ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2022/2023 / Wydział Elektryczny / Teleinformatyka (S2) / Sieci teleinformatyczne i systemy mobilne / Sylabus przedmiotu

Wydział Elektryczny - Teleinformatyka (S2)
specjalność: Sieci teleinformatyczne i systemy mobilne

Sylabus przedmiotu Technologie bezprzewodowe w IoT:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Teleinformatyka
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom	drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta	magister
Obszary studiów	charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil	ogólnoakademicki
Moduł	—
Przedmiot	Technologie bezprzewodowe w IoT
Specjalność	Systemy transmisyjne
Jednostka prowadząca	Katedra Przetwarzania Sygnałów i Inżynierii Multimedialnej
Nauczyciel odpowiedzialny	Przemysław Włodarski <Przemyslaw.Wlodarski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Piotr Lech <Piotr.Lech@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	3,0	ECTS (formy)	3,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	—	Grupa obieralna	—

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
projekty	P	2	15	1,2	0,26	zaliczenie
laboratoria	L	2	15	0,6	0,30	zaliczenie
wykłady	W	2	30	1,2	0,44	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Podstawowe wiadomości z zakresu sieci teleinformatycznych

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Opanowanie wiedzy z zakresu topologii i klasyfikacji bezprzewodowych sieci IoT oraz metod rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej WiFi i Bluetooth. Opanowanie wiedzy dotyczącej mechanizmu ARQ oraz protokołów wielodostępu. Opanowanie wiedzy z zakresu wyznaczania stopy błędów w transmisji bezprzewodowej oraz detekcji i korekcji błędów. Opanowanie wiedzy dotyczącej metod uwierzytelniania oraz szyfrowania strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT.
C-2	Opanowanie wiedzy z zakresu zapewniania określonego poziomu usług w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT, jak również z zakresu sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji. Opanowanie zasad projektowania wielostandardowych bram IoT oraz modelowania stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT. Opanowanie wiedzy z zakresu problematyki zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych oraz wiedzy dotyczącej bezprzewodowych sieci samorekonfigurowalnych.
C-3	Ukształtowanie umiejętności z zakresu przechwytywania i analizy ramek w standardzie IEEE 802.11, jak również umiejętności dotyczących konfiguracji różnych metod szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych IoT. Ukształtowanie umiejętności wykonywania pomiarów oraz wyznaczania stopy błędów (BER) w sieciach bezprzewodowych IoT dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego. Ukształtowanie umiejętności implementacji prostego mechanizmu detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.
C-4	Ukształtowanie umiejętności przeprowadzenia symulacji działania protokołów wielodostępu ALOHA i CSMA, a także wyznaczania dostępnej przepustowości w zależności od poziomu obciążenia sieci. Ukształtowanie umiejętności konfiguracji usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego. Ukształtowanie umiejętności przeprowadzenia symulacji sieci IoT typu mesh z uwzględnieniem różnych scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT. Ukształtowanie umiejętności implementacji systemu transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
laboratoria
T-L-1	Przechwytywanie i analiza ramek w standardzie IEEE 802.11.	1
T-L-2	Konfiguracja i analiza działania różnych metod szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych (WEP, WPA).	2
T-L-3	Pomiar oraz wyznaczanie stopy błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego.	2
T-L-4	Implementacja mechanizmu detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.	2
T-L-5	Symulacja działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA. Wyznaczanie dostępnej przepustowości w zależności od poziomu obciążenia sieci.	2
T-L-6	Konfiguracja i testowanie usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego, standard IEEE 802.1X.	1
T-L-7	Projekt i symulacja sieci IoT typu mesh. Testowanie i analiza efektywności działania dla scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT.	2
T-L-8	Implementacja systemu transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.	2
T-L-9	Zaliczenie zajęć laboratoryjnych.	1
		15
projekty
T-P-1	Realizacja projektu z tematyki przedmiotu	15
		15
wykłady
T-W-1	Klasyfikacja i topologie sieci bezprzewodowych. Różnice pomiędzy sieciami przewodowymi i bezprzewodowymi. Przyczyny i cele stosowania sieci bezprzewodowych w IoT.	2
T-W-2	Zakresy częstotliwości, przepustowość, zajętość pasma dla pojedynczego kanału. Schemat łącza bezprzewodowego w urządzeniach IoT. Podstawowe metody przesyłania sygnału bezprzewodowego (TDMA, FDMA, CDMA).	2
T-W-3	Wybrane aspekty warstwy fizycznej dla bezprzewodowych sieci IoT. Zastosowanie metod rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej Bluetooth oraz WiFi: Frequency Hoping (FH), Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS).	2
T-W-4	Mechanizm automatycznego powtarzania żądań ARQ. Transmisja dwukierunkowa. Bezprzewodowe sieci pakietowe. Protokoły wielodostępu: ALOHA, Slotted ALOHA, CSMA. Dobór właściwej metody dostępu do kanału radiowego w zależności od zastosowanego systemu IoT.	3
T-W-5	Omówienie protokołu IEEE 802.15.1. Struktura ramki, adresacja, klasy mocy, wersje standardu i przepustowość. Bluetooth Low energy (BLE) v.4.0-2 oraz v.5.0 dla urządzeń IoT (wearables).	2
T-W-6	Przyczyny oraz wpływ błędów transmisji na dane. Poziom błędów w transmisji bezprzewodowej: bit error rate (BER), packet error rate (PER). Pomiar oraz obliczanie BER dla transmisji nadmiarowej. Wyznaczanie czasu testowego w określaniu poziomu BER dla rónych przepustowości.	2
T-W-7	Detekcja i korekta błędów powstałych w wyniku zakłóceń przy pomocy kodów forward error correction (FEC). Zastosowanie kodu Hamminga. Sumy kontrolne, CRC.	2
T-W-8	Uwierzytelnianie oraz szyfrowanie strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT. Protokoły WEP, WPA, standard IEEE 802.1X. Metody odzyskiwania klucza w protokole WEP.	2
T-W-9	Zapewnianie określonego poziomu usług (QoS) w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT.	2
T-W-10	Sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji - integracja z systemami IoT	2
T-W-11	Zasady projektowania wielostandardowych bram IoT.	2
T-W-12	Modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT	2
T-W-13	Problematyka zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych.	2
T-W-14	Bezprzewodowe sieci samorekonfigurowalne. Zaliczenie wykładów.	3
		30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
laboratoria
A-L-1	uczestnictwo w zajęciach	15
		15
projekty
A-P-1	uczestnictwo w zajęciach	15
A-P-2	Samodzielna realizacja zadania projektowego	15
		30
wykłady
A-W-1	uczestnictwo w zajęciach	30
		30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	pokaz
M-2	ćwiczenia laboratoryjne
M-3	wykład informacyjny
M-4	wykład problemowy
M-5	dyskusja dydaktyczna

