Προηγμένα Θέματα Ασύρματων και Κινητών Δικτύων
Λάζαρος Μεράκος, Νικόλαος Πασσάς, Σπύρος Ξεργιάς
Η συναρπαστική εξέλιξη των ασύρματων και κινητών επικοινωνιών, η οποία ξεκίνησε τη δεκαετία του ’80, με κύριους εκφραστές το WiFi και το GSM, συνεχίζεται στην εποχή μας με τα δίκτυα 4ης γενιάς, και ειδικότερα τα συστήματα LTE και LTE-A. Στόχος του μαθήματος είναι να αναλύσει τον τρόπο λειτουργίας αυτών των συστημάτων, εμβαθύνοντας σε βασικές επιμέρους περιοχές, όπως οι παρακάτω:
- Η διαχείριση κινητικότητας, με έμφαση σε ετερογενή δίκτυα μακροκυψελών – φεμτοκυψελών
- Η αντιμετώπιση παρεμβολών που προκαλούνται από τη νέα δομή και λειτουργία των δικτύων 4ης γενιάς
- Οι νέες δυνατότητες απ’ ευθείας επικοινωνίας μεταξύ τερματικών συσκευών
- Οι προοπτικές και τεχνικές ανάπτυξης εφαρμογών που αξιοποιούν τις προηγμένες δυνατότητες των δικτύων 4ης γενιάς
- Η αποδοτική διαχείριση ασύρματων πόρων
- Ο ρόλος των δορυφορικών επικοινωνιών
- Οι απειλές και οι τεχνικές παροχής ασφάλειας των κινητών επικοινωνιών
Οι φοιτητές που θα παρακολουθήσουν το συγκεκριμένο μάθημα, θα έχουν ενεργό ρόλο σε αυτό, καθώς θα κληθούν να ασχοληθούν με ένα από τα θέματα που καλύπτονται, παρουσιάζοντας τα αποτελέσματα της εργασίας τους σε μία από τις δύο τελευταίες διαλέξεις. Οι παρουσιάσεις θα αντιπροσωπεύουν το 60% του τελικού βαθμού, ενώ το υπόλοιπο 40% θα προκύπτει από εξέταση σε ύλη αποκλειστικά από τις παρουσιάσεις κατά τη διάρκεια του εξαμήνου.
Λέξεις - Κλειδιά: Κινητά δίκτυα, ασύρματη πρόσβαση, δίκτυα 4ης γενιάς
Η συναρπαστική εξέλιξη των ασύρματων και κινητών επικοινωνιών, η οποία ξεκίνησε τη δεκαετία του ’80, με κύριους εκφραστές το WiFi και το GSM, συνεχίζεται στην εποχή μας με τα δίκτυα 4ης γενιάς, και ειδικότερα τα συστήματα LTE και LTE-A. Στόχος του μαθήματος είναι να αναλύσει τον τρόπο λειτουργίας αυτών των συστημάτων, εμβαθύνοντας σε βασικές επιμέρους περιοχές, όπως οι παρακάτω:
- Η διαχείριση κινητικότητας, με έμφαση σε ετερογενή δίκτυα μακροκυψελών – φεμτοκυψελών
- Η αντιμετώπιση παρεμβολών που προκαλούνται από τη νέα δομή και λειτουργία των δικτύων 4ης γενιάς
- Οι νέες δυνατότητες απ’ ευθείας επικοινωνίας μεταξύ τερματικών συσκευών
- Οι προοπτικές και τεχνικές ανάπτυξης εφαρμογών που αξιοποιούν τις προηγμένες δυνατότητες των δικτύων 4ης γενιάς
- Η αποδοτική διαχείριση ασύρματων πόρων
- Ο ρόλος των δορυφορικών επικοινωνιών
- Οι απειλές και οι τεχνικές παροχής ασφάλειας των κινητών επικοινωνιών
Οι φοιτητές που θα παρακολουθήσουν το συγκεκριμένο μάθημα, θα έχουν ενεργό ρόλο σε αυτό, καθώς θα κληθούν
Η συναρπαστική εξέλιξη των ασύρματων και κινητών επικοινωνιών, η οποία ξεκίνησε τη δεκαετία του ’80, με κύριους εκφραστές το WiFi και το GSM, συνεχίζεται στην εποχή μας με τα δίκτυα 4ης γενιάς, και ειδικότερα τα συστήματα LTE και LTE-A. Στόχος του μαθήματος είναι να αναλύσει τον τρόπο λειτουργίας αυτών των συστημάτων, εμβαθύνοντας σε βασικές επιμέρους περιοχές, όπως οι παρακάτω:
