Ασύρματα Δίκτυα Επικοινωνιών [open] (323-410300)

Δημοσθένης Βουγιούκας

Description

 

Το μάθημα αποτελείται από μια σειρά διαλέξεων όπου περιγράφονται προηγμένα ζητήματα των συστημάτων ασύρματων επικοινωνιών νέας γενιάς. Οι πτυχές που εξετάζονται περιλαμβάνουν την ανάλυση, σχεδίαση και αξιολόγηση των ασύρματων δικτύων, τον χαρακτηρισμό και κατανόηση του φυσικού στρώματος και του στρώματος πρόσβασης στο μέσο (MAC), ασύρματων τοπικών δικτύων, δρομολόγησης πακέτων, κυψελωτών συστημάτων και δικτύων ad-hoc.

CC - Attribution-NonCommercial-ShareAlike
Περιεχόμενο μαθήματος

Αρχές και τεχνολογίες ευρέως φάσματος, CDMA και WCDMA, ΟFDM και OFDMA. Μέθοδοι χρονοδρομολόγησης, διαχείρισης ασύρματων πόρων και διαχείριση κινητικότητας σε ασύρματα δίκτυα. Τεχνικές διαφορισμού (συστήματα SIMO και MISO) και χωρικής πολυπλεξίας (συστήματα MIMO), και πλεονεκτήματα από τη χρήση τους στα συστήματα νέας γενιάς. Τεχνολογίες ασύρματων τοπικών δικτύων. Ασύρματα τοπικά δίκτυα LANs ΙΕΕΕ 802.11, HIPERLAN και Bluetooth. Συστήματα WiMAX και HSPA. Δίκτυα σύγχρονων δικτύων κινητών επικοινωνιών 2ης (GSM) και 2,5 γενιάς (GPRS) και μετεξέλιξή τους σε δίκτυα 3ης γενιάς. Αρχιτεκτονική και εφαρμογές δικτύων κινητών επικοινωνιών 3ης γενιάς (UMTS). Δίκτυα κινητών επικοινωνιών 4ης (LTE, LTE-Advanced) και επόμενης γενιάς (5G). Θέματα διασυνδεσιμότητας ετερογενών δικτύων. Ασύρματα αδόμητα δίκτυα και δίκτυα αισθητήρων: ραδιοδίκτυα πακέτων, πρωτόκολλα δρομολόγησης, θέματα διατήρησης ενέργειας μπαταρίας. Τεχνολογίες και αρχιτεκτονικές αναμεταδοτών (relays).

Μαθησιακοί στόχοι

Στόχος αυτού του μαθήματος είναι η μελέτη σε προηγμένα θέματα των ασύρματων επικοινωνιών επόμενων γενιών. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα έχουν τη δυνατότητα να εξηγήσουν τους περιορισμούς της ασύρματης πρόσβασης και κατά πόσο αυτοί οι περιορισμοί θα επηρεάσουν την επίδοση των ανωτέρων στρωμάτων. Επίσης, θα έχουν κατανοήσει σε μεγάλο βαθμό τη δομή και λειτουργία των ασύρματων και κυψελωτών συστημάτων επόμενης γενιάς και θα μπορέσουν να καταλάβουν τις ιδιαίτερες λειτουργίες και περιορισμούς τους.

Βιβλιογραφία
Μέθοδοι διδασκαλίας

Διδασκαλία καθ΄ έδρας και συμπληρωματική-ενισχυτική εκπαίδευση μέσω ασύγχρονης πλατφόρμας.

Μέθοδοι αξιολόγησης

Οι φοιτητές αξιολογούνται μέσω γραπτών τελικών εξετάσεων και συμπεριλαμβάνεται ο βαθμός ασκήσεων προς παράδοση.

Η εξέταση γίνεται με ανοιχτές σημειώσεις, με χρήση υπολογιστή τσέπης (calculator).

Προαπαιτούμενα

Προαπαιτούνται γνώσεις τηλεπικοινωνιών και ασύρματων επικοινωνιών.

Διδάσκοντες

Δημοσθένης Βουγιούκας

 

Ο Δρ. Δημοσθένης Βουγιούκας είναι Μόνιμος Επίκουρος Καθηγητής στο Τμήμα Μηχανικών Πληροφοριακών και Επικοινωνιακών Συστημάτων της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Αιγαίου, ενώ από τον Σεπτέμβριο του 2004 διετέλεσε ως διδάσκων σύμφωνα με το Π.Δ. 407/80 στο ίδιο τμήμα. Στο εν λόγω τμήμα είναι Διευθυντής του Εργαστηρίου Συστημάτων Υπολογιστών και Επικοινωνιών. Αποφοίτησε από το τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του ΕΜΠ το 1996. Από το ίδιο τμήμα ανακηρύχθηκε Διδάκτορας Μηχανικός το 2003 με εξειδίκευση στις Ασύρματες και Κινητές Τηλεπικοινωνίες. Κατέχει επίσης μεταπτυχιακό δίπλωμα ειδίκευσης Χρηματοοικονομικών Συστημάτων (ΜΒΑ) από το διατμηματικό πρόγραμμα του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου σε συνεργασία με το Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών και το Πανεπιστήμιο Πειραιά το 2006.

