Рабочая программа дисциплины Основы систем мобильной связи

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Астраханский государственный технический университет»

Институт информационных технологий и коммуникаций

УТВЕРЖДАЮ: Директор института д. т.н., проф. ________ Рассмотрено на учебно-методическом совете протокол № __от «__»_____2014 г.

Рабочая программа дисциплины

ОСНОВЫ СИСТЕМ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ

Направление подготовки

210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Профиль подготовки

Системы мобильной связи

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

Очная/Заочная

Автор доц. Программа рекомендована кафедрой «Связь» протокол № ___ от «___» _____2014 г. Зав. кафедрой «Связь» д. т.н., проф. ___________

Астрахань - 2014

1. Цели освоения дисциплины

Дисциплина «Основы систем мобильной связи» является дисциплиной, которая знакомит бакалавров с общими принципами построения систем мобильной связи.

Целью освоения дисциплины «Основы систем мобильной связи» является изучение свойств объектов систем и комплексов связи в свете их взаимного электромагнитной влияния и норм их совместимости.

Основные задачи изучения дисциплины: получение необходимых знаний по общим подходам к построению систем мобильной связи и сетей передачи информации, методам решения проблем электромагнитной совместимости, а также распределения нагрузки в области инфокоммуникаций.

Содержание дисциплины определяется тенденциями развития телекоммуникационных систем в Российской Федерации и мировом сообществе.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла. Для изучения курса требуются знания в объеме дисциплин «Теория вероятностей и математическая статистика», «Общая теория связи», «Электромагнитные поля и волны», «Антенны и распространение радиоволн», а также умения использования компьютерной техники для реализации функций радиотехнических устройств.

В свою очередь данный курс, помимо самостоятельного значения, является предшествующей дисциплиной для ряда других специальных дисциплин данного профиля: «Сети и системы мобильной связи», «Оборудование систем мобильной связи», «Радиопередающие устройства систем мобильной связи», и ряда дисциплин по выбору студента.

1	Цикл (раздел) ООП, к которому относится данная дисциплина (модуль).	Вариативная часть профессионального цикла ООП
2	Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП (дисциплинами, модулями, практиками).	Общенаучный цикл: «Методы оптимизации в области инфокоммуникаций», Профессиональный цикл: «Микроволновые системы инфокоммуникаций», «Системы и устройства радиотехники и связи».
3	Требования к «входным» знаниям, умениям и готовностям обучающегося, необходимым при освоении данной дисциплины и приобретенным в результате освоения предшествующих дисциплин бакалаврской подготовки.	владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1); владеть способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2); стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-5); понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества (ПК-1); готовностью к участию в осуществлении в установленном порядке деятельности по сертификации технических средств и услуг связи и информатизации, а также средств связи внутрипроизводственного назначения, имеющих выход на единую сеть электросвязи (ЕСЭ) РФ в соответствии с действующим законодательством (ПК-7).
4	Теоретические дисциплины и практики, для которых освоение данной дисциплины (модуля) необходимо как предшествующее.	«Частотно-территориальное планирование в системах радиосвязи», «Теория электромагнитной совместимости», «Распространение радиоволн и антенно-фидерные устройства», «Сети и системы мобильной связи», «Оборудование систем мобильной связи», «Радиопередающие устройства систем мобильной связи», Проектирование и техническая эксплуатация радиотехнических систем. Научно - исследовательская практика.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Основы мобильной связи»

а) общекультурных (ОК):

- способность к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности ОК-2;

- способность самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности ОК-6;

б) профессиональных (ПК):

- способностью разрабатывать прогрессивные методы технической эксплуатации систем и устройств связи; готовностью учитывать при разработке и эксплуатации устройств и систем телекоммуникаций мировой опыт в вопросах технического регулирования, метрологического обеспечения и безопасности жизнедеятельности (ПК-5);

- готовностью использовать современные достижения науки и передовые инфокоммуникационные технологии, методы проведения теоретических и экспериментальных исследований в научно-исследовательских работах в области техники и технологий электросвязи (ПК-8);

