Buňkové mobilní sítě - B2M32MKS

Kredity 6
Semestry zimní
Zakončení zápočet a zkouška
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P + 2L
Anotace
Předmět seznamuje s principy a funkcemi mobilních buňkových sítí zejména s ohledem na aktuálně nasazované a budoucí technologie pro mobilní komunikace. Student pochopí architekturu a principy fungování jednotlivých generací mobilních sítí od GSM, přes UMTS a LTE až k LTE-A. Předmět studenty seznámí i s vybranými technikami a způsoby komunikace pro buňkové mobilní sítě příští generace (5G). Po absolvování předmětu se studenti dokáží orientovat v problematice buňkových mobilních sítí a budou schopni řešit problémy spojené s provozem a plánováním těchto sítí.
Cíle studia
Po absolvování předmětu se studenti dokáží orientovat v problematice buňkových mobilních sítí a budou schopni řešit problémy spojené s provozem a plánováním těchto sítí.
Osnovy přednášek
1. Úvod, vývoj mobilních sítí, standardizace
2. Architektura sítě GSM - přenos dat v GSM (HSCSD, GPRS, EDGE)
3. Architektura sítě UMTS - služby, aplikace, rádiové rozhraní, signalizace
4. Řízení sítě UMTS - řízení rádiového spoje a přístupu k rádiovému kanálu
5. Datové přenosy v síti UMTS - HSPA
6. Architektura sítě LTE-A - rozhraní, služby, aplikace
7. Rádiové rozhraní sítě LTE-A - pásma, přístupové metody, rámec, signalizace
8. Řízení sítě LTE-A - vrstvy řízení rádiového spoje a přístupu k rádiovému kanálu
9. Řízení sítě LTE-A - řízení a přidělování rádiových prostředků
10. Heterogenní sítě - koexistence buněk, řešení problémů spojených s vysokou hustotou buněk
11. Samo-organizující se sítě - optimalizace pokrytí, řízení mobility, sdílení spektra, kognitivní rádio
12. Pokročilé techniky pro budoucí mobilní sítě - D2D komunikace, komunikace strojů MTC
13. Pokročilé komunikační techniky pro budoucí mobilní sítě - kooperativní komunikace, duplex, multiplex, frekvenční pásma
14. Vývoj mobilních sítí směrem k 5G - satelitní komunikace, softwarově definované sítě (SDN), virtualizace síťových funkcí (NFV), centralizace/decentralizace funkcí přístupové sítě
Osnovy cvičení
1. Úvod, plán cvičení, požadavky
2. Úvod do MATLABu
3. Modelování pohybu uživatelů
4. Šíření signálu, interference
5. Správa mobility, handover
6. Modelování chybovosti kanálu, přenos dat
7. Fyzická vrstva - modulace a kódování, struktura rámce
8. LAB 1 - datové přenosy v mobilních sítích
9. LAB 1 - datové přenosy v mobilních sítích
10. LAB 2 - spotřeba energie v mobilních sítích
11. LAB 2 - spotřeba energie v mobilních sítích
12. LAB 3 - přidělování prostředků v mobilních sítích
13. LAB 3 - přidělování prostředků v mobilních sítích
14. Obhajoba semestrální práce, zápočet
Literatura
[1] M. Sauter, "From GSM to LTE-Advanced: An Introduction to Mobile Networks and Mobile Broadband," Revised Second Edition. Wiley. 2014.
[2] G. de la Roche, "A. A. Glazunov, B. Allen, "LTE-Advanced and Next Generation Wireless Networks," Wiley, 2013.
[3] J. Rodriquez, "Fundamentals of 5G Mobile Networks," Wiley, 2015.
Požadavky
Studenti musí mít základní znalosti modulací, kódování a vícenásobných přístupových metod pro bezdrátové sítě. Musí také znát bezdrátový komunikační řetězec a jeho prvky. Dále jsou požadovány znalosti šíření signálu a charakteristiky radiového kanálu (útlum, zisk, interference, šum), charakteristiky spektra a charakteristiky signálů (střední hodnota, energie, výkon, korelace signálů, apod.). Studenti musí mít přehled o vrstvách modelu RM-OSI.