Β' Εξάμηνο: Μαθήματα Επιλογής

Στόχοι

Μαθησιακοί Στόχοι

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα:

• Κατανοεί και να περιγράφει τα βασικά χαρακτηριστικά της αρχιτεκτονικής των δικτύων επικοινωνιών 4^ης, 5^ης γενιάς και των πιθανών μετεξελίξεων τους (δίκτυο πρόσβασης, μεταφοράς και κορμού)
• Κατανοεί και να περιγράφει τις βασικές αρχές διαδικασιών ελέγχου (διαχείριση θέσης, διαχείριση μεταπομπών, διαχείριση συνεδρίας)
• Κατανοεί την λειτουργία των μεταπομπών, και να ποσοτικοποιεί το φορτίο σηματοδοσίας για την διαχείριση της θέσης των κινητών τερματικών όταν εφαρμόζονται διαφορετικές στρατηγικές
• Κατανοεί και να αναλύει κριτικά τις αδυναμίες των σύγχρονων κυψελωτών δικτύων και τις βασικές τάσεις στο σχεδιασμό και υλοποίηση των μετεξελίξεων τους (5^ης και 6^ης γενιάς)
• Μπορεί να αξιολογήσει τα αναμενόμενα οφέλη από τη χρήση των μελλοντικών κυψελωτών δικτύων
• Κατανοεί και να αναλύει τις βασικές έννοιες των δικτύων SDN
• Κατανοεί και να αναλύει τις βασικές έννοιες της εικονοποίησης δικτυακών λειτουργιών (NFV)
• Κατανοεί τις βασικές δομές της αρχιτεκτονικής Cloud-RAN (C-RAN) και πως συνδέονται οι έννοιες των SDN και NFV σε δίκτυα C-RAN

Περιεχόμενα

Περιεχόμενα Μαθήματος

• Γενικές αρχές διαχείρισης συνεδρίας, θέσης, μεταπομπών
• Η αρχιτεκτονική του LTE/SAE (δίκτυο πρόσβασης, κορμού, πρωτόκολλα και διαδικασίες)
• Ανάλυση της ανάγκης για τη μετεξέλιξη του δικτύου LTE/SAE. Πιθανές εφαρμογές των δικτύων 5^ης γενιάς (χαρακτηριστικά και απαιτήσεις)
• Η αρχιτεκτονική των κυψελωτών δικτύων 5G (δίκτυο πρόσβασης, κορμού, διαλειτουργικότητα με άλλα δίκτυα πρόσβασης, επικοινωνία μέσα από τις διεπαφές Uu και PC5, πρωτόκολλα και διαδικασίες, διαχείριση πόρων)
• Η χρήση των δικτύων 5G για την υποστήριξη της επικοινωνίας μεταξύ οχημάτων (Services, Unicast and multicast Communications, KPIs, support of localized traffic)
• Διαχείριση δικτύων (network slices, FCAPS), χρήση data analytics
• Εισαγωγή στα δίκτυα οριζόμενα από λογισμικό (Software Defined Networks – SDN)
• Επίπεδο ελέγχου και χρήστη σε SDN
• Εφαρμογές των SDN
• Θέματα ασφάλειας σε SDN
• Εισαγωγή στην εικονοποίηση δικτυακών λειτουργιών (Network Function Virtualization – NFV), SDN vs NFV
• H αρχιτεκτονική Cloud Radio Access Network (C-RAN), SDN και NFV στην αρχιτεκτονική C-RAN

Εργαστήρια

Εργαστήρια

Προσομοίωση μηχανισμών ελέγχου αποδοχής κλήσεων και μηχανισμών διάθεσης των πόρων δικτύων 4G/5G.

Αξιολόγηση

Αξιολόγηση

Η αξιολόγηση θα πραγματοποιηθεί με γραπτές εξετάσεις στο τέλος του εξαμήνου με ποσοστό 60% και με 2 εργαστηριακές ασκήσεις και εργασίες που θα συνεισφέρουν στον τελικό βαθμό με ποσοστό 40%.

