Технології мереж мобільного зв'язку
Спеціальність: Системне адміністрування телекомунікаційних мереж
Код дисципліни: 7.172.02.E.021
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Телекомунікації
Лектор: д.т.н., доцeнт Максимюк Тарас Андрійович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
1. Знання принципів побудови сучасних мереж мобільного зв’язку.
2. Знання технологій та стандартів для побудови мереж мобільного зв’язку четвертого та п’ятого покоління.
3. Знання методики планування і проектування мереж мобільного зв’язку та вміння застосовувати її при виконанні проектних завдань.
4. Здатність спланувати логічну структуру коміркової мережі мобільного зв’язку.
5. Знання сучасних технологій радіодоступу та вміння вибрати доцільний варіант для задоволення конкретних вимог до мережі мобільного зв’язку.
6. Знання вимог чинних міжнародних і національних стандартів, які регламентують або обмежують використання спектру в мережах мобільного зв’язку та вміння застосувати їх при плануванні та проектуванні покриття мережі мобільного зв’язку.
7. Здатність спланувати фізичну структуру коміркової мережі мобільного зв’язку з урахуванням поточних вимог до електромагнітної сумісності у цільовій зоні покриття.
8. Володіння основними методами і методиками розрахунків, необхідних при плануванні та проектуванні мереж мобільного зв’язку четвертого та п’ятого покоління.
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
загальних:
ІНТ Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів проектування програмних платформ телекомунікацій та характеризуються комплексністю та невизначеність умов.
1. знання основ інформаційної безпеки радіотехнічних та телекомунікаційних систем;
2. знання основних специфікацій та нормативних документів з проектування та експлуатації радіотехнічних та телекомунікаційних систем і їх елементів;
3. здатність проектувати радіотехнічні та телекомунікаційні системи відповідно до діючих специфікацій та інших нормативних документів;
4. вміння працювати з технічною літературою і здійснювати пошук необхідної технічної інформації;
5. здатність підтримувати здобуті знання та вміння на рівні, що відповідає сучасному розвитку науки і техніки у сфері професійної діяльності.
фахових:
1. знання технологій побудови та функціонування, архітектур та протоколів систем та мереж мобільного зв'язку 3-5 поколінь;
2. здатність планувати коміркову структуру систем та мереж мобільного зв'язку;
3. знання технологій побудови та функціонування, архітектур та протоколів гетерогенних мереж мобільного зв'язку 4-5 поколінь;
4. вміння використовувати засоби автоматизованого моніторингу та керування опорною мережею гетерогенних систем мобільного зв'язку 4-5 поколінь.
Результати навчання: Результати навчання даної дисципліни деталізують такі програмні результати навчання:
1. знання теорій та методів проектування радіотехнічних та телекомунікаційних систем і мереж в обсязі, необхідному для розв'язування спеціалізованих задач та практичних проблем у сфері професійної діяльності;
2. вміння застосовувати методологічний базис для проведення наукових досліджень в галузі радіоелектроніки та телекомунікацій;
3. вміння застосовувати знання в галузі інформаційної безпеки радіотехнічних та телекомунікаційних систем та мереж для планування і застосування заходів, прийняття рішень із забезпечення захисту інформації та технічних систем у сфері професійної діяльності;
4. здатність застосовувати знання у сфері цивільного захисту у професійній діяльності з метою мінімізації впливу надзвичайних ситуацій на функціонування радіотехнічних та телекомунікаційних систем;
5. здатність володіти англійською мовою в обсязі, достатньому для здійснення професійної діяльності, написання наукових статей, читання та трактування міжнародних технічних стандартів;
6. знання технологій побудови та функціонування систем та мереж мобільного зв'язку 3-5 поколінь у обсязі, достатньому для їх розрахунку та планування;
7. знання основ побудови та функціонування гетерогенних мереж мобільного зв'язку 4-5 поколінь у обсязі, достатньому для їх розрахунку та планування;
8. здатність до навчання протягом життя та постійного підвищення кваліфікації на робочому місці.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
1. Системи мобільного зв’язку
Супутні і наступні навчальні дисципліни
1. Технології розробки програмних платформ
2. Теорія побудови та протоколи інфокомунікаційних мереж
Короткий зміст навчальної програми: Навчальна дисципліна призначена для засвоєння студентами методів, методик і засобів, призначених для планування і проектування коміркових мереж мобільного зв’язку четвертого та п’ятого покоління, а також засвоєнню ними навичок використання відповідних стандартів та іншої нормативної і фахової літератури, яка регламентує аспекти використання радіочастотного ресурсу, вимоги до електромагнітної сумісності та задані характеристики мережі мобільного зв’язку.
