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Universidad Pública de Navarra
| Código: 243702 | Asignatura: SISTEMAS DE COMUNICACIONES MÓVILES E INALÁMBRICAS | ||||
| Créditos: 6 | Tipo: Optativa | Curso: 4 | Periodo: 1º S | ||
| Departamento: Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación | |||||
| Profesorado: | |||||
| FDEZ.DE MUNIAIN COMAJUNCOSA, JAVIER (Resp) [Tutorías ] | |||||
Módulo/Materia
Módulo: Formación específica en Sistemas de Telecomunicación
Materia: Redes cableadas e inalámbricas
Descripción/Contenidos
- Se presentan, por un lado, las técnicas, problemáticas, ventajas y limitaciones de los sistemas de radiocomunicación en general cuando dichos sistemas deben satisfacer determinados criterios de movilidad y alcance. Se trata de describir las bases teóricas y prácticas válidas para cualquier sistema de estas características, sin particularizar en ningún sistema práctico o estándar actual.
- La segunda orientación del curso se centra en aquellas soluciones particulares adoptadas actualmente o que se encuentran en implantación. Bajo un planteamiento progresivo se presentan:
- Los estándares operativos celulares de área extensa (WAN), con atención especial a GSM, su evolución y mejoras, bajo la denominación genérica de sistemas 2.5G.
- La implantación de los sistemas celulares de tercera generación, especialmente UMTS y sus evoluciones HSPA.
- La parte WAN finaliza con la descripción de la propuesta LTE y su evolución LTE-Advanced como sistema 4G que tendremos operativo estos próximos años.
- A continuación se analizan los sistemas de área metropolitana (MAN), incluyendo WiMAX y su ampliación WiMAX-Advanced, como alternativa real como sistema 4G.
- Finalmente se cubren los sistemas de área local (LAN), fundamentalmente WiFi, con todas sus ampliaciones, y los sistemas de área personal (PAN), con los estándares más representativos Bluetooth, zigBee y UWB.
Competencias genéricas
- G1 - Emprendizaje e innovación
- G2 - Trabajo en equipo
- G3 - Aprendizaje autónomo
- G4 - Eficiencia en la comunicación oral y escrita con capacitación lingüística en inglés
- G5 - Eficiencia en el manejo de recursos de información
- G6 - Compromiso ético y sostenibilidad
- G7 - Capacidad para concebir, diseñar, implementar y operar sistemas y servicios en el ámbito de las TIC
- CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
- CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
- CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
- CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
- CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
Competencias específicas
CE2- Capacidad para aplicar las técnicas en que se basan las redes, servicios y aplicaciones de telecomunicación en entornos móviles, personales, locales o a gran distancia, con diferentes anchos de banda y velocidad, incluyendo telefonía, radiodifusión, televisión y datos, desde el punto de vista de los sistemas de transmisión.
CE3- Capacidad de análisis de los subsistemas constituyentes de los sistemas de comunicación, y sus especificaciones particulares para los sistemas de comunicaciones inalámbricos.
CE4- Capacidad para el diseño espacial básico de sistemas celulares y planificación de coberturas.
CE5- Capacidad para gestionar los recursos de los sistemas de comunicación inalámbricos: frecuencias, tiempos, códigos, antenas, espacio, ángulo.
CE6- Capacidad para minimizar los efectos negatiivos del canal móvil y conocer las limitaciones técnicas de los sistemas actuales.
CE7- Capacidad para comparar críticamente las distintas soluciones adoptadas por los estándares actuales.
Resultados aprendizaje
- R1.- Conocer las limitaciones del canal radioeléctrico en el dominio frecuencial y en el dominio temporal en sistemas con movilidad.
- R2.- Estimar la velocidad ofrecida por un canal de acceso radio en función del sistema de comunicación inalámbrico empleado.
- R3.- Conocer los diferentes escenarios en los estándares WPAN, WLAN y WMAN.
- R4.- Conocer las arquitecturas en las redes de acceso de los sistemas de Área Extensa.
- R5.- Conocer los diferentes tipos de redes de sensores inalámbricos, sus parámetros de funcionamiento y sus limitaciones.
Metodología
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Metodología - Actividad
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Horas Presenciales
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Horas no presenciales
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A-1 Clases expositivas/participativas
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50
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30 |
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A-2 Prácticas
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5
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5
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A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos
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A-4 Elaboración de trabajo
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7 |
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A-5 Lecturas de material
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3
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A-6 Estudio individual
|
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35
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A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
|
3
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A-8 Tutorías individuales
|
2 |
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| A-9 Búsqueda de documentación |
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5
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Total
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60
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85
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Evaluación
| Resultados de aprendizaje |
Actividad de evaluación |
Peso (%) | Carácter recuperable |
Nota mínima requerida |
|---|---|---|---|---|
| R1,R2,R3,R4,R5 | Examen. Problemas con apuntes | 80 | Si | 3 |
| R1, R3 | Prácticas individuales | 10 | No | 3 |
| R1, R3, R4 | Trabajos simulación | 10 | No | 3 |
Temario
CAPÍTULOS
1.- Presentación
2.- Sistemas de Comunicación
2.1.- Esquema general.
