Лабораторија за процесирање на сигнали во телекомуникациите

Раководител на лабораторијата:
проф. д-р Венцeслав Кафеџиски

Лабораторијата за процесирање на сигнали во телекомуникациите е формирана во ноември 2011 со донација на Владата на Република Македонија во рамките на проектот за набавка и опремување на лаборатории на јавните високообразовни установи во Македонија. Кон лабораторијата е приклучен софтвер и хардвер донирани од страна на компанијата Texas Instruments во рамките на донација на оваа компанија на Факултетот за електротехника и информациски технологии, УКИМ, Скопје.

Лабораторијата за процесирање на сигнали во телекомуникациите располага со следната опрема:

• 3 платформи Sundance SDR KIT 3.0

Sundance SDR KIT 3.0 претставува модуларна повеќепроцесорска платформа која овозможува развој на комплетен телекомуникациски систем, работа со сигналите во основен опсег и комуникација со други системи поврзани на мрежа преку LAN или со PC преку USB приклучок. Секој систем се состои од комбинација од повеќе FPGA и DSP процесори организирани во модули согласно со TIM стандардот, што му даваат голема процесорска моќ потребна за работа во реално време и голема флексибилност во дизајнот. Со помош на адаптивен RF дел овозможен е лесен премин од една технологија во друга т.е. со промена на RF делот SDR уредот може да работи како WiMAX или LTE. Лабораторијата располага со 4 додатни примопредаватели за WiMAX и 3 додатни примопредаватели за MIMO-LTE.

• 1 платформа Sundance VisionMAX 2

Sundance VisionMAX 2 е платформа наменета за процесирање на видео сигнали од повеќе камери. Во рамките на платформата постои посебен процесор оптимизиран за работа со видео, а дополнителна процесирачка моќ може да се добие со поставување на доплнителни TIM модули со FPGA и DSP процесори. Може да се користи како независен ентитет, кој кон жичани мрежи се поврзува со LAN приклучок, кон PC се поврзува преку USB приклучок.

• 2 платформи DM6437 EVM

DM6437 EVM е платформа наменета за процесирање и пренос на видео сигнали која може да биде директно поврзана на PCI или да работи како засебен ентитет. Овозможува работа со видео сигнал од една видео камера, придружен со соодветен аудио сигнал. Поседува LAN интерфејс што ја прави платформата погодна за апликации кои бараат поголеми брзини за пренос и дистрибуирано процесирање.

• 8 платформи TMS320C6713

TMS320C6713 е DSP платформа со процесор со подвижна запирка. Идеална е за примена во едукативни цели поради едноставното програмирање. Овозможува развој на апликации за обработка и кодирање на говор и аудио. Применлива е за акустички комуникации и комуникации со мали симболски брзини.

• 4 платформи TMS320C6416

TMS320C6416 е DSP платформа со фиксна запирка. Погодна е за примена во едукативни цели и запознавање со програмирање на процесори со фиксна запирка, кои се најчесто применувани во телекомуникациските уреди поради нивната мала потрошувачка и поголема процесирачка моќ. Поседува интерфејс за комуникација со PC, има можност за едноставна надградба со надворешни картички и овозможено е едноставно групирање на повеќе исти DSK платформи за зголемување на процесорската моќ во системот. Одлична е за акустички комуникации и системи со мали симболски брзини како и посложени операции врз говорни и аудио сигнали.

Примена на Лабораторијата за процесирање на сигнали во телекомуникациите:

Лабораторијата има научно-истражувачки, едукативен и развојно-истражувачки карактер. Основна намена на лабораторијата е за:

• научно истражувачка работа од областа на процесирање на сигналите во телекомуникациите

• изведување на лабораториски вежби од предметите од додипломски и постдипломски студии на насоката Телекомуникации, односно новата студиска програма Телекомуникации и информациско инженерство

• изработка на семинарски работи и проекти од предметите на додипломски и магистерски студии, дипломски работи, магистерски работи и докторски дисертации

• развојно-истражувачки проекти во соработка со стопанството

• развој на прототипови на нови телекомуникациски уреди во соработка со домашни и странски компании.

Основна дејност на лабораторијата е имплементирање на алгоритми за процесирање на сигнали во телекомуникациите во реално време. Се имплементираат различни дигитални модулациски техники и техники на заштитно кодирање, OFDM, MIMO и интелигентни антени. Напоредно, се развиваат алгоритми за процесирање и компресија на говор, аудио, слика и видео сигнали. Можен е и развој на понапредни алгоритми за дистрибуирано кодирање на видео сигнали, multiview видео кодирање и кодирање со повеќе дескрипции.

Многу важен аспект е изградбата на тестбед за безжични системи кој ќе овозможи имплементација на алгоритми за кодирање и пренос на сигнали во реално време. За таа цел се користи концептот на софтверски дефинирано радио (SDR). Со користење на трите платформи на SDR, со кои располага лабораторијата, можна е имплементација на повеќекориснички пристап (uplink), броадкаст (downlink), релејни системи и мрежни MIMO системи. Сите горенаведени алгоритми и техники наоѓаат примена кај WiMAX, 3G и 4G мобилните целуларни системи.

Една од основните цели на лабораторијата е подигнување на квалитетот на наставата и практичните знаења на студентите од студиските програми Телекомуникации и Телекомуникации и информациско инженерство. TMS320C6713 и DM6437 EVM платформите веќе се користат како дел од лабораториските вежби пo предметот Процесирање и пренос на мултимедиски сигнали. Во рамките на предметите Дигитални телекомуникации 1 и Безжични комуникации во зимскиот семестар на учебната 2011/12 студентите имаа можност да изработуваат незадолжителни студентски практични проекти. Во иднина се предвидени студентски проекти кои ќе ги вклучуваат DM6437 EVM платформите во рамките на додипломските студии и SDR платформите во рамките на магистерските студии.

Истражувањата спроведени во Лабораторијата за процесирање на сигнали во телекомуникациите ќе овозможат зголемување на нивото на технички познавања и конкурентност на компаниите кај кои дел од кадрите во текот на своето образование имале можност да работат со процесирање на сигнали во телекомуникациите. Оваа Лабораторија треба да овозможи интензивирање на развојно-истражувачките активности во областа на процесирање на сигнали во телекомуникациите кај фирмите во Република Македонија. Ова особено во контекст на активностите на владата на РМ за примена на иновациите кај малите и средни претпријатија, како и за јакнење на претприемништвото. Можен е заеднички развој со фирми од приватниот сектор на различни алгоритми за кодирање и пренос на сигнали со примена во различни гранки од производствените и услужните дејности.

Во соработка со поголеми странски компании можен е и развој и имплементација на прототипови на нови телекомуникациски уреди.