Οι εργασίες θα συνεισφέρουν στον τελικό βαθμό με ποσοστό 20%. Οι εργασίες θα περιλαμβάνουν επίλυση προβλημάτων, συνεργασίες σε ομάδες, παρουσιάσεις, συγγραφή αναφορών.

Οι εξετάσεις θα είναι συνδυασμός επίλυσης προβλημάτων, απαντήσεων πολλαπλής επιλογής και ερωτήσεων με σύντομες απαντήσεις.

Βιβλιογραφία

Βιβλιογραφία

• M. Olsson et. al., SAE and the Evolved Packet Core, Elsevier
• S. Sesia, I. Toufik, M. Baker, LTE the UMTS Long Term Evolution, Wiley
• 5G System Design - Architectural and Functional Considerations and Long Term Research, Wiley
• P. Goransson, C. Black and T. Culver, Software Defined Networks – A comprehensive approach, 2nd edition, Morgan Kaufmann, 2017
• B. Rong, X. Qiu, M. Kadoch, S. Sun and W. Li, 5G Heterogeneous Networks - Self-organizing and Optimization, Springer, 2016
• White papers: 5G America

Συναφή επιστημονικά περιοδικά με το αντικείμενο του μαθήματος:

• IEEE Communications Magazine
• IEEE Communications Surveys and Tutorials
• IEEE Transactions on Vehicular Technology

Στόχοι

Μαθησιακοί Στόχοι

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα:

• Να γνωρίζει και να μπορεί να διακρίνει τις διαφορετικές κατηγορίες των εφαρμογών κινητών συσκευών
• Να κατανοεί και να εφαρμόζει τις βασικές αρχές των διαφορετικών μεθοδολογιών ανάπτυξης κινητών εφαρμογών ιστού
• Να γνωρίζει και να είναι σε θέση να χρησιμοποιεί τις επικρατέστερες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται κατά την ανάπτυξη κινητών εφαρμογών ιστού
• Να συνδυάζει τις επικρατέστερες τεχνολογίες ανάπτυξης κινητών εφαρμογών ιστού και να υλοποιεί κινητές εφαρμογές ιστού
• Να κατανοεί τα πλεονεκτήματα, αλλά και τα μειονεκτήματα, των υβριδικών κινητών εφαρμογών
• Να γνωρίζει τις επικρατέστερες πλατφόρμες ανάπτυξης υβριδικών κινητών εφαρμογών
• Να χρησιμοποιεί την πλατφόρμα Apache Cordova και να αναπτύσσει μέσω αυτής τις δικές του υβριδικές κινητές εφαρμογές
• Να χρησιμοποιεί την πλατφόρμα Bootstrap για τη δημιουργία εύχρηστων διεπαφών χρήστη στις εφαρμογές που αναπτύσσει
• Να κατανοεί τα πλεονεκτήματα, αλλά και τα μειονεκτήματα, των εγγενών κινητών εφαρμογών για συσκευές με λειτουργικό σύστημα Android
• Να χρησιμοποιεί το περιβάλλον ανάπτυξης εφαρμογών Android Studio για τη δημιουργία Android εγγενών εφαρμογών

Περιεχόμενα

Περιεχόμενα Μαθήματος

• Ανασκόπηση Εφαρμογών Κινητών Τερματικών
• Κατηγορίες Κινητών Εφαρμογών (Εφαρμογές Ιστού (web apps), Εγγενείς Εφαρμογές (native apps), Υβριδικές Εφαρμογές (hybrid apps))
• Μεθοδολογίες Ανάπτυξης Κινητών Εφαρμογών Ιστού (Dynamic Serving, Adaptive Web Design, Responsive Web Design)
• Τεχνολογίες Ανάπτυξης Κινητών Εφαρμογών Ιστού (HTML5, CSS3, JavaScript, XML/JSON, Google Maps API, jQuery Mobile, Τοπική Αποθήκευση Δεδομένων (SQLite), Απομακρυσμένη Αποθήκευση Δεδομένων (PHP/MySQL), Node.js, GitHub)
• Ανάπτυξη Κινητής Εφαρμογής Ιστού
• Υβριδικές Κινητές Εφαρμογές Ανεξάρτητες Υποκείμενης Πλατφόρμας (Cross Platform Apps) (PhoneGap, Apache Cordova, Διεπαφή Χρήστη στο Cordova με χρήση του Bootstrap, Ionic)
• Ανάπτυξη Υβριδικής Εφαρμογής (ανεξάρτητης υποκείμενης πλατφόρμας), Εγγενείς Κινητές Εφαρμογές (native Apps) (Java, Android Studio)

