Ασύρματες Επικοινωνίες

Κωδικός μαθήματος
ΨΣΕ04
Μονάδες ECTS
6
Εξάμηνο
Εξάμηνο ΣΤ
Κατηγορία μαθήματος
Περιγραφή μαθήματος
ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Σκοπός του μαθήματος είναι η κατανόηση των βασικών εννοιών που σχετίζονται με την ασύρματη μετάδοση και των αρχών σχεδίασης και λειτουργίας των σύγχρονων (επίγειων) ασύρματων δικτύων επικοινωνιών.

Οι γνώσεις που αποκτούν οι σπουδαστές, εστιάζουν στην αναγνώριση εννοιών, οντοτήτων και τεχνολογιών, που σχετίζονται με τα σύγχρονα ασύρματα (επίγεια) δίκτυα επικοινωνιών (wireless terrestrial networks) και τις εξελίξεις στις συναφείς τεχνολογίες και τη βιομηχανία. Σε αυτό το επίπεδο ασκούν τόσο τις αναλυτικές όσο και τις συνθετικές δεξιότητες τους, στις αρχές λειτουργίας των ασύρματων συστημάτων και τεχνολογιών. Το εργαστηριακό μέρος αφορά σε ασκήσεις προσομοίωσης / μελέτης ασύρματων συστημάτων, σε περιβάλλον MATLAB και μελέτη του ασύρματου περιβάλλοντος με εκπαιδευτικά κεραιοσυστήματα, γεννήτριες σήματος και αναλυτές φάσματος. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο σπουδαστής θα πρέπει να:

  • Κατανοεί τους μηχανισμούς εξέλιξης και τις τάσεις στην αγορά των (επίγειων) ασύρματων δικτύων.
  • Κατανοεί τις βασικές έννοιες της ασύρματης μετάδοσης σε επίγεια δίκτυα, τα φυσικά φαινόμενα, τις απώλειες διαδρομής (path loss), την σκίαση (shadowing) και τις διαλείψεις πολλαπλών διαδρομών (multipath fading).
  • Κατανοεί και χρησιμοποιεί αποτελεσματικά βασικούς δείκτες για τον χαρακτηρισμό ασύρματων καναλιών, όπως το Excess Delay Spread, το Φάσμα Συνοχής, την ολίσθηση Doppler και τον Χρόνο Συνοχής.
  • Γνωρίζει τα βασικά χαρακτηριστικά και συστήματα στην αγορά, των Ασύρματων Τοπικών (WLAN), Ασύρματων Μητροπολιτικών (WMAN) και Ασύρματων ∆ικτύων Μικρής Εμβέλειας (WPAN).
ΓΕΝΙΚΕΣ ΙΚΑΝΟΤΗΤΕΣ
  • Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων συναφών τεχνολογιών
  • Λήψη αποφάσεων
  • Αυτόνομη / Ομαδική εργασία
  • Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής, παραγωγικής και επαγωγικής σκέψης
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Σύντομη περιγραφή

  • Εισαγωγή και ιστορική αναδρομή των ασύρματων επικοινωνιών, η κατηγοριοποίηση των ασύρματων δικτύων, οι τάσεις στην αγορά και την βιομηχανία σχετικά με την ενοποίηση δικτύων και υπηρεσιών σε παγκόσμια κλίμακα (5G), τα ασύρματα δίκτυα στο Internet of Things.
  • Υποστήριξη κινητότητας στα δίκτυα δεδομένων (Mobile-IP, DMVPN, Multipath TCP).
  • Ασύρματο Περιβάλλον: Απώλειες διαδρομής (path loss), σκίαση (shadowing), διαλείψεις πολλαπλών διαδρομών (multipath fading), EDS, Φάσμα Συνοχής, Ολίσθηση Doppler, Χρόνος Συνοχής.
  • Χωρητικότητα διαύλου και προϋπολογισμός ασύρματης ζεύξης (wireless link budget).
  • Αρχιτεκτονική και χαρακτηριστικά της οικογένειας συστημάτων 802.11 (WLAN) και 802.16 (WiMAX).
  • Τεχνικές εξάπλωσης φάσματος (DSSS), διαμόρφωση OFDM, Πολυπλεξία χώρου (κεραίες MIMO).
  • Μικρής εμβέλειας ασύρματα δίκτυα (WPAN). 

