Please ensure Javascript is enabled for purposes of website accessibility

Παρουσίαση/Προβολή

Εικόνα επιλογής

Δίκτυα Κινητών Επικοινωνιών (Θ)

(ECE_TEL941) -  Χρήστος Αντωνόπουλος

Περιγραφή Μαθήματος

Το μάθημα αποτελεί το βασικό εισαγωγικό μάθημα στις έννοιες της Κινητής Επικοινωνίας και στις
εφαρμογές της. Ή ύλη του μαθήματος στοχεύει στην εισαγωγή των φοιτητών στις έννοιες, τα βασικά
χαρακτηριστικά και τα φαινόμενα που εμφανίζονται τις Κινητές Επικοινωνίες. Επίσης εισάγει τους
φοιτητές στο σχεδιασμό και τη διαχείριση ενός δικτύου κινητής τηλεφωνίας. Επιπλέον, εισάγει τους
φοιτητές στις έννοιες του δικτύου 3G, 4G, 5G καθώς και των βασικών χαρακτηριστικών των δικτύων
κινητής τηλεφωνίας διαχείρισης κίνησης, καναλιών και γενικότερα πόρων σε προχωρημένο επίπεδο
Τέλος, στόχος του μαθήματος αποτελεί η κατανόηση από τους σπουδαστές των κρίσιμων
παραμέτρων καθώς και η περιγραφή τους ενός δικτύου κινητών επικοινωνιών και να συνδέει τις
γνώσεις που θα αποκομίσουν οι φοιτητές με τη ζήτηση εξειδικευμένου προσωπικού από την αγορά
εργασίας.

 

The course is a basic introductory lesson in the concepts of Mobile Communications, Networks and its
applications. The course aims to introduce students to the concepts, key features, phenomena,
technologies, communication protocols and state-of-art architectures that are prominent in Mobile
Communications. It also introduces students to the design and management of a mobile network.
Specifically, it introduces students to the architectures of 3G, 4G, 5G network as well as key features
of advanced mobile management networks, performance evaluation as well as channel and resources
management in general. Finally, the course aims to provide students with an understanding of the
critical parameters as well as their description of a mobile communications network and to link the
knowledge that students will gain with the demand for skilled staff in the job market.
Key words: PSTN, GSM, handover, location update, cell selection reselection, Σηματοδοσία #7, PCM,
MTP protocol, Erlang B/C, communication channel management, QoS, LTE, OFDMA, MIMO, Cell capacity, traffic evaluation and management

 


Λέξεις Κλειδιά PSTN, GSM, handover, location update, cell selection reselection, Σηματοδοσία #7,
PCM, πρωτόκολλο MTP, Erlang B/C, communication channel management, QoS, LTE, OFDMA,
Τεχνολογία MIMO, Χωρητικότητα κυττάρου.

Ημερομηνία δημιουργίας

Τετάρτη 5 Οκτωβρίου 2022

Σελίδα μαθήματος
  • Περίγραμμα

    Περιεχόμενο μαθήματος

    Εισαγωγή στην σταθερή Τηλεφωνία PSTN, η βασική αρχιτεκτονική ενός τηλεφωνικού δικτύου, Το δίκτυο
    GSM - αρχιτεκτονική, περιγραφή δομικών μονάδων (BSC,BTS, MSC, HLR, VLR), λειτουργικές διαδικασίες
    MM & RRM (handover, location update, cell selection reselection), Η βασική κυτταρική ιδέα, υπολογισμός
    κάλυψης κυττάρου (cell coverage-link Budget), υπολογισμός χωρητικότητας κυττάρου (cell capacity
    planning), σχεδιασμός κατανομής συχνοτήτων (frequency planning), Σηματοδοσία #7 - εισαγωγή στην PCM,
    εισαγωγή στην σηματοδοσία #7, πρωτόκολλο MTP, MTP routing, MTP data link layer functions, πρωτόκολλο
    SCCP, πρωτόκολλα BSSAP, ISUP, MAP, Διαδικασίες κλήσης, διαδικασίες μεταγωγής, διαδικασίες location
    update - Παρουσίαση διαγραμμάτων σηματοδοσίας, Πρωτόκολλα. Το δίκτυο 3G, 4G, 5G, Δίκτυο Κορμού -
    Αρχιτεκτονική δικτύου κορμού (core network), σχεδιασμός δικτύου, Δίκτυο Προσβάσεως - Ορθογώνιοι
    Κώδικες, Χωρητικότητα κυττάρου, Βασική προσέγγιση κυτταρικού σχεδιασμού κάλυψης (Capacitty and
    Coverage Planning), Πρωτόκολλα και διαχείριση κλήσεων – σηματοδοσίας, Το Δίκτυο LTE, Δίκτυο Κορμού
    Αρχιτεκτονική δικτύου κορμού (core network), Δίκτυο Προσβάσεως, Χωρητικότητα κυττάρου Πρωτόκολλα
    και διαχείριση κλήσεων σηματοδοσίας, Τεχνολογία MIMO


    Οι διαλέξεις της θεωρίας καλύπτουν τις ακόλουθες θεματικές ενότητες:


    1 Εισαγωγή στην σταθερή Τηλεφωνία     PSTN, η βασική αρχιτεκτονική ενός τηλεφωνικού δικτύου
    Εισαγωγή στην έννοια της τηλεφωνίας τόσο σταθερής όσο και κινητές, διαφορές, πλεονεκτήματα,
    προκλήσεις, ιστορική αναδρομή.