- способностью участвовать в процедурах назначения, распределения и использование радиочастотного спектра наиболее эффективным образом, работах по планированию, назначению и учету рабочих частот, выдаче разрешений на использование частот и контролю их осуществления; готовностью к участию в организации и выполнении работ по распределению ресурса нумерации, регулированию взаимоотношений участников; способностью к участию в работах по распределению адресного пространства российского сегмента сети Интернет с учетом сложившейся системы самоуправления в этой сфере и организации взаимодействия между всеми участниками, в том числе – иностранными (ПК-16);

- способностью оценивать финансовые последствия для компании осуществляемых организационно-технологических изменений; способностью оценивать и анализировать затраты и результаты деятельности организации, отыскивать пути повышения эффективности работы и конкурентоспособности (ПК-20);

В результате освоения дисциплины студент должен

Знать:

- особенности условий использования систем мобильной связи и основные показатели качества их функционирования (ПК-1, ПК-2, ПК-4);

- базовые технологии, используемые в современных системах мобильной связи (ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-13, ПК-14);

- назначение основных функциональных блоков типовой блок-схемы системы мобильной связи (ПК-13, ПК - 17);

Уметь:

- составлять и обосновывать соответствующие техническому заданию и современному уровню развития теории и техники структурные схемы системы мобильной связи, с учетом условий их эксплуатации, включая требования экономики, охраны труда и окружающей среды (ПК-13, ПК-14);

- выбирать конкретные типы блоков функциональной схемы системы мобильной связи с учетом условий эксплуатации, требований миниатюризации, надежности, электромагнитной совместимости, технологичности, ремонтопригодности, удобства эксплуатации и экономической и спектральной эффективности (ПК-13, ПК-14);

- рассчитывать или обоснованно выбирать численные значения параметров блоков проектируемой системы мобильной связи, стремясь к их технико-экономической оптимизации (ПК-13, ПК-14);

- проводить имитационный или натурный эксперимент по измерению основных показателей качества системы мобильной связи (ПК-18);

Владеть:

- первичными навыками выбора необходимых функциональных блоков системы мобильной связи и расчета численных значений их параметров, согласования их режимов функционирования в системе при проектировании, испытаниях и технической эксплуатации таких систем (ПК-8, ПК-10).

4. Структура и содержание дисциплины «Основы систем мобильной связи»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

Из них: лекций – 16 часов, лабораторных занятий – 34 часов, практических занятий – 18 часов, СРС – 76 часов, 36 часов экзамен.

4.1 Содержание разделов дисциплины 1 (6) семестр

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Образовательные технологии	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
				всего	Лекции	Прак. раб	Лаб раб	сам. раб.
1	Обзор и классификация современных систем мобильной радиосвязи				2		-	6	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ
2	Организационная система мобильных систем радиосвязи				2		4	6	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ
3	Состав и структурные элементы системы сотовой связи. Система базовых станций				2		2	6	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ
4	Антенное оборудование систем мобильной связи				2		2	6	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ
5	Особенности распространения радиоволн в системах мобильной связи				4		4	6	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ
6	Функционирование систем сотовой мобильной радиосвязи				2		2	6	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ
7	Радиопланирование систем сотовой мобильной радиосвязи				2		2	4	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты лабораторных работ
	Итого:	72	16		16	40	Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах - 70 %.	Зачёт

4.2 Содержание разделов дисциплины 2 (7) семестр

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)	Образовательные технологии	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
				всего	Лекции	Прак. раб	Лаб раб	сам. раб.
1	Основы частотно-территориальное планирование в системах сотовой мобильной радиосвязи					2	2	6	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты практических работ	Отчёт по практической работе
2	Задачи и принципы частотно-территориального планирования, оптимизация и развитие планирования сети мобильной связи					4	4	6	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты практических работ	Отчёт по практической работе
3	Системный подход в решении вопросов совершенствования системы подвижной радиосвязи					2	2	6	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты практических работ	Отчёт по практической работе
4	Вопросы качества и оптимизация параметров сети мобильной связи					4	4	6	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты практических работ	Отчёт по практической работе, коллоквиум
5	Физические и логические каналы GSM. Основы теории траффика					2	2	4	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты практических работ	Отчёт по практической работе
6	Безопасность электромагнитных излучений в системах мобильной связи					2	2	4	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты практических работ	Отчёт по практической работе
7	Системы мобильной связи 4-го поколения					2	2	4	Интерактивная лекция. Дискуссия по материалам защиты практических работ	Отчёт по практической работе
	Итого:	72		18	18	36	Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах - 70 %.	Экзамен