Αξιολόγηση

Αξιολόγηση

Η αξιολόγηση θα πραγματοποιηθεί με γραπτές εξετάσεις στο τέλος του εξαμήνου με βαρύτητα 60-80% και με μία ή δυο εργασίες κατά τη διάρκεια του εξαμήνου οι οποίες θα συνεισφέρουν στον τελικό βαθμό με ποσοστό 20-40%.

Οι εργασίες θα περιλαμβάνουν ανάπτυξη κινητών εφαρμογών (ιστού ή/και υβριδικές ή/και εγγενείς για Android) και ο εκτελέσιμος κώδικας που θα παραδοθεί θα συνοδεύεται από γραπτή αναφορά.

Οι γραπτές εξετάσεις θα είναι συνδυασμός επίλυσης προβλημάτων, ανάπτυξης κώδικα, απαντήσεων πολλαπλής επιλογής και ερωτήσεων με σύντομες απαντήσεις.

Βιβλιογραφία

Βιβλιογραφία

• Aaron Gustafson, “Adaptive Web Design,” 1^st edition, easyreaders, 2011.
• Ethan Marcotte, “Responsive Web Design,” 2^nd edition, A Book Apart, 2014.
• Andy Harris, “HTML5 and CSS3 All-in-One For Dummies,” 3^rd edition, Wiley, 2014.
• Wesley Hales, “HTML5 and JavaScript Web Apps,” 1^st edition, O'Reilly Media, 2012.
• Stephen Radford, “Learning Web Development with Bootstrap and AngularJS,” 1^st edition, Packt Publishing, 2015.
• Aravind Shenoy and Ulrich Sossou, “Learning Bootstrap,” 1^st edition, Packt Publishing, 2014.
• Raymond K. Camden, “Apache Cordova in Action,” Manning Publications, 2016.
• Adam Gerber and Clifton Craig, “Learn Android Studio: Build Android Apps Quickly and Effectively,” 1^st edition, Apress, 2015.
• J. F. Di Marzio, “Beginning Android Programming with Android Studio,” 4^th edition, John Wiley & Sons, Inc., 2017.

Συναφή επιστημονικά περιοδικά με το αντικείμενο του μαθήματος:

• Journal of Systems and Software
• IEEE Internet Computing
• IEEE Transactions on Software Engineering

Στόχοι

Μαθησιακοί Στόχοι

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα:

• Περιγράφει τα χαρακτηριστικά μιας κεραίας, υπολογίζει την κατευθυντικότητα, το κέρδος και το διάγραμμα ακτινοβολίας
• Κάνει υπολογισμούς ισχύος όταν η κεραία χρησιμοποιείται στον ελεύθερο χώρο
• Αναγνωρίζει τους βασικούς μηχανισμούς διάδοσης
• Εξάγει στατιστικά μεγέθη περιγραφής του ασύρματου καναλιού
• Επιλέγει κατάλληλο μοντέλο πρόβλεψης απωλειών ανάλογα με το περιβάλλον διάδοσης
• Υπολογίζει για τον προϋπολογισμό ζεύξης ενός ασύρματου συστήματος την πιθανότητα καλής λειτουργίας σε διαφορετικές συνθήκες διάδοσης
• Χαρακτηρίζει το ασύρματο κανάλι βάσει του είδους των διαλείψεων μικρής κλίμακας
• Κατανοεί τις διαφορές κεραιών και διάδοσης στις συχνότητες λειτουργίας των σύγχρονων και των μελλοντικών κυψελωτών συστημάτων
• Αναλύει χάρτες ραδιοκάλυψης και βασικούς δείκτες καναλιού
• Κατανοεί τις επιδράσεις της ΗΜ ακτινοβολίας στον άνθρωπο και τους περιορισμούς από τα υπάρχοντα διεθνή πρότυπα στα όρια έκθεσης