Θεματικές ενότητες ανά εβδομάδα

  1. 1η εβδομάδα: Εισαγωγή – ∆ιαδικαστικά - Ιστορική αναδρομή
  2. 2η εβδομάδα: Επισκόπηση ασύρματων δικτύων (cordless, WLL, cellular)
  3. 3η εβδομάδα: Επισκόπηση ασύρματων δικτύων (WLAN, WPAN, Sat)
  4. 4η εβδομάδα: ∆ιαδίκτυο των Πραγμάτων (IoT) & Low Power Wide Area
  5. 5η εβδομάδα: Ασύρμ. Περιβάλλον: Η/Μ κύμα και μηχανισμοί διάδοσης
  6. 6η εβδομάδα: Απώλειες διαδρομής (Path Loss) - Σκίαση (Shadowing)
  7. 7η εβδομάδα: Multipath (Rayleigh) Fading – time spreading
  8. 8η εβδομάδα: Multipath (Rayleigh) Fading – time variance
  9. 9η εβδομάδα: Χωρητικότητα διαύλου, SNR, Eb/N0, Π/Υ Ασύρματης Ζεύξης
  10. 10η εβδομάδα: Οικογένεια συστημάτων WiFi (WLAN) & WiMax (WMAN)
  11. 11η εβδομάδα: Τεχνικές εξάπλωσης φάσματος (DSSS), διαμόρφωση OFDM
  12. 12η εβδομάδα: Πολυπλεξία χώρου, κεραίες MIMO
  13. 13η εβδομάδα: Μικρής εμβέλειας ασύρματα δίκτυα (WPAN)
ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ
Δραστηριότητα Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου
Διαλέξεις 26
Εργαστηριακή εξάσκηση 26
Αυτοτελής μελέτη 98
Σύνολο μαθήματος 150
ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Η γλώσσα αξιολόγησης είναι η ελληνική, με την εξαίρεση των εισερχόμενων σπουδαστών Erasmus οι οποίοι αξιολογούνται στην αγγλική. Το μάθημα είναι μικτό, και αξιολογείται ανεξάρτητα στο θεωρητικό και στο εργαστηριακό του σκέλος. Ο τελικός βαθμός προκύπτει από την μέση τιμή της επίδοσης στο θεωρητικό και εργαστηριακό μέρος, εφόσον είναι και οι 2 βαθμοί προβιβάσιμοι (>=5). Για το θεωρητικό σκέλος, πραγματοποιείται γραπτή / ηλεκτρονική (σύμφωνα με τα προβλεπόμενα) τελική εξέταση με (ελάχιστη) βαρύτητα 80% και ενδιάμεση αξιολόγηση (πρόοδος γραπτή / ηλεκτρονική) με μέγιστη βαρύτητα 20%. Η γραπτή τελική και ενδιάμεση εξέταση μπορεί να περιλαμβάνουν: Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής (multiple choice questions), Ερωτήσεις κρίσεως, Επίλυση προβλημάτων εφαρμογής των γνώσεων που αποκτήθηκαν. Για το εργαστηριακό σκέλος, πραγματοποιείται σειρά ενδιάμεσων και μίας τελικής, αξιολογήσεων με τρόπο που ανακοινώνεται στους φοιτητές στην αρχή του εξαμήνου. Για τις περιπτώσεις σπου-
δαστών με αποδεδειγμένη μαθησιακή δυσκολία (π.χ. δυσλεξία), η γραπτή / ηλεκτρονική εξέταση μπορεί να συνοδεύεται από σύντομη προφορική εξέταση στα ίδια ή αντίστοιχα θέματα.

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1.    Simon R. Saunders, Alejandro Aragon-Zavala (επιμέλεια ∆ημοσθένης Βουγιούκας Παν. Αιγαίου), Κεραίες και διάδοση για ασύρματα συστήματα επικοινωνιών, Εκδ. 1η, ISBN: 978-960-546-737-1, Εκδ. Πεδίο & ∆. Βουγιούκας, 2017 (κωδικός στον Εύδοξο: 59386401)
2.    Κανάτας Α., Πάντος Γ., Ασύρματες Επικοινωνίες, Εκδ. 2η, ISBN: 978-960-491-112-7, Εκδ. Α. Κανάτας, 2017 (κωδικός στον Εύδοξο: 68393538)
3.    Μ.Ε. Θεολόγου, ∆ίκτυα Κινητών & Προσωπικών Επικοινωνιών, Εκδ. 2η, ISBN: 978960-418-898-7, Εκδ. Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., 2021 (κωδικός στον Εύδοξο: -)
4.    Stallings W. - Beard C., Ασύρματες Επικοινωνίες, ∆ίκτυα και Συστήματα, Εκδ. 1η, ISBN: 978-960-418-549-8, Εκδ. Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε., 2016 (κωδικός στον Εύδοξο: 50655989)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙ∆Α ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΣΤΟ ECLASS

https://eclass.uop.gr/courses/996

https://eclass.uop.gr/courses/998