Δίκτυα Κινητών Επικοινωνιών

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο/η φοιτητής/ήτρια διαθέτει πολύ εξειδικευμένες γνώσεις, μερικές από τις οποίες είναι γνώσεις αιχμής και συγκροτούν το υπόβαθρο για πρωτότυπη σκέψη στο αντικείμενο των δικτύων κινητών επικοινωνιών, και με βάση τις οποίες είναι σε θέση:

• να κατανοεί εις βάθος και να αντιλαμβάνεται κριτικά το επιστημονικό – τεχνικό πλαίσιο, το οποίο διέπει τη λειτουργία και τις επιδόσεις των δικτύων κινητών επικοινωνιών,
• να αντιλαμβάνεται κριτικά και να αξιολογεί τη λειτουργική σημασία της αρχιτεκτονικής των δικτύων κινητών-ασύρματων επικοινωνιών GSM-GPRS-3G WCDMA-4G LTE και των βασικών πρωτοκόλλων τους,
• να εκτελεί εργασίες που αφορούν τη σχεδίαση, διαχείριση & υποστήριξη (operation & maintenance) των δικτύων GSM-GPRS-3G WCDMA-4G LTE,
• να επιδεικνύει εξειδικευμένες δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων, να υιοθετεί καινοτόμες λύσεις και να αναπτύσσει νέα γνώση στο πεδίο των δικτύων επικοινωνιών με τη χρήση θεωρητικών υπολογισμών ή /και πειραματικών μετρήσεων – προσομοιώσεων για τη λειτουργία και τις επιδόσεις των τεχνολογιών μετάδοσης και πρωτοκόλλων στα δίκτυα κινητών επικοινωνιών,
• να συνεργάζεται σε ομάδα για την ολοκληρωμένη αντιμετώπιση (ανάλυση – σύνθεση) σύνθετων προβλημάτων που αφορούν στη λειτουργία και τις επιδόσεις των δικτύων κινητών επικοινωνιών, την κριτική αξιολόγηση εναλλακτικών λύσεων και τη λήψη αποφάσεων προς υλοποίηση.

 

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Προαγωγή δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Λήψη αποφάσεων
• Σχεδιασμός και Διαχείριση Έργων
• Αυτόνομη Εργασία
• Ομαδική Εργασία

 

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Στα πλαίσια του μαθήματος εξετάζονται η αρχιτεκτονική και τα βασικά πρωτόκολλα από τις πλέον χαρακτηριστικές περιπτώσεις δικτύων κινητών επικοινωνιών. Ειδικότερα, κατά τη διάρκεια της εξαμηνιαίας διδασκαλίας καλύπτονται οι ακόλουθες θεματικές ενότητες:

1. Γενικά χαρακτηριστικά της Αρχιτεκτονικής Δικτύων και Πρωτοκόλλων στις Κινητές Επικοινωνίες
2. Αρχές Λειτουργίας και Σχεδίασης των Δικτύων Κινητών Επικοινωνιών
3. Ανασκόπηση της μοντελοποίησης ασύρματων καναλιών (στενής/ευρείας ζώνης) στις κινητές επικοινωνίες. Τεχνικές λεπτομέρειες σχετικά με αυτήν τη θεματική ενότητα παρουσιάζονται στο μάθημα «Ασύρματη Διάδοση – Ραδιοζεύξεις» του 9ου εξαμήνου.
4. Ανασκόπηση των βασικών τεχνικών μετάδοσης πάνω από το ασύρματο κανάλι των κινητών επικοινωνιών(ψηφιακές τεχνικές διαμόρφωσης, κωδικοποίηση για την ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων, τεχνολογίες μετάδοσης απλωμένου φάσματος, OFDM και ΜΙΜΟ). Τεχνικές λεπτομέρειες σχετικά με αυτήν τη θεματική ενότητα παρουσιάζονται στα μαθήματα «Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα» και «Τεχνολογίες Ευρυζωνικής Μετάδοσης» του 7ου και 8ου, εξαμήνου, αντίστοιχα.
5. Παρουσίαση των τεχνικών πολλαπλής πρόσβασης στο ασύρματο μέσο μετάδοσης .
6. Ανάλυση της αρχιτεκτονικής των δικτύων καθώς και των βασικών χαρακτηριστικών των πρωτόκολλων στα δίκτυα GSM-GPRS-3G WCDMA – 4G LTE.
7. Εισαγωγή στους τεχνικούς στόχους και τις τεχνολογίες των 5G Δικτύων Κινητών Επικοινωνιών

 

Η εξαμηνιαία διδασκαλία οργανώνεται σε εβδομαδιαία βάση ως εξής:

