ELT-41200 Langattoman tietoliikenteen perusteet, 5 op
Basic Course on Wireless Communications

Vastuuhenkilö

Jukka Talvitie, Mikko Valkama

Opetus

Toteutuskerta Periodi Vastuuhenkilö Suoritusvaatimukset
ELT-41200 2019-01 1 - 2 Jukka Talvitie
Mikko Valkama
Tentti tai kummankin periodin lopussa pidettävät välikokeet.

Osaamistavoitteet

Kurssi keskittyy kaikkien langattomien järjestelmien ja verkkojen olennaisimpiin radiorajapinnan tekniikoihin ja menetelmiin, joiden päälle esim. Internetin verkkotason protokollat asettuvat. Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa selittää ja vertailla erilaisten radiotietoliikennejärjestelmien rakenteita, toimintaperiaatteita ja sovellusmahdollisuuksia. Opiskelija osaa: - selittää yleisperiaateet, miten keskeiset radiokanavan ilmiöt (erityisesti vaimennusmalli ja häipymäilmiöt) on otettava huomioon luotettavan tiedonsiirtolinkin suunnittelussa; - laskea radiolinkin etenemisvaimennuksen yksinkertaisia vaimennusmalleja käyttäen; - selittää radiosignaaliin perustuvan tiedonsiirtolinkin keskeisten elementtien merkityksen ja tärkeimmät ominaisuudet; - selittää lähettimen ja vastaanottimen keskeisten signaalinkäsittelylohkojen (koodaus, modulaatio, kanavakorjain, ...) merkityksen radiolinkin toiminnan kannalta; - kuvata kaksisuuntaisen tiedonsiirron ja usean käyttäjän järjestelmien yleiset toimintaperiaatteet sekä medium access control (MAC) protokollien perusteet; - kuvata soluverkkoperiaatteen mukaisten langattomien järjestelmien rakenteen, keskeiset elementit ja toiminnallisuudet yleisesti sekä erityisesti GSM-, UMTS/HSPA-, LTE- ja 5G-verkkojen tapauksessa; - soluverkon kapasiteetin ja kuormituksen laskennan perusteet; - selittää yleisperiaatteet, miten radiosignaaleista voidaan mitata paikannuksessa hyödynnettävää tietoa; - kuvata käsitteet esineiden internet (internet-of-things, IoT) ja koneiden välinen viestintä (machine-to-machine communications, M2M); Opiskelija ymmärtää laitoksen ko. aiheepiiriin liittyvissä kursseissa opetettavien tietojen ja taitojen merkityksen langattomiin tiedonsiirtojärjestelmiin liittyvässä insinöörityössä.

Sisältö

Sisältö Ydinsisältö Täydentävä tietämys Erityistietämys
1. LANGATTOMAN TIEDONSIIRRON PERUSELEMENTIT: - perustietoja antenneista; - kanavointi- ja modulointitekniikat; - hajaspektri- ja monikantoaaltotekniikoiden periaatteet; - virheiden hallintamenetelmät; - multiple access -tekniikat; - MAC-protokollat, WLAN MAC.  - langattoman tietoliikenteen historiaa   
2. RADIOKANAVAN MALLINNUS: - vaimennusmallit; - hidas häipyminen; - nopea häipyminen; - monitiemalli; - taajuus- ja aikaselektiivisyys.  -tilastolliset häipymismallit   
3. SOLUVERKKOJEN PERIAATTEET: - mobiiliradioverkkojen elementit, rakenne ja toiminnallisuus - radioverkkossuunnittelun perusperiaattet.     
4. LANGATTOMIEN TIEDONSIIRTOJÄRJESTELMIEN PERUSTEET: - GSM, UMTS/HSPA, LTE, 5G; - WLAN/WiFi; - yleislähetysverkot (esim. digi-TV); - Satelliittitietoliikenne - paikannusjärjestelmät (mobiiliverkkoihin perustuvat, GPS, Galileo).   - WiMAX - ZigBee ja Bluetooth (Low Energy) - satellittitietoliikenne - RF-ID - NFC   
5. RADIORESURSSIN HALLINTA: - tehosäätö; - resurssinvaihto (handover) (solu/sektori, taajuus, järjestelmä); - pakettiskedulointi; - pääsynvalvontamekanismit.      
6. TULEVAISUUDEN LANGATON VIESTINTÄ: - 5G konsepti - Esineiden internet (IoT)     
7. LANGATTOMAN PAIKANNUKSEN PERUSTEET: - GNSS-perusteet - soluverkkoihin perustuva paikannus - langattomiin lähiverkkoihin (WLAN) perustuva paikannus     

Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi

Kurssin läpäisyyn vaaditaan tentin tai molempien periodien lopussa pidettävien välikokeiden hyväksyttävästi suorittaminen. Näissä testataan lähinnä ydinsisällön hallintaa, jonka perusteella arvosana määräytyy. Jos ydinsisällön hallinnassa on merkittäviä puutteita, ei opiskelija läpäise kurssia.

Arvosteluasteikko:

Arvosteluasteikko on numeerinen (0-5)

Osasuoritukset:

Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Oppimateriaali

Tyyppi Nimi Tekijä ISBN URL Lisätiedot Tenttimateriaali
Kirja   Wireless Communications 2nd edition   Andreas F. Molisch   9780470741870       Ei   
Luentokalvot   Langattoman tietoliikenteen perusteet   Simona Lohan, Jukka Talvitie, Markku Renfors, Tapani Ristaniemi, Jarno Niemelä         Kyllä   

Esitietovaatimukset

Opintojakso P/S Selite
ELT-40002 Tietoliikennetekniikan perusteet Suositeltava    
MAT-02500 Todennäköisyyslaskenta Suositeltava    

Tietoa esitietovaatimuksista
Vastaavat tiedot suositeltavien esitietokurssien sisällöstä riittää: esim. tiedonsiirron peruskäsitteet, taajuus/spektrikäsite, todennäköisyyslaskennan perusteet



Vastaavuudet

Opintojakso Vastaa opintojaksoa  Selite 
ELT-41200 Langattoman tietoliikenteen perusteet, 5 op ELT-41206 Basic Course on Wireless Communications, 5 op  
ELT-41200 Langattoman tietoliikenteen perusteet, 5 op TLT-6100 Langattoman tietoliikenteen perusteet, 5 op  

Päivittäjä: Turjanmäki Pia, 04.03.2019