Беспроводные коммуникационные системы

Бакалавриат 2024/2025

Статус: Курс обязательный (Инфокоммуникационные технологии и системы связи)

Направление: 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 4-й курс, 3 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Королев Павел Сергеевич

Язык: русский

Кредиты: 4

Полная версия программы учебной дисциплины Задать вопрос

Аннотация

Учебная дисциплина «Беспроводные коммуникационные системы» является необходимым компонентом при освоении области инфокоммуникационных технологий. Изучая данную дисциплину, студенты овладеют основными методами и принципами разработки беспроводных коммуникационных сетей, а также приобретут профессиональные компетенции, которые понадобятся при проектировании, внедрении и администрировании беспроводных коммуникационных систем. На практических занятиях студенты приобретут навыки работы с таким программным обеспечением, как MathCad и MatLab, где проводится математическое моделирование c анализом и визуализацией прохождения информационных сигналов через различные составляющие приемо-передающих электронных устройств, а также с программным обеспечением Ekahau для повышения навыков измерения и моделирования беспроводных сетей Wi-Fi стандартов 802.11a/b/g/n. Для успешного освоения учебной дисциплины понадобятся знания и практики системной инженерии.

Цель освоения дисциплины

Повысить уровень знаний в области разработки беспроводных коммуникационных систем.
Повысить эффективность владения инструментами MathCad, Matlab и Ekahau.

Планируемые результаты обучения

Владеет классификацией персональных беспроводных сетей связи, беспроводных сенсорных сетей, малых и больших локальных беспроводных сетей, глобальных беспроводных сетей и спутниковой связи.
Знает классификацию беспроводных сенсорных сетей. Знает структуру построения беспроводной связи с использованием систем Z-Wave, DASH7 и One-Net. Знает возможности систем, построенных по технологии Z-Wave, DASH7 и One-Net.
Знает классификацию малых и больших локальных беспроводных сетей. Знает стандарты и частотный диапазон Wi-fi. Знает уровни модели OSI, охватываемые технологией Wi-fi. Знает методы доступа к сети Wi-fi. Знает протокол Zigbee. Знает характеристики технологии Zigbee. Знает конфигурацию стеков протоколов Zigbee. Знает область применения технологии WiMax. Знает принцип работы технологии WiMax.
Знает состав пакетов данных. Знает методы расширения спектра. Знает стек протоколов Bluetooth- технологии. Знает устройство и принцип работы технологии Wireless USB.
Знает становление «сети следующего поколения» NGN. Знает модель предоставления инфокоммуникационных услуг. Знает эволюцию архитектуры операторов связи. Знает классификацию услуг мультисервисных сетей и технологию ISDN.
Знает структуру представления информации для машинной обработки в виде семантической паутины. Знает предназначение новой сетевой парадигмы «Интернет нано-вещей». Знает архитектуру и компоненты нано-вещей. Знает архитектуру и концепцию когнитивного Интернета вещей CIoT. Знает объекты CIoT и схему когнитивного управления. Знает принцип работы технологии Smart dust.
Знает технологическую дорожную карту, базовые принципы IoT. Знает направление коммуникаций. Знает эталонную модель и архитектуру IoT. Знает технологию Веб вещей WoT. Знает способы и принципы применения WoT. Знает свойства WoT.
Знает устройство IrDA (InfraRed Data Association). Знает диапазон оптического излучения. Знает устройство функционирования и архитектуру технологии Bluetooth. Знает виды манипуляций сигналов при использовании Bluetooth. Знает способы кодирования и декодирования информации. Знает назначение ISM-диапазона. Знает скоростные характеристики и пропускную способность Bluetooth-технологии.
Знает хронологию развития поколений мобильной связи 1G - 5G. Знает аппаратное обеспечение сетей 1G - 5G. Знает основы построения LTE (4G) сетей. Знает принцип множественного доступа с кодовым разделением каналов CDMA.
Знает частотное разделение сигналов в системе ГЛОНАСС. Знает кодовое разделение сигналов в системе Galileo. Знает принцип действия глобальной системы позиционирования (GPS). Знает частотные планы систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo. Знает географическую информационную систему (ГИС). Знает основы технологии Iridium.
Воспроизводит виды современных технологий беспроводной передачи данных
Воспроизводит виды мобильных системы связи
Анализирует классификацию беспроводных сетей передачи данных
Интерпретирует поколения мобильных сетей
Анализирует поколения базовых станций
Оценивает ресурсы при обеспечении мобильной связи
Воспроизводит виды множественного доступа в мобильных сетях
Интерпретирует принципы частотно-территориального планирования
Воспроизводит архитектуру сети мобильной связи
Оценивает панельные антенны
Применяет технологию MIMO
Применяет модели распространения радиосигналов
Оценивает потери в канале
Создает задачи уровней проектирования системы
Оценивает чувствительность приемника, MAPL, бюджет канала, площадь сайта
Интерпретирует требуемой пропускной способностью сети
Воспроизводит структуру организации данных в сети LTE
Оценивает связь ширины полосы и количества ресурсных блоков в LTE, диапазоны и режимы развертывания сети LTE оператором
Анализирует спецификации LTE-Advanced
Оценивает скорость данных в сети LTE и оборудование
Интерпретирует протоколы радиоинтерфейса LTE, Uu-интерфейс LTE, стек протоколов
Оценивает число абонентов в сети LTE
Воспроизводит виды манипуляций, применяемых в LTE
Воспроизводит синхронизацию сетевых компонентов в сети друг с другом и мировым временем и синхронизацию между пользователями и базовыми станциями
Интерпретирует Broadcasting-режим, DL, UL-синхронизацию
Анализирует причины использования канала случайного доступа для абонентов
Анализирует частотно-временную сетку UL-канала, преамбулы случайного доступа и случайный доступ в LTE
Анализирует "Spatial multiplexing"
Интерпретирует "Open Loop MIMO (noPMI)"
Воспроизводит технологию "OFDM"
Оценивает контроль мощности в мобильных сетях
Интерпретирует архитектуру IEEE 802.11
Воспроизводит распределение спектра, методы модуляции и кодирования, структуру пакетов, виды протоколов
Оценивает параметры IEEE 802.11

Содержание учебной дисциплины

Классификация беспроводных технологий передачи данных. Введение в мобильные системы связи. Эволюция мобильных сетей.
Эволюция мобильных сетей и базовых станций.
Частотно-территориальное планирование. Архитектура сети. MIMO.
Проектирование радиопокрытия LTE. Частотно-временная структура радиоинтерфейса LTE. Архитектура сети LTE.
Синхронизация абонентских терминалов и базовых станций. Случайный доступ в сетях 4G и 5G.
MIMO. OFDM. Управление мощностью восходящего канала в LTE (UL power control in LTE).
Технология Wi-fi.

Элементы контроля

Активность на лекциях
Активность на лекционных занятиях.
Экзамен
Экзамен проводится для тех студентов, кто желает повысить накопленную оценку.
Доклад
Выступление с докладам, связанным с предметной областью учебной дисциплины.
Выполнение заданий на семинарских занятиях
Требуется выполнить задания, подготовленные на семинарские занятия.

Промежуточная аттестация

2024/2025 3rd module
0.2 * Активность на лекциях + 0.3 * Выполнение заданий на семинарских занятиях + 0.2 * Доклад + 0.3 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Королев Павел Сергеевич

Программа дисциплины