Δορυφορικά και Στρατοσφαιρικά Συστήματα Ευρυζωνικών Επικοινωνιών Επόμενης Γενιάς
«Η Μεταδιδακτορική Έρευνα υλοποιήθηκε με υποτροφία του Ιδρύματος Κρατικών Υποτροφιών (ΙΚΥ), η οποία χρηματοδοτήθηκε από την Πράξη «Ενίσχυση Μεταδιδακτόρων Ερευνητών/Ερευνητριών» από τους πόρους του ΕΠ «Ανάπτυξη Ανθρώπινου Δυναμικού, Εκπαίδευση και Διά Βίου Μάθηση» με άξονες προτεραιότητας 6,8,9 και συγχρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο – ΕΚΤ και το ελληνικό δημόσιο».
Υπότροφος: Δρ. Εμμανουήλ Θ. Μιχαηλίδης
Επιβλέπων Καθηγητής: Δρ. Αθανάσιος