2.2.- Descripción detallada. Subsistemas.
2.3.- Espectro radioeléctrico.
2.4.- Regulación.
2.5.- Parámetros operativos: Calidad, Capacidad. Cobertura, Adaptabilidad
3.- Canal de Comunicación
3.1.- Caracterización del canal
3.2.- Pérdidas de propagación
3.2.1.- (d)^(-n): Consecuencias
3.3.- Shadowing: Desvanecimientos log-normales
3.4.- Cobertura
3.5.- Modelos empíricos
3.6.- Canales dispersivos
3.6.1.- Fundamentos físicos
3.6.2.- Dispersión temporal y frecuencial
3.6.3.- Parámetros del canal
3.6.4.- Tipos de fading
3.6.5.- Modelo del canal
3.6.6.- Ejemplo
3.7.- Distribuciones
3.8.- Modelos de canal en los estándares
3.8.1.- Modelo COST-207
3.8.2.- Modelo del ITU-R
3.8.3.- Modelo IEEE 802.11 e HiperLAN
5.- Sistemas WAN
5.1.- Comunicaciones Celulares
5.1.1.- Introducción
5.1.2.- Reutilización de frecuencias
5.1.2.1.- Restricciones en sistemas celulares
5.1.3.- Capacidad
5.1.4.- Geometría celular
5.1.4.1.- Configuraciones celulares
5.1.5.- Interferencias
5.1.5.1.- Interferencias Co-Canal
5.1.6.- Incrementos de Capacidad
5.1.6.1.- Cell Splitting
5.1.6.2.- Sectorización
5.1.7.- Hand-Offs (Traspaso de llamadas)
5.1.7.1.- Tipos de Handoffs
5.1.7.2.- Hard y Soft Handoff
5.1.7.3.- Ejemplo de Soft-handoff
5.1.8.- Asignación de canales
5.1.8.1.- Técnicas de asignación
5.2.- Sistemas 2G y 2.5G: GSM-GPRS-EDGE
5.2.1.- GSM
5.2.1.1.- Historia y evolución
5.2.1.2.- Características básicas
5.2.1.3.- Servicios
5.2.1.4.- Arquitectura
5.2.1.5.- Interfaz radio
5.2.1.6.- Canales Lógicos
5.2.1.7.- Formateo de ráfagas
5.2.1.8.- Clases de potencia
5.2.1.9.- Otros aspectos
5.2.2.- GPRS
5.2.2.1.- Introducción
5.2.2.2.- Arquitectura
5.2.2.3.- Interfaz radio
5.2.2.4.- Codificación de Canal
5.2.2.5.- Clases de Multislot
5.2.3.- EDGE
5.2.3.1.- Introducción
5.2.3.2.- Modulación / Codificación
5.2.3.3.- Clases de potencia
5.2.3.4.- Codificación de canal
5.3.- Sistemas 3G y 3.5G: UMTS-HSPA-LTE
5.3.1.- UMTS
5.3.1.1.- Códigos de Spreading
5.3.1.1.1 Secuencias Maximales
5.3.1.1.2 Secuencias Gold
5.3.1.1.3 Códigos Ortogonales
5.3.1.1.4 Códigos Walsh
5.3.1.1.5 Códigos Gold Ortogonales
5.3.1.2.- Introducción
5.3.1.3.- Clases de tráfico
5.3.1.4.- Arquitectura
5.3.1.5.- Canales de Transporte
5.3.1.6.- Capa Física. Introducción.
5.3.1.7.- Capa Física. Spreading
5.3.1.8.- Capa Física. Scrambling
5.3.1.9.- Capa Física. Uplink
5.3.1.10.- Capa Física. Downlink
5.3.1.11.- Capa Física. Transmisión
5.3.1.12.- Rendimiento
5.3.1.13.- Planificación. Factor de carga
5.3.1.13.1 Factor de carga Downlink
5.3.1.13.2 Factor de carga Uplink
5.3.2.- HSPA
5.3.2.1.- Introducción
5.3.2.2.- Evolución de WCDMA
5.3.2.3.- HSDPA
5.3.2.4.- HSUPA: Enhanced Uplink
5.3.2.5.- MBMS
5.3.2.6.- HSPA+: Evolución de HSPA
5.3.3.- LTE
5.3.3.1.- Introducción
5.3.3.2.- Arquitectura
5.3.3.3.- Capa Física. Tramas.
