation kräver ofta komprimering!

RFID – smart labels

Satellit och Deep Space

KurserObligatorisk

Valfri

Bild- och Ljudkodning

Datakompression

Informationsnät

DigitalKommunikation f.k.

Kryptoteknik

EXAMENSARBETE – även möjligt att läsa kurs(er) från termin 810vt5VT

Felrättande Koder

9ht2

CDIO Projektkurs

Kommunikations-system

9ht1

5HT

RadiokommunikationTrådlösa System8vt2

Trådlösa SystemIntegreradeRF-kretsar

8vt1

4VT

RadioelektronikDigital

SignalbehandlingInternetteknik7ht2

Datornät DigitalKommunikation

Signalteori7ht1

4HT

Block 4Block 3Block 2Block 1PERÅK

(Blockplacering möjliggör valfri kombination av kurser) 3/4 3

Obligatoriska kurserna:modell för en kommunikationslänk

…011001…

t

Analog källa:

t.ex. talsignal A/D

Sampling Kvantisering Källkodning…011001…

Α/D KanalkodningDigital

Modulation

Kanal

D/A AvkodningDigital

Demodulation

Bild- och Ljudkodning

Datakompression

Informationsnät

DigitalKommunikation f.k.

Kryptoteknik

EXAMENSARBETE – även möjligt att läsa kurs(er) från termin 810vt5VT

Felrättande Koder

9ht2

CDIO Projektkurs

Kommunikations-system

9ht1

5HT

RadiokommunikationTrådlösa System8vt2

Trådlösa SystemIntegreradeRF-kretsar

8vt1

4VT

RadioelektronikDigital

SignalbehandlingInternetteknik7ht2

Datornät DigitalKommunikation

Signalteori7ht1

4HT

Block 4Block 3Block 2Block 1PERÅK

Obligatorisk

ValfriKurser – Specialisering Radio

Bild- och Ljudkodning

Datakompression

Informationsnät

DigitalKommunikation f.k.

Kryptoteknik

EXAMENSARBETE – även möjligt att läsa kurs(er) från termin 810vt5VT

Felrättande Koder

9ht2

CDIO Projektkurs

Kommunikations-system

9ht1

5HT

RadiokommunikationTrådlösa System8vt2

Trådlösa SystemIntegreradeRF-kretsar

8vt1

4VT

RadioelektronikDigital

SignalbehandlingInternetteknik7ht2

Datornät DigitalKommunikation

Signalteori7ht1

4HT

Block 4Block 3Block 2Block 1PERÅK

Obligatorisk

ValfriKurser – Specialisering Ljud och bild

Bild- och Ljudkodning

Datakompression

Informationsnät

DigitalKommunikation f.k.

Kryptoteknik

EXAMENSARBETE – även möjligt att läsa kurs(er) från termin 810vt5VT

Felrättande Koder

9ht2

CDIO Projektkurs

Kommunikations-system

9ht1

5HT

RadiokommunikationTrådlösa System8vt2

Trådlösa SystemIntegreradeRF-kretsar

8vt1

4VT

RadioelektronikDigital

SignalbehandlingInternetteknik7ht2

Datornät DigitalKommunikation

Signalteori7ht1

4HT

Block 4Block 3Block 2Block 1PERÅK

Obligatorisk

ValfriKurser – Specialisering Hårdvara

Bild- och Ljudkodning

Datakompression

Informationsnät

DigitalKommunikation f.k.

Kryptoteknik

EXAMENSARBETE – även möjligt att läsa kurs(er) från termin 810vt5VT

Felrättande Koder

9ht2

CDIO Projektkurs

Kommunikations-system

9ht1

5HT

RadiokommunikationTrådlösa System8vt2

Trådlösa SystemIntegreradeRF-kretsar

8vt1

4VT

RadioelektronikDigital

SignalbehandlingInternetteknik7ht2

Datornät DigitalKommunikation

Signalteori7ht1

4HT

Block 4Block 3Block 2Block 1PERÅK

Obligatorisk

ValfriKurser – Spec. Datakommunikation

� Balans mellan teori och praktik,

� Balans mellan tidlös kunskap och moderna system

� Grundläggande men precisa matematiska modeller

� Krävande men genomförbara kurser

� Lära sig att lära

� CDIO kursen i kommunikationssystem:� Mjukvarubaserade projekt (C++,

ihop med industrin)� Hårdvarubaserat (USRP/GNUradio) projekt

� Exempel på aktuella exjobb:

� Theoretical evaluation of WCDMA receiver sensitivity on EMP chipsets, Ericsson Linköping

� Design and modeling of MIMO OFDM wireless base station PureWave networks, CA, USA

� Use game theory to design cognitive networks Phillips Research, Holland

� Efficiency estimation of H-ARQ retransmission schemes based on sparse-graph codes ENSEA, Paris, Frankrike

� Radar signal processing CinSide, Linköping

Kommunikationsprofilen

Laborationer – exempelDigital kommunikation, f.k.

Master programs - total number of applicants 2009

0

500

1000

1500

2000

2500

Compu

ter S

cienc

e

Wire

less N

etwor

ks a

nd E

lectro

nics

Commun

icatio

n Sys

tem

s

Comm

unica

tion E

lectro

nics

Softw

are

Eng. a

nd M

anag

emen

t

Energ

y and

Env

ironm

enta

l Eng

.

Compu

ter S

yste

ms

Mecha

nical

Engine

ering

Syste

m-on

Chip

Man. o

f Inn

ovat

ion a

nd P

rod.

Dev

.

Mole

cular

Gen

etics

and

Physio

logy

Man

ufac

turin

g Man

agem

ent

Mater

ials P

hysic

s an

d Nan

otec

hnol

ogy

Biomed

ical E

ngin

eerin

g

Ecolog

y and

the

Enviro

nmen

t

Intell

igent

Tra

nspo

rt Sys

tem

s

Advan

ced

Compu

ter G

raph

ics

Engine

ering

Bio

logy

Applie

d Eth

ology

& A

nim

al Biol

ogy

program

num

ber o

f app

lican

ts

Kommunikationssystem –en utbildning som möter global efterfrågan

Exempel på arbetsmarknad i Linköping

� Ericsson (mobiltelefoni, mobilt bredband)

� FOI (robust och militär kommunikation)

� Saab (robust data- och radiokommunikation för kritiska tillämpningar)

� Sectra (säker kommunikation)

� 27M technologies (digital TV)

� CNS systems (kommunikationslösningar för flyg och marina tillämpningar)

� Activewave (HiFi tillämpningar)

� CinSide (radartillämpningar)

� Axentia (data broadcasting)

� LyngBox (HDTV över satellit)

� TeleProffs Sverige (växlar, mobiltelefoni, operatörstjänster, utbildning)

� Coresonic (LTE, WiMax)

� Graniou (Fast och mobil infrastruktur)

� Linköpings universitet (som doktorand)

Mer information

www.isy.liu.se/edu/profiler/kommunikation

MMUNICATION

YSTEMS

Tack till: CNS systems, Ericsson, FOI, Saab Aerospace, Sectra, för bidrag till denna presentation

www.commsys.isy.liu.se