Langattomat verkot
| Rakennetyyppi: | Opintojakso |
|---|---|
| Koodi: | ITTS3102 |
| OPS: | TT 2020V |
| Taso: | Insinööri (AMK) |
| Opiskeluvuosi: | 4 (2023-2024) |
| Lukukausi: | Syksy |
| Laajuus: | 5 op |
| Vastuuopettaja: | Gao, Chao |
| Opetuskieli: | Englanti |
Toteutukset lukuvuonna 2023-2024
| Tot. | Ryhmä(t) | Opiskeluaika | Opettaja(t) | Kieli | Ilmoittautuminen |
|---|---|---|---|---|---|
| 3006 | TT2020-4, TT2020-4A, TT2020-4B | 28.8.2023 – 16.12.2023 | Chao Gao | Englanti | 1.8.2023 – 6.9.2023 |
Osaamistavoitteet
Opintojakson jälkeen opiskelija ymmärtää langattomien tietoliikenneverkkojen tärkeimmät käsitteet ja hän kykenee vertailemaan langattomia verkkoja niiden kustannusten, tehokkuuden, hyötysuhteen, vaatimusten ja sovellusten näkökulmasta. Opiskelija oppii ymmärtämään erilaisten verkkostandardien erot, esim. matkapuhelinverkot (GSM, 3G, 4G), WiFi, PAN, jne. Lisäksi hän saa hyvän osaamisen erilaisista fyysisen tason ominaisuuksista, mobiilikanavista ja radioaaltojen etenemisestä, siirtomedian hallinnasta, modulaatiosta ja koodaamisesta. Opintojaksolla tehdään useita kokeellisia harjoitustehtäviä, joilla demonstroidaan langattomien verkkojen tärkeitä ominaisuuksia. Opiskelussa painotetaan energiateollisuuden IoT-sovelluksiin liittyvää langatonta viestintää ja tietoverkkoja.
Opiskelijan työmäärä
135 h, josta lukujärjestykseen merkittyä lähiopetusta VAMKissa 70 h ja yliopistolla 40 h. VAMKin monimuotototeutuksessa lähiopetusta 50 h.
Oman oppimisen arviointi 1 h sisältyy lähiopetukseen.
Edeltävät opinnot / Suositellut valinnaiset opinnot
Lähiverkot, Tietoliikenne.
Sisältö
Opintojakso sisältää kolme osaa: teoreettinen ja käytännöllinen osa sekä seminaari.
Teoreettinen osa (VAMK): Signaalin eteneminen ja langattoman kanavan ominaisuudet, radiosignaalien modulaatio ja demodulaatio, solukkojärjestelmän perusteet: radiotaajuuden uudelleen käyttö ja kapasiteetti, kanavointiteknologiat (FDMA, TDMA, CDMA, OFDMA), kilpavarausteknologiat (CSMA/CA, ALOHA ja muut Mac-protokollat lyhyen kantaman langattomalle viestinnälle), matkapuhelinstandardit (GSM/GPRS/WCDMA/HSPA/LTE), lyhen kantaman langattomat standardit (T/IEEE802.15.4/6LowPAN/LoRa, Routing/Synchronization/Clustering).
Käytännöllinen osa (VAMK): Spektrianalyysi, modulaatio ja demodulaatio Matlabissä, PAN: IEEE802.15.4 -verkon rakentaminen ja testaaminen, LoRa-verkon rakentaminen ja testaaminen.
Semiaari (VY): Intensiivisen teoreettisen ja käytännöllisen osan lisäksi opintojaksolla on myös seminaariosa, jossa jokainen opiskelija kirjoittaa ja esittää opintojakson sisältöön liittyvän lyhyen seminaariraportin opettajan antamasta tai opiskelijan itse valitsemasta aiheesta. Seminaarin tarkoituksena on harjoittaa opiskelijoita tiedonhankintaan, opettaa heitä kirjoittamaan teknillisiä raportteja ja esittämään ajatuksiaan julkisesti. Lisäksi tarkoituksena on antaa opiskelijoille lisää tietoa tietoliikenneverkoista: Bluetooth-protokollat ja teollisuussovellukset, Zigbee-protokollat ja teollisuussovellukset, IoT:n Ultra Wide Band (UWB) -teknologiat, IoT:n langattomat sensoriverkot, teollisuuden vaatimukset langattomille verkoille, langaton automaatio, IoT:n tietoturva, LTE - kehittyneet sovellukset teollisuudessa, 5G ja IoT, MIMO-OFDM:n yli käytettävät langattomat laajakaistat, energiateollisuuden IoT-sovellukset, satelliittiverkot.
Opiskelumateriaali
T. Rappaport, Wireless Communication: Principles and Practice, 2nd Edition, Prentice Hall, 2002. Tieteellisiä julkaisuja ja artikkeleita. Opettajan valmistama materiaali.
Opetusmuoto / Opetusmenetelmät
Luennot, harjoitukset ja laboratoriotyöt pienryhmissä.
Arviointikriteerit
Arvosana 5: Opiskelija ymmärtää suurimman osan opintojaksolla käsitellyistä käsitteistä, ja hän kykenee yhdistämään erilaisia langattoman viestinnän teknologioita toisiinsa ratkaistessaan alaan liittyvän ongelman. Hänellä on vankka ymmärrys langattomien verkkojen teoriasta niin, että hän pystyy jatkamaan tämän alan tutkimustoimintaan.
Arvosana 3: Opiskelija ymmärtää kohtuullisen suuren osan opintojakson käsitteistä Hän osaa valita langattoman viestinnän standardin tai teknologian, joka parhaiten sopii annetun langattoman sovelluksen tekemiseen, ja hän kykenee toteuttamaan ko. sovelluksen.
Arvosana 1: Opiskelija ymmärtää langattoman viestinnän perusteet, esim. signaalin eteneminen, antennin ominaisuudet, modulaatio, vahvistus/vaimeneminen jne. Hän pystyy soveltamaan näitä langattomaan viestintään käytännössä.
Arviointimenetelmät
Kotitehtävät, harjoitustyöt, laboraatiot, tentti.