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena formująca: ocena testu
S-2	Ocena formująca: ocena sprawozdań
S-3	Ocena formująca: aktywność na zajęciach laboratoryjnych
S-4	Ocena formująca: ocena ciągła
S-5	Ocena podsumowująca: ocena testu
S-6	Ocena podsumowująca: test zaliczający wykład

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
TI_2A_D09-ST_W01 Student posiada wiedzę z zakresu topologii i klasyfikacji bezprzewodowych sieci IoT. Zna metody rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej WiFi oraz Bluetooth. Zna mechanizm ARQ oraz protokoły wielodostępu. Posiada wiedzę z zakresu wyznaczania stopy błędów oraz ich detekcji i korekcji. Zna metody uwierzytelniania oraz szyfrowania strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT.	TI_2A_W07, TI_2A_W09, TI_2A_W01	—	—	C-1	T-W-5, T-W-3, T-W-7, T-W-6, T-W-8, T-W-4, T-W-2, T-W-1	M-1, M-3, M-4, M-5	S-6
TI_2A_D09-ST_W02 Student posiada wiedzę z zakresu zapewniania określonego poziomu usług w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT, również z zakresu sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji. Zna zasady projektowania wielostandardowych bram IoT oraz modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT. Zna problematykę zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych oraz posiada wiedzę na temat bezprzewodowych sieci samorekonfigurowalnych.	TI_2A_W07, TI_2A_W09	—	—	C-2	T-W-9, T-W-11, T-W-10, T-W-14, T-W-12, T-W-13	M-1, M-3, M-4, M-5	S-6