Опис: 1. Розвиток та стандартизація технологій мереж мобільного зв’язку.
2. Архітектура та принципи побудови мереж мобільного зв’язку LTE.
2.1. Чинні стандарти і технології LTE.
2.2. Планування і проектування покриття мереж LTE.
2.3. Планування і проектування покриття мереж LTE у приміщеннях
3. Структура радіоінтерфейсу LTE.
3.1. Розділення каналів у мережах радіодоступу
3.2. Технологія OFDMA
3.3. Технологія MIMO
3.4. Управління радіоресурсами у мережах LTE
4. Структура ядра мережі LTE.
4.1. Ключові відмінності ядра LTE від мереж другого та третього поколінь.
4.2. Протоколи LTE
4.3. Основні інтерфейси в мережах LTE
4.4. Структура інформаційних потоків в мережах LTE
4.5. Основні принципи архітектури IMS (IP Multimedia Subsystem)
5. Розвиток мереж мобільного зв’язку п’ятого покоління (5G).
5.1. Вимоги та потенційні технічні рішення для мереж мобільного зв’язку п’ятого покоління
5.2. Спектральне ущільнення мереж мобільного зв’язку
5.3. Функціональні особливості та вимоги до радіоінтерфейсів мереж мобільного зв’язку п’ятого покоління
5.4. Основні невирішені проблеми у гетерогенних мережах мобільного зв’язку п’ятого покоління
6. Технології радіодоступу для розгортання систем Інтернет речей
6.1. Огляд вимог до якості передавання даних у системах Інтернет речей
6.2. Існуючі обмеження у мережах мобільного зв’язку, які ускладнюють надання послуг Інтернету речей
6.3. Існуючі та перспективні стандарти для забезпечення енергоефективного передавання даних у радіоканалах для систем Інтернет речей.
7. Висновки та практичні рекомендації.
Методи та критерії оцінювання: Оцінка розв’язку задач, захист задач, виконаних за індивідуальними варіантами завдань, проміжне тестування пройдених тем навчальної дисципліни, опитування студентів і робота біля дошки, написання рефератів за запропонованою тематикою.
Захист лабораторних робіт з кількісним оцінюванням кожної роботи (згідно індивідуального варіанту завдання).
Екзаменаційний контроль (письмова компонента – розширені відповіді на запитання та розв’язок задач, усна компонента – опитування за переліком питань, які підлягають вивченню і виносяться на семестровий контроль.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль - 40 балів
Екзаменаційна робота - 60 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Bhushan N. Network densification: the dominant theme for wireless evolution into 5G / N. Bhushan, Li Junyi, D. Malladi et al. // IEEE Communications Magazine.– USA: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2014 – vol. 52, no. 2 – P.82-89.
2. Hoydis J. Massive MIMO: How Many Antennas Do We Need? / J. Hoydis, S. ten Brink, and M. Debbah // 49th Annual Allerton Conf. Commun., Control, and Computing – Sept. 2011 – P. 545–50
3. Damnjanovic A. A Survey on 3GPP Heterogeneous Networks / A. Damnjanovic, J. Montojo, Y. Wei et al. // IEEE Wireless Communications – USA: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2011 – vol. 18 – no. 3 – P.10-21.
4. Annapureddy S. Coordinated Joint Transmission in WWAN / S. Annapureddy // IEEE Commun. Theory Wksp. – Cancun, Mexico, May 2010.
5. Weiss T. A. Spectrum pooling: An innovative strategy for the enhancement of spectrum efficiency / T. A. Weiss and F. K. Jondral // IEEE Commun. Mag, radio Communications Supplement, Mar. 2004 – vol. 42 – no. 3 – pp. S8–S14
6. C-RAN: The Road Towards Green RAN – White Paper, ver. 3.0 — China: China Mobile Research Institute, Oct. 2011. — 91 p.
7. Choi S.-H. Channel Estimations Using Extended Orthogonal Codes for AF Multiple-Relay Networks Over Frequency-Selective Fading Channels / S.-H. Choi, J.-S. Baek, J.-S. Han, and J.-S. Seo // IEEE Transactions on Vehicular Technology, January 2014 – vol. 63 – no. 1 – P.417-42
8. System and method for distributed input distributed output wireless communications / A. Forenza, R. W. Heath Jr, S. G. Perlman, R. Van der Laan and J. Speck – U.S. Patent No. 8,428,162. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office, 2013.