5. Образовательные технологии:

В рамках практических занятий и лабораторных предусмотрены встречи с высококвалифицированными специалистами предприятий связи Астраханской области: GSM», , -Сервис».

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости (проведения коллоквиумов), промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Контрольная точка №1 (вопросы к коллоквиуму 1):

1.  Характеристика стандарта GSM-900

2.  Характеристика стандарта DCS1800

3.  Общая характеристика стандарта CDMA

4.  Виды технологий современных радио-интерфейсов

5.  Алгоритм соединений телефонных переговоров в системе мобильной связи

6.  Архитектура систем сотовой связи

7.  Состав системы базовых станций

8.  Подсистемы системы базовых станций

9.  Назначение антенного оборудования системы мобильной связи

10.  Назначение всенаправленных антенн

11.  Назначение направленных (секторных) антенн

12.  Основные тактико-технические характеристики антенн базовых станций

13.  Виды поляризации антенн БС

14.  Назначение угла наклона антенн БС

15.  Что такое азимут направления антенн

16.  RET – антенны базовых станций

Контрольная точка №2 (вопросы к коллоквиуму 2):

1.  Цель управления электрическим углом наклона антенн

2.  Особенности распространения радиоволн дециметрового диапазона

3.  Быстрые и медленные замирания

4.  Влияние лесных массивов на распространение радиоволн

5.  Радио прозрачность лесных массивов

6.  Виды поляризаций антенн в системах мобильной связи

7.  Что такое аутентификация

8.  Передача обслуживания (Хендовер)

9.  Роуминг

10.  Управление мощностью передатчика

11.  Назначение предварительного радиопланирования сетей (цель моделирования беспроводных сетей)

12.  Основные компоненты математических мо­делей беспроводных сетей

13.  Назначение и свойства программных комплексов радиопланирования

14.  Определение размерности кластера при частотно-территориальном планировании сети сотовой связи

15.  Повторное использование частот

16.  Коэффициент соканального повторения, защитный интервал и радиус зоны действия

Контрольная точка №3 (вопросы к коллоквиуму 3):

1.  Задачи и принципы частотно-территориальное планирования в системах мобильной связи

2.  Методики оптимизации территориального планирования системы сотовой связи

3.  Что такое иерархическая сотовая сеть

4.  Что такое действующая зона действия, эффективная зона и зона островов.

5.  Что такое репитер

6.  Кластерное частотное планирование. Достоинство и недостатки.

7.  Подсистемы системы сотовой связи

8.  Что такое системный анализ системы подвижной радиосвязи

9.  Описание обратных связей функционирования системы мобильной связи

10.  Параметры качества систем подвижной радиосвязи

11.  Требования к качеству услуг в системах подвижной радиосвязи

12.  Этапы процесса оптимизации сети подвижной радиосвязи

13.  Классификация измерительных систем

14.  Физические и логические каналы GSM

15.  Оценка трафика систем мобильной связи (модели трафика)

16.  Параметры, с помощью которых оценивается воздействие электромагнитно­го поля

