Мобильды байланыс негізі

Сипаттама: Курс адамдарға смартфондар мен планшеттер сияқты мобильді құрылғылар арқылы қашықтықтан ақпарат алмасуға мүмкіндік беретін технологияларды зерттейді. Ұялы байланыстың негізгі принциптері сымсыз желілер арқылы деректерді беру және арнайы ұялы байланыс операторларын пайдалану болып табылады.

Кредиттер саны: 6

Пререквизиты:

• Физика 1
• Радиотехника және телекоммуникация негізі

Пәннің еңбек сыйымдылығы:

Жұмыс түрлері	сағат
Дәрістер	30
Практикалық жұмыстар	30
Зертханалық жұмыстар
СӨЖО	30
СӨЖ	90
Қорытынды бақылау нысаны	емтихан
Қорытынды бақылауды жүргізу нысаны	Емтихан

Компонент: Таңдау бойынша компонент

Цикл: Базалық пәндер

Мақсат

• Формирование у студентов системных знаний и практических навыков по основам современных мобильных технологий, включая LTE, 5G, LoRaWAN и концепции Интернета вещей (IoT), для проектирования, эксплуатации и анализа мобильных сетей нового поколения и их приложений.

Міндет

• Изучить архитектуру и принципы функционирования мобильных сетей LTE и 5G.
• Ознакомиться с технологией LoRaWAN и её применением в сетях низкой мощности и большой дальности.
• Понять основные концепции и протоколы Интернета вещей (IoT) в контексте мобильных сетей.
• Освоить методы оценки характеристик и производительности мобильных сетей нового поколени
• Научиться проектировать простые модели и схемы мобильных сетей с использованием LTE, 5G и LoRaWAN.
• Развить навыки работы с современными инструментами моделирования и тестирования мобильных сетей.
• Овладеть базовыми навыками настройки и диагностики оборудования, используемого в мобильных технологиях.
• Подготовить студентов к решению практических задач и участию в разработке инновационных решений в области мобильной связи и IoT.

Оқыту нәтижесі: білу және түсіну

• знать архитектуру, основные компоненты и протоколы мобильных сетей LTE и 5G;
• понимать принципы работы технологии LoRaWAN и особенности её применения в сетях IoT;
• разбираться в концепциях и стандартах Интернета вещей, взаимодействии IoT-устройств с мобильными сетями;
• понимать методы оценки производительности и качества связи в современных мобильных сетях;
• владеть терминологией и основными нормативными документами, регулирующими развитие мобильных технологий.

Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану

• использовать знания архитектуры и протоколов LTE и 5G для проектирования и анализа мобильных сетей;
• применять принципы работы LoRaWAN для построения энергоэффективных сетей передачи данных в IoT-системах;
• моделировать сценарии передачи данных в мобильных сетях с использованием специализированных программных средств;
• проводить расчет параметров и оценку производительности сетей мобильной связи;
• осуществлять настройку и тестирование лабораторного оборудования и программных симуляторов для исследования современных мобильных технологий.

Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру

• критически оценивать преимущества и ограничения различных технологий мобильной связи (LTE, 5G, LoRaWAN) в зависимости от условий эксплуатации и требований пользователей;
• анализировать тенденции развития мобильных сетей и прогнозировать влияние новых технологий на инфраструктуру и услуги связи;
• принимать обоснованные решения при выборе архитектурных решений и технологий для конкретных сценариев построения сетей и IoT-приложений;
• аргументированно обсуждать вопросы безопасности, масштабируемости и энергоэффективности мобильных систем;
• вырабатывать собственные рекомендации по оптимизации сетей и внедрению инноваций с учетом экономических и технических факторов.

Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер

• эффективно взаимодействовать с преподавателями и коллегами при выполнении групповых проектов и лабораторных работ;
• ясно и грамотно излагать техническую информацию, результаты исследований и анализ в устной и письменной формах;
• использовать профессиональную терминологию для обсуждения вопросов, связанных с мобильными технологиями и IoT;
• проводить презентации и защищать свои проектные решения, аргументируя выбор технологий и подходов;
• участвовать в дискуссиях и совместном решении задач, проявляя навыки активного слушания и конструктивной обратной связи.

Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі

• самостоятельно находить, анализировать и систематизировать информацию по современным мобильным технологиям и IoT из различных источников (научные статьи, стандарты, онлайн-курсы);
• критически оценивать и использовать полученные знания для решения практических и исследовательских задач;
• адаптировать свои методы обучения в зависимости от новых вызовов и требований быстро меняющейся технологической среды;
• планировать и организовывать процесс самообразования для постоянного повышения профессиональной компетентности;
• эффективно применять цифровые образовательные ресурсы и инструменты для углубленного изучения дисциплины.

