ΕΠΛ 657 Ασύρματα Δίκτυα- Wireless Networks

Εισαγωγή, Αξιολόγηση και Βαθμολογία, Βιβλιογραφία

Διδάσκων καθηγητής:
Ανδρέας Πιτσιλλίδης
Εισαγωγή:
Η τηλεπικοινωνιακή επανάσταση, με επίκεντρο την περιβάλλουσα εξυπνάδα (Ambient Intelligence) και ποιο συγκεκριμένα τη διάχυτη επικοινωνία (Ubiquitous Communication and Networking), έχει σαν βασικό άξονα τις ασύρματες / κινητές επικοινωνίες. Νέα ενοποιημένα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας (π.χ. GPRS, UMTS, 4th Generation Networks), νέα ασύρματα δίκτυα (τοπικά: Wireless LΑΝs, πχ. IEEE802.11g, n, και μητροπολιτικά: WiMax), καθώς και νέες αρχιτεκτονικές και τοπολογίες (π.χ. ad-hoc, sensor networks, VANETs) έχουν προταθεί τα τελευταία χρόνια που καθιστούν και αυτά μια επανάσταση στη φιλοσοφία των δικτύων. Σκοπός του μαθήματος είναι να γίνει μια εισαγωγή σε ασύρματα δίκτυα, με έμφαση σε θεμελιώδεις έννοιες και αρχές, τις τεχνολογίες ασυρμάτων και κινητών δικτύων, εισαγωγή στη ανάπτυξη, σχεδίαση, εφαρμογή, και αξιολόγηση των πρωτοκόλλων, καθώς και των νέων αρχιτεκτονικών και τοπολογιών. Επίσης θα μελετηθούν υπάρχοντα και προτεινόμενα πρότυπα για κινητά δίκτυα (π.χ. Mobile IP), και θα συζητηθούν θέματα ερευνητικού ενδιαφέροντος.
Θα μελετηθούν:

• Ασύρματο περιβάλλον
• Παρεμβολές στο ασύρματο περιβάλλον
• Βασικές αρχές συστημάτων κινητών επικοινωνιών και ασυρμάτων δικτύων
• Aρχιτεκτονικές και τεχνολογίες ασυρμάτων δικτύων και ασύρματης επικοινωνίας
• Tοπολογίες δικτύων Σπονδυλωτά/Infrastructure (π.χ. WLANs, UMTS) and Ασπονδύλωτα/Infrastructureless (π.χ. ad-hoc networks, sensor networks, VANETs)
• Ασύρματα Σπονδυλωτά Δίκτυα, π.χ.:
• Τοπικά Δίκτυα ΙΕΕΕ 802.11a/b/g/n, IEEE802.11e)
• Μητροπολιτικά ασύρματα δίκτυα (π.χ. WiMax, και Wireless Mesh)
• Ασύρματα Ασπονδύλωτα δικτυα, π.χ.:
• Ad-hoc,
• sensor networks,
• Vehicle Ad-hoc Networks (VANETS))
• Εισαγωγή στη σχεδίαση και διαστασιοποίηση ασυρμάτων δικτύων (Network design and planning issues and performance evaluation).
• Κινητά δίκτυα τρίτης γενεάς (3G UMTS, LTE) και 4ης Γενεάς (4G)
• Αρχιτεκτονική των κυψελωτών δικτύων
• Διαχείριση Ραδιοκυμάτων και κινητικότητας (Radio Resource Management and mobility)
• signaling (IMS: IP Multimedia Subsystem)
• 4 G
• Πρωτόκολλα κινητών δικτύων: Wireless TCP, Session Mobility, Mobile-IP, Transport protocols for mobile networks
• Έρευνα και ανοικτά προβλήματα, (Open research issues and challenges; the Network Research Lab web page  contains many links)

Προαπαιτούμενα Μαθήματα
Επιτρέπεται η εγγραφή στο ΕΠΛ657 όσων φοιτητών έχουν ολοκληρώσει επιτυχώς ένα βασικό μάθημα σε δίκτυα (όπως π.χ. το ΕΠΛ324).
Τρόπος Διδασκαλίας
Το μάθημα καλύπτει θεωρία και πρακτική και αποτελείται από 3 ώρες διαλέξεων και 2 ώρες εργαστήριο και 1 φροντιστήριο.

