Α' Εξάμηνο: Μαθήματα Κορμού

Στόχοι

Μαθησιακοί Στόχοι

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

• Περιγράφει επιμέρους πρωτόκολλα και τεχνολογίες (π.χ. HTTP, TCP/IP και Ethernet), καθώς και συναφείς δικτυακές εφαρμογές (mail, web, file transfer, peer-to-peer)
• Υλοποιεί απλές δικτυακές εφαρμογές
• Εξηγεί τις λειτουργίες που επιτελούνται σε κάθε επιμέρους επίπεδο (φυσικό, σύνδεσης δεδομένων, δικτύου, μεταφοράς και εφαρμογής)
• Σχεδιάζει τοπικά δίκτυα
• Χρησιμοποιεί εντολές για τη διαμόρφωση τερματικών και δικτυακών κόμβων και να αναλύει τυχόν δυσλειτουργίες σ’ ένα δίκτυο
• Αναλύει την πληροφορία που υπάρχει μέσα σε ένα πακέτο που μεταδίδεται
• Αξιολογεί την απόδοση γνωστών δικτυακών πρωτοκόλλων
• Περιγράφει βασικές τεχνολογίες ασυρμάτων δικτύων όπως Wi-Fi, κυψελωτά δίκτυα
• Eξηγεί την έννοια της κινητικότητας και την επίδρασή της σε TCP/IP δίκτυα

Περιεχόμενα

Περιεχόμενα Μαθήματος

Θεωρία: Δίκτυα Υπολογιστών και το Διαδίκτυο. Επίπεδο Εφαρμογής. Επίπεδο Μεταφοράς. Επίπεδο Δικτύου και Δρομολόγηση. Επίπεδο Ζεύξης και Δίκτυα Τοπικής Περιοχής. Ασύρματα Δίκτυα και Κινητικότητα.

Εργαστήρια

Εργαστηριακές Ασκήσεις

1. Υλοποίηση δικτυακής εφαρμογής: Θα ζητηθεί η υλοποίηση απλής εφαρμογής (π.χ. instant messaging) με βάση το μοντέλο client-server. Η υλοποίηση θα πραγματοποιηθεί σε περιβάλλον Unix με χρήση των δομών επικοινωνίας (sockets) και των συναρτήσεων χειρισμού τους που παρέχονται το λειτουργικό.
2. Εποπτεία δικτυακής επικοινωνίας με το εργαλείο Wireshark: Θα μελετηθούν τα μηνύματα που ανταλλάσσονται μεταξύ δύο hosts για τη μεταξύ τους επικοινωνία τόσο σε επίπεδο εφαρμογής (HTTP, DNS) όσο και σε επίπεδο μεταφοράς (TCP/UDP).
3. Προσομοίωση στατικής δρομολόγησης: Θα χρησιμοποιηθεί το εργαλείο Cisco Packet Tracer για να υλοποιηθεί και παραμετροποιηθεί απλή δικτυακή τοπολογία με περιορισμένο αριθμό από hosts και δρομολογητές. Η συνδεσιμότητα θα ελεγχθεί με πειράματα ping.
4. Προσομοίωσης δρομολόγησης με OSPF: Θα επαναχρησιμοποιηθεί η προηγούμενη δικτυακή τοπολογία, αλλά οι δρομολογητές θα παραμετροποιηθούν ώστε να υποστηρίζουν το δικτυακό πρωτόκολλο OSPF και θα επιδειχθεί η αυτόματη αναδρομολόγηση δικτυακής κίνησης.

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

• A. Tanenbaum, D. Wetherall, Δίκτυα Υπολογιστών, 5^η έκδοση, εκδόσεις Κλειδάριθμος
• J. F. Kurose, K. W. Ross, Δικτύωση Υπολογιστών, 6^η έκδοση, εκδόσεις Γκιούρδα
• D. Comer, Δίκτυα και Διαδίκτυα Υπολογιστών και εφαρμογές του στο Internet, 6^η έκδοση, εκδόσεις Κλειδάριθμος

Συναφή επιστημονικά περιοδικά με το αντικείμενο του μαθήματος:

• IEEE/ACM Transactions on Networking
• IEEE Network
• Elsevier Journal of Network and Computer Applications
• Elsevier Computer Networks