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
TI_2A_D09-ST_U01 Student potrafi przechwycić i przeprowadzić analizę ramek w standardzie IEEE 802.11. Potrafi skonfigurować różne metody szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych. Potrafi wykonać pomiar oraz wyznaczyć stopę błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego. Potrafi zaimplementować prosty mechanizm detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.	TI_2A_U02, TI_2A_U12, TI_2A_U13	—	—	C-3	T-P-1, T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-9	M-1, M-2	S-1, S-2, S-3
TI_2A_D09-ST_U02 Student potrafi przeprowadzić symulację działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA, a także wyznaczyć przepustowość w zależności od poziomu obciążenia sieci. Potrafi skonfigurować usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego. Potrafi przeprowadzić symulację sieci IoT typu mesh z uwzględnieniem różnych scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT. Potrafi zaimplementować system transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.	TI_2A_U02, TI_2A_U12, TI_2A_U13	—	—	C-4	T-L-1, T-L-6, T-L-7, T-L-8, T-L-9, T-L-5	M-1, M-2	S-1, S-2, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
TI_2A_D09-ST_W01 Student posiada wiedzę z zakresu topologii i klasyfikacji bezprzewodowych sieci IoT. Zna metody rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej WiFi oraz Bluetooth. Zna mechanizm ARQ oraz protokoły wielodostępu. Posiada wiedzę z zakresu wyznaczania stopy błędów oraz ich detekcji i korekcji. Zna metody uwierzytelniania oraz szyfrowania strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT.	2,0	Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	5,0	Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
TI_2A_D09-ST_W02 Student posiada wiedzę z zakresu zapewniania określonego poziomu usług w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT, również z zakresu sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji. Zna zasady projektowania wielostandardowych bram IoT oraz modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT. Zna problematykę zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych oraz posiada wiedzę na temat bezprzewodowych sieci samorekonfigurowalnych.	2,0	Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	5,0	Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
TI_2A_D09-ST_U01 Student potrafi przechwycić i przeprowadzić analizę ramek w standardzie IEEE 802.11. Potrafi skonfigurować różne metody szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych. Potrafi wykonać pomiar oraz wyznaczyć stopę błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego. Potrafi zaimplementować prosty mechanizm detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.	2,0	Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	5,0	Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
TI_2A_D09-ST_U02 Student potrafi przeprowadzić symulację działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA, a także wyznaczyć przepustowość w zależności od poziomu obciążenia sieci. Potrafi skonfigurować usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego. Potrafi przeprowadzić symulację sieci IoT typu mesh z uwzględnieniem różnych scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT. Potrafi zaimplementować system transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.	2,0	Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	5,0	Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.

Literatura podstawowa

A. Holt, C-Y. Huang, 802.11 Wireless Networks, 2010
D. Guinard, V. Trifa, Internet rzeczy. Budowa sieci z wykorzystaniem technologii webowych i Raspberry Pi, Helion, 2017
V. Ramachandran, BackTrack 5 Wireless Penetration Testing, 2011

Literatura dodatkowa

J. Kluczewski, Internet rzeczy IoT i IoE w symulatorze Cisco Packet Tracer. Praktyczne przykłady i ćwiczenia, ITStart, 2018

Treści programowe - laboratoria

KOD	Treść programowa	Godziny
T-L-1	Przechwytywanie i analiza ramek w standardzie IEEE 802.11.	1
T-L-2	Konfiguracja i analiza działania różnych metod szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych (WEP, WPA).	2
T-L-3	Pomiar oraz wyznaczanie stopy błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego.	2
T-L-4	Implementacja mechanizmu detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.	2
T-L-5	Symulacja działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA. Wyznaczanie dostępnej przepustowości w zależności od poziomu obciążenia sieci.	2
T-L-6	Konfiguracja i testowanie usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego, standard IEEE 802.1X.	1
T-L-7	Projekt i symulacja sieci IoT typu mesh. Testowanie i analiza efektywności działania dla scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT.	2
T-L-8	Implementacja systemu transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.	2
T-L-9	Zaliczenie zajęć laboratoryjnych.	1
		15

Treści programowe - projekty

KOD	Treść programowa	Godziny
T-P-1	Realizacja projektu z tematyki przedmiotu	15
		15

