Detail předmětu

Komunikační prostředky mobilních sítí

FEKT-MKPMAk. rok: 2012/2013

Protokolová architektura mobilních sítí, přenosové a spojovací prostředky mobilních sítí, odlišnosti od pevných sítí, řídicí protokoly a signalizace v mobilních sítích, dohled nad mobilními sítěmi. Sítě GSM, struktura, řízení spojení, protokoly komunikace mezi registry sítě GSM. Přenos dat v mobilních sítích, technologie HSCSD a GPRS. Rozšíření kapacity a přenosových rychlostí pomocí systému EDGE. Spolupráce mobilních sítí s jinými sítěmi. Mobilní sítě a Internet. Mobilní sítě třetí generace - IMT-2000/UMTS. Technologie LTE - změny v přístupové a páteřní síti.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Výsledky učení předmětu

Studenti získají informace o problematice mobilních sítí a jejich vývoji z hlediska přístupových spojovacích, přenosových a signalizačních systémů. Detailně se seznámí s principy poskytování datových služeb v mobilních sítích. V rámci praktických cvičení pak studenti získají znalosti a praktické zkušenosti s analýzou rádiových přístupových systémů sítí různých generací a s konkrétními mobilními technologiemi dostupnými v laboratoři.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.

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

- až 10 bodů za aktivitu v laboratorních cvičeních,
- 1 test v rámci laboratorních cvičení - max. 20 bodů,
- závěrečná písemná zkouška - max. 60 bodů,
- nepovinná ústní zkouška - max. 10 bodů

Osnovy výuky

1. Mobilní sítě - vlastnosti, služby, typy, problémy. Problémy mobility - handover, roaming, identifikace, zabezpečení komunikace.
2. Struktura mobilních sítí - základní prvky, jejich význam a funkce. Systém GSM - vývoj, fáze 1, 2, 2+, struktura, rozhraní. Služby mobilních sítí - hlasové služby, kódování hlasu - FR, HR, EFR; datové služby; zabezpečení přenosu na rádiovém rozhranní.
3. Přístupová síť GSM – základnový subsystém - BTS, BSC; rádiové rozhraní – pásma a jejich dělení, fyzická struktura komunikačních kanálů, logické kanály a jejich funkce.
4. Spojovací subsystém - MSC, GMSC, registry HLR, VLR, EIR; podpora přenosu SMS. Signalizace - signalizační systém, autentizace uživatele, aktualizace polohy účastníka, průběhy realizace služeb,
5. Operační subsystém - provozní a servisní centrum, centrum managementu sítě, administrativní centrum, centrum služeb inteligentních sítí
6. Přenos dat v mobilních sítí – technologie CSD a HSCSD; paketový způsob komunikace v mobilních sítích, technologie GPRS – architektura sítě GPRS, funkce uzlů SGSN a GGSN.
7. Přístupová část sítě GPRS – sdílení rádiových prostředků s technologií GSM, fyzické a logické kanály, kódovací schémata, kontexty mobility a paketového přenosu dat,
8. Technologie EDGE – modulační a kódová schémata, změny v architektuře sítě oproti síti GPRS.
9. Systémy třetí generace – vývoj, cíle, typy, pásma IMT-2000 – UMTS, CDMA2000. Technologie UMTS – architektura sítě, podtypy FDD, TDD.
10. Přístupová síť UMTS – uzly NodeB, RNC a jejich funkce; rádiové rozhraní – technologie WCDMA, princip.
11. Handover v sítích UMTS – hard, soft, softer. Komunikační kanály v sítích UMTS – fyzické, transportní, logické kanály a jejich funkce.
12. Zvyšování přenosové kapacity a snižování latence pro multimediální služby – technologie HSDPA, HSUPA, HSPA+.
13. Technologie EPS – architektura sítě, all-IP struktura, části LTE, EPC. Rádiové rozhraní – techniky OFDMA, SC-FDMA, adaptivní modulační schémata, kanálová architektura rádiové přístupové sítě. Signalizace - sledování pohybu terminálu a realizace služeb.

Učební cíle

Cílem kursu je podat studentům hodnotné informace o problematice mobilních sítí, jejich vývoji, architektuře, o technologiích jednotlivých generací mobilních sítí, poskytovaných službách, řízení mobilních sítí, problematice přenosu dat v mobilních sítích, apod.