Στόχοι

Μαθησιακοί Στόχοι

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

• Εξηγεί γιατί και πως χρησιμοποιείται ο παράγοντας επαναχρησιμοποίησης στα κυψελωτά συστήματα
• Περιγράφει τους διαφορετικούς τύπους περεμβολών
• Κατανοεί τους βασικούς δείκτες απόδοσης ενός ασύρματου συστήματος επικοινωνίας και υπολογίζει την απόδοσή του
• Περιγράφει την επίδραση της κινητικότητας στην απόδοση του συστήματος
• Περιγράφει και αναλύει την διαμόρφωση διασκορπισμού φάσματος και τα χαρακτηριστικά ενός συστήματος 3ης γενιάς WCDMA
• Περιγράφει και αναλύει την διαμόρφωση OFDM και τα χαρακτηριστικά συστημάτων OFDMA όπως το WiFi-WiMAX και LTE
• Να κατανοεί και να περιγράφει τα βασικά χαρακτηριστικά λειτουργίας των κυψελωτών συστημάτων επικοινωνίας 3ης και 4ης γενιάς
• Περιγράφει την μεθοδολογία σχεδίασης ενός κυψελωτού συστήματος επικοινωνίας γενιάς και βασικούς δείκτες απόδοσης

Περιεχόμενα

Περιεχόμενα Μαθήματος

Αρχές και αρχιτεκτονικές κυψελωτών συστημάτων. Παράγοντας επαναχρησιμοποίησης. Τηλεπικοινωνιακή κίνηση και υπολογισμοί. Ομοκαναλικές παρεμβολές, παρεμβολές γειτονικού διαύλου και χωρητικότητα ασύρματου πολυκυψελωτού συστήματος FDMA/TDMA. Διαμόρφωση διασκορπισμού φάσματος, πολλυπλεξία CDMA, σύστημα UMTS WCDMA, λογικά κανάλια και μηχανισμοί ελέγχου. Διαμόρφωση ορθογωνικής πολυπλεξίας με διαίρεση συχνότητας (OFDM) και συστήματα OFDMA WiFi-WiMAX και LTE. Mεθοδολογία και θέματα σχεδίασης κυψελωτών συστημάτων κινητών επικοινωνιών (radio network planning).

Εργαστήρια

Εργαστηριακές Ασκήσεις

Κατά τη διάρκεια του εξαμήνου διεξάγονται εργαστηριακές ασκήσεις με χρήση εξειδικευμένου λογισμικού και οργάνων.

Αξιολόγηση

Αξιολόγηση

Η αξιολόγηση πραγματοποιείται με συνδυασμό γραπτών εξετάσεων στο τέλος του εξαμήνου 80% και με 2 εργασίες που θα συνεισφέρουν στον τελικό βαθμό με ποσοστό 20%.

Οι εργασίες περιλαμβάνουν επίλυση προβλημάτων που αφορούν στην ύλη του μαθήματος και συγγραφή αναφορών.

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

Βιβλιογραφία

Βιβλιογραφία

• Συστήματα Κινητών Επικοινωνιών, A. Κανάτας, Φ. Κωνσταντίνου, Γ. Πάντος
• Wireless Communications, A.Molisch, IEEE – Wiley, 2005
• WCDMA for UMTS, H.Holma, A.Toskala, Wiley, 2002
• 4G LTE / LTE-Advanced for Mobile Broadband, E. Dahlman, S. Parkvall, J. Sköld, Elsevier, 2011

Συναφή επιστημονικά περιοδικά με το αντικείμενο του μαθήματος:

• IEEE Communications Magazine
• IEEE Communications Surveys and Tutorials
• IEEE Transactions on Communications
• IEEE Transactions on Wireless Communications
• IET Communications

Στόχοι

Μαθησιακοί Στόχοι

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

• Έχουν κατανοήσει βασικές έννοιες σημάτων και γραμμικών συστημάτων συνεχούς και διακριτού χρόνου
• Περιγράφουν ένα σήμα στο πεδίο της συχνότητας
• Παραθέτουν τις διαφορές μεταξύ ιδανικής και πρακτικής δειγματοληψίας
• Καθορίζουν τα χαρακτηριστικά ενός κβαντιστή για δεδομένες απαιτήσεις σε ποιότητα σήματος
• Σχεδιάζουν τον βέλτιστο αποδιαμορφωτή και ανιχνευτή
• Αναγνωρίζουν τις κυματομορφές των τεχνικών ψηφιακής διαμόρφωσης με/χωρίς φέρον (PAM, PPM/ASK, PSK, FSK) και τα αντίστοιχα φάσματα
• Υπολογίζουν την πιθανότητα σφάλματος συμβόλου με θόρυβο AWGN
• Σχεδιάζουν άριστα φίλτρα εκπομπής/λήψης για μηδενισμό της διασυμβολικής αλληλοπαρεμβολής
• Σχεδιάζουν φίλτρα μέσου τετραγωνικού σφάλματος
• Σχεδιάζουν γραμμικούς και μη γραμμικούς ισοσταθμιστές συμβόλων Wiener
• Σχεδιάζουν προσαρμοστικούς αλγόριθμους για την ταυτοποίηση και την εξίσωση τηλεπικοινωνιακών διαύλων
• Σχεδιάζουν ισοσταθμιστές ακολουθίας μέγιστης πιθανοφάνειας με τη χρήση του αλγόριθμου Viterbi