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Klasyfikacja i topologie sieci bezprzewodowych. Różnice pomiędzy sieciami przewodowymi i bezprzewodowymi. Przyczyny i cele stosowania sieci bezprzewodowych w IoT.	2
T-W-2	Zakresy częstotliwości, przepustowość, zajętość pasma dla pojedynczego kanału. Schemat łącza bezprzewodowego w urządzeniach IoT. Podstawowe metody przesyłania sygnału bezprzewodowego (TDMA, FDMA, CDMA).	2
T-W-3	Wybrane aspekty warstwy fizycznej dla bezprzewodowych sieci IoT. Zastosowanie metod rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej Bluetooth oraz WiFi: Frequency Hoping (FH), Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS).	2
T-W-4	Mechanizm automatycznego powtarzania żądań ARQ. Transmisja dwukierunkowa. Bezprzewodowe sieci pakietowe. Protokoły wielodostępu: ALOHA, Slotted ALOHA, CSMA. Dobór właściwej metody dostępu do kanału radiowego w zależności od zastosowanego systemu IoT.	3
T-W-5	Omówienie protokołu IEEE 802.15.1. Struktura ramki, adresacja, klasy mocy, wersje standardu i przepustowość. Bluetooth Low energy (BLE) v.4.0-2 oraz v.5.0 dla urządzeń IoT (wearables).	2
T-W-6	Przyczyny oraz wpływ błędów transmisji na dane. Poziom błędów w transmisji bezprzewodowej: bit error rate (BER), packet error rate (PER). Pomiar oraz obliczanie BER dla transmisji nadmiarowej. Wyznaczanie czasu testowego w określaniu poziomu BER dla rónych przepustowości.	2
T-W-7	Detekcja i korekta błędów powstałych w wyniku zakłóceń przy pomocy kodów forward error correction (FEC). Zastosowanie kodu Hamminga. Sumy kontrolne, CRC.	2
T-W-8	Uwierzytelnianie oraz szyfrowanie strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT. Protokoły WEP, WPA, standard IEEE 802.1X. Metody odzyskiwania klucza w protokole WEP.	2
T-W-9	Zapewnianie określonego poziomu usług (QoS) w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT.	2
T-W-10	Sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji - integracja z systemami IoT	2
T-W-11	Zasady projektowania wielostandardowych bram IoT.	2
T-W-12	Modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT	2
T-W-13	Problematyka zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych.	2
T-W-14	Bezprzewodowe sieci samorekonfigurowalne. Zaliczenie wykładów.	3
		30

Formy aktywności - laboratoria

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-L-1	uczestnictwo w zajęciach	15
		15