9. Lee J.-H. Probabilistic Limited Feedback Precoding in MIMO Interference Channels / J.-H. Lee // IEEE Communications Letters ¬ December, 2012 — vol. 16 – no. 12
10. Insoo N. A Holistic View on Hyper-Dense Heterogeneous and Small Cell Networks / H. Insoo, S. Bongyong, S.S. Soliman // IEEE Communications MagazineUSA: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2013 – vol. 51 – no. 6 – P.20-27
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Технології мереж мобільного зв'язку (курсовий проєкт)
Спеціальність: Системне адміністрування телекомунікаційних мереж
Код дисципліни: 7.172.02.E.023
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Телекомунікації
Лектор: д.т.н., доцeнт Максимюк Тарас Андрійович
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни студент повинен бути здатним продемонструвати такі результати навчання:
1. Знання принципів побудови сучасних мереж мобільного зв’язку.
2. Знання технологій та стандартів для побудови мереж мобільного зв’язку четвертого та п’ятого покоління.
3. Знання методики планування і проектування мереж мобільного зв’язку та вміння застосовувати її при виконанні проектних завдань.
4. Здатність спланувати логічну структуру коміркової мережі мобільного зв’язку.
5. Знання сучасних технологій радіодоступу та вміння вибрати доцільний варіант для задоволення конкретних вимог до мережі мобільного зв’язку.
6. Знання вимог чинних міжнародних і національних стандартів, які регламентують або обмежують використання спектру в мережах мобільного зв’язку та вміння застосувати їх при плануванні та проектуванні покриття мережі мобільного зв’язку.
7. Здатність спланувати фізичну структуру коміркової мережі мобільного зв’язку з урахуванням поточних вимог до електромагнітної сумісності у цільовій зоні покриття.
8. Володіння основними методами і методиками розрахунків, необхідних при плануванні та проектуванні мереж мобільного зв’язку четвертого та п’ятого покоління.
Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
загальних:
ІНТ Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми під час професійної діяльності у галузі телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів проектування програмних платформ телекомунікацій та характеризуються комплексністю та невизначеність умов.
1. знання основ інформаційної безпеки радіотехнічних та телекомунікаційних систем;
2. знання основних специфікацій та нормативних документів з проектування та експлуатації радіотехнічних та телекомунікаційних систем і їх елементів;
3. здатність проектувати радіотехнічні та телекомунікаційні системи відповідно до діючих специфікацій та інших нормативних документів;
4. вміння працювати з технічною літературою і здійснювати пошук необхідної технічної інформації;
5. здатність підтримувати здобуті знання та вміння на рівні, що відповідає сучасному розвитку науки і техніки у сфері професійної діяльності.
фахових:
1. знання технологій побудови та функціонування, архітектур та протоколів систем та мереж мобільного зв'язку 3-5 поколінь;
2. здатність планувати коміркову структуру систем та мереж мобільного зв'язку;
3. знання технологій побудови та функціонування, архітектур та протоколів гетерогенних мереж мобільного зв'язку 4-5 поколінь;
4. вміння використовувати засоби автоматизованого моніторингу та керування опорною мережею гетерогенних систем мобільного зв'язку 4-5 поколінь.
Результати навчання: Результати навчання даної дисципліни деталізують такі програмні результати навчання:
1. знання теорій та методів проектування радіотехнічних та телекомунікаційних систем і мереж в обсязі, необхідному для розв'язування спеціалізованих задач та практичних проблем у сфері професійної діяльності;
2. вміння застосовувати методологічний базис для проведення наукових досліджень в галузі радіоелектроніки та телекомунікацій;
3. вміння застосовувати знання в галузі інформаційної безпеки радіотехнічних та телекомунікаційних систем та мереж для планування і застосування заходів, прийняття рішень із забезпечення захисту інформації та технічних систем у сфері професійної діяльності;
4. здатність застосовувати знання у сфері цивільного захисту у професійній діяльності з метою мінімізації впливу надзвичайних ситуацій на функціонування радіотехнічних та телекомунікаційних систем;
5. здатність володіти англійською мовою в обсязі, достатньому для здійснення професійної діяльності, написання наукових статей, читання та трактування міжнародних технічних стандартів;
6. знання технологій побудови та функціонування систем та мереж мобільного зв'язку 3-5 поколінь у обсязі, достатньому для їх розрахунку та планування;
7. знання основ побудови та функціонування гетерогенних мереж мобільного зв'язку 4-5 поколінь у обсязі, достатньому для їх розрахунку та планування;
8. здатність до навчання протягом життя та постійного підвищення кваліфікації на робочому місці.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
1. Системи мобільного зв’язку
Супутні і наступні навчальні дисципліни
1. Технології розробки програмних платформ
2. Теорія побудови та протоколи інфокомунікаційних мереж
Короткий зміст навчальної програми: Курсовий проект призначений для практичного здобуття студентами вмінь і навичок використання методів, методик і засобів, призначених для планування і проектування мереж мобільного зв’язку стандартів четвертого та п’ятого покоління, а також засвоєнню ними навичок використання відповідних стандартів та іншої нормативної і фахової літератури, зокрема, англійською мовою, яка регламентує вимоги до виконання проектних робіт в галузі телекомунікаційних мереж.