Оқыту әдістері

Интерактивные лекции и мультимедийные презентации Использование современных презентационных средств, видео- и аудиоматериалов для повышения вовлечённости студентов и лучшего усвоения теоретического материала.

Проектное обучение (Project-Based Learning) Формирование умений самостоятельного поиска решений и применения знаний через выполнение реальных и приближённых к профессиональной деятельности проектов, связанных с технологиями LTE, 5G, LoRaWAN и IoT.

Использование симуляторов и программного обеспечения Применение специализированных программных комплексов (например, OptiSystem, NS-3, MATLAB, Packet Tracer) для моделирования и анализа работы мобильных сетей и IoT-устройств.

Групповая работа и коллаборативное обучение Организация работы в командах для совместного решения учебных задач, обмена знаниями и развития коммуникативных и управленческих навыков.

Адаптивное обучение и дифференцированный подход Индивидуализация образовательного процесса с учетом уровня подготовки, стиля обучения и особых потребностей каждого студента, включая инклюзивные методы обучения.

Флиппед-класс (перевернутый класс) Предварительное самостоятельное изучение теоретического материала с последующим обсуждением, разбором практических заданий и кейсов на занятиях

Использование онлайн-ресурсов и платформ Внедрение цифровых образовательных платформ (Moodle, Canvas, Coursera) для организации дистанционного обучения, тестирования и обмена материалами.

Обратная связь и рефлексия Регулярное получение отзывов от студентов о ходе обучения и использование их для корректировки образовательного процесса, развитие критического мышления и навыков самооценки.

Дәріс сабақтарының тақырыптары

• Введение в мобильную связь
• Основы технологии GSM и переход к LTE
• Технология LTE: архитектура и ключевые особенности
• Модуляция и методы передачи в LTE
• Технология 5G: концепция и архитектура
• Радиоинтерфейс 5G и новые методы передачи данных
• Введение в LoRaWAN и его архитектура
• Интернет вещей (IoT) и его связь с мобильными технологиями
• Адаптивные образовательные технологии и инклюзивное обучение
• Безопасность в мобильных сетях и IoT
• Текущие тенденции и перспективы развития мобильной связи
• Применение LTE, 5G и LoRaWAN в IoT-системах
• Будущее мобильных сетей и IoT
• Протоколы LoRaWAN
• MIMO-технологии и их роль в LTE

Негізгі әдебиет

• Тарпеннинг, Р. Мобильные и беспроводные сети связи. — М.: ДМК Пресс, 2020. — 320 с
• Скоробогатов, А. В. Основы сетей LTE и 5G. — СПб.: БХВ-Петербург, 2022. — 280 с.
• Rappaport, T. S. Wireless Communications: Principles and Practice. — Pearson, 2021. — 800 p.
• Sauter, M. From GSM to LTE-Advanced Pro and 5G: An Introduction to Mobile Networks and Mobile Broadband. — Wiley, 2021. — 350 p.
• LoRa Alliance. LoRaWAN™ Specification 1.0.4. — https://lora-alliance.org/resource-hub/lorawan-specification-v104
• Miorandi, D., Sicari, S., De Pellegrini, F., Chlamtac, I. Internet of Things: Vision, Applications and Research Challenges. — Ad Hoc Networks, 2012.
• Sauter, M. From GSM to LTE-Advanced and 5G: An Introduction to Mobile Networks and Mobile Broadband. — Wiley, 2017.
• Cisco Systems. Cisco IoT Fundamentals. — 2018. — Доступно онлайн.
• 3GPP Specifications. Technical Specifications for LTE and 5G. — https://www.3gpp.org/specifications

Қосымша әдебиеттер

• Goldsmith, A. Wireless Communications. Cambridge University Press, 2005. — 600 p.
• Dahlman, E., Parkvall, S., Sköld, J. 4G: LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband. Academic Press, 2013.
• Khalil, A. Introduction to 5G Mobile Communications. Wiley, 2020
• Augé, J., Nunez, J., Recio, R. LoRaWAN Networks: Fundamentals and Applications. Wiley-IEEE Press, 2021.
• Palattella, M., Accettura, N., Vilajosana, X., et al. Internet of Things in the 5G Era: Enablers, Architecture, and Business Models. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2016
• Petäjäjärvi, J., Mikhaylov, K., Haartsen, J., et al. On the Coverage of LPWANs: Range Evaluation and Channel Attenuation Model for LoRa Technology. IEEE Wireless Communications Letters, 2015.
• Zanella, A., Bui, N., Castellani, A., et al. Internet of Things for Smart Cities. IEEE Internet of Things Journal, 2014.
• Lundqvist, P., IoT Networks and Protocols. Packt Publishing, 2021.
• 5G Americas. 5G Technology Overview. White Paper, 2019. — https://www.5gamericas.org
• ITU-R Reports. IMT-2020: Framework and Overall Objectives of the Future Development of IMT for 2020 and Beyond.