Profilen Kommunikation för Y, Yi, D & IT Profilansvarig: Erik G. Larsson Professor, ISY/Kommunikationssystem www.commsys.isy.liu.se
Mobiltelefoni: Världens största maskin Tekniska utmaningar: Hastigheter, Robusthet, Tillgänglighet (mobilt internet) Spektrum (3G-licenser i Europa, 129 BUSD$ enl. IHT) Effektförbrukning (batterier, PAs) 4500 Active subscriptions (Millions) 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 50 msub/months 3 000+ msub 0 2000 2002 2004 2006 2008 2010 HSPA/WCDMA/GSM GSM Mobile WiMAX PDC TDMA CDMA Analogue & Other Source: Ericsson and Gartner 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 Mobile Communication TDMA CDMA 9.6 kbps GSM, CDMA, PDC Voice, SMS 1990's 2.5G Mobile Communication TDMA CDMA 384 kbps GPRS, EDGE Internet, MMS Late 1990's 3G Wideband Mobile Communication CDMA 2 Mbps WCDMA CDMA 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 Flerantennsystem Teoretiska redskap: kodningsteori, detektionsteori Avancerad resursdelning Matematiska redskap: spelteori, optimeringslära Samarbetande transmission γ BD γ AB / γ BA γ AD
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? Frekvens Tid FP7-LOLA (2010-2012, 2.6 M )
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 Linköping Algorithm 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
Radio och TV OFDM, FEC: 1/2, 2/3, 5/6, MPEG-2
Kommunikation kräver ofta komprimering!
RFID smart labels
Satellit och Deep Space
Kurser Obligatorisk Valfri ÅK PER Block 1 Block 2 Block 3 Block 4 4HT 7ht1 7ht2 Signalteori Datornät Internetteknik Signalbehandling Informationsnät Radioelektronik Kommunikation 8vt1 Datakompression Integrerade RF-kretsar Trådlösa System Kommunikation f.k. 4VT 8vt2 Trådlösa System Radiokommunikation Bild- och Ljudkodning 9ht1 Felrättande Koder Kryptoteknik CDIO Projektkurs 5HT 9ht2 Kommunikationssystem 5VT 10vt EXAMENSARBETE även möjligt att läsa kurs(er) från termin 8 (Blockplacering möjliggör valfri kombination av kurser) 3/4 3
Obligatoriska kurserna: modell för en kommunikationslänk Α/D Kanalkodning Modulation Kanal D/A Avkodning Demodulation Analog källa: t.ex. talsignal t A/D 011001 Sampling Kvantisering Källkodning 011001
Kurser Specialisering Radio Obligatorisk Valfri ÅK PER Block 1 Block 2 Block 3 Block 4 4HT 7ht1 7ht2 Signalteori Datornät Internetteknik Signalbehandling Informationsnät Radioelektronik Kommunikation 8vt1 Datakompression Integrerade RF-kretsar Trådlösa System Kommunikation f.k. 4VT 8vt2 Trådlösa System Radiokommunikation Bild- och Ljudkodning 9ht1 Felrättande Koder Kryptoteknik CDIO Projektkurs 5HT 9ht2 Kommunikationssystem 5VT 10vt EXAMENSARBETE även möjligt att läsa kurs(er) från termin 8
Kurser Specialisering Ljud och bild Obligatorisk Valfri ÅK PER Block 1 Block 2 Block 3 Block 4 4HT 7ht1 7ht2 Signalteori Datornät Internetteknik Signalbehandling Informationsnät Radioelektronik Kommunikation 8vt1 Datakompression Integrerade RF-kretsar Trådlösa System Kommunikation f.k. 4VT 8vt2 Trådlösa System Radiokommunikation Bild- och Ljudkodning 9ht1 Felrättande Koder Kryptoteknik CDIO Projektkurs 5HT 9ht2 Kommunikationssystem 5VT 10vt EXAMENSARBETE även möjligt att läsa kurs(er) från termin 8
Kurser Specialisering Hårdvara Obligatorisk Valfri ÅK PER Block 1 Block 2 Block 3 Block 4 4HT 7ht1 7ht2 Signalteori Datornät Internetteknik Signalbehandling Informationsnät Radioelektronik Kommunikation 8vt1 Datakompression Integrerade RF-kretsar Trådlösa System Kommunikation f.k. 4VT 8vt2 Trådlösa System Radiokommunikation Bild- och Ljudkodning 9ht1 Felrättande Koder Kryptoteknik CDIO Projektkurs 5HT 9ht2 Kommunikationssystem 5VT 10vt EXAMENSARBETE även möjligt att läsa kurs(er) från termin 8
Kurser Spec. Datakommunikation Obligatorisk Valfri ÅK PER Block 1 Block 2 Block 3 Block 4 4HT 7ht1 7ht2 Signalteori Datornät Internetteknik Signalbehandling Informationsnät Radioelektronik Kommunikation 8vt1 Datakompression Integrerade RF-kretsar Trådlösa System Kommunikation f.k. 4VT 8vt2 Trådlösa System Radiokommunikation Bild- och Ljudkodning 9ht1 Felrättande Koder Kryptoteknik CDIO Projektkurs 5HT 9ht2 Kommunikationssystem 5VT 10vt EXAMENSARBETE även möjligt att läsa kurs(er) från termin 8
Kommunikationsprofilen 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
Laborationer exempel kommunikation, f.k.
2500 2000 1500 1000 500 0 Kommunikationssystem en utbildning som möter global efterfrågan Master programs - total number of applicants 2009 Communication Electronics Software Eng. and Management Energy and Environmental Eng. Computer Systems Mechanical Engineering System-on Chip Man. of Innovation and Prod. Dev. Molecular Genetics and Physiology Manufacturing Management Materials Physics and Nanotechnology Biomedical Engineering Ecology and the Environment Intelligent Transport Systems Advanced Computer Graphics Engineering Biology Applied Ethology & Animal Biology program Computer Science Wireless Networks and Electronics Communication Systems number of applicants
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 www.commsys.isy.liu.se Tack till: CNS systems, Ericsson, FOI, Saab Aerospace, Sectra, för bidrag till denna presentation