Περιεχόμενα

Περιεχόμενα Μαθήματος

Μηχανισμός ακτινοβολίας. Διάγραμμα ακτινοβολίας. Ισοτροπικός ακτινοβολητής. Κατευθυντικότητα και μέθοδοι υπολογισμού της. Κέρδος και συντελεστής απόδοσης. Η κεραία ως ως άνοιγμα. Βραχύ δίπολο και δίπολο λ/2. Γραμμικές στοιχειοκεραίες.

Διάδοση και ασύρματες ζεύξεις στον ελεύθερο χώρο (εξίσωση Friis), διάδοση πάνω από μη κανονικό έδαφος (αρχή του Huygen, ομοιόμορφη θεωρία διάθλασης, πολλαπλών κορυφών, ζώνες Fresnel), απώλειες διαδρομής για διάδοση οπτικής και μη-οπτικής επαφής, σκίαση, μοντέλα εξασθένησης (Okumura-Hata, Walfisch-Bertoni, COST231, κλπ), χαρακτηρισμός φαινομένων πολυδιαδρομών (χρονικά-χωρικά χαρακτηριστικά, μηχανισμοί και μοντέλα), ολίσθηση Doppler. Χαρακτηριστικά διάδοσης ανά λειτουργικό περιβάλλον (εσωτερικού-εξωτερικού χώρου, πικο-μικρο-μακρο κυψελών, στατιστικά - εμπειρικά - ντετερμινιστικά μοντέλα).

Υπολογισμός ραδιοκάλυψης. Μέθοδοι μέτρησης και προσομοίωσης της ασύρματης διάδοσης και των χαρακτηριστικών τους. Το ραδιοκανάλι και η κεραία στα συστήματα 5^ης γενιάς στην μιλιμετρική μπάντα. Τα διεθνή πρότυπα για τα όρια έκθεσης του ανθρώπου στην ΗΜ ακτινοβολία και ο τρόπος μέτρησης.

Εργαστήρια

Εργαστηριακές Ασκήσεις

1. Προσομοίωση χαρακτηριστικών κεραιών
2. Μετρήσεις εξασθένησης ραδιοκαναλιού
3. Μετρήσεις ΗΜ ακτινοβολίας και επιπτώσεις στον άνθρωπο
4. Ανάλυση ραδιοκάλυψης κυψελωτού δικτύου

Αξιολόγηση

Αξιολόγηση

Η αξιολόγηση θα πραγματοποιηθεί με συνδυασμό γραπτών εξετάσεων στο τέλος του εξαμήνου με βαρύτητα 60% και με 4 εργαστηριακές ασκήσεις που θα συνεισφέρουν στον τελικό βαθμό με ποσοστό 40%.

Οι εξετάσεις θα είναι συνδυασμός επίλυσης προβλημάτων, απαντήσεων πολλαπλής επιλογής και ερωτήσεων με σύντομες απαντήσεις.

Βιβλιογραφία

Βιβλιογραφία

• Ασύρματες επικοινωνίες - Αρχές και Πρακτική, Rappaport Theodore, εκδόσεις Μ. Γκιούρδας
• Κεραίες, C. Balanis, μετάφραση Κ. Λιολιούσης
• Διάδοση ραδιοκυμάτων στα συστήματα ασύρματης επικοινωνίας, Henry L. Bertoni, εκδόσεις Κλειδάριθμος

Συναφή επιστημονικά περιοδικά με το αντικείμενο του μαθήματος:

• IEEE Communications Magazine
• IEEE Communications Surveys and Tutorials