Descripció
Els sistemes de comunicacions mòbils, des de la dècada dels 80 fins a l´actualitat, s´han introduït en molts àmbits de la vida quotidiana de la gent. La telefonia mòbil presenta índex de penetració elevadíssims a occident (superiors al 100%), i en creixement continu a tot el món. L´objectiu de qualsevol sistema de comunicacions es poder oferir un servei de qualitat a un gran nombre d´usuaris. Això a la pràctica es tradueix per una banda en un augment de la velocitat de transferència i un millor control de la qualitat del servei; i per una altre banda en l´augment de la cobertura i minimització dels recursos ràdio requerits per usuari. Aquests dos conceptes es troben enfrontats i durant el curs veurem a quins compromisos s´ha arribat en els diferents sistemes de comunicacions dels últims 20 anys. Així durant el curs es repassen les principals tècniques de transmissió i multiplexació d´usuaris en el canal de ràdio mòbil. Aquest estudi es realitza des de 3 vessants: sistemes públics o privats, sistemes cel-lulars o xarxes adhoc i finalment xarxes encarades a comunicacions de veu o xarxes purament de dades, tot sempre sobre el medi aire (interfície ràdio). Tots aquests conceptes s´expliquen primerament veient la part teòrica de la comunicació per seguidament passar a veure com ho implementem, concretament mitjançant l´estudi de cadascun dels estàndards més representatius en cadascuna de les diferents aplicacions i generacions. Per citar alguns exemples veurem el GSM i el UMTS com sistemes públics cel-lulars, el sistemes PMR i TETRA com sistemes privats, les xarxes adhoc basades en el IEEE 802.11a/b/g per la transmissió de dades en xarxes privades de mitjà abast (abast aprox. 100m), i les xarxes Bluetooth per comunicacions personals de curt abast (<10m). Per últim afegir que encara que l´assignatura es centra en la teoria de les comunicacions sobre la interfície radio (baixant a nivell d´implementació dels respectius enllaços ràdio), també s´estudien amb gran detall les altres parts implicades en tota xarxa de comunicació com són la xarxa de transport i commutació necessària, elements de control i supervisió, càlculs de capacitat (i cobertura), etc.
Tipus assignatura
Optativa
Semestre
Segon
Crèdits
5.00
Objectius

Els principals objectius de l´assignatura són:

1. Coneixement general dels sistemes de comunicacions mòbils, la seva classificació, i característiques més importants dels principals estàndards
2. Capacitat per relacionar els mecanismes que apliquen els estàndards amb els conceptes teòrics que s´expliquen a altres assignatures
3. Capacitat d´aprendre entenent i interpretant articles en anglès relacionats amb l´actualitat dels sistemes de comunicacions mòbils
4. Capacitat de treballar en equip per resoldre un problema basat en una situació real, pràctica.
5. Capacitat per expressar-se en la seva llengua escrita nativa i defensar arguments i idees.

Continguts

A continuació es detalla el contingut del curs ordenat per capítols:

1. Introducció i conceptes generals
1.1 Evolució, perspectiva històrica i classificació
1.2 Xarxes cel-lulars, tècniques accés al medi, modulació, etc.

2. Telefonia mòbil d´ús professional
2.1 PMR
2.2 Trunking analògic
2.3 Trunking digital

3. Telefonia mòbil d´ús públic
3.1 Sistemes de 1ª Generació. TACS, ETACS, AMPS, DAMPS...
3.2 Sistemes de 2ª Generació. GSM
3.3 Sistemes de 2´5G: GPRS, HSCSD, EDGE.
3.4 Sistemes de 3ª Generació i 3.5G. UMTS, HSDPA, HSUPA.

4. Xarxes inalàmbriques per la transmissió de dades
4.1 Xarxes locals inalàmbriques (WLAN: WiFi). IEEE 802.11a/b/g
4.2 Xarxes personals inalàmbriques (WPAN: Bluetooth, ZigBee, UWB). IEEE 802.15.1/3/4
4.3 Xarxes metropolitanes inalàmbriques (WMAN: WiMAX). IEEE 802.16a/e.

5. El camí cap a la quarta generació
5.1 Tècniques avançades de transmissió ràdio.
5.2. MIMO

6. Sessions pràctiques
Visita a una central de comunicacions / operador.
Treball en grup. Disseny d´un sistema de comunicacions per una aplicació concreta.