5.3.3.4.- Capa Física. Transmisión Downlink
5.3.3.5.- Capa Física. Pilotos en Downlink
5.3.3.6.- Capa Física. Procesados en Downlink
5.3.3.7.- Capa Física. Transmisión Uplink
5.3.3.8.- Capa Física. Pilotos en Uplink
5.3.3.9.- Capa Física. Procesados en Uplink
5.4.- Sistemas 4G: LTE-Advanced
5.4.1.- LTE-Advanced
5.4.1.1.- Introducción
5.4.1.2.- Mejoras respecto LTE
5.4.1.2.1 VoLTE: Voice over LTE
5.4.1.2.2 HeNB: Home eNB
5.4.1.2.3 PWS: Public Warning System
5.4.1.2.4 CA: Carrier Aggregation
5.4.1.2.5 Relay
5.4.1.2.6 MDT: Minimization of Driving Test
5.4.1.2.7 eICIC: enhanced Inter-Cell Interference Coordination
5.4.1.2.8 MTC: Machine Type Communication
5.4.2.- LTE-Advanced PRO
5.4.2.1.- Introducción
5.4.2.2.- Mejoras respectos LTE-Advanced
5.5.- Estado 5G. Propuesta NR del 3GPP
6.- Sistemas Wireless MAN
6.1.- IEEE 802.16 'WiMAX'
6.1.1.- Introducción
6.1.2.- Capa Física: Single Carrier. WirelessMAN-SC
6.1.2.1.- PHY Single Carrier: Tramas FDD y TDD
6.1.2.2.- PHY Single Carrier: Subtramas DL
6.1.2.3.- PHY Single Carrier: Subtramas UL
6.1.2.4.- PHY Single Carrier: Algunos Mensajes MAC
6.1.2.5.- PHY Single Carrier: Procesados en DL
6.1.2.6.- PHY Single Carrier: Procesados en UL
6.1.2.7.- PHY Single Carrier: Rendimientos y Anchos de Bandas
6.1.3.- Capa Física: OFDM. WirelessMAN-OFDM
6.1.3.1.- PHY OFDM: Parámetros empleados
6.1.3.2.- PHY OFDM: Tramas FDD y TDD
6.1.3.3.- PHY OFDM: Procesados
6.1.3.4.- PHY OFDM: Rendimientos
6.1.4.- Capa Física: OFDMA. WirelessMAN-OFDMA y WirelessHUMAN: WiMAX Mobile
6.1.4.1.- PHY OFDMA: Parámetros empleados
6.1.4.2.- PHY OFDMA: Tramas TDD y FDD
6.1.4.3.- PHY OFDMA: Procesados
6.1.4.4.- PHY OFDMA: Rendimientos
6.2.- IEEE 802.16.1 WiMAX-Advanced
6.2.1.- Introducción
6.2.2.- Capa Física
6.2.2.1.- Parámetros
6.2.2.2.- Tramas.
6.2.2.3.- Soporte de WirelessMAN-OFDMA
6.2.3.- Unidades de Recursos
6.2.3.1.- Downlink
6.2.3.2.- Uplink.
6.2.4.- Pilotos
6.2.5.- Procesados
6.2.5.1.- Canales de Datos
6.2.5.2.- Canales de Control
7.- Sistemas Wireless LAN
7.1.- IEEE 802.11 'WiFi'
7.1.1.- Introducción
7.1.2.- Arquitectura
7.1.3.- Servicios
7.1.4.- Entidades de Protocolo
7.1.5.- MAC
7.1.5.1.- MAC: Funciones
7.1.5.2.- Acceso al Medio
7.1.5.2.1 DCF: CSMA/CA
7.1.5.2.2 PCF
7.1.5.3.- Tramas MAC
7.1.6.- Capa Físicas (PHY)
7.1.6.1.- PHY: Funciones
7.1.6.2.- 802.11 Legacy
7.1.6.2.1 DSSS 2.4
7.1.6.2.2 FHSS 2.4
7.1.6.2.3 IR-Diffuse
7.1.6.3.- 802.11b
7.1.6.4.- 802.11a
7.1.6.5.- 802.11g
7.1.6.6.- 802.11n
7.1.6.7.- 802.11ac
7.1.6.8.- 802.11ax, ay, be
7.2.- HIPERLAN / HIPERLAN2
7.2.1.- Introducción
8.- Sistemas Wireless PAN
8.1.- WPAN: Introducción
8.2.- IEEE 802.15.1 'Bluetooth'
8.2.1.- Introducción
8.2.2.- Arquitectura
8.2.3.- BR: Bluetooth Radio
8.2.4.- BB: Baseband
8.2.4.1.- Paquetes
8.2.4.2.- Hopping
8.3.- IEEE 802.15.3 'WPAN/HR'
8.3.1.- Introducción
8.3.2.- Supertramas
8.3.3.- PHY 2.4 GHz
8.3.4.- Tramas MAC
8.3.5.- Tramas PHY
8.3.6.- Ampliación IEEE 802.15.3c mmWave
8.4.- IEEE 802.15.4 'WPAN/LR'
8.4.1.- Arquitectura
8.4.2.- Supertramas
8.4.3.- Nivel MAC
8.4.4.- Nivel PHY
8.4.4.1.- O-QPSK PHY
8.4.4.2.- BPSK PHY
8.4.4.3.- ASK PHY
8.4.4.4.- CSS PHY
8.4.4.5.- UWB PHY
8.4.4.6.- GFSK PHY
8.4.5.- Ampliación IEEE 802.15.4f RFID
8.4.6.- Ampliación IEEE 802.15.4g Smart Metering
Bibliografía
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