Побудова та протоколи гетерогенних мереж мобільного зв'язку
Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка (освітньо-наукова програма)
Код дисципліни: 7.172.02.E.027
Кількість кредитів: 6.00
Кафедра: Інформаційно-комунікаційних технологій
Лектор: д.т.н., доцент Бешлей Микола
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
Загальні компетентності:
ІНТ. Здатність розв’язувати складні дослідницькі та розробницькі задачі під час професійної діяльності у галузі електроніки та телекомунікацій, або у процесі навчання, що характеризуються комплексністю та невизначеністю умов і вимог, наявністю інноваційної складової і передбачають застосування загальних та спеціальних природничих та технічних знань, теорій і методів.
Фахові компетентності:
ФКС 2.3. Здатність впроваджувати мережні технології й протоколи у процесі розроблення та експлуатації телекомунікаційних систем, розгортати ПЗ в інфраструктурі підприємств, дата-центрах та cloud-середовищах.
ФКС 2.4. Здатність оцінювати ефективність та інтелектуальну привабливість (у частині ІВ) технічних рішень у сфері системного адміністрування, враховувати інноваційні тренди галузі.
Результати навчання: ПРН2.4. Вміння проєктувати та оптимізувати гетерогенні мережі мобільного зв’язку (4G/5G/Wi-Fi), застосовувати багаторівневі протоколи й методи взаємодії різних безпроводових технологій.
КОМ 1. Уміння спілкуватись на різних рівнях комунікацій, включаючи усну і письмову комунікацію українською мовою та однією з іноземних мов (англійською, німецькою, французькою, іспанською), зокрема уяснити поставлені завдання, сформулювати оцінку можливості його виконання, задати запитання та висловити зауваження, доповісти про результати роботи, зробити публічний виступ/презентацію тощо;
АіВ 1. Здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати відповідні рішення;
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
1. Глобальна інфраструктура
2. Сучасні методи забезпечення надійності інформаційних систем
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
1. Проектування телекомунікаційних систем та мереж
2. Інтернет речей та повсюдний комп’ютинг
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна охоплює основні принципи створення та функціонування сучасних мобільних мереж, які об'єднують різні технології та стандарти для забезпечення безперервного зв’язку та передачі даних. Курс надає глибокі знання про архітектуру гетерогенних мереж, протоколи зв’язку, інтеграцію різних типів мереж (таких як LTE, 5G, Wi-Fi, та IoT) та методи забезпечення якості обслуговування (QoS).
Студенти дізнаються про основні виклики, пов’язані з проєктуванням таких мереж, а також про технології, що використовуються для їх оптимізації, включаючи управління ресурсами, мобільність, і мережеву безпеку. Окрім теоретичних знань, дисципліна передбачає практичне опрацювання сценаріїв розгортання та конфігурації гетерогенних мереж, що дозволяє студентам отримати навички роботи з сучасними інструментами та технологіями у сфері мобільного зв’язку.
Ця дисципліна є важливою складовою підготовки фахівців у сфері телекомунікацій та інформаційних технологій, орієнтованих на розробку та впровадження новітніх рішень у галузі мобільного зв’язку.
Опис: Лекційні заняття:
1. Еволюція систем мобільного зв'язку та базових стандартів безпровідного передавання даних.
2. Побудова гетерогенної A-IMS платформи та надання мобільних сервісів (Quad play) з використанням Cloud-систем.
3. Моделі та алгоритми спільного використання ресурсів транспортної мережі та мереж доступу у сегменті гетерогенної системи віртуального оператора.
4. Алгоритми та методи забезпечення мобільному пристрою ефективного та безперервного обслуговування в гетерогенних безпровідних мережах.
5. Мeтоди оптимального розподілу ресурсів та управління інформаційними потоками в мережах мобільного зв’язку нового покоління.
Лабораторні заняття:
Лабораторна робота № 1. Аналіз сучасного стану безпровідних мереж мобільного зв’язку
в Україні та світі.
