Detail předmětu

Mobile Network Communication Systems

FEKT-NKPMAk. rok: 2018/2019

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 ústředen 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.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Miloš Orgoň, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav telekomunikací (UTKO)

Nabízen zahradničním studentům

Pouze domovské fakulty

Výsledky učení předmětu

Studenti získají informace o problematice mobilních sítí z hlediska spojovacích, přenosových a signalizačních systémů. Také se blíže seznámí s datovými službami a jejich vlastnostmi a jejich dalším vývoji.

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

- 2 testy v rámci laboratorních cvičení - po 15 bodech (celkem max. 30 bodů)
- závěrečná písemná zkouška - max. 70 bodů

Osnovy výuky

1. Mobilní sítě - vlastnosti, služby, typy, problémy
2. Problémy mobility - handover, roaming, identifikace, zabezpečení komunikace.
3. Technické řešení služeb - hlasové služby, kódování hlasu - FR, HR, EFR
4. Přenos dat - transparentní, netransparentní, přenos faxových zpráv
5. Struktura mobilních sítí - základní prvky, jejich význam a funkce
6. Systém GSM - vývoj, fáze 1, 2, 2+, struktura, rozhraní
7. Bázový subsystém - BTS, BSC, komunikační kanály - dělení pásma, typy kanálů a jejich funkce
8. Spojovací subsystém - MSC, GMSC, registry HLR, VLR, EIR
9. GSM modemy - typy, AT příkazy pro mobilní datovou komunikaci
10. Systém pro přenos SMS zpráv. Signalizace - signalizační systém, ověření stanice, přenos informace o poloze stanice
11. Operační subsystém - provozní a servisní centrum, centrum managementu sítě, administrativní centrum, centrum služeb inteligentních sítí
12. Způsoby zvýšení rychlosti přenosu dat - technika EDGE, technologie HSCSD, GPRS - způsoby přenosu, srovnání s klasickou GSM

Učební cíle

Cílem je podat studentům podrobnější informace o struktuře mobilních sítí, technologiích, 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

BEKKERS,R., SMITS,J. Mobile Telecommunications: Standards, Regulation, and Applications. Artech House Publishers, London, 2000
PRASAD,R., MOHR,W., KONHAUSER,W.: Third Generation Mobile Communication Systems.470 stran,Artech House; ISBN: 1580530826, 2000

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-MN magisterský navazující

    obor MN-TIT , 2. ročník, zimní semestr, volitelný oborový

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vít Novotný, Ph.D.

Osnova

• Mobilní sítě - vlastnosti, služby, typy, problémy. Techniky vícenásobného přístupu – FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA. Buňkový typ mobilních sítí - typy buněk, klastry buněk, hierarchická organizace buněk. Vývoj mobilních a bezdrátových sítí
• Mobilní sítě GSM – architektura sítě, specifikace, standardy. Základnový subsystém BSS – struktura, rádiové kanály, funkce BTS a BSC ; Spojovací subsystém GSM - MSC, GMSC, registry HLR, VLR, EIR; Rádiové rozhraní GSM – pásma a jejich dělení, fyzické a logické komunikační kanály a jejich funkce, techniky multiplexu a vícenásobného přístupu, předstih vysílání, kontrola chybovosti, prokládání, řízení výkonu, reselekce buněk. Základní GSM procedury – přístup k síti, handover, sestavení udržení a ukončení služby.
• Služba GPRS – architektura sítě GPRS, funkce uzlů SGSN a GGSN; rádiové rozhraní, sdílení rádiových prostředků s technologií GSM; Přístupová část sítě GPRS – fyzické a logické kanály, kódovací schémata, uživatelské a řídicí protokolové roviny, APN, mobility a PDP kontexty, traffic flow template, procedury řízení mobility a relací,
• Technologie EDGE – klíčování 8-PSK, modulační a kódová schémata, změny v architektuře sítě oproti síti GPRS, adaptace spoje a zvyšování nadbytečnosti,
• 3G - Systémy třetí generace: – IMT-2000 – technologie UMTS, CDMA2000, spektrum. Technologie UMTS – architektura sítě, duplexní techniky FDD, TDD. UTRAN – UMTS přístupová síť – uzly NodeB, RNC a jejich funkce; rádiové rozhraní UMTS – technologie WCDMA, princip, rake receiver, skramblování, řízením výkonu. Handover v sítích UMTS – hard, soft, softer. Architektura úrovní služeb v sítích UMTS. Architektura komunikačních kanálů v UTRAN– fyzické, transportní, logické kanály a jejich funkce, rámce. Páteřní síť UMTS – okruhově a paketově spojované domény. Podpora QoS v sítích UMTS, protokolové roviny a sady na jednotlivých rozhraních. Procedury v sítích UMTS. Technologie HSPA a HSPA+.
• 4G - Systémy čtvrté generace: Technologie EPS (LTE) – architektura sítě, LTE, EPC, specifikace. eUTRAN - LTE – techniky OFDMA, SC-FDMA, MIMO, kmitočtové šířky kanálů, adaptivní modulační a kódová schémata, fyzické, transportní a logické kanály, předstih vysílání, kontrola chybovosti. Páteřní část EPS – funkce uzlů MME, HSS, PCRF, S-GW a P-GW, rozhraní a protokolové architektury uživatelské a řídicí roviny. Signalizace – realizace řídicích procedur a datových služeb. Technologie LTE Advanced.

Laboratorní cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vít Novotný, Ph.D.

Osnova

• Radio communication fundamentals I – calculation of decibels, nepers
• Radio communication fundamentals II – radio channel capacity, receiver noise figure and factor
• Radio signal propagation, cellular coverage principle – calculation of an electromagnetic signal power density, a radio channel loss and
• Mobile networks, cellular principle - calculate a radio cell size
• Radio resources – calculation of required number of radio resources,
• GSM – cell selection and reselection,
• GPRS – cell selection and reselection,
• UMTS - WCDMA technique
• LTE – radio interface parameters