    2 Το δίκτυο     GSM - αρχιτεκτονική, περιγραφή δομικών μονάδων, λειτουργίες και υπηρεσίες
    Πλήρης και ενδελεχής μελέτης την βασικής αρχιτεκτονικής     GSM, βασικά στοιχεία, διεπαφές,
    βασικές λειτουργίες και υπηρεσίες που έχουν βασιστεί πάνω στην αρχιτεκτονική αυτή.


    3     Ασύρματο Περιβάλλον στις Κινητές Επικοινωνίες, Κυψελωτά Συστήματα και Παρεμβολές (1)
    Εισαγωγή σε περιβάλλοντα με θόρυβο, κατηγορίες, επιπτώσεις στην απόδοση, αξιοπιστία του
    δικτύου.     Ομοδιαυλική παρεμβολή, παρεβολή γειτονικών καναλιών.


    4 Ασύρματο Περιβάλλον στις Κινητές Επικοινωνίες, Κυψελωτά Συστήματα και Παρεμβολές (2)
    Απόσταση μεταξύ κυψελών, κατανομή σε     clusters. Κατανομή και λόγος επαναχρησιμοποιήσεις
    συχνοτήτων. Μηχανισμοί ραδιοδιάδοσης. Επίδραση κινητικότητας.     LoS έναντι Non-LoS.


    5     Διαστασιοποίηση Κυψελωτών Συστημάτων και Τηλεφωνικών Δικτύων (1)
    Μοντέλα μελέτης και αξιολόγησης τηλεπικοινωνιακής κίνησης σε κυψελωτά συστάματα.     Erlang
    B    /C. Ασκήσεις. Φασματική απόδοση κυψελωτών συστημάτων


    6     Διαστασιοποίηση Κυψελωτών Συστημάτων και Τηλεφωνικών Δικτύων (2)
    Μοντέλα μελέτης και αξιολόγησης τηλεπικοινωνιακής κίνησης σε κυψελωτά συστάματα.     Erlang
    B    /C. Ασκήσεις. Φασματική απόδοση κυψελωτών συστημάτων


    7 Παρουσίαση της     PCM κωδικοποίησης στην μετάδοση φωνής σε τηλεφωνικό δίκτυο
    Μελέτη απόδοσης και χαρακτηριστικά ης     PCM κωδικοποίησης στην μετάδοση φωνής σε κυψελωτό
    σύστημα. Θεώρημα Δειγματοληψίας. Διαδικασία ομοιόμορφης και ανομοιόμορφη κβάντισης.
    Ομαδοποίηση καναλιών. Κανάλια ασφαλείας Άσκησεις.


    8     Λειτουργικές διαδικασίες Διαχείρισης κίνησης και πόρων
    Λειτουργικές διαδι    κασίες MM & RRM (handover, location update, cell selection reselection).
    Admission     Control. Διαγράμματα ροής. Μελέτη όλων των πιθανόν περιπτώσεων μετάπτωσης.
    Αλγόριθμοι, κριτήρια, haνdover    -margin, προσεγγίσεις.


    9     Μελέτη των 3G, 4G κινητής τηλεφωνίας και υπηρεσίες
    Εξέλιξη των δικτύων κορμού κατά κύριο λόγο αλλά και δικτύου πρόσβασης λόγω της εισαγωγής
    των τεχνολογιών 3    G 4G πλεονεκτήματα, προκλήσεις. Εμπορικές λύσεις/πρωτόκολλα που
    προτάθηκαν. Μελέτη αξιοποίησης των νέων τεχνολογιών για την ανάπτυξη νέων υπ    ηρεσιών.
    Ομογενοποίηση     τεχνολογιών.


    10     Μελέτη των 5G, 6G κινητής τηλεφωνίας και υπηρεσίες
    Μελέτη των επερχόμενων τεχνολογιών εξέλιξησ των δικτύων κορμού κατά κύριο λόγο αλλά και
    δικτύου πρόσβασης 5    G, 6G, πλεονεκτήματα, προκλήσεις. Εμπορικές λύσεις/πρωτόκολλα πουπροτάθηκαν. Μελέτη αξιοποίησης των νέων τεχνολογιών για την ανάπτυξη νέων υπηρεσιών.
    Ομογενοποίηση     τεχνολογιών.