Лабораторна робота № 2 Дослідження якості надання послуг в мережах 2-4 поколінь
Лабораторна робота № 3. Моделювання процесу динамічного управління пропускною здатністю каналу гетерогенної Wi-Fi / GSM мережі
Лабораторна робота № 4. Розроблення імітаційної моделі динамічного розподілу та резервування пропускної здатності каналу гетерогенної мережі між декількома логічними при умові, що абоненти користуються декількома мультисервісними послугами
Лабораторна робота № 5. Моделювання та дослідження завантаженості фемтосоти технологіями мобільного зв’язку при передаванні мультисервісних послуг в гетерогенній IMS-A мережі
Лабораторна робота № 6. Дослідження способу прогнозування обсягу пам’яті системи розподілу мультисервісного трафіку та характеристик параметрів якості обслуговування в гетерогенній мережі
Лабораторна робота № 7. Дослідження процесу розподілу радіоресурсів в межах функціонування однієї базової станції LTE
Лабораторна робота № 9. Дослідження пропускної здатності LTE мережі в умовах використання різної кількості MIMO антен та ширини каналу Файл
Методи та критерії оцінювання: Тестування за пройденими темами (у віртуальному навчальному середовищі).
Захист лабораторних робіт у вигляді опитування за оформленими звітами.
Екзаменаційний контроль складається з письмової та усної компоненти: письмова – розширені відповіді на запитання та розв’язок задач, усна – опитування за переліком питань, які підлягають вивченню і виносяться на семестровий контроль.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль складається із двох компонент:
1) Проміжний контроль - проводиться у вигляді тестування за пройденими темами у віртуальному навчальному середовищі, за який кожен студент отримує відповідну кількість балів. Кожна тема включає в себе однакову кількість питань і оцінується у п’яти бальній шкалі.
Екзаменаційний контроль складається із письмової компоненти, яка проводиться у письмовому вигляді.
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: Базова література:
1. Климаш М. М., Максимюк Т. А., Бешлей М. І. Методи та моделі побудови гетерогенних мереж мобільного зв’язку 4G/5G: колективна монографія. Львів: Видавництво "Львівська політехніка", 2020. 388 c.
2. Beshley M., Klymash M., Beshley H., Kryvinska N., Kochan O. IoT/M2M solutions for 5G and beyond mobile technologies. Future trends of IoT/M2M: 5G, NB-IoT and beyond networks: monograph. Germany: LAP Lambert Academic Publishing, 2021. 268 p.
3. Beshley M., Klymash M., Beshley H., Kryvinska N., Kochan O. Leveraging IoT, SDN, and AI innovations for smart systems: monograph. Germany: LAP Lambert Academic Publishing, 2023. 240 p.
Допоміжна література:
1. Сайко В. Г., Одарченко Р. С., Абакумова А. О., Наритник Т. М., Наконечний В. С., Домрачев В. М., Толюпа С. В., Заблоцький В. Ю., Баховський П. Ф. Мережі мобільного зв’язку нового покоління 4G/5G/6G: монографія. Київ: ТОВ «Про формат», 2021. 200 с.
2. S. Hassan, A. Orel, and K. Islam. Network architect’s guide to 5G, A. Boston, MA: Addison Wesley, 2022. 721 р.
3. L. J. Horner, K. Tutschku, A. Fumagalli, and S. Ramanathan. Virtualizing 5G and beyond 5G mobile networks. Norwood, MA: Artech House, 2023. 410 p.
Інформаційні ресурси:
1. Електронний навчально-методичний комплекс з дисципліни «Побудова та протоколи гетерогенних мереж мобільного зв’язку». Режим доступу до ресурсу ЕНМК: http://vns.lpnu.ua/course/view.php?id=2022.
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).
Побудова та протоколи гетерогенних мереж мобільного зв'язку (курсовий проєкт)
Спеціальність: Телекомунікації та радіотехніка (освітньо-наукова програма)
Код дисципліни: 7.172.02.E.028
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Інформаційно-комунікаційних технологій
Лектор: д.т.н., доцент Микола Бешлей
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
Загальні компетентності:
ІНТ. Здатність розв’язувати складні дослідницькі та розробницькі задачі під час професійної діяльності у галузі електроніки та телекомунікацій, або у процесі навчання, що характеризуються комплексністю та невизначеністю умов і вимог, наявністю інноваційної складової і передбачають застосування загальних та спеціальних природничих та технічних знань, теорій і методів.
Фахові компетентності:
ФКС 2.3. Здатність впроваджувати мережні технології й протоколи у процесі розроблення та експлуатації телекомунікаційних систем, розгортати ПЗ в інфраструктурі підприємств, дата-центрах та cloud-середовищах.
ФКС 2.4. Здатність оцінювати ефективність та інтелектуальну привабливість (у частині ІВ) технічних рішень у сфері системного адміністрування, враховувати інноваційні тренди галузі.
Результати навчання: ПРН2.4. Вміння проєктувати та оптимізувати гетерогенні мережі мобільного зв’язку (4G/5G/Wi-Fi), застосовувати багаторівневі протоколи й методи взаємодії різних безпроводових технологій.
