Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Mobil kommunikációs hálózatok

    A tantárgy angol neve: Mobile Communication Networks

    Adatlap utolsó módosítása: 2017. június 28.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Mérnök informatikus szak, BSc képzés

    Infokommunikáció szakirány

    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIHIAC00 5 2/1/0/v 4  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Szabó Sándor, Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék
    4. A tantárgy előadója
    Név:
    Beosztás:
    Tanszék, Int.:
     Dr. Fazekas Péter tudományos munkatárs HIT

     Az előadó eléréséhez szükséges adatok a tanszék honlapján megtalálhatók:

    https://www.hit.bme.hu/portal/args/munkatarsak/oktatok_kutatok

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít VIHIAB01 Kommunikációs hálózatok 1 és VITMAB01 Kommunikációs hálózatok 2
    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    (Szakirany("AMINinfokommHIT", _) VAGY
    Szakirany("AMINinfokommTMIT", _) VAGY
    Szakirany("AMIinfokom", _) VAGY
    Szakirany("AMImob", _)

    VAGY Training.code=("5NAA8") )

    ÉS NEM ( TárgyEredmény( "BMEVIHIA317" , "jegy" , _ ) >= 2
    VAGY
    TárgyEredmény("BMEVIHIA317", "FELVETEL", AktualisFelev()) > 0)

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    7. A tantárgy célkitűzése A tárgy célja, hogy gyakorlati megközelítésben a hallgatók számára bemutassa a napjainkban legelterjedtedtebb mobil- és vezetéknélküli  hálózatok és rendszerek működését, valamint az üzemeltetésükhöz, tervezésükhöz szükséges alapvető ismereteket. A tárgy célja továbbá a konkrét mobil hálózati példákon keresztül alapvető rádiós és vezetéknélküli kommmunikációs megoldások és ezek lehetőségeinek, használati módjainak bemutatása.
    8. A tantárgy részletes tematikája 1. előadás: Bevezetés, mobil hálózati alapismeretek:
    •    motivációk, információk a szakirányról, a szakirány logikai felépítése, a tárgyak közti összefüggés
    •    a szakma elhelyezése a palettán: országos, EU, (-> világ) adatok a szakmára vonatkozóan: cégek száma, alkalmazott mérnökök száma, árbevétel, részesedés a GDP-ből, stb., a közeljövőre vonatkozó kilátások
    •    a tárgy féléves tematikájának áttekintése, a tantárgy logikai keretének elmagyarázása, a kapcsolódó laborok indoklása, rövid bevezetése
    mobil hálózatok általános felépítése, frekvenciaújrafelhasználás elve, cellás elv2. előadás: Mobilitásmenedzsment és csatorna alapismeretek
    •    hálózatok tipikus felépítése, logikai és fizikai architektúra közti különbség szemléltetése valós hálózati példán
    •    felhasználói mobilitásból eredő problémák és vázlatos megoldások: handover, mobilitás menedzsment
    o    helyzetfrissítés, helyzet követés és helyzet predikció alapvető módszerei, alkalmazásuk a valós hálózatokban
    o    hívásátadási eljárások fajtái, használatuk, tulajdonságaik
    •    szükséges legalapvetőbb ismertetés szintjén: sávszéleség, vivőfrekvencia jelentése, zaj/interferencia jelentése, hatása; Shannon kapacitás; csillapítás, fading; moduláció; hibavédő kódolás; erősítés
    3. előadás: 3G rendszerek
    •    3G rádiós interfész alapvető ismertetése:
    o    elérhető átviteli sebességek/csatornák, csomag/vonalkapcsolt megoldások
    o    overheadek, gyakorlatban várható sebességek
    o    UMTS -> HSPA -> HSPA+ továbbfejlesztések ilyen szintű ismertetése
    •    3G hálózat felépítése és a berendezések szerepe, működése
    o    új elem a rádiós hozzáférési hálózatban (UTRAN): RNC
    o    felépítése, funkciói

    4. előadás: 3G rendszerek 2.

    •    HSPA fejlesztések hatása a 3G hálózati architektúrára
    •    UTRAN hálózat topológiai, konfigurációs lehetőségek és megoldások
    •    UMTS hálózati protokollok
    o    protokoll architektúra fejlődése, a rétegek feladatai
    o    jelenleg elterjedt megoldások
    •    UMTS QoS osztályok, ezek praktikus megvalósítása
    o    QoS támogatás HSPA-ban
    o    QoS megvalósítása: ütemezés, erőforrás kezelés a hálózatban
    5. előadás LTE rendszerek
    •    LTE rádiós interfész alapvető ismertetése
    o    OFDM alapvető szinten
    o    elérhető átviteli sebességek/csatornák megoldások
    o    overheadek, gyakorlatban várható sebességek
    o    LTE -> LTE Advanced továbbfejlesztések ilyen szintű ismertetése
    •    LTE hálózat felépítése és a berendezések szerepe, működése
    o    új elemek a maghálózatban
    o    felépítésük, funkciói, hardver/szoftver architektúrájuk
    •    konkrét megvalósítási módozatok, példa hálózati felépítés az LTE megvalósításához (a szabványban adott logikai architektúrán túl)
    o    a fenti 3G példára alapozva, mint evolúció/továbbfejlesztés, rámutatni a motivációkra
    6. előadás: LTE rendszerek működése
    •    LTE protokoll architektúra
    o    LTE stack
    o    az S1 alapvető jellemzése
    o    az X2 interfész alapvető jellemzése
    o    a maghálózati interfészek alapvető jellemzése
    o    gyakorlati megvalósítások
    •    újdonságok az LTE-Advanced szabványverziókban (2010 utáni) a rendszer működéséről
    7. előadás Hálózat felügyelet, hálózat menedzsment csomagkapcsolt mobil hálózatban
    •    hálózatmenedzsment alapfogalmak és értelmezésük
    •    UMTS->HSPA->LTE fejlődés hatása a hálózatfelügyeleti rendszerekre
    •    tipikus mobil hálózati adatforgalmi jellemzők
    •    általános csomagkapcsolt hálózati KPIk jelentése, értékelése, értelmezése
    •    speciális, az adott rendszerre jellemző KPIk és jelentésükMérés, tesztelés a mobil hálózatokhoz
    8. előadás_ 802.11 WiFi hálózatok
    •    802.11b,g,a,n,ac fizikai rétegek áttekintése elérhető bitsebesség és teljesítmény szempontjából
    •    802.11e QoS képes közeghozzáférési protokoll működése