Ομάδα στόχος

Οι φοιτητές/απόφοιτοι τμημάτων Πληροφορικής, Μηχανικών Πληροφοριακής  και Πολυτεχνικών Σχολών Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών.

Ενδιαφερόμενοι για τη θεματική περιοχή των ασύρματων και κινητών επικοινωνιών.

Προτεινόμενα συγγράμματα
  • Α. Κανάτας, Φ. Κωνσταντίνου, Γ. Πάντος, Συστήματα Κινητών Επικοινωνιών, Παπασωτηρίου, 2008.
  • W. Stallings, Wireless Communications and Network, Prentice Hall, 2002.
  • Theodore Rappaport, Wireless Communications, Principles and Practice, 2η Έκδοση, Prentice Hall, 2002.
  • J. D. Parsons, The Mobile Radio Propagation Channel, John Wiley & Sons Ltd., 1992
  • A. Molisch, Wireless Communications, 2nd ed. Wiley, 2010.
  • G. Stuber, Principles of Mobile Communication, 2nd Edition, Kluwer Academic Publishers
  • Holma and Toskala, WCDMA for UMTS, 3rd Edition, Wiley, 2004.
  • Holma and Toskala, LTE for UMTS: Evolution to LTE-Advanced, 2nd Edition, Wiley, 2011.
  • Holma and Toskala, LTE Advanced: 3GPP Solution for IMT-Advanced, Wiley, 2012.

Units

Αναλογική μετάδοση πληροφορίας

  1. Αναλογική πληροφορία
  2. Ψηφιακή πληροφορία

Ψηφιακή μετάδοση πληροφορίας

  1. Αναλογική πληροφορία
  2. Ψηφιακή πληροφορία

Τεχνικές Πολλαπλής Πρόσβασης

  1. FDMA
  2. TDMA
  3. CDMA
  4. SDMA

Τεχνικές Τυχαίας Πρόσβασης

  1. ALOHA
  2. CSMA
  3. MACA
  4. DAMA
  5. PRMA

OFDM

  1. Εισαγωγή – Βασικές Αρχές
  2. Υλοποίηση
  3. Παράμετροι συστήματος

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ

  1.  Δίκτυα Broadcasting (DAB, DVB)
  2. Τοπικά Ασύρματα Δίκτυα (WLAN, WPAN)
  3. ADSL
  4. Powerline Communications

 Πολλαπλή Πρόσβαση (OFDMA)

Changing capacity
Admission control
Packet scheduling
Load Control
Resource management
Power control
Handover control

Εισαγωγή στο 802.11
Τοπολογία 802.11
Φυσικό στρώμα και λειτουργίες του
Υπηρεσίες 802.11
Υποστρώμα MAC

  1. Λειτουργίες MAC
  2. Δομή πλαισίων
  3. Ασφάλεια

 

Σύστημα GSM 900/1800/1900
Χαρακτηριστικά
Αρχιτεκτονική
Μεταπομπές
Έλεγχος Ισχύος
Πλαίσια και κανάλια
Καταστάσεις και Ταυτότητες

GPRS

  1. Εισαγωγή
  2. Αρχιτεκτονική
  3. Διεπαφές
  4. Πρόσβαση στο δίκτυο

EDGE

  1. Τεχνολογία
  2. Φυσικό επίπεδο
  3. Σύγκριση με GPRS

Στόχοι-Απαιτήσεις
Υπηρεσίες
Περιγραφή Τεχνολογιών - Βασικές Λειτουργίες
Αρχιτεκτονική
Air Interface - Φυσικό Στρώμα
Πρωτόκολλα Ραδιοεπαφής

Τοπολογίες
Αρχιτεκτονική
Φυσικό Στρώμα
Υπο-στρώμα MAC
Υπηρεσίες

Τεχνολογίες και Αρχιτεκτονικές
Δορυφορικό Κανάλι
Δορυφορικό Internet
Ποιότητα Υπηρεσίας
DVB-S
DVB-RCS
HAPs

LTE

  1. Εισαγωγή
  2. Αρχιτεκτονική
  3. Βασικές τεχνολογίες
  4. Σύγκριση με HSPA
  5. Συμπεράσματα

LTE-Advanced

  1. Εισαγωγή
  2. Συνάθροιση φορέων
  3. Συντονισμένη Πολλαπλή Μετάδοση/Λήψη
  4. Τεχνολογία Αναμετάδοσης
  5. Συμπεράσματα

Ετερογενή δίκτυα
Ο επαναλήπτης

  1. Ορισμός
  2. Κέρδη
  3. Κατηγορίες

Επανάληψη πολλαπλών μεταδόσεων
Ευκαιριακή επανάληψη
Ακολουθιακή επανάληψη
Εφαρμογές

  1. Επαναλήπτες με δυνατότητα αποθήκευσης
  2. Υβριδικές τεχνικές επανάληψης
  3. Επαναλήπτες πολλαπλών διεπαφών
  4. Επαναλήπτες και φέμτο-κυψέλες
  5. Επαναλήπτες και στρατοσφαιρικές επικοινωνίες

Open Academic Course

Open Courses
OpenCourses Level: A

Num. of Visits :  3610
Num. of Hits :  14104