Αξιολόγηση και Βαθμολογία
Οι φοιτητές θα αξιολογηθούν μέσα από ένα σύνολο εβδομαδιαίων εργασιών, εργαστηριακών ασκήσεων και παρουσιάσεων στην τάξη, με την ολοκλήρωση και παρουσίαση εργασίας εξαμήνου και με τελική-γραπτή εξέταση. Ο τελικός βαθμός διαμορφώνεται με βάση τα ακόλουθα ποσοστά:

Παρατηρήσεις

1. Τυχούσα αποτυχία φοιτητή στην τελική εξέταση ή στο Project (δηλαδή βαθμός λιγότερος από 4,5 σε ένα από τα δυο) ισοδυναμεί με αποτυχία στο μάθημα . Σε περίπτωση αποτυχίας, ο τελικός βαθμός του μαθήματος που θα δοθεί στον φοιτητή θα είναι ίσος με τον χαμηλότερο βαθμό του έχει πάρει από το project ή στην τελική εξέταση.

Άλλες οδηγίες

1. Οι φοιτητές καλούνται να σεβαστούν τους κανόνες πνευματικής ιδιοκτησίας αναφορικά με την αντιγραφή και χρήση λογισμικού και την φωτοαντιγραφή βιβλίων.
2. Η απουσία από εξέταση και η καθυστέρηση παράδοσης εργασιών γίνονται αποδεκτές μόνο σε έκτακτες περιστάσεις και κατόπιν προηγουμένης συνεννοήσεως με τον καθηγητή. Ο καθηγητής δεν υποχρεούται να δώσει εξετάσεις σε άτομα που απουσίασαν αδικαιολόγητα από μία εξέταση. Η καθυστερημένη παράδοση εργασιών συνεπάγεται βαθμολογική ποινή, ασχέτως της ποιότητας της παραδεδομένης εργασίας.
3. Ενστάσεις στα αποτελέσματα εξετάσεων και στην βαθμολογία εργαστηριακών ασκήσεων γίνονται δεκτές βάσει των κανονισμών του Πανεπιστημίου.
4. Η αντιγραφή ή η προσπάθεια αντιγραφής μεταξύ φοιτητών σε εξετάσεις ή εργασίες, απαγορεύεται αυστηρά. Τυχούσες αντιγραφές θα συνεπάγονται την αποπομπή των αναμεμιγμένων φοιτητών από την τάξη, τον μηδενισμό του βαθμού τους στις εν λόγω εξετάσεις ή εργασίες και την καταγγελία τους στο Συμβούλιο του Τμήματος για την εφαρμογή περαιτέρω πειθαρχικών κανόνων.

Βιβλιογραφία
Βασική βιβλιογραφία:

• Holger Karl, Andreas Willig, Protocols and Architectures for Wireless Sensor Networks, Wiley, 2005.
• Kazem Sohraby, Daniel Minoli, Taieb Znati, Wireless Sensor Networks: Technology, Protocols, and Applications, Published Online: 1 AUG 2006, Print ISBN: 9780471743002, Online ISBN: 9780470112762, DOI: 10.1002/047011276X
• Schiller, J, Mobile Communications, 2nd edition, Addison-Wesley, 512 pages, ISBN 0-321-12381-6, August 2003 OR LATER EDITION
• H. Holman and A. Toskala, WCDMA for UMTS, 4th edition, Wiley. Dr. Kazem Sohraby, Daniel Minoli, Taieb Znati, Published Online: 1 AUG 2006, Print ISBN: 9780471743002, Online ISBN: 9780470112762, DOI: 10.1002/047011276X.
• Published papers

Χρήσιμα εργαλεία:

• OPNET simulation tool
• Ns-2 simulation tool
• Tiny OS tutorials: http://www.tinyos.net/tinyos-1.x/doc/tutorial/
• An NS2 simulation package for IEEE 802.15.4 and ZigBee routing (ZBR) can be found at: http://www-ee.ccny.cuny.edu/zheng/pub

Επιπρόσθετη βιβλιογραφία:

• An FDL'ed Textbook on Sensor Networks by Dr. Thomas Haenselmannhttp://www.informatik.uni-mannheim.de/~haensel/sn_book/
• Ιστοσελίδες σχετικών μαθημάτων και άρθρα επιστημονικών περιοδικών.
• F. Kurose and Keith W. Ross, Computer Networking -- A Top-Down Approach Featuring the Internet, James Addison-Wesley, 4th Edition, 2007.
• William Stallings, Wireless Communications and Networks, Second Edition2005, Prentice Hall
• Jonathan Castro, All-IP in 3G CDMA Networks, 2004, Wiley
• T.S. Rappaport, Wireless Communications: Principles & Practice, Second Edition, Prentice Hall 2002
• Radio Resource Management for Wireless Networks by J. Zander and S-Y. Kim, Artech House
• Y-B. Lin and I. Chlamtac, Wireless and Mobile Network Architectures, Wiley &Sons, 2001.