Στόχος
Στόχος του μαθήματος είναι να περιγράψει και να εξηγήσει τις βασικές αρχές και τις προηγμένες τεχνολογίες και αρχιτεκτονικές που χαρακτηρίζουν το μελλοντικό διαδίκτυο. Στο πρώτο μέρος του μαθήματος μελετώνται τεχνικές φυσικού επιπέδου: διαμόρφωση, κωδικοποίηση, πολυπλεξία και τεχνικές διαφορισμού και διασποράς φάσματος. Στο δεύτερο μέρος, αναλύονται ζητήματα πολλαπλής πρόσβασης και διαχείρισης πόρων και παρεμβολών. Στο τρίτο μέρος του μαθήματος εξετάζονται τρία βασικά παραδείγματα αρχιτεκτονικών: το κυψελωτό δίκτυο, το τοπικό ευρυζωνικό δίκτυο και το Διαδίκτυο Αντικειμένων. Τέλος παρουσιάζονται οι πιο σημαντικές προκλήσεις και περιορισμοί στην υλοποίηση των υποδομών του μελλοντικού διαδικτύου.
Περιεχόμενα
- Εισαγωγή στις Υποδομές Μελλοντικού Διαδικτύου: Βασικές αρχές και τεχνολογίες, τάσεις και προκλήσεις και κριτήρια επίδοσης
- Μετάδοση βασικής ζώνης και τεχνικές φυσικού επιπέδου: διαμόρφωση, κωδικοποίηση, πολυπλεξία, τεχνικές διαφορισμού, συστήματα Multiple Input Multiple Output (MIMO)
- Διασπορά φάσματος: direct sequence διασπορά φάσματος, επίδραση παρεμβολών, επίδραση πολυδιαδρομικού καναλιού, RAKE δέκτες, πολλαπλή πρόσβαση με διαίρεση κωδίκων (CDMA)
- Orthogonal Frequency Division Multiplexing: Θεωρία μετάδοσης πολλαπλών ορθογώνιων φερόντων, κυκλικό πρόθεμα για πολυδιαδρομικά κανάλια, Peak-to-average power ratio, Frequency and timing offset
- Τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης: Time/Frequency/ Code/Space/.. Division Multiple Access, χρονοπρογραμματισμός και τυχαία πρόσβαση που βασίζεται στον ανταγωνισμό
- Τεχνικές συνεργατικότητας και συντονισμού: διαχείριση παρεμβολών, βελτίωση επίδοσης ‘cell-edge’ χρηστών, Coordinated Multipoint Transmission/Reception, Distributed Input Distributed Output (DIDO)
- Tο κυψελωτό δίκτυο ως παράδειγμα αρχιτεκτονικής υποδομών: αρχιτεκτονικές GSM, UMTS, LTE, LTE-Advanced, 5G
- Το τοπικό ευρυζωνικό δίκτυο ως παράδειγμα αρχιτεκτονικής υποδομών: IEEE 802.11b/g/n/ac/ax
- Το Διαδίκτυο Αντικειμένων ως παράδειγμα αρχιτεκτονικής υποδομών: αρχιτεκτονικές machine-to-machine communications over cellular
- Προκλήσεις και περιορισμοί στην υλοποίηση των υποδομών του μελλοντικού διαδικτύου
- Behrouz A. Forouzan, “Data Communications and Networking”, Fourth edition, McGraw-Hill, 2007
- W. Stallings, Ασύρματες επικοινωνίες και δίκτυα (Εκδόσεις Τζιόλα)
- IEEE 802 Wireless Systems: Protocols, Multi-Hop Mesh/Relaying, Performance and Spectrum Coexistence, Bernhard H. Walke, Stefan Mangold, Lars Berlemann Wiley(2006)
- Βασικές Αρχές Ασύρματης Επικοινωνίας, D. Tse, P. Viswanath, Eκδόσεις Κλειδάριθμος (2009)
- The Internet of Things, by Lu Yan (Editor), Yan Zhang (Editor), Laurence T. Yang (Editor), Huansheng Ning (Editor), Auerbach Publications(2008)
- Wireless Sensor Networks: Signal Processing and Communications, Swami, A. (editor), John Wiley and Sons (2007)
- Pervasive Computing: The mobile world, Uwe Hansmann et al (Springer 2003)