BME VIK - Mobil rendszerek evolúciója

3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Imre Sándor,

4. A tantárgy előadója

Dr. Imre Sándor	egyetemi tanár	HIT
Fazekas Péter	tud. munkatárs	HIT
Simon Csaba	ügyv. szakértő	TMIT
Dr. Éltető Tamás	tud. munkatárs	TMIT

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít IP alapú hálózatokkal kapcsolatos ismeretek, távközlési és hálózati alapismeretek

6. Előtanulmányi rend

Ajánlott:
-

7. A tantárgy célkitűzése A cellás távközlési rendszerek manapság a vezető piaci beszédátviteli szolgáltatásokká nőtték ki magukat. Az iparági folyamatok alapján a közeljövőben várható, hogy az adatátvitel során is áttörést érnek el a cellás rendszerek terén. Az üzemben levő harmadik generációs (3G), specifikusan az UMTS, hálózatok már jelentős lépést tettek a nagysebességű mobil infokommunikációs hálózatok felé. A tantárgy célja áttekinteni a cellás távközlési rendszerek evolúciós szakaszait (GSM, UMTS, LTE/SAE), különös hangsúlyt fektetve a a következős evolúciós szakaszban telepítendő mobil hálózatok hozzáférési hálózatának (LTE/UTRAN) és maghálózati architektúrájának (SAE) ismertetésére.

8. A tantárgy részletes tematikája

1. hét: Bevezetés, motivációk, alapproblémák, rádiókommunikációs alapok, kutatási irányok.	Nehézség: piac, ipar, fejlődés, rádió + mobilitás okozta nehézség, kutatás milyen válaszokat ad, technológiai irányok A rádiós közeg tulajdonságai. Jelek alapsávi leírása, modulációk, alapvető csatorna modellek
2. Hét: GSM rendszer, GSM továbbfejlesztése	Alaptulajdonságok, rendszer felépítése, alrendszerek, berendezések és funkcióik, adatbázisok és szerepük, átviteltechnikai hálózat, hálózat fizikai felépítése. Folyamatok: hívásfelépítés, bejelentkezés, handover HSCSD, GPRS rendszer felépítése
3. hét: GSM rádiós interfész, GPRS rádiós interfész, EDGE	Keretszerkezet, logikai csatornák és szerepük, börszt típusok, GSM hibavédő kódolás, interleaving, Rádiós erőforrás menedzsment, GPRS kódolás, QoS, EDGE, átlagos kapacitás meghatározása
4. hét: WCDMA és UMTS rádiós interfész. HSDPA, HSUPA, HSPA+	Spektrumszórás, kódosztás, kódok és paraméterek UMTS-ben, Az UMTS rádiós interfész Logikai, fizikai, transzport csatornák, cellakeresés, szinkronizáció. HS csatornák képzése, felépítése, új tulajdonságok, ütemezés, 64QAM, MIMO.
5. hét: UMTS hálózat	Hálózat felépítése, berendezések és szerepük, átviteltechnika, Módosítások a Rel4-től a Rel8-ig
6. hét: 3G kapacitás tervezés: elmélet és gyakorlat	Cellakapacitás, rendszerkapacitás meghatározása. Esettanulmény: szolgáltatói szempontok a cellás rendszerek kapacitás tervezésekor.
7. hét: LTE rádiós interfész	OFDM alapok. Keretszervezés, sávok, erőforrás blokkok, jelzési csatornák, erőforrás menedzsment, RLC, MAC LTE állapotok és adatfolyam. LTE hozzáférési eljárások. LTE evolúciója: LTE advanced, IMT advanced
8. hét: SAE	Az LTE-re szabott architektúra: SAE (System Architecture Evolution); Evolved Packet Core. Rel.6 és Rel.7, direct tunnel. QoS megoldások az evolúciós architektúrán - Policy and Charging Control (PCC).
9. hét: IP makro- és mikromobilitás	Mobil IP, optimized, IPv6, Mobilitás menedzsment megoldások (Cellular MIP, Proxy MIP, Client MIP, dual-stack CMIP)
10. hét: LTE/SAE mobilitás kezelés. IP szolgáltatások.	Mobilitás kezelés: LTE-3G, LTE non3GPP handover, FMC, PMTP. Beszédátvitel és multimédia alkalmazások LTE technológián alapuló rendszerekben; az IMS szerepe a hálózatban, IMS+
11. hét: Konkurrens technológiák: Wimax és DVB-H	Fix és mobil Wimax rádiós interfész keretszervezés, erőforrás, csatornák, QoS. DVB-H. LTE-vel konkurrens technológiák integrálása, hálózatok együttélése.
12. hét: Rádiós erőforrásmendzsment. LTE hálózatok telepítése a gyakorlatban	Teljesítményelemzés: LTE spektrum hatékonyság, effektív sávszélesség. Esettanulmány: gyártói szempontok a cellás rendszerek kialakításakor. RAN (rádiós hozzáférési hálózat) topológia alternatívák, mikrohullámú és/vagy optikai hálózatok mellé telepített hálózatok sajátosságai. LTE rendszerek teljesítmény értékelése és mérése
13. hét: MBMS	Műsorszórás 3G evolúciós környezetben: Multimedia Broadcast Multicast Services (MBMS). Multicast a cellás rendszerekben. MBMS teljesítménye és hatákonysága UMTS és LTE rendszerekben. Megvalósítása 3G és LTE rendszerekben.
14. hét: 4G, fejlett rádiós interfészek	4G hálózatok jellemzői, multicarrier CDMA, nagy sávszélességű fejlesztések. UMTS vs LTE vs WiMAX, 4G hálózatok, piaci és technológiai kitekintés, 4G hálózati architektúrák és képességek.

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium) Előadás

10. Követelmények A szorgalmi időszakban 1 db zárthelyi dolgozat, legalább elégséges osztályzat elérése. A vizsgaidőszakban: írásbeli vizsga.

11. Pótlási lehetőségek Egy pótlási alkalom a félév végén, további pótlási alkalom a pótlási héten, különeljárási díj megfizetésével

12. Konzultációs lehetőségek Minden óra végén/után helyben személyesen, illetve előzetes bejelentkezés alapján.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

T. Halonen, J. Romero, J. Melero, „GSM, GPRS and EDGE Performance: Evolution Towards 3G/UMTS”, ISBN: 9780470866948, John Wiley and Sons, 2003

H. Kaaranen, A. Ahtiainen, L. Laitinen, S. Naghian, V. Niemi, "UMTS Networks - Architecture, Mobility and Services", ISBN: 9780470011034, John Wiley and Sons, 2005

E. Dahlman, S. Parkvall, J. Sköld, P. Beming, „3G Evolution: HSPA and LTE for Mobile Broadband”, ISBN: 9780123725332, Elsevier, Academic Press, 2007

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka

Kontakt óra	56
Félévközi készülés órákra	10
Felkészülés zárthelyire	14
Házi feladat elkészítése	-
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása	15
Vizsgafelkészülés	25
Összesen	120

15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Dr. Imre Sándor	egyetemi tanár	HIT
Fazekas Péter	tudományos munkatárs	HIT
Simon Csaba	ügyvivő szakértő	TMIT