МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Московский государственный институт электроники и математики (технический университет) «УТВЕРЖДАЮ» Проректор по учебной работе _____________ А.Ф. Каперко "____"_____________ 2011 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА Наименование дисциплины: Новые информационные технологии Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профиль: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети Квалификация выпускника: специалист Форма обучения: очная Факультет: Автоматики и вычислительной техники Кафедра: Вычислительные системы и сети Москва 2012 1. Цели и задачи дисциплины Целью дисциплины является изучение и практическое освоение основ построения и применения беспроводных сетей и систем на их основе. 2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина относится к дисциплинам профессионального цикла. Дисциплина базируется на материале следующих ранее изученных дисциплин: «Математика», «Физика», «Электротехника и электроника», «Теория автоматов», «Схемотехника», «Математический анализ», «Алгебра и геометрия», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Дискретная математика», «Теория принятия решений», «Математическое и имитационное моделирование», «Базы данных», «Надежность технический и программных средств», «Микропроцессорные устройства и системы», «Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций», «Теория проектирования систем и сетей». Знания и навыки, полученные в результате изучения дисциплины, должны быть использованы в дисциплинах: «Безопасность информационных систем», «Архитектура и технологии компьютерных сетей», «Моделирование компьютерных сетей и телекоммуникационных систем», «Современные проблемы информатики и вычислительной техники». 3. Требования к результатам освоения дисциплины: Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК–6); имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК–12); способен осваивать методики использования программных средств для решения практических задач (ПК–2); способен обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК–6). В результате изучения дисциплины студент должен: Знать: архитектуру, спецификации, методы построения и применения беспроводных сетей стандартов IEEE 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.16; методы доступа в беспроводных сетях; общие методы генерации информационных символов; технологии расширения спектра; методы кодирования, модуляции, преобразования информации. Уметь: использовать методы построения и применения беспроводных сетей для создания локальных сетей Wi-Fi; использовать спецификации стандарта широкополосного доступа IEEE 802.16 WiMAX при развертывании и эксплуатации городских и региональных систем. Владеть: стандартной терминологией и методами проектирования и моделирования широкополосных беспроводных сетей для коммерческих и прикладных систем широкого назначения. 4. Объем дисциплины и виды учебной работы 2 Вид учебной работы Аудиторные занятия (всего) В том числе: Лекции Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа (всего) В том числе: Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы Реферат Другие виды самостоятельной работы Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) Общая трудоемкость часы зачетные единицы Всего часов / зачетных единиц 60/2.0 7 8 36 24 26/1.0 18 8 34/0.5 48/1.0 18 18 16 30 18 30 Семестры 36/1.0 36 144/4.0 90 54 4.0 4.0 4.0 5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины 1. Технологии и архитектура беспроводных сетей Предмет дисциплины, ее объем, содержание и связь с другими дисциплинами учебного плана. Роль дисциплины в подготовке инженеров-разработчиков СВТ, ее цели и задачи. Классификация и характеристики беспроводных сетей. Обзор литературы по курсу. 2. Методы доступа в локальных беспроводных сетях Wi-Fi Временной, частотный, кодовый, пространственный способы разделения доступа в сетях стандарта IEEE 802.11. МАС-уровень стандарта IEEE 802.11. Организация физического и канального уровней. 3. Технология расширения спектра и способы модуляции радиосигнала Технология расширения спектра DSSS. Методы генерации информационных символов. Модуляции BPSK, QPSK. Способы расширения спектра сигналов. Код Баркера. 4. Способы преобразования данных в модуляционный символ Методы модуляции OBPSK, OQPSK, DBPSK, DQPSK. Модуляция QAM, представление данных на сигнальном созвездии. 