Ασύρματα Δίκτυα Επικοινωνιών

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).

 

Επιδιωκόμενα μαθησιακά αποτελέσματα

Στόχος αυτού του μαθήματος είναι η μελέτη σε προηγμένα θέματα των ασύρματων επικοινωνιών επόμενων γενιών. Μελετώνται ζητήματα ασύρματων τοπικών δικτύων, δρομολόγησης πακέτων, κυψελωτών συστημάτων και δικτύων ad-hoc, σε επίπεδο φυσικού στρώματος και στρώματος MAC. 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 δικτύων επόμενης γενιάς και θα μπορέσουν να καταλάβουν τις ιδιαίτερες λειτουργίες και περιορισμούς τους.

Το μάθημα συμπεριλαμβάνει εργασίες που εκτελούνται σε ειδικό λογισμικό σχεδίασης ασύρματων συστημάτων για την καλύτερη κατανόηση και εμπέδωση από πλευράς των φοιτητών των βασικών αρχών σχεδίασης ασύρματων δικτύων και ποιότητας του δικτύου επικοινωνιών.

 

Προαπαιτούμενα

Τηλεπικοινωνίες, Ασύρματες Επικοινωνίες, Κινητές Επικοινωνίες, Δίκτυα Υπολογιστών

 

Εγχειρίδια του μαθήματος

  1. Α. Κανάτας, Φ. Κωνσταντίνου, Γ. Πάντος, Συστήματα Κινητών Επικοινωνιών, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2008.
  2. W. Stallings, Wireless Communications and Network, Prentice Hall, 2002.
  3. Σημειώσεις του Διδάσκοντα για Ασύρματα Συστήματα Επικοινωνιών

 

Συμπληρωματική βιβλιογραφία

  1. Theodore Rappaport, Wireless Communications, Principles and Practice, Prentice Hall, 1996
  2. D. Tse, P. Viswanath, Fundamentals of Wireless Communication, Cambridge University Press, 2005.
  3. Μ. Ε. Θεολόγου, Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών, Εκδόσεις Τζιόλα, 2007.
  4. J. D. Parsons, The Mobile Radio Propagation Channel, John Wiley & Sons Ltd., 1992
  5. A. Molisch, Wireless Communications, 2nd ed. Wiley, 2010.
  6. G. Stuber, Principles of Mobile Communication, 2nd Edition, Kluwer Academic Publishers
  7. Holma and Toskala, WCDMA for UMTS, 3rd Edition, Wiley, 2004.

 

Διδακτικές και μαθησιακές μέθοδοι

Ανάπτυξη και επεξήγηση θεωρητικών ενοτήτων, παρουσίαση ειδικών μελετών περίπτωσης και εφαρμογών, ανάλυση και αξιολόγηση αντιπροσωπευτικών τεχνολογιών, εκπόνηση ασκήσεων και ανάπτυξη εφαρμογών λογισμικού για τον σχεδιασμό σύγχρονων ασύρματων δικτύων.

Χρησιμοποιούνται διαδραστικές εικόνες και βίντεο για την επαρκή κατανόηση των αντικειμένων του μαθήματος. Γίνεται χρήση λογισμικού συστήματος ασύρματης μάθησης (eclass). Όλες οι παρουσιάσεις, λυμένες ασκήσεις, πολυμεσικό υλικό, σημειώσεις, ασκήσεις προς παράδοση, εργαστηριακές ασκήσεις, ανακοινώσεις, σύνδεσμοι, κ.λπ. ανανεώνονται συχνά στο eclass. Οι φοιτητές παραδίδουν ασκήσεις, καθώς επίσης και εργασίες για την καλύτερη κατανόηση της θεωρίας.

 

Μέθοδοι αξιολόγησης / βαθμολόγησης

Οι φοιτητές αξιολογούνται μέσω γραπτών τελικών εξετάσεων και συμπεριλαμβάνεται ο βαθμός των πρακτικών ή/και εργαστηριακών ασκήσεων και της εκπόνησης και παρουσίασης ερευνητικής εργασίας (για την επιτυχία στο μάθημα απαιτείται επιτυχία σε όλες τις ως άνω εξεταστικές διαδικασίες).

 

Γλώσσα διδασκαλίας

Ελληνικά, Αγγλικά

 

Τρόπος παράδοσης μαθήματος

Το μάθημα υλοποιείται με πρότυπες μορφές εκπαίδευσης που συνδυάζουν: (α) μαθήματα και σεμινάρια, η παρακολούθηση των οποίων είναι υποχρεωτική, απαιτώντας προσδιορισμένη από τον κανονισμό σπουδών ελάχιστη φυσική παρουσία και (β) πρότυπες (ηλεκτρονικές) διαδικασίες εκπαίδευσης/μάθησης από απόσταση