Опис: 1. Ознайомлення з завданням, методологією виконання курсового проекту (курсової роботи) та уточнення варіанту завдання
2. Формулювання мети і вимог до проекту,
Формування техннічного завдання
3. Побудова логічної моделі пропонованої мережі мобільного зв’язку
4. Побудова фізичної моделі мобільної мережі. Вибір технологій радіодоступу.
5. Опрацювання плану реалізації мережі
6. Опрацювання графіку реалізації проекту
7. Остаточне оформлення текстової та графічної частин пояснювальної записки до проекту. Подання готового проекту до остаточної перевірки і захисту
8. Захист курсового проекту (курсової роботи)
Методи та критерії оцінювання: 1. Поточний контроль у формі перевірки викладачем частин курсового проекту (курсової роботи) згідно з описом етапів виконання курсового проекту (курсової роботи).
2. Підсумковий контроль у формі захисту курсового проекту (курсової роботи).
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль - 45 балів
Перевірка тексту і графічної частини курсового проекту - 25 балів
Захист курсового проекту (курсової роботи) - 30 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Bhushan N. Network densification: the dominant theme for wireless evolution into 5G / N. Bhushan, Li Junyi, D. Malladi et al. // IEEE Communications Magazine.– USA: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2014 – vol. 52, no. 2 – P.82-89.
2. Hoydis J. Massive MIMO: How Many Antennas Do We Need? / J. Hoydis, S. ten Brink, and M. Debbah // 49th Annual Allerton Conf. Commun., Control, and Computing – Sept. 2011 – P. 545–50
3. Damnjanovic A. A Survey on 3GPP Heterogeneous Networks / A. Damnjanovic, J. Montojo, Y. Wei et al. // IEEE Wireless Communications – USA: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2011 – vol. 18 – no. 3 – P.10-21.
4. Annapureddy S. Coordinated Joint Transmission in WWAN / S. Annapureddy // IEEE Commun. Theory Wksp. – Cancun, Mexico, May 2010.
5. Weiss T. A. Spectrum pooling: An innovative strategy for the enhancement of spectrum efficiency / T. A. Weiss and F. K. Jondral // IEEE Commun. Mag, radio Communications Supplement, Mar. 2004 – vol. 42 – no. 3 – pp. S8–S14
6. C-RAN: The Road Towards Green RAN – White Paper, ver. 3.0 — China: China Mobile Research Institute, Oct. 2011. — 91 p.
7. Choi S.-H. Channel Estimations Using Extended Orthogonal Codes for AF Multiple-Relay Networks Over Frequency-Selective Fading Channels / S.-H. Choi, J.-S. Baek, J.-S. Han, and J.-S. Seo // IEEE Transactions on Vehicular Technology, January 2014 – vol. 63 – no. 1 – P.417-42
8. System and method for distributed input distributed output wireless communications / A. Forenza, R. W. Heath Jr, S. G. Perlman, R. Van der Laan and J. Speck – U.S. Patent No. 8,428,162. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office, 2013.
9. Lee J.-H. Probabilistic Limited Feedback Precoding in MIMO Interference Channels / J.-H. Lee // IEEE Communications Letters ¬ December, 2012 — vol. 16 – no. 12
10. Insoo N. A Holistic View on Hyper-Dense Heterogeneous and Small Cell Networks / H. Insoo, S. Bongyong, S.S. Soliman // IEEE Communications MagazineUSA: Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2013 – vol. 51 – no. 6 – P.20-27
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).