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

BANNISTER,J., MATHER,P., COOPE,S. Convergence Technologies for 3G Networks; IP, UMTS, EGPRS and ATM. John Wiley & Sons, ISBN 0-470-86091-X, 2004, USA (EN)
DAHLMAN,E., PARKVAL,S., SKÖLD,J., 3G Evolution – HSPA and LTE for Mobile Broadband. ELSEVIER, ISBN – 978-0-12-372533-2, 2008, Nizozemí (EN)
PRASAD,R., MOHR,W., KONHAUSER,W.: Third Generation Mobile Communication Systems.470 stran,Artech House; ISBN: 1580530826, 2000 (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-M magisterský navazující

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

  • Program EEKR-M1 magisterský navazující

    obor M1-TIT , 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

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Mobilní sítě - vlastnosti, služby, typy, problémy. Problémy mobility - handover, roaming, identifikace, zabezpečení komunikace.
2. Struktura mobilních sítí - základní prvky, jejich význam a funkce. Systém GSM - vývoj, fáze 1, 2, 2+, struktura, rozhraní. Služby mobilních sítí - hlasové služby, kódování hlasu - FR, HR, EFR; datové služby; zabezpečení přenosu na rádiovém rozhranní.
3. Přístupová síť GSM – základnový subsystém - BTS, BSC; rádiové rozhraní – pásma a jejich dělení, fyzická struktura komunikačních kanálů, logické kanály a jejich funkce.
4. Spojovací subsystém - MSC, GMSC, registry HLR, VLR, EIR; podpora přenosu SMS. Signalizace - signalizační systém, autentizace uživatele, aktualizace polohy účastníka, průběhy realizace služeb,
5. Operační subsystém - provozní a servisní centrum, centrum managementu sítě, administrativní centrum, centrum služeb inteligentních sítí
6. Přenos dat v mobilních sítí – technologie CSD a HSCSD; paketový způsob komunikace v mobilních sítích, technologie GPRS – architektura sítě GPRS, funkce uzlů SGSN a GGSN.
7. Přístupová část sítě GPRS – sdílení rádiových prostředků s technologií GSM, fyzické a logické kanály, kódovací schémata, kontexty mobility a paketového přenosu dat,
8. Technologie EDGE – modulační a kódová schémata, změny v architektuře sítě oproti síti GPRS.
9. Systémy třetí generace – vývoj, cíle, typy, pásma IMT-2000 – UMTS, CDMA2000. Technologie UMTS – architektura sítě, podtypy FDD, TDD.
10. Přístupová síť UMTS – uzly NodeB, RNC a jejich funkce; rádiové rozhraní – technologie WCDMA, princip.
11. Handover v sítích UMTS – hard, soft, softer. Komunikační kanály v sítích UMTS – fyzické, transportní, logické kanály a jejich funkce.
12. Zvyšování přenosové kapacity a snižování latence pro multimediální služby – technologie HSDPA, HSUPA, HSPA+.
13. Technologie EPS – architektura sítě, all-IP struktura, části LTE, EPC. Rádiové rozhraní – techniky OFDMA, SC-FDMA, adaptivní modulační schémata, kanálová architektura rádiové přístupové sítě. Signalizace - sledování pohybu terminálu a realizace služeb.

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1.Úvodní cvičení - pravidla a bezpečnost práce v laboratoři, seznámení s laboratorními úlohami
2.Selekce a reselekce buněk v GSM a GPRS
3.Signalizace v IMS (Internet Protocol Multimedia Subsystem)
4.Konfigurace a měření parametrů VoIP v mobilních datových sítích
5.Databáze experimentální mobilní sítě na FEKT VUT
6.Měření na rozhraní GSM Mo-bis a A-bis
7.Analýza informací na rádiovém rozhraní sítě GSM/GPRS
8.Analýza rádiového rozhraní a komunikace sítí UMTS
9.Odesílání SMS zpráv v PDU formátu
10.Vzdálená obsluha FTP serveru přes mobilní síť
11.Komunikace v sítích LTE
12.Náhradní cvičení
13.Zápočtový test