Metodologia

A continuació detallem la metodologia i instruments didàctics de què es fa ús per tal d´impartir l´assignatura. L´alumne pot escollir entre assistir a classes magistrals (A) o bé seguir l´assignatura online (B) amb classes magistrals eventuals per revisar els conceptes més importants (C):

A. Sessions teòriques impartides mitjançant classes magistrals.
Les sessions teòriques s´imparteixen a partir de transparències electròniques que serveixen per explicar els conceptes de l´assignatura i com a punt de partida per fomentar la participació i el diàleg per part dels alumnes.
Les transparències estan a disposició dels alumnes amb anterioritat a l´inici de cada sessió.

B. Sessions teòriques impartides mitjançant guies d´estudi, notícies, etc. usant una aula virtual.
C. Sessions teòriques magistrals de repàs pels alumnes que segueixen una metodologia on-line. Aproximadament cada dos mesos, durant dues hores, s´imparteix una classe on es debat sobre el temari finalitzat i s´enfoca el temari que està per venir. Eventualment es resolen problemes i dubtes.

A més, es proposen les activitats següents:

D. Participació en fòrums virtuals. L´alumne té accés a fòrums creats pel professor on es debaten documents, problemes o propostes. S´afavoreix així la participació, la capacitat de defensar per mitjans escrits els arguments propis i la col-laboració entre alumnes per resoldre problemes.

E. Treball en grup en les sessions pràctiques. En aquest treball es planteja un cas real de disseny d´un sistema de comunicacions en el qual els alumnes (en grup), basant-se en els continguts estudiats durant el curs, han de realitzar una proposta amb la solució tècnica més adient així com també el cost de la proposta.

Avaluació

L´assignatura s´avalua amb els instruments següents:

(A, C). Exàmens. Es realitzen tres exàmens durant l´any. Tots tres consten d´una part test i una part de preguntes curtes sobre aspectes concrets dels estàndards.
(F). Presentació d´un informe per grup de conclusions sobre un problema real basat en un cas pràctic.
(J). Participació a classe i en els fòrums virtuals. El professor recull informació sobre l´actitud i aptitud de les contribucions dels alumnes a les classes magistrals o bé als fòrums de debat.

La nota final es calcula ponderant un 25 % la nota obtinguda a cada examen, i el 25% addicional obtingut a partir de l´informe sobre el cas pràctic i la participació a classe i/o fòrums virtuals

Criteris avaluació

A continuació es relacionen els objectius de l´assignatura amb els instruments d´avaluació:

1. Coneixement general dels sistemes de comunicacions mòbils, la seva classificació, i característiques més importants dels principals estàndards (A, C)
2. Capacitat per relacionar els mecanismes que apliquen els estàndards amb els conceptes teòrics que s´expliquen a altres assignatures (A, C)
3.Capacitat d´aprendre entenent i interpretant articles en anglès relacionats amb l´actualitat dels sistemes de comunicacions mòbils
(J)
4. Capacitat de treballar en equip per resoldre un problema basat en una situació real, pràctica. (F)
5. Capacitat per expressar-se en la seva llengua escrita nativa i defensar arguments i idees. (J)

Bibliografia bàsica

L´assignatura disposa de transparències que cobreixen tot el curs, a més d´una guia docent amb les notes del professor sobre aquestes transparències.

Material complementari

Rábanos, H., `Ingeniería de sistemas trunking´, Síntesis, 1998
Tabbane, S. `Handbook of Mobile Radio Networks´, Artech House, 2000.
Rábanos, H., `Comunicaciones móviles´, Centro de Estudios Ramon Areces, 2004.
Siegmund M. Redl et. al., `An introduction to GSM´, Artech House Publishers, 1995
Halonen, T. et. al., `GSM, GPRS and EDGE performance´, Wiley, 2002
Andersson, C., `GPRS and 3G Wireless Applications´, Wiley, 2001
Varios autores, `Telecomunicaciones móviles´, Marcombo, 1998.
Holma, H., `Wcdma for umts: radio access for third generation mobile communications´, Wiley, 2000.
Smith, C., `3g wireless networks´, McGraw Hill, 2002.
Morrow, R., `Bluetooth operation and use´, McGraw Hill, 2002
Bahai et al., `Multi-carrier digital communications. Theory and applications of ofdm´, Springer, 2004.
Ohrtman, F., `Wimax handbook. building 802.16 wireless networks´, McGraw Hill, 2005.
Nauymi, L., `Wimax. technology broadband wireless access´, Wiley, 2007.
Hanzo, L., `OFDM and MC-CDMA for broadband multi-user communications, wlan & broadcast´, Wiley, 2003