Περιεχόμενα

Περιεχόμενα Μαθήματος

Βασικές έννοιες σημάτων και γραμμικών συστημάτων συνεχούς και διακριτού χρόνου, συνέλιξη, περιγραφή στο πεδίο της συχνότητας, εφαρμογή απλών φίλτρων, βασικές αρχές στοχαστικών σημάτων, ταχύς μετασχηματισμός Fourier, μετατροπής αναλογικού σήματος σε ψηφιακό, μετάδοση σε κανάλια βασικής και διέλευσης ζώνης, αναλογικό / ψηφιακή μετατροπή, δειγματοληψία / κβάντιση / κωδικοποίηση, διαμορφώσεις βασικής ζώνης (PAM, PPM, κλπ), σχεδίαση βέλτιστου δέκτη και άριστων φίλτρων εκπομπής/λήψης για μηδενισμό της διασυμβολικής παρεμβολής, σχήματα διαμόρφωσης βασικής ζώνης (ASK, PSK, FSK), σύμφωνη / ασύμφωνη αποδιαμόρφωση, ανιχνευτής μέγιστης πιθανοφάνειας, σχεδίαση φίλτρων και συστημάτων μέσου τετραγωνικού σφάλματος, σχεδίαση γραμμικών και μη γραμμικών ισοσταθμιστών συμβόλων Wiener, προσαρμοστικοί αλγόριθμοι για την ταυτοποίηση και την εξίσωση τηλεπικοινωνιακών διαύλων, ισοσταθμιστές ακολουθίας μέγιστης πιθανοφάνειας με τη χρήση του αλγόριθμου Viterbi.

Εργαστήρια

Εργαστηριακές Ασκήσεις

Κατά τη διάρκεια του εξαμήνου διεξάγονται εργαστηριακές ασκήσεις με χρήση του λογισμικού Matlab:

• Εισαγωγή στο Matlab/Simulink
• Δειγματοληψία
• Ψηφιακή Μετάδοση Ι, ΙΙ
• Ισοστάθμιση

Αξιολόγηση

Αξιολόγηση

Η αξιολόγηση πραγματοποιείται με συνδυασμό γραπτών εξετάσεων στο τέλος του εξαμήνου 70% και με εργαστηριακές ασκήσεις που συνεισφέρουν στον τελικό βαθμό με ποσοστό 30%.

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

Βιβλιογραφία

Βιβλιογραφία

• P. B. Lathi και Zhi Ding, "Σύγχρονες Αναλογικές και Ψηφιακές Επικοινωνίες", εκδ. Τζιόλα.
• Bernard Sklar, "Ψηφιακές Επικοινωνίες", Ν. Μήτρου.
• Γ. Φούσκας, “Ψηφιακές Επικοινωνίες”, Πάτρα 2000, Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο.
• T. Rappaport, “Ασύρματες Επικοινωνίες: Αρχές και Πρακτική”, 2006, εκδ. Μ. Γκιούρδας.
• J. G. Proakis και M. Salehi, “Συστήματα Τηλεπικοινωνιών”, Αθήνα 2016, εκδ. Fountas.
• S. Haykin, “Συστήματα Επικοινωνίας”, Αθήνα 1995, εκδ. Παπασωτηρίου (μετάφραση: Ε. Δ. Συκάς και Μ. Ε. Θεολόγου).
• Γ. Κ. Καραγιαννίδης, “Τηλεπικοινωνιακά Συστήματα”, Θεσσαλονίκη 2010, εκδ. Τζιόλα.
• K. S. Shanmugam, “Ψηφιακά και Αναλογικά Συστήματα Επικοινωνίας”, Αθήνα, 1999, εκδ. Γ. Πνευματικός (μετάφραση: Κ. Καρούμπαλος).
• Nevio Benvenuto, Giovanni Cherubini, Algorithms for Communications Systems and their Applications, Wiley, England, Μαρ. 2003.

Συναφή επιστημονικά περιοδικά με το αντικείμενο του μαθήματος:

• IEEE Communications Magazine
• IEEE Communications Surveys and Tutorials
• IEEE Transactions on Communications
• IEEE Transactions on Wireless Communications
• IEEE Transactions on Signal Processing
• IET Communications