    9. előadás: 802.11 hálózati megoldások
    •    802.11 hálózat és protokoll rétegek
    •    802.11 mesh hálózati működés, 802.11 mint backbone
    •    WiFi wireless distribution system használata és lehetőségei
    10. előadás:  Bluetooth és Bluetooth Low Energy hálózatok
    o    hálózatszervezés, fő Bluetooth hálózatszervezési folyamatok
    o    Bluetooth fejlesztői eszközök, rendelkezésre álló támogatások
    o    Bluetooth verziók által nyújtott teljesítmény
    11. előadás: Ad-hoc hálózatok, csoportosítás, használati lehetőségek
    o    közeghozzáférés és útvonalválasztás ad-hoc hálózatokban
    o    esettanulmány: ad-hoc hálózatok létrehozás WiFivel
    •   
    12-13. előadás: Speciális célú hálózati megoldások különleges környezetben
    •    ipari hálózatok, (jármű) fedélzeti hálózatok
    •    különbségek egy “felhasználói” hálózathoz képest
    o    hálózati szempontból, illetve vezetéknélküli szempontból
    •    ipari Internet hálózatok létrehozása és fejlesztések
    14. előadás: A mobil/vezetéknélküli hálózatok jövője
    •    5G hálózatok, a szabványosítás jelenlegi állapota, Release 15
    o    a rendszerarchitektúra változása a szabványosítás alapján
    o    forgalom növekedés, “kapacitás-kocka”: a kiszolgálás lehetséges módjai
    o     attocellás hálózatok, magasabb sávokban: 60 GHz, 120 GHz;
    o    masszív MIMO rendszerek; koordinált multipont átvitel; lehetőségek korlátai, hálózati szempontok
    •    hálózati berendezések megvalósítása általános célú hardver platformokon, cloud mobil maghálózat, hálózatvirtualizáció
    •    látható fényt használó rendszerek: LiFi
    •    kvantum-kommunikáció: lehetőségek és kurrens fejlesztések

    1. gyakorlat: Mobilitás-menedzsment és rádiós erőforrás-kezelési folyamatok leírása valós hálózati példákkal: paging, location update és handover.

    2. gyakorlat: Konkrét megvalósítási módok, példa hálózati felépítés a 3G megvalósításához (a szabványban adott logikai architektúrán túl); a hálózati architektúra változása a 3G evolúcióban, néhány gyártói megoldás ismertetése. Tipikus folyamatok a 3G rendszerben.

    3. gyakorlat: Működés, tipikus folyamatok az LTE rendszerben: handover folyamat, mobilitás menedzsment eljárások működése, session menedzsment. Példa számítások LTE teljesítőképességre.

    4. gyakorlat: Mért minőség jellemzők a mobil hálózatokban valós példákon. Teljesítményők számolása és származtatása a mért jellemzőkből.

    5. gyakorlat: NFC és RFID rövid áttekintés, alkalmazási és működési példák.

    6. gyakorlat: Bluetooth LE fejlesztési példa.

    7. gyakorlat: Edge computing és NFV allokációs mintapéldák, nyereség számítása.

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) előadás és közös gyakorlat
    10. Követelmények
    • A szorgalmi időszakban: 1db zárthelyi sikeres megírása (min. 40%)
    • A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga
    • Elővizsga: van

    11. Pótlási lehetőségek A félév során  lehetőséget adunk a nagyzárthelyi pótlására.
    A sikertelen pótzárthelyi a pótlási időszakban ismételten pótolható.

    12. Konzultációs lehetőségek Igény esetén előzetesen egyeztetett időpontban konzultációt biztosítunk.
    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra42
    Félévközi készülés előadásra10
    Félévközi készülés gyakorlatra
    12
    Felkészülés zárthelyire16
    Házi feladat elkészítése0
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása0
    Vizsgafelkészülés40
    Összesen120
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta
    Név:
    Beosztás:
    Tanszék, Int.:
     Dr. Fazekas Péter tudományos munkatárs HIT
    IMSc tematika és módszer A tananyag mélyebb válogatott szakirodalmat és elsajátításához konzultációkat, ajánlunk. A szakterület irány mélyebben érdeklődőknek további ajánlott irodalmak állnak rendelkezésre, igény szerinti konzultáció mellett.
    IMSc pontozás Szerezhető IMSc pont összesen: 20 (felkínált összes lehetőség: 26 pont)
    Önkéntes többletfeladatok a megoldásával nagyzárthelyin 2*4, a vizsgán 2*6 IMSC pont szerezhető a számonkérés jeles szintű teljesítése esetén.
    IMSc pontok szerezhetők kiemelkedő órai aktivitással a gyakorlaton (gyakoraltonként 1, max. 6 pont).