КОМ 2. Здатність використання різноманітні методи та засоби комунікацій, зокрема передових інформаційних технологій у професійному та соціальному спілкуванні.;
АіВ 1. Здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати відповідні рішення;
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
1. Глобальна інфраструктура
2. Сучасні методи забезпечення надійності інформаційних систем
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
1.Проектування телекомунікаційних систем та мереж
2.Інтернет речей та повсюдний комп’ютинг
Короткий зміст навчальної програми: Курсовий проєкт присвячений плануванню та оптимізації гетерогенних мереж мобільного зв’язку з метою забезпечення надійного покриття та високої якості обслуговування (QoS). У проєкті досліджуються архітектурні рішення, що сприяють ефективному поєднанню різних типів радіодоступу з використанням сучасних програмних засобів для планування мережі. Особлива увага приділяється вирішенню проблем, пов'язаних із густою забудовою та високим навантаженням у міських умовах. Методика розрахунку включає аналіз покриття, оцінку навантаження та вибір оптимальних точок розміщення базових станцій для забезпечення максимальної ефективності та надійності мережі.
Опис: 1.Ознайомлення з завданням, методологією виконання курсового проекту та уточнення варіанту завдання
2.Формулювання мети і вимог до проекту,
3.Формування технічного завдання
4.Формулювання теоретичних відомостей побудови гетерогенних мереж мобільного зв’язку
5.Планування гетерогенної мобільної мережі. Вибір технологій радіо доступу та розрахунок навантаження.
6.Опрацювання плану реалізації мережі
7.Опрацювання графіку реалізації проекту
8.Остаточне оформлення текстової та графічної частин пояснювальної записки до проекту.
9.Захист курсового проекту
Методи та критерії оцінювання: 1. Поточний контроль у формі перевірки викладачем частин курсового проекту згідно з описом етапів виконання курсового проекту .
2. Підсумковий контроль у формі захисту курсового проекту .
Критерії оцінювання результатів навчання: Оцінювання за дисципліну складається з наступних частин:
1.Поточний контроль (ПК): Максимальна кількість балів - 45 балів.
2.Перевірка тексту і графічної частини курсового проекту: Максимальна кількість балів - 25 балів.
3.Захист курсового проекту: Максимальна кількість балів - 30 балів.
Разом за дисципліну: Загальна максимальна кількість балів - 100 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: Базова література:
1. Климаш М. М., Максимюк Т. А., Бешлей М. І. Методи та моделі побудови гетерогенних мереж мобільного зв’язку 4G/5G: колективна монографія. Львів: Видавництво "Львівська політехніка", 2020. 388 c.
2. Beshley M., Klymash M., Beshley H., Kryvinska N., Kochan O. IoT/M2M solutions for 5G and beyond mobile technologies. Future trends of IoT/M2M: 5G, NB-IoT and beyond networks: monograph. Germany: LAP Lambert Academic Publishing, 2021. 268 p.
3. Beshley M., Klymash M., Beshley H., Kryvinska N., Kochan O. Leveraging IoT, SDN, and AI innovations for smart systems: monograph. Germany: LAP Lambert Academic Publishing, 2023. 240 p.
Допоміжна література:
1. Сайко В. Г., Одарченко Р. С., Абакумова А. О., Наритник Т. М., Наконечний В. С., Домрачев В. М., Толюпа С. В., Заблоцький В. Ю., Баховський П. Ф. Мережі мобільного зв’язку нового покоління 4G/5G/6G: монографія. Київ: ТОВ «Про формат», 2021. 200 с.
2. S. Hassan, A. Orel, and K. Islam. Network architect’s guide to 5G, A. Boston, MA: Addison Wesley, 2022. 721 р.
3. L. J. Horner, K. Tutschku, A. Fumagalli, and S. Ramanathan. Virtualizing 5G and beyond 5G mobile networks. Norwood, MA: Artech House, 2023. 410 p.
4. S. Kusmariyanto, D. Fadilla, F. H. Partiansyah, G. Asmungi and W. A. Priyono, "5G NR Network Planning in Malang City East Java Using Atoll Software," 2022 11th Electrical Power, Electronics, Communications, Controls and Informatics Seminar (EECCIS), Malang, Indonesia, 2022, pp. 191-196.
5. J. Su, M. Beshley, K. Przystupa, O. Kochan, B. Rusyn, R. Stanislawski, et al., "5G multi-tier radio access network planning based on Voronoi diagram", Measurement, vol. 192, Mar. 2022.
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).