Στόχος
Στόχος του μαθήματος είναι η εμβάθυνση των φοιτητών σε θέματα ασύρματων επικοινωνιών με έμφαση στις τεχνικές ΜΙΜΟ για επίγεια και δορυφορικά συστήματα επικοινωνιών. Το μάθημα περιλαμβάνει δύο ενότητες. Στην πρώτη ενότητα γίνεται ανασκόπηση των βασικών εννοιών της τεχνολογίας των κεραιών πολλαπλών εισόδων-πολλαπλών εξόδων, ενώ στη δεύτερη ενότητα γίνεται ανασκόπηση της τεχνολογίας των Δορυφορικών Δικτύων Επικοινωνιών. Περιγράφεται η υπάρχουσα τεχνολογία των δομικών στοιχείων ενός δορυφορικού δικτύου, οι τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης και τοπολογίες δικτύων. Ιδιαίτερο βάρος δίνεται στα δίκτυα VSATs, με ανάλυση εφαρμογών και σχεδίαση των ζεύξεων.
Περιεχόμενα
- Τεχνικές χωρικού διαφορισμού σε πομπό και δέκτη και τεχνικές διαφορισμού πόλωσης
- Τεχνικές χωροχρονικής κωδικοποίησης
- Τεχνικές χωρικής πολυπλεξίας σε συστήματα ΜΙΜΟ (Single-User MIMO,MU-MIMO, Massive MIMO, CoMP)
- Δέκτες ΜΙΜΟ και σύγκριση της επίδοσης
- Ανάλυση των στοιχειοκεραιών. Είδη, διατάξεις και γεωμετρία των στοιχεοκεραιών. Βασικά μεγέθη περιγραφής του συστήματος της στοιχειοκεραίας. Υπόθεση στενής ζώνης. Στοιχειώδεις διατάξεις διαμόρφωσης διαγραμμάτων ακτινοβολίας
- Επεξεργασία Σημάτων από στοιχειοκεραίες. Γραμμικές και χωρικά ομοιόμορφες στοιχειοκεραίες. Ορατή περιοχή. Τροφοδότηση στοιχειοκεραιών. Παράμετροι διαγράμματος ακτινοβολίας. Στροφή διαγράμματος ακτινοβολίας
- Στατιστική επεξεργασία σημάτων από στοιχειοκεραίες. Επεξεργασία στενής ζώνης. Conventional beamformer, null steering beamformer. Φίλτρα Wiener και τεχνικές ψηφιακού beamforming
- Τεχνικές εκτίμησης της κατεύθυνσης άφιξης (Bartlett, Capon, MUSIC, Root-MUSIC, Minimum-Norm Method, ESPRIT)
- Ανάπτυξη δορυφορικών συστημάτων και εξέλιξη υπηρεσιών. Γεωμετρικές παράμετροι και σημαντικές τροχιές. Διατάξεις και είδη αναμεταδοτών. Στοιχειώδη δομικά χαρακτηριστικά. Κεραίες δορυφορικών συστημάτων. Παγκόσμιοι οργανισμοί δορυφορικών συστημάτων
- Θόρυβος στα δορυφορικά συστήματα επικοινωνιών (δέκτες-κεραίες). Διατάξεις δεκτών. Δορυφορικοί ενισχυτές και ζητήματα μη γραμμικοτήτων. Δείκτες επίδοσης σε συνθήκες καθαρού ουρανού και βροχής
- Τεχνικές μετάδοσης (κυρίως ψηφιακής) και σχεδίαση των ζεύξεων. Παραδείγματα σχεδίασης για σταθερά και κινητά συστήματα δορυφορικών επικοινωνιών
- Τεχνικές πολλαπλής πρόσβασης στα δορυφορικά δίκτυα (TDMA, FDMA, CDMA). Δίκτυα VSATs, τοπολογίες και αρχιτεκτονικές συστημάτων
Προτεινόμενα Συγγράμματα
- Φ. Κωνσταντίνου, Α. Κανάτας, Γ. Πάντος, “Συστήματα Κινητών Επικοινωνιών”, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2η έκδοση, 2013
- Huang, C. Papadias, and S. Venkatesan, “MIMO Communication for Cellular Networks”, Springer, 2012
- A. Κανάτας, Γ. Πάντος, “Ασύρματες Επικοινωνίες”, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2η έκδοση, 2017
- T. Pratt, C.W. Bostian, J.E. Allnutt, Επιστημονική Επιμέλεια Α. Κανάτας, “Δορυφορικές Επικοινωνίες”, 2η Έκδοση, Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2009
- G. Maral, M. Bousquet, “Satellite Communications Systems”, John Wiley & Sons, 4th Edition, 2002
- Δ. Βουγιούκας, “Δορυφορικές Επικοινωνίες- Τεχνολογίες, Συστήματα και Εφαρμογές”, ΣΕΑΒ, Κάλλιπος, Αθήνα 2016