Экзаменационные вопросы

1.  Характеристика стандарта GSM-900

2.  Характеристика стандарта DCS1800

3.  Общая характеристика стандарта CDMA

4.  Виды технологий современных радио-интерфейсов

5.  Алгоритм соединений телефонных переговоров в системе мобильной связи

6.  Архитектура систем сотовой связи

7.  Состав системы базовых станций

8.  Подсистемы системы базовых станций

9.  Назначение антенного оборудования системы мобильной связи

10.  Назначение всенаправленных антенн

11.  Назначение направленных (секторных) антенн

12.  Основные тактико-технические характеристики антенн базовых станций

13.  Виды поляризации антенн БС

14.  Назначение угла наклона антенн БС

15.  Что такое азимут направления антенн

16.  RET – антенны базовых станций

17.  Цель управления электрическим углом наклона антенн

18.  Особенности распространения радиоволн дециметрового диапазона

19.  Быстрые и медленные замирания

20.  Влияние лесных массивов на распространение радиоволн

21.  Радио прозрачность лесных массивов

22.  Виды поляризаций антенн в системах мобильной связи

23.  Что такое аутентификация

24.  Передача обслуживания (Хендовер)

25.  Роуминг

26.  Управление мощностью передатчика

27.  Назначение предварительного радиопланирования сетей (цель моделирования беспроводных сетей)

28.  Основные компоненты математических мо­делей беспроводных сетей

29.  Назначение и свойства программных комплексов радиопланирования

30.  Определение размерности кластера при частотно-территориальном планировании сети сотовой связи

31.  Повторное использование частот

32.  Коэффициент соканального повторения, защитный интервал и радиус зоны действия

33.  Задачи и принципы частотно-территориальное планирования в системах мобильной связи

34.  Методики оптимизации территориального планирования системы сотовой связи

35.  Что такое иерархическая сотовая сеть

36.  Что такое действующая зона действия, эффективная зона и зона островов.

37.  Что такое репитер

38.  Кластерное частотное планирование. Достоинство и недостатки.

39.  Подсистемы системы сотовой связи

40.  Что такое системный анализ системы подвижной радиосвязи

41.  Описание обратных связей функционирования системы мобильной связи

42.  Параметры качества систем подвижной радиосвязи

43.  Требования к качеству услуг в системах подвижной радиосвязи

44.  Этапы процесса оптимизации сети подвижной радиосвязи

45.  Классификация измерительных систем

46.  Физические и логические каналы GSM

47.  Оценка трафика систем мобильной связи (модели трафика)

48.  Параметры, с помощью которых оценивается воздействие электромагнитно­го поля

Вопросы контроля самостоятельной подготовки

1.  Задачи и принципы частотно-территориальное планирования в системах мобильной связи

2.  Проблемы оптимизации сетей мобильной связи

3.  Параметры качества сети мобильной связи

4.  Электромагнитная совместимость систем мобильной связи

5.  Санитарно-защитные нормы на ЭМИ

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Современные инновационные технологии в телекоммуникациях

а) основная литература:

1. Пищин частотно-территориальным планированием современных систем подвижной радиосвязи на инновационной основе. Монография. Астрахан. гос. техн. ун-т. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2010.-172 с. ISBN 978-5-89154-372-0

2. , Дмитриев -территориальное планирование и электромагнитная совместимость в системах связи с подвижными объектами. Часть 1. Частотное планирование в системах связи с подвижными объектами. Конспект лекций по дисциплине./ АГТУ. Астрахань, 2008. – 136 с.

3. , Дмитриев -территориальное планирование и электромагнитная совместимость в системах связи с подвижными объектами. Часть 2. Электромагнитная совместимость в системах связи с подвижными объектами. Конспект лекций по дисциплине./ АГТУ. Астрахань, 2009. – 176 с.

б) дополнительная литература:

4. Весоловски Кшиштоф. Системы подвижной радиосвязи / Пер. с польского . Под ред. . М.: Горячая линия – Телеком. 2006. - 536 с.

5. «Основы сотовой связи стандарта GSM». – М.:Эко-Тренз. Москва, 2005. – 296 с.: илл.

(периодические издания):

Журнал «Автоматика, связь, информатика»

Журнал «Вестник связи».

Журнал «Электросвязь».

Журнал «Сети и системы связи»

в) Интернет-ресурсы:

Электронная библиотечная система АГТУ.- URL: http://library. astu. org

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины

- аудитория для проведения практических занятий, оборудованная компьютерами г.420;

- лаборатории кафедры «Связь» (г. 411).

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» и рекомендаций по проектированию и структуре нормативно-методических документов АГТУ.