1. Εβδομάδα 1: Θεμελιώδεις Έννοιες και Αρχές λειτουργίας – Σχεδίασης Δικτύων Κινητών Επικοινωνιών με Αρχιτεκτονική Κελιών.
2. Εβδομάδα 2: Μέθοδοι Σχεδίασης Δικτύων Κινητών Επικοινωνιών με Αρχιτεκτονική Κελιών:
   • Επαναχρησιμοποίηση Συχνοτήτων, Τηλεπικοινωνιακή Κίνηση, Βαθμός Εξυπηρέτησης και Ασύρματα Κανάλια. Διαστασιοποίηση και Χωρητικότητα Δικτύου.
3. Εβδομάδα 3-4: Αρχιτεκτονική Πρωτοκόλλων και Δικτύων Κινητών Επικοινωνιών: Ασύρματο Δίκτυο
   Πρόσβασης – Δίκτυο Κορμού. Φυσικό Στρώμα – Στρώμα Ζεύξης – Διαχείριση Ασύρματων Πόρων – Διαχείριση Κινητικότητας – Διαχείριση Επικοινωνίας.
4. Εβδομάδα 5: Τεχνικές Πολλαπλής Πρόσβασης στην Ασύρματη Διεπαφή. Κανάλι Κινητών Επικοινωνιών και Τεχνολογίες Μετάδοσης στην Ασύρματη Διεπαφή
5. Εβδομάδα 6-7: Αρχιτεκτονική Πρωτοκόλλων και Δικτύου GSM. Διαδικασίες διαχείρισης Ασύρματων Πόρων – Κινητικότητας – Επικοινωνίας στο GSM δίκτυο Κινητών Επικοινωνιών.
6. Εβδομάδα 8-9: Αρχιτεκτονική Πρωτοκόλλων και Δικτύου 3G UMTS (3 GPP Release 99). Διαδικασίες διαχείρισης Ασύρματων Πόρων – Κινητικότητας – Επικοινωνίας στο 3G UMTS δίκτυο Κινητών Επικοινωνιών (3 GPP Release 99).
7. Εβδομάδα 10: Σημαντικές Επεκτάσεις του 3G UMTS δικτύου: 3GPP Rel 5 /6/7.
8. Εβδομάδα 11: Αρχές Λειτουργίας των 4G LTE (3GPP Rel 8) και των 4G LTE-Advanced (3GPP Rel 10) Δικτύων Κινητών Επικοινωνιών.
9. Εβδομάδα 12: Τεχνικοί Στόχοι και Τεχνολογίες για τα 5G Δίκτυα Κινητών Επικοινωνιών.
10. Εβδομάδα 13: Ανασκόπηση Μαθήματος

 

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Ι. Γραπτή τελική εξέταση επί του θεωρητικού μέρους του μαθήματος (80%) που περιλαμβάνει:
– Ερωτήσεις με σκοπό την ανάπτυξη θεωρητικών ζητημάτων
– Επίλυση υπολογιστικών προβλημάτων σχετικών με σχεδιαστικά ζητήματα δικτύων κινητών επικοινωνιών-.
ΙΙ. Αξιολόγηση επί του εργαστηριακού μέρους του μαθήματος (20%) ως εξής:
-Γραπτή εξέταση.
-Εκτέλεση Project Μετρήσεων σε πραγματικά δίκτυα κινητών επικοινωνιών
-Αξιολόγηση Τεχνικής Αναφοράς από την καταγραφή και επεξεργασία του μετρητικού Project.

 

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. W. Stallings (2016), Ασύρματες Επικοινωνίες, Δίκτυα και Συστήματα, Εκδόσεις Τζιόλα [ISBN: 978- 960-418-549-8, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 50655989].
2. W. Stallings (2018), Επικοινωνίες Υπολογιστών & Δεδομένων, Εκδόσεις Τζιόλα [ISBN: 978-960- 418-814-7, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 77107676].
3. Μ. Θεολόγου (2010), Δίκτυα Κινητών και Προσωπικών Επικοινωνιών, Εκδόσεις Τζιόλας [ISBN: 978-960-418-278-7, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 18548787].
4. Σ. Κωτσόπουλος (2019), Τεχνολογία Επίγειων Κυψελωτών Συστημάτων Κινητών Επικοινωνίων, Εκδόσεις Τζιόλας [ISBN: 978-960-418-335-7, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 86054367]
5. Α. Κανάτας, Φ. Κωνσταντίνου, Γ. Πάντος (2013), Συστήματα Κινητών Επικοινωνιών, Εκδόσεις Παπασωτηρίου [ISBN: 978-960-491-086-1, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 33154041].
6. Α. Κανάτας, Γ. Πάντος (2017), Ασύρματες Επικοινωνίες, Εκδόσεις Παπασωτηρίου [ISBN: 978-960- 491-112-7, Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 68393538].
7. Σημειώσεις Διδάσκοντα για το μάθημα Θεωρίας.
8. Φυλλάδιο Εργαστηρίου.