Detail předmětu

Mobile Communication Systems

FEKT-NSMKAk. rok: 2012/2013

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

angličtina

Počet kreditů

5

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

Holma, H., Toskala, A. LTE for UMTS OFDMA and SCFDMA based radio Access. John Wiley and Sons, 2009. ISBN 978-0-470-99401-6

Doporučená literatura

Heine, G. GPRS from A-Z. Inacon. Artech House, Inc., 2000, Boston - London
Lee, J. S., Miller, L. E. CDMA Systems Engineering Handbook. Artech House, Inc., 1998, Boston - London

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Prokopec, Ph.D.

Osnova

1. Data transmission in mobile networks, introduction.
2. Third generation mobile networks - UMTS
3. UMTS - architecture evolution (rel. 99, rel. 4, rel. 5)
4. UMTS - radio resources management
5. UMTS - high speed data transmission HSPA
6. LTE - Long Term Evolution, 3GPP Release 08. Physical layer description
7. LTE architecture, system properties
8. LTE -Radio resources management
9. Wireless Access networks (802.xx), WLAN 802.11 a, b, g, n
10. Wireless Personal Networks WPANs
11. WiMAX and Mobile WiMAX - broadband wireless access networks
12. LTE and Mobile WiMAX convergence, evolution of the 4G
13. ITS networks (Intelligent transportation System), Car2Car and Car2X communication

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Prokopec, Ph.D.

Osnova

1. Quality of Service in GSM measurement
2. GSM optimization
3. RAKE receiver and its properties
4. Measurement of UMTS TDD and UMTS FDD data throughput
5. HSPA throughput measurement
6. LTE Physical Layer
7. Data throughput of MIMO system
8. Measurement of the 802.11n WLAN
9. WiMAX and Mobile WiMAX, physical layer
10. Wireless Personal Networks WPAN