Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Systemy UMTS i LTE

Koordynator przedmiotu:

Jerzy KOŁAKOWSKI

Status przedmiotu:

Fakultatywny ograniczonego wyboru

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Telekomunikacja

Grupa przedmiotów:

Przedmioty techniczne

Kod przedmiotu:

UMTS

Semestr nominalny:

6 / rok ak. 2018/2019

Liczba punktów ECTS:

4

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

104: 30 godzin - udział w wykładach i kolokwiach wykładowych, 15 godzin udział w laboratoriach, 12 godzin przygotowania do 4 laboratoriów, 8 godzin przygotowanie sprawozdań z laboratoriów, 2 godziny udział w konsultacjach, 5 godzin - przygotowanie do wykładów, 8 godzin - bieżąca analiza treści wykładów bezpośrednio po wykładach, po 10 i 14 godzin - przygotowanie do kolokwiów wykładowych

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

2 (30 godz. wykładów, 15 godz. laboratoriów, 2 godz - konsultacje)

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

1 (15 godz laboratoriów, 10 godzin - przygotowanie i wykonowanie sprawozdań z laboratoriów)

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład30h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium15h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

CSK Cyfrowe Systemy Komórkowe - wymagany

Limit liczby studentów:

30

Cel przedmiotu:

Celem przedmiotu jest zapoznanie z systemami komórkowymi UMTS i LTE (architekturą, zasadami kształtowania sygnałów w łączu radiowym, procedurami systemowymi, budową i zasadą działania urządzeń radiowych, aspektami planowania ruchu i planowania sieci), a także z podstawami systemu LTE-Advanced. Część laboratoryjna pozwala na praktyczne zapoznanie studentów z właściwościami sygnałów łącza radiowego, technikami pomiarów tych sygnałów, a także z kodowaniem mowy i z realizacją wybranych procedur systemowych.

Treści kształcenia:

TRESC WYKŁADU: Wprowadzenie. Geneza i ogólna charakterystyka systemów 3G. Rodzina systemów IMT2000 (założenia, techniki transmisji w łączu radiowym, zasoby widmowe). Standaryzacja systemów 3G. Wersje standardu UMTS. Usługi systemu UMTS. Usługi i aplikacje. Klasyfikacja usług. Teleusługi. Usługi przenoszenia. Usługi multimedialne. Architektura systemu UMTS. Ogólna architektura sieci. Stacja ruchoma. Architektury sieci radiowych UTRAN i GERAN. Ewolucja UTRAN. Architektura sieci szkieletowej. Wersje architektur domen komutacji łączy i komutacji pakietów. Podsystem multimedialny IP. Tendencje rozwoju architektury. Transmisja informacji w systemie UMTS. Ogólne zasady transmisji informacji. Organizacja transmisji w UTRAN (kanały logiczne, transportowe i fizyczne). Transmisja sygnałów mowy. Transmisja danych z komutacją łączy. Transmisja pakietowa. Specyfika transmisji informacji multimedialnych. Jakość transmisji informacji - QoS. Interfejs radiowy systemu. Techniki transmisji w interfejsie radiowym. Łącza FDD i TDD (założenia, rozpraszanie, skramblowanie, modulacja). Wybrane techniki nadawania i odbioru (odbiornik RAKE, techniki MIMO i multiuser detection). Transmisja HSDPA i HSUPA. Dostęp stacji ruchomej do sieci. Struktura przestrzenna sieci. Identyfikatory stacji ruchomej. Transmisja informacji systemowych.Wybór sieci i komórki. Synchronizacja stacji. Rejestracja stacji wsieci. Przywołanie stacji. Zarządzanie zasobami radiowymi w systemie UMTS. Przydział zasobów dla stacji ruchomej, Sterowanie przyjmowaniem zgłoszeń. Przydział zasobów dla transmisji pakietowych. Przeciwdziałanie przeciążeniom sieci. Regulacja mocy. Przenoszenie połączeń. Wybrane procedury. Aktualizacja informacji o lokalizacji stacji ruchomej. Zestawianie połączeń rozmównych. Procedury związane z pakietową transmisją danych. Procedury zabezpieczające (uwierzytelniania, szyfrowania, kontroli integralności danych). Planowanie i realizacja sieci UMTS. Wprowadzenie do projektowania sieci radiowej. Bilans łącza radiowego. Terminale i stacje bazowe systemu UMTS. Pomiary stacji ruchomych i bazowych. System LTE (Long Term Evolution). Założenia. Modyfikacje architektury. Nowe techniki transmisji w łączu radiowym. Tendencje rozwojowe systemów komórkowych. Ewolucja systemówkomórkowych. Systemy HSPA+. Systemy IMT Advanced i LTE Advanced. ZAKRES LABORATORIUM Cwiczenie U1: Badanie kodera-dekodera mowy AMR i AMR-WB (z wykorzystaniem specjalnego oprogramowania dydaktycznego, badanie poszczególnych trybów pracy kodera, ocena wpływu błędów w transmisji na jakość mowy, badanie zrozumiałości mowy w środowisku zakłóceń akustycznych). Cwiczenie U2: Monitorowanie emisji CDMA i LTE (pomiary sygnałów emitowanych porzez stacje bazowe i ruchome systemów UMTS, CDMA200 i LTE za pomocą analizatora widma, obserwacja wpływu zmian warunków propagacyjnych na emisje stacji ruchomej) Cwiczenie U3: Badanie właściwości sygnałów łącza radiowego UMTS (z wykorzystaniem oprogramowania WinIQSim, m. in. badanie sygnałów w dziedzinach czasu, kodu, częstotliwości, obserwacja wykresów wektorowych i konstelacji). Cwiczenie U4: Pomiary sygnałów szerokopasmowych (wytwarzanie testowych sygnałów systemu UMTS z możliwością wprowadzania odstępstw od wymagań standardu; analiza sygnałów w dziedzinie częstotliwości i czasu z wykorzystaniem wektorowego analizatora sygnałów). Cwiczenie U5: Pomiary specjaliostyczne terminali UMTS (HSDPA i HSPA+) w laboratorium operatora siecikomórkowej (z wykorzystaniem specjalizowanych testerów i sztucznej sieci)

Metody oceny:

Przedmiot jest oceniany na podstawie sumy punktów uzyskanych: - z dwóch kolokwiów wykładowych (do 24 pkt za pierwsze kolokwium,do 36 pkt - za drugie), - w ramach laboratorium (do 10 pkt za każde z ćwiczeń U1..U4 i do 4 pkt za ćwiczenie U5). Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie łącznie conajmniej 53 pkt oraz ponad 30% punktów z każdego kolokwium wykładowego.

Egzamin:

nie

Literatura:

J. Kołakowski, J. Cichocki - Materiały pomocnicze do przedmiotu "System UMTS" - opracowanie wenętrzne IR PW (instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych i kopie slajdów wykładowych, dostęne na bieżąco na stronie www przedmiotu) K. Wesołowski, „Systemy radiokomunikacji ruchomej”, WKiŁ, 2003 J. Kołakowski, J. Cichocki, „UMTS – system telefonii komórkowej trzeciej generacji”, WKiŁ 2003, 2005, 2008. H. Kaaranen, A. Ahtiainen, L Laitinen, S. Naghian, V. Niemi. UMTS Networks, Architecture, Mobility and Services. John Wiley & Sons, 2001,2005 H.Holma, A.Toskala (ed.) "WCDMA for UMTS", John Wiley & Sons, 2000, 2006, 2008 J. Korhonen, „Introduction to 3G Mobile Communications”, Artech House, 2001, 2003 J.Laiho, A.Wacker, T.Novosad (ed.) „Radio Network Planning and Optimisation for UMTS”, John Wiley & Sons, 2002, 2006 M.J. Nawrocki, M.Dohler, A.H.Avghami (ed), „Understanding UMTS Radio Network – Modelling, Planning and Automated Optimization, Theory and Practice”, John Wiley & Sons, 2006 H.Holma, A.Toskala, „HSDPA/HSUPA for UMTS” John Wiley & Sons, 2006 P.Lescuyer, T. Lucidarme; Evolved Packet System (EPS). The LTE and SAE evolution of 3G UMTS, John Wiley & Sons, 2008 K. Fazel, S. Kaiser, Multicarrier and Spread Spectrum Systems. From OFDM and MC-CDMA toLTE and WiMAX , John Wiley & Sons, 2008 Literatura firmowa, m.in.: Ericsson, Siemens, Rohde & Schwarz, Agilent‑Technologies, Motorola, Alcatel itd, Zasoby internetowe, m.in. www.etsi.org, www.3gpp.org, www.umts-forum.org, www.gsacom.com

