Detail předmětu

Systémy mobilních komunikací

FEKT-MSMKAk. rok: 2011/2012

Datové přenosy v mobilních sítích, obecný úvod do problematiky, vícecestné šíření signálu, diverzita, ekvalizace. Datové přenosy v sítích GPRS a EDGE, Evolved EDGE. Měření kvality služeb v sítích GSM, optimalizace sítě.
Mobilní systémy třetí generace - UMTS. Základní vlastnosti, popis W-CDMA, kmitočtová pásma, rádiové rozhraní UTRAN, architektura systému. UMTS TDD a UMTS FDD, hlavní odlišnosti.
UMTS - Změny architektury (rel. 99, rel. 4, rel. 5), přenos hlasu a dat, typy handoveru, dynamická velikost buňky, Power Control.
UMTS - vrstvový model OSI, protokoly vyšších vrstev, přenos uživatelských a řídících dat, procedury při sestavování hovorů. Plánování a management sítě, modelování řízení rádiových prostředků, simulace sítě.
UMTS - rychlé datové přenosy HSPA (Release 06), popis HSDPA a HSUPA, MBMS. Další systémy 3G (Flarion, CDMA 2000, EVDO) a jejich srovnání. Stav v ČR.
LTE - Long Term Evolution, standard 3GPP Release 08. Popis fyzické vrstvy, přístupové metody OFDMA a SC-FDMA, výhody oproti CDMA. Flexibilita systému, přidělování rádiových prostředků.
Architektura LTE, vlastnosti systému. Používané konfigurace MIMO, vliv na propustnost sítě. Řízení toku paketů na rádiovém rozhraní.
LTE - řízení přidělování rádiových prostředků. Problematika mezi-systémových handoverů, koncepce mobilního terminálu. Vývoj LTE Rel. 10
Bezdrátové přístupové sítě (802.xx) - obecná charakteristika standardů, model OSI, fyzická vrstva a MAC. Sítě WLAN (802.11) - popis doplňků standardu (a, b, g, n a další)
Standardy WPAN, systém Bluetooth, popis systému, zpracování signálu. Sítě ZigBee, protokoly, aplikace.
WiMAX - technologie, fyzická vrstva, přístupové metody, MAC vrstva a její podvrstvy, provoz sítě, aplikace, zabezpečení, QoS, další vývoj. Mobile WiMAX, služby a aplikace.
Konvergence sítí LTE a Mobile WiMAX, vývoj sítí 4G, LTE Advanced. Perspektivní systémy dalších generací (HAPS), komunikace v pásmech nad 60 GHz.
Sítě ITS (Intelligent Transportation System), komunikace Car2Car a Car2X, definice, využití systémů. Používané bezdrátové technologie, modelování přenosového kanálu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. Jan Prokopec, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav radioelektroniky (UREL)

Výsledky učení předmětu

Studenti se seznámí s koncepcí stávajících mobilních systémů a bezdrátových sítí s důrazem na datové přenosy a problematikou optimalizace sítí na rádiovém rozhraní. Získají přehled o směrech vývoje mobilních systémů v blízké budoucnosti.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia a platné přezkoušení pro kvalifikaci pracovníka pro samostatnou činnost (ve smyslu §6 Vyhlášky). Předmět navazuje na bakalářský předmět BRMK.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

Přednášky:
1. Datové přenosy v mobilních sítích, obecný úvod do problematiky
2. Mobilní systémy třetí generace - UMTS.
3. UMTS - Vývoj architektury systému (rel. 99, rel. 4, rel. 5)
4. UMTS - Řízení rádiových prostředků.
5. UMTS - rychlé datové přenosy HSPA
6. LTE - Long Term Evolution, 3GPP Release 08. Popis fyzické vrstvy.
7. Architektura LTE, vlastnosti systému.
8. LTE - řízení přidělování rádiových prostředků.
9. Bezdrátové přístupové sítě (802.xx), Sítě WLAN 802.11a,b,g,n
10. Standardy osobních bezdrátových sítí WPAN
11. WiMAX a Mobile WiMAX - širokopásmové bezdrátové přístupové sítě.
12. Konvergence sítí LTE a Mobile WiMAX, vývoj sítí 4G
13. Sítě ITS (Intelligent Transportation System), komunikace Car2Car a Car2X

Laboratorní cvičení
1. Měření QoS v síti GSM
2. Optimalizace GSM
3. RAKE receiver a jeho vlastnosti
4. Měření datových přenosů UMTS TDD a UMTS FDD
5. Měření datových přenosů HSPA
6. Fyzická vrstva LTE
7 Datová propustnost MIMO systémů
8. Měření bezdrátových sítí 802.11n
9. WiMAX a Mobile WiMAX, fyzická vrstva
10. Bezdrátové sítě PAN

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s koncepcí a činností systémů mobilních komunikací pro datové přenosy, užívaných v současné době v naší republice i ve světě a naznačit směry, kterými se budou mobilní komunikace ubírat v blízké budoucnosti.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

PROKOPEC, J., HANUS, S. Systémy mobilních komunikací. Skripta FEKT VUT v Brně, 2008, ISBN: 978-80-214-3791-3

Doporučená literatura

Heine, G. GPRS from A-Z. Inacon. Artech House, Inc., 2000, Boston - London
Holma, H., Toskala, A. LTE for UMTS OFDMA and SCFDMA based radio Access. John Wiley and Sons, 2009. ISBN 978-0-470-99401-6
Lee, J. S., Miller, L. E. CDMA Systems Engineering Handbook. Artech House, Inc., 1998, Boston - London

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

    obor M-EST , 2 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Prokopec, Ph.D.

Osnova

1. Datové přenosy v mobilních sítích, obecný úvod do problematiky
2. Mobilní systémy třetí generace - UMTS.
3. UMTS - Vývoj architektury systému (rel. 99, rel. 4, rel. 5)
4. UMTS - Řízení rádiových prostředků.
5. UMTS - rychlé datové přenosy HSPA
6. LTE - Long Term Evolution, 3GPP Release 08. Popis fyzické vrstvy.
7. Architektura LTE, vlastnosti systému.
8. LTE - řízení přidělování rádiových prostředků.
9. Bezdrátové přístupové sítě (802.xx), Sítě WLAN 802.11a,b,g,n
10. Standardy osobních bezdrátových sítí WPAN
11. WiMAX a Mobile WiMAX - širokopásmové bezdrátové přístupové sítě.
12. Konvergence sítí LTE a Mobile WiMAX, vývoj sítí 4G
13. Sítě ITS (Intelligent Transportation System), komunikace Car2Car a Car2X

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Blumenstein, Ph.D.
Ing. Jan Prokopec, Ph.D.

Osnova

1. Měření QoS v síti GSM
2. Optimalizace GSM
3. RAKE receiver a jeho vlastnosti
4. Měření datových přenosů UMTS TDD a UMTS FDD
5. Měření datových přenosů HSPA
6. Fyzická vrstva LTE
7 Datová propustnost MIMO systémů
8. Měření bezdrátových sítí 802.11n
9. WiMAX a Mobile WiMAX, fyzická vrstva
10. Bezdrátové sítě PAN