5. CCK метод кодирования и защиты информации Коды Уолша и матрица Адамара. Ортогональные коды. 6. PBCC метод кодирования и защиты информации Построение пунктурных и сверточных кодеров. 7. OFDM модуляция на основе преобразований Фурье Прямое и обратное преобразование Фурье для передачи/приема информационных символов. 8. Сверхширокополосные импульсные сети Метод генерации и передачи/приема информационных символов на основе широкополосного импульсного кодирование. Сверхскоростные беспроводные сети. 9. Сети Wi-Fi стандартов 802.11.xx 3 Архитектура, протоколы, характеристики сетей Wi-Fi стандартов 802.11b, a, g, n, s, xxx. 10. Сенсорные сети стандартов 802.15.4, 802.15.5 Ячеистые сети. Технология и области применения. Автоматизация проектирования сенсорной сети большой размерности. 11. Проектирование широкополосных Wi-Fi сетей Автоматизация проектирования Wi-Fi сетей. Моделирование зоны покрытия сети. Программирование беспроводного оборудования. 12. Региональные и городские беспроводные сети WiMAX стандартов IEEE 802.16, IEEE 802.20 Основные режимы сетей стандарта IEEE 802.16-2004, сервисные потоки, МАС-уровень. Структура кадров и предоставление канальных ресурсов в сетях стандарта IEEE 802.16. 13. Частотное планирование, проектирование и моделирование широкополосных беспроводных сетей Методика проектирования широкополосных сетей большой размерности. Моделирование трафика и зоны покрытия сети. Настройка и программирование беспроводного оборудования. 5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № п/п 1. 2. 3. 4 Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин Безопасность информационных систем Архитектура и технологии компьютерных сетей Моделирование компьютерных сетей и телекоммуникационных систем Современные проблемы информатики и вычислительной техники № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 * * * * * * * * * * * * * * * * * 5.3. Разделы дисциплин и виды занятий № Наименование раздела дисциплины п/п 1. 2. 3. 4. 5. Лекц. Практ. Лаб. зан. зан. Технологии и архитектура беспроводных сетей Методы доступа в локальных беспроводных сетях Wi-Fi Технология расширения спектра и способы модуляции радиосигнала Способы преобразования данных в модуляционный символ CCK метод кодирования и защиты информации 4 Семин. СРС Всего 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 6. PBCC метод кодирования и защиты информации. Технологии защиты беспроводных сетей. 2 2 7. OFDM модуляция на основе преобразований Фурье. 2 2 8. Сверхширокополосные импульсные сети. Сети Wi-Fi стандартов 802.11.xx. 2 2 2 18 Сенсорные сети стандартов 802.15.4, 802.15.5. Проектирование широкополосных Wi-Fi сетей. Региональные и городские беспроводные сети WiMAX стандартов IEEE 802.16, IEEE 802.20. Частотное планирование, проектирование и моделирование широкополосных беспроводных сетей. 2 4 6 2 12 14 9. 10. 11. 12. 13. 18 38 2 2 2 30 32 6. Лабораторный практикум № п/п № раздела дисциплины 1. 9 2. 10 3. 11 Наименование лабораторных работ Исследование особенностей применения Wi-Fi сетей стандартов 802.11.xx. Создание и исследование сенсорной сети стандарта 802.15.4 Создание проектов широкополосных беспроводных сетей. Трудоемкость (часы/зачетные единицы) 18/0.11 4/0.11 12/0.11 7. Примерная тематика курсовых проектов: «Разработка беспроводной виртуальной серверной сети с онлайн доступом из Интернета». 8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины: а) основная литература П.Рошан, Д. Лиэрм. Основы построения беспроводных локальных сетей стандарта 802.11. М., Cisco Sistems, 2005, 445 с. В.С. Сюваткин и др. WiMAX — технология беспроводной связи, теоретические основы, стандарты, применение. — Спб.: БХВ — Петербург, 2005. — 368 с. б) Дополнительная литература В.М. Вишневский и др. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. М., Техносфера, 2005. — 591 с 5 в) программное обеспечение: - программы моделирования зоны покрытия и трафика беспроводной сети. 9. Материально-техническое обеспечение дисциплины: Специализированные лаборатории и классы кафедры. При выполнении лабораторных работ используются ПЭВМ типа IBM РС типов Intel Pentium, Intel Pentium 2, Intel Pentium 3. 10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины: При изучении дисциплины целесообразно давать примеры современных систем проектирования и показывать, как рассматриваемый вопрос решается в конкретной системе. Составитель: / Чурков В.М.. / Рецензент: / Жданов В.С. / Заведующий кафедрой ВСиС: / Вишнеков А.В. / Декан факультета АВТ: / Петросянц К.О. / 6