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - projekty

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-P-1	uczestnictwo w zajęciach	15
A-P-2	Samodzielna realizacja zadania projektowego	15
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	uczestnictwo w zajęciach	30
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	TI_2A_D09-ST_W01	Student posiada wiedzę z zakresu topologii i klasyfikacji bezprzewodowych sieci IoT. Zna metody rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej WiFi oraz Bluetooth. Zna mechanizm ARQ oraz protokoły wielodostępu. Posiada wiedzę z zakresu wyznaczania stopy błędów oraz ich detekcji i korekcji. Zna metody uwierzytelniania oraz szyfrowania strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	TI_2A_W07	Ma zaawansowaną wiedzę w zakresie zastosowań usług teleinformatycznych w wybranych dziedzinach techniki, w szczególności w automatyce, robotyce i elektrotechnice.
	TI_2A_W09	Zna zaawansowane metody modelowania i symulacji systemów technicznych z użyciem odpowiednich narzędzi informatycznych.
	TI_2A_W01	Ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z zakresu wybranych metod matematycznych i zna narzędzia informatyczne niezbędne do jej praktycznego wykorzystania w systemach przemysłowych, elektronicznych i informatycznych.
Cel przedmiotu	C-1	Opanowanie wiedzy z zakresu topologii i klasyfikacji bezprzewodowych sieci IoT oraz metod rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej WiFi i Bluetooth. Opanowanie wiedzy dotyczącej mechanizmu ARQ oraz protokołów wielodostępu. Opanowanie wiedzy z zakresu wyznaczania stopy błędów w transmisji bezprzewodowej oraz detekcji i korekcji błędów. Opanowanie wiedzy dotyczącej metod uwierzytelniania oraz szyfrowania strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT.
Treści programowe	T-W-5	Omówienie protokołu IEEE 802.15.1. Struktura ramki, adresacja, klasy mocy, wersje standardu i przepustowość. Bluetooth Low energy (BLE) v.4.0-2 oraz v.5.0 dla urządzeń IoT (wearables).
	T-W-3	Wybrane aspekty warstwy fizycznej dla bezprzewodowych sieci IoT. Zastosowanie metod rozpraszania widma w transmisji bezprzewodowej Bluetooth oraz WiFi: Frequency Hoping (FH), Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS).
	T-W-7	Detekcja i korekta błędów powstałych w wyniku zakłóceń przy pomocy kodów forward error correction (FEC). Zastosowanie kodu Hamminga. Sumy kontrolne, CRC.
	T-W-6	Przyczyny oraz wpływ błędów transmisji na dane. Poziom błędów w transmisji bezprzewodowej: bit error rate (BER), packet error rate (PER). Pomiar oraz obliczanie BER dla transmisji nadmiarowej. Wyznaczanie czasu testowego w określaniu poziomu BER dla rónych przepustowości.
	T-W-8	Uwierzytelnianie oraz szyfrowanie strumienia danych w bezprzewodowych sieciach IoT. Protokoły WEP, WPA, standard IEEE 802.1X. Metody odzyskiwania klucza w protokole WEP.
	T-W-4	Mechanizm automatycznego powtarzania żądań ARQ. Transmisja dwukierunkowa. Bezprzewodowe sieci pakietowe. Protokoły wielodostępu: ALOHA, Slotted ALOHA, CSMA. Dobór właściwej metody dostępu do kanału radiowego w zależności od zastosowanego systemu IoT.
	T-W-2	Zakresy częstotliwości, przepustowość, zajętość pasma dla pojedynczego kanału. Schemat łącza bezprzewodowego w urządzeniach IoT. Podstawowe metody przesyłania sygnału bezprzewodowego (TDMA, FDMA, CDMA).
	T-W-1	Klasyfikacja i topologie sieci bezprzewodowych. Różnice pomiędzy sieciami przewodowymi i bezprzewodowymi. Przyczyny i cele stosowania sieci bezprzewodowych w IoT.
Metody nauczania	M-1	pokaz
	M-3	wykład informacyjny
	M-4	wykład problemowy
	M-5	dyskusja dydaktyczna
Sposób oceny	S-6	Ocena podsumowująca: test zaliczający wykład
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	5,0	Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	TI_2A_D09-ST_W02	Student posiada wiedzę z zakresu zapewniania określonego poziomu usług w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT, również z zakresu sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji. Zna zasady projektowania wielostandardowych bram IoT oraz modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT. Zna problematykę zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych oraz posiada wiedzę na temat bezprzewodowych sieci samorekonfigurowalnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	TI_2A_W07	Ma zaawansowaną wiedzę w zakresie zastosowań usług teleinformatycznych w wybranych dziedzinach techniki, w szczególności w automatyce, robotyce i elektrotechnice.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	TI_2A_W09	Zna zaawansowane metody modelowania i symulacji systemów technicznych z użyciem odpowiednich narzędzi informatycznych.
Cel przedmiotu	C-2	Opanowanie wiedzy z zakresu zapewniania określonego poziomu usług w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT, jak również z zakresu sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji. Opanowanie zasad projektowania wielostandardowych bram IoT oraz modelowania stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT. Opanowanie wiedzy z zakresu problematyki zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych oraz wiedzy dotyczącej bezprzewodowych sieci samorekonfigurowalnych.
Treści programowe	T-W-9	Zapewnianie określonego poziomu usług (QoS) w bezprzewodowej transmisji danych dla urządzeń IoT.
	T-W-11	Zasady projektowania wielostandardowych bram IoT.
	T-W-10	Sieci GMS drugiej, trzeciej i czwartej generacji - integracja z systemami IoT
	T-W-14	Bezprzewodowe sieci samorekonfigurowalne. Zaliczenie wykładów.
	T-W-12	Modelowanie stanów awaryjnych dla systemów bezprzewodowych IoT
	T-W-13	Problematyka zastosowania protokołu MQTT w sieciach bezprzewodowych.
Metody nauczania	M-1	pokaz
	M-3	wykład informacyjny