    11     Πρωτόκολλα Σηματοδοσίας Κινητών Επικοινωνιών (1)
    Εισαγωγή στις τεχνικές, πρωτόκολλα και τεχνολογιών για την εγκατάσταση, διατήρηση, και
    τερμ    ατισμό συνδέσεων εξασφαλίζοντας αδιάλειπτη επικοινωνία, εγγυημένο QoS και ασφάλεια.
    Πρωτόκολλο     CAS-4bit, MTP, MTP routing, MTP data link layer functions


    12 Πρωτόκολλα Σηματοδοσίας Κινητών Επικοινωνιών (2)
    Εισαγωγή στις τεχνικές, πρωτόκολλα και τεχνολογιών για την εγκατάσταση, διατήρηση, και
    τερματισμό συνδέσεων εξασφαλίζοντας αδιάλειπτη επικοινωνία, εγγυημένο     QoS και ασφάλεια.
    Πρωτόκολλο #7,     SCCP, BSSAP, εφαρμογή του MPLS και επίπτωση στην σηματοδοσία.


    13 Δορυφορικές Επικοινωνίες
    Εισαγωγή στα Κινητά Δορυφορικά Συστήματα. Κατηγορίες, πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα.
    Σχεδιαστικές και αναπτυξιακές προκλήσεις.     GPS. Εφαρμογές. Μελέτη του Hellas-Sat.

    Μαθησιακοί στόχοι

    Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές θα μπορούν:


    Σε επίπεδο Γνώσεων:
    1. Να έχουν κατανοήσει τα βασικά και κρίσιμα χαρακτηριστικά της κινητής επικοινωνίας.
    2. Να έχουν κατανοήσει την βασική αρχιτεκτονική ενός δικτύου κινητής τηλεφωνίας.
    3. Να έχουν κατανοήσει τις βασικές λειτουργικές διαδικασίες     MM & RRM (handover, location
    update    , cell selection reselection).
    4.     Να έχουν κατανοήσει τους λόγους της εξασθένισης σε ένα δίκτυο κινητής τηλεφωνίας.
    5. Να έχουν κατανοήσει τη θεωρία     PCM (Pulse-code modulation )
    6. Να έχουν κατανοήσει τα βασικά και κρίσιμα χαρακτηριστικά ενός δικτύου 3    G, 4G, 5G.
    7. Να έχουν κατανοήσει τα πρωτόκολλα της κινητής τηλεφωνίας καθώς και στη διαχείριση
    κλήσεων – σηματοδοσίας.
    8. Να έχουν κατανοήσει την έννοια της διαστασιοποίησης ασύρματου δικτύου κινητής
    τηλεφωνίας.
    9. Να έχουν κατανοήσει τεχνολογίες όπως     MIMO, sectoring, admission control κ.α.


    Σε επίπεδο Δεξιοτήτων
    1.     Να υπολογίζουν σε θεωρητικό επίπεδο τις κρίσιμες παραμέτρους σε ένα δίκτυο κινητών
    επικοινωνιών    .
    2.     Να υπολογίζουν σε θεωρητικό επίπεδο την μέγιστη απόσταση ραδιοκάλυψης σ’ ένα δίκτυο
    κινητής τηλεφωνίας.
    3.     Να υπολογίζουν την χωρητικότητα κύτταρου κινητής τηλεφωνίας.
    4.     Να υπολογίζουν σε θεωρητικό επίπεδο τις κρίσιμες παραμέτρους κυτταρικού σχεδιασμού
    σε ένα δίκτυο κινητών επικοινωνιών.
    5.     Να υπολογίζουν την χωρητικότητα κύτταρου κινητής τηλεφωνίας σε δίκτυα τελευταίας
    γενιάς.
    6.     Να υπολογίζουν σε θεωρητικό επίπεδο την μέγιστη απόσταση ραδιοκάλυψης σ’ ένα δίκτυο
    κινητής τηλεφωνίας.


    Σε επίπεδο Ικανοτήτων
    1.     Να έχουν γνώση των εργαλείων και των τεχνικών σχεδιασμού και διαχείρισης ενός δικτύου
    κινητής τηλεφωνίας.
    2.     Να συνεργάζονται με τους συμφοιτητές τους για να οργανώσουν και να παρουσιάσουν μια
    ομαδική εργασία στα πλαίσια των στόχων του μαθήματος.
    3.     Να μπορούν να χειρίζονται κατάλληλο λογισμικό προσομοίωσης δικτύων κινητής
    τηλεφωνίας καθώς και πειραματικό εξοπλισμό από το εργαστήριο Ασύρματων και Κινητών
    Επικοινωνιών