- Η διαχείριση κινητικότητας, με έμφαση σε ετερογενή δίκτυα μακροκυψελών – φεμτοκυψελών
- Η αντιμετώπιση παρεμβολών που προκαλούνται από τη νέα δομή και λειτουργία των δικτύων 4ης γενιάς
- Οι νέες δυνατότητες απ’ ευθείας επικοινωνίας μεταξύ τερματικών συσκευών
- Οι προοπτικές και τεχνικές ανάπτυξης εφαρμογών που αξιοποιούν τις προηγμένες δυνατότητες των δικτύων 4ης γενιάς
- Η αποδοτική διαχείριση ασύρματων πόρων
- Ο ρόλος των δορυφορικών επικοινωνιών
- Οι απειλές και οι τεχνικές παροχής ασφάλειας των κινητών επικοινωνιών
Οι φοιτητές που θα παρακολουθήσουν το συγκεκριμένο μάθημα, θα έχουν ενεργό ρόλο σε αυτό, καθώς θα κληθούν
Περίγραμμα
Περιεχόμενο μαθήματος
- Εισαγωγή – Εξέλιξη κινητών/ασύρματων επικοινωνιών
- Δίκτυα 4ης γενιάς (LTE, LTE-A)
- Διαχείριση κινητικότητας σε δίκτυα LTE-A
- Εξοικονόμηση ενέργειας σε δίκτυα LTE-A
- Αντιμετώπιση παρεμβολών σε δίκτυα LTE-A
- Διαχείριση πόρων σε προηγμένα ασύρματα/κινητά δίκτυα
- Δίκτυο κορμού LTE (Evolved Packet Core)
- Επικοινωνία συσκευής-με-συσκευή σε δίκτυα LTE-A
- Ποιότητα υπηρεσίας και εμπειρίας σε δίκτυα LTE-A
- Software Defined Networking - Network Functions Virtualization
- Ασφάλεια κινητών επικοινωνιών
Μαθησιακοί στόχοι
Στόχος είναι η κατανόηση της λειτουργίας καθώς και τα βασικά προβλήματα που καλούνται να αντιμετωπίσουν τα δίκτυα 4ης αλλά και επόμενων γενεών κινητών επικοινωνιών. Στο τέλος του μαθήματος, ο φοιτητής έχει αποκτήσει μια ολοκληρωμένη γνώση των διαδικασιών που σχετίζονται με τη διαστασιοποίηση, την κινητικότητα, της ασφάλεια, τις προηγμένες υπηρεσίες, και τη διαχείριση πολλαπλής πρόσβασης, τόσο γενικά όσο και σε συγκεκριμένα εμπορικά συστήματα. Η προσπάθεια είναι η πληροφορίες να μην είναι καθαρά ακαδημαϊκές αλλά να έχουν έντονο πρακτικό χαρακτήρα.
Προτεινόμενα συγγράμματα
Το Δίκτυο LTE, Σ. Λούβρος, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών
Βιβλιογραφία
4G LTE/LTE-A for Mobile Broadband, E. Dahlman, S. Parkvall, J. Skold, second edition, Elsevier, 2014
Ομάδα στόχος
Aπόφοιτοι Τμημάτων Πληροφορικής και Μηχανικών Η/Υ και γενικότερα Σχολών Θετικών Επιστημών με βασικό υπόβαθρο στα δίκτυα επικοινωνιών.
Ενδιαφερόμενοι για τη θεματική περιοχή των τηλεπικοινωνιών με έμφαση στα δίκτυα κινητών επικοινωνιών.
Προαπαιτούμενα
Καλή γνώση των βασικών αρχών λειτουργίας των δικτύων κινητών επικοινωνιών σε προπτυχιακό επίπεδο
Μέθοδοι διδασκαλίας
Διαλέξεις, Εκπόνηση μελέτης (project)
Μέθοδοι αξιολόγησης
Γραπτή εξέταση (ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής, ερωτήσεις σύντομης απάντησης, ερωτήσεις ανάπτυξης, επίλυση προβλημάτων), δημόσια παρουσίαση.
Διδάσκοντες
Νίκος Πασσάς
Ο Δρ. Νικόλαος Πασσάς έλαβε το δίπλωμα Μηχανικού Η/Υ και Πληροφορικής από το Πανεπιστήμιο Πάτρας το 1992 και το Διδακτορικό Δίπλωμα από το Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών του Πανεπιστημίου Αθηνών το 1997. Έκτοτε είναι μέλος του Εργαστηρίου Δικτύων Επικοινωνιών και από το 2014 μέλος Ε.ΔΙ.Π. στο ίδιο τμήμα. Έχει πάνω από 120 δημοσιεύσεις σε επιστημονικά περιοδικά και διεθνή συνέδρια. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα περιστρέφονται γύρω από τα κινητά δίκτυα επικοινωνιών και ειδικότερα την πολλαπλή πρόσβαση, την εξασφάλιση ποιότητας υπηρεσίας και την υποστήριξη κινητικότητας.\
Σπύρος Ξεργιάς
- Εισαγωγή – Εξέλιξη κινητών/ασύρματων επικοινωνιών
- Δίκτυα 4ης γενιάς (LTE, LTE-A)
- Διαχείριση κινητικότητας σε δίκτυα LTE-A
- Εξοικονόμηση ενέργειας σε δίκτυα LTE-A
- Αντιμετώπιση παρεμβολών σε δίκτυα LTE-A
- Διαχείριση πόρων σε προηγμένα ασύρματα/κινητά δίκτυα
- Δίκτυο κορμού LTE (Evolved Packet Core)
- Επικοινωνία συσκευής-με-συσκευή σε δίκτυα LTE-A
- Ποιότητα υπηρεσίας και εμπειρίας σε δίκτυα LTE-A
- Software Defined Networking - Network Functions Virtualization
- Ασφάλεια κινητών επικοινωνιών
Στόχος είναι η κατανόηση της λειτουργίας καθώς και τα βασικά προβλήματα που καλούνται να αντιμετωπίσουν τα δίκτυα 4ης αλλά και επόμενων γενεών κινητών επικοινωνιών. Στο τέλος του μαθήματος, ο φοιτητής έχει αποκτήσει μια ολοκληρωμένη γνώση των διαδικασιών που σχετίζονται με τη διαστασιοποίηση, την κινητικότητα, της ασφάλεια, τις προηγμένες υπηρεσίες, και τη διαχείριση πολλαπλής πρόσβασης, τόσο γενικά όσο και σε συγκεκριμένα εμπορικά συστήματα. Η προσπάθεια είναι η πληροφορίες να μην είναι καθαρά ακαδημαϊκές αλλά να έχουν έντονο πρακτικό χαρακτήρα.
Το Δίκτυο LTE, Σ. Λούβρος, Εκδόσεις Νέων Τεχνολογιών
4G LTE/LTE-A for Mobile Broadband, E. Dahlman, S. Parkvall, J. Skold, second edition, Elsevier, 2014
Aπόφοιτοι Τμημάτων Πληροφορικής και Μηχανικών Η/Υ και γενικότερα Σχολών Θετικών Επιστημών με βασικό υπόβαθρο στα δίκτυα επικοινωνιών.
Ενδιαφερόμενοι για τη θεματική περιοχή των τηλεπικοινωνιών με έμφαση στα δίκτυα κινητών επικοινωνιών.
Καλή γνώση των βασικών αρχών λειτουργίας των δικτύων κινητών επικοινωνιών σε προπτυχιακό επίπεδο
Διαλέξεις, Εκπόνηση μελέτης (project)
Γραπτή εξέταση (ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής, ερωτήσεις σύντομης απάντησης, ερωτήσεις ανάπτυξης, επίλυση προβλημάτων), δημόσια παρουσίαση.
Νίκος Πασσάς
Ο Δρ. Νικόλαος Πασσάς έλαβε το δίπλωμα Μηχανικού Η/Υ και Πληροφορικής από το Πανεπιστήμιο Πάτρας το 1992 και το Διδακτορικό Δίπλωμα από το Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών του Πανεπιστημίου Αθηνών το 1997. Έκτοτε είναι μέλος του Εργαστηρίου Δικτύων Επικοινωνιών και από το 2014 μέλος Ε.ΔΙ.Π. στο ίδιο τμήμα. Έχει πάνω από 120 δημοσιεύσεις σε επιστημονικά περιοδικά και διεθνή συνέδρια. Τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα περιστρέφονται γύρω από τα κινητά δίκτυα επικοινωνιών και ειδικότερα την πολλαπλή πρόσβαση, την εξασφάλιση ποιότητας υπηρεσίας και την υποστήριξη κινητικότητας.\
Σπύρος Ξεργιάς
- Mobile communications evolution
- A few words for each lecture
- Local area communications evolution (WiFi)
- Metropolital area communications evolution (WiMaX)
- Typical Transmission methods and access control
LTE/LTE-A Basics
- Mobile standards evolution towards 4G
GSM->GPRS->UMTS->LTE->LTE-A - Key features of Long Term Evolution (LTE)
- LTE architecture / components / functionality
- LTE transmission techniques
- LTE-Advanced enhancements
Mobility Management in LTE-A Networks
- Support of femtocells in LTE-A
- Key aspects and research challenges
- Cell search
- Cell selection / Reselection
- Handover decision
- Handover execution
- Handover decision for femtocells in LTE-Advanced (LTE-A)
- Handover decision criteria and context
- Classification and survey of handover decision algorithms
- Comparative summary and future research directions
Energy Saving in LTE-A Networks
- Component-Level Energy Saving
- Energy consumption model for component-level energy saving
- Opportunities for component-level energy saving for femtocells
- System-Level Energy Saving
- Energy consumption model for system-level energy saving
- Opportunities for system-level energy saving for femtocells
- Performance comparison of system-level energy saving approaches
- Research directions
Interference Management in LTE-A
- LTE-A tools/technologies related with the interference management
- State-of-the-art approaches for interference management
- Interference management in control channels
- Relation between interference and QoE
Radio/Resource Management in Modern Wireless/Mobile Networks (focus on LTE-A)
- How QoS affects scheduling & resource management
- Importance of resource management for wireless networks efficiency
- Commonly used algorithms for scheduling & resource allocation
- Complexity vs performance
- Operator’s point of view
- Customer's (Public/Civil/Military/Industry) point of view
- Case study on LTE
Evolved Packet Core – The Core Network of LTE
- MME (Mobility Management Entity)
- HSS (Home Subscriber Server)
- S-GW (Serving Gateway)
- P-GW (Packet Data Network Gateway)
- PCRF (Policy and Charging Rules Function)
Device-to-Device Communications in LTE-A Networks
- Network-assisted device-to device (D2D) links
- Utilising licensed spectrum
- Direct pair communication
- Intra- and Intercell interference mitigation (co-existence of cellular & D2D links): Power control optimisation mechanism for D2D, Exploitation of proximity/neighbourhood information etc.
- Radio resource management (Resource Blocks allocation)
- Comparison between cellular and D2D performance
- D2D session setup and management
- Peer device and service discovery techniques
Quality of service (QoS) and quality of experience (QoE) in LTE-A
What are the main challenges in studying QoE?
- QoE estimation
- Can be based on subjective or objective methods. How to assure the reliability of subjective methods and how to map objective parameters to QoE?
- QoE monitoring
- Find user-transparent and passive ways to feed QoE measures back to the core network
- QoE management
- How QoE variations can drive the resource, interference and mobility management?
- Standardization
- Non-technical challenges (legal, business, etc.)
Software Defined Networking – Network Functions Virtualization
Challenge to handle long propagation delays (125ms)- DVB-RCS (Digital Video Broadcasting - Return Channel via Satellite)
- Why interconnect broadband wireless networks and satellite networks?
- Advantages/Disadvantages – Applications
- Case Study : Interconnection of WiMAX with satellite networks
Security in Mobile Communications
- Security architectures for mobile networks
- Security services provided
- User Identity Confidentiality
- User and Network Authentication
- Keying material generation
- User data and signaling confidentiality and integrity protection
- Network domain security services designed for future networks
- Security Weaknesses and Vulnerabilities
- Possible Attacks and their Impact
Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα
Αρ. Επισκέψεων : 0
Αρ. Προβολών : 0
Ημερολόγιο
Ανακοινώσεις
- - Δεν υπάρχουν ανακοινώσεις -