	M-4	wykład problemowy
	M-5	dyskusja dydaktyczna
Sposób oceny	S-6	Ocena podsumowująca: test zaliczający wykład
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	5,0	Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	TI_2A_D09-ST_U01	Student potrafi przechwycić i przeprowadzić analizę ramek w standardzie IEEE 802.11. Potrafi skonfigurować różne metody szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych. Potrafi wykonać pomiar oraz wyznaczyć stopę błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego. Potrafi zaimplementować prosty mechanizm detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	TI_2A_U02	Potrafi, wykorzystując właściwe metody i narzędzia informatyczne, przetwarzać sygnały oraz dane celem wydobycia z nich pożądanych informacji.
	TI_2A_U12	Umie dokonać analizy i syntezy złożonych systemów teleinformatycznych, potrafi ocenić przydatność nowych rozwiązań w tych systemach.
	TI_2A_U13	Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł, także w języku angielskim; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie.
Cel przedmiotu	C-3	Ukształtowanie umiejętności z zakresu przechwytywania i analizy ramek w standardzie IEEE 802.11, jak również umiejętności dotyczących konfiguracji różnych metod szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych IoT. Ukształtowanie umiejętności wykonywania pomiarów oraz wyznaczania stopy błędów (BER) w sieciach bezprzewodowych IoT dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego. Ukształtowanie umiejętności implementacji prostego mechanizmu detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.
Treści programowe	T-P-1	Realizacja projektu z tematyki przedmiotu
	T-L-1	Przechwytywanie i analiza ramek w standardzie IEEE 802.11.
	T-L-2	Konfiguracja i analiza działania różnych metod szyfrowania danych w sieciach bezprzewodowych (WEP, WPA).
	T-L-3	Pomiar oraz wyznaczanie stopy błędów (BER) w sieci bezprzewodowej dla różnych poziomów istotności i różnych przepustowości kanału transmisyjnego.
	T-L-4	Implementacja mechanizmu detekcji i korekcji błędów w urządzeniach IoT.
	T-L-9	Zaliczenie zajęć laboratoryjnych.
Metody nauczania	M-1	pokaz
Metody nauczania	M-2	ćwiczenia laboratoryjne
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: ocena testu
	S-2	Ocena formująca: ocena sprawozdań
	S-3	Ocena formująca: aktywność na zajęciach laboratoryjnych
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	5,0	Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	TI_2A_D09-ST_U02	Student potrafi przeprowadzić symulację działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA, a także wyznaczyć przepustowość w zależności od poziomu obciążenia sieci. Potrafi skonfigurować usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego. Potrafi przeprowadzić symulację sieci IoT typu mesh z uwzględnieniem różnych scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT. Potrafi zaimplementować system transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów	TI_2A_U02	Potrafi, wykorzystując właściwe metody i narzędzia informatyczne, przetwarzać sygnały oraz dane celem wydobycia z nich pożądanych informacji.
	TI_2A_U12	Umie dokonać analizy i syntezy złożonych systemów teleinformatycznych, potrafi ocenić przydatność nowych rozwiązań w tych systemach.
	TI_2A_U13	Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł, także w języku angielskim; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie.
Cel przedmiotu	C-4	Ukształtowanie umiejętności przeprowadzenia symulacji działania protokołów wielodostępu ALOHA i CSMA, a także wyznaczania dostępnej przepustowości w zależności od poziomu obciążenia sieci. Ukształtowanie umiejętności konfiguracji usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego. Ukształtowanie umiejętności przeprowadzenia symulacji sieci IoT typu mesh z uwzględnieniem różnych scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT. Ukształtowanie umiejętności implementacji systemu transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.
Treści programowe	T-L-1	Przechwytywanie i analiza ramek w standardzie IEEE 802.11.
	T-L-6	Konfiguracja i testowanie usługi zdalnego uwierzytelniania urządzeń bezprzewodowych IoT do punktu dostępowego, standard IEEE 802.1X.
	T-L-7	Projekt i symulacja sieci IoT typu mesh. Testowanie i analiza efektywności działania dla scenariuszy z ruchomymi urządzeniami IoT.
	T-L-8	Implementacja systemu transmisji danych z wykorzystaniem technologii Bluetooth.
	T-L-9	Zaliczenie zajęć laboratoryjnych.
	T-L-5	Symulacja działania protokołów wielodostępu ALOHA oraz CSMA. Wyznaczanie dostępnej przepustowości w zależności od poziomu obciążenia sieci.
Metody nauczania	M-1	pokaz
Metody nauczania	M-2	ćwiczenia laboratoryjne
Sposób oceny	S-1	Ocena formująca: ocena testu
	S-2	Ocena formująca: ocena sprawozdań
	S-3	Ocena formująca: aktywność na zajęciach laboratoryjnych
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0	Jedna z form ocen wynosi 2.0 lub student uzyskał poniżej 50% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.00 do 3.24 lub student uzyskał od 50% do 60% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	3,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.25 do 3.74 lub student uzyskał od 61% do 70% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,0	Średnia z form ocen jest w zakresie od 3.75 do 4.24 lub student uzyskał od 71% do 80% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	4,5	Średnia z form ocen jest w zakresie od 4.25 do 4.74 lub student uzyskał od 81% do 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.
	5,0	Średnia z form ocen jest większa lub równa 4.75 lub student uzyskał powyżej 90% punktów z części egzaminu/zaliczenia/testu dotyczącego efektu kształcenia.