Witryna www przedmiotu:

pmr.ire.pw.edu.pl/dydaktyka/UMTS/umts.htm

Uwagi:

dawniej "System UMTS"

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka UMTS_W1

Student (który zaliczył przedmiot) zna architektury cyfrowych systemów komórkowych (UMTS i LTE), podstawowe procedury systemowe związane z działaniem sieci UMTS i LTE oraz techniki transmisji informacji w łączach radiowych systemów UMTS/HSPA/HSPA+/LTE/LTE Advanced
Weryfikacja: kolokwia wykładowe 1 i 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W08, K_W09, K_W10, K_W11
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Charakterystyka UMTS_W2

Student zna podstawowe ograniczenia transmisji w łaczu radiowych i metody ich przezwyciężania stosowane w systemach komórkowych
Weryfikacja: kolokwium wykładowe, kolokwia wstępne do laboratoriów
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W09, K_W10
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Charakterystyka UMTS_W3

Student zna techniki i aparaturę pomiarową służace do oceny transmisji w łączu radiowym systemu UMTS
Weryfikacja: kolokwia wstępne i przebieg ćwiczeń U2, U4
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Charakterystyka UMTS_W4

Student zna podstawowe tendencje rozwojowe w zakresie systemów komórkowych
Weryfikacja: lokwium wykładowe 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W11, K_W14, K_W15
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG, III.P6S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka UMTS_U1

Student potrafi dokonać oceny możłiwości i ograniczeń transmisji w systemach komórkowych 3G i 4G, potrafi określić przydatność różnych systemów komórkowych do realizacji transmisji spełniajacych wymagania użytkowników
Weryfikacja: kolokwia wykładowe 1 i 2, laboratoria
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U17, K_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.3.o, III.P6S_UW.2.o

Charakterystyka UMTS_U2

Student potrafi posłużyć się właściwie dobranymi metodami i urządzeniami umożliwiającymi pomiary sygnałów łącza radiowego systemów komórkowych, potrafi uniknąc błedów wynikajacych z ograniczeń aparatury pomiarowej
Weryfikacja: laboratoria U2, U4
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U10, K_U15, K_U17
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o, III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.3.o

Charakterystyka UMTS_U3

Student potrafi zinterpretować działanie sieci oraz analizować zjawiska zachodzące w łączach radiowych systemów komórkowych 3G i 4G z punktu widzenia ich wpływu na możliwości transmisyjne sieci komórkowych
Weryfikacja: kolokwia wstęne do ćwiczeń laboratoryjnych, przebieg laboratoriów, kolokwia wykładowe
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U17
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.2.o, III.P6S_UW.3.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka UMTS_K1

Student (kóry zaliczył przedmiot) potrafi pracować w grupie kilkuosobowej realizującej wspólnie zadania pomiarowe
Weryfikacja: laboratoria U1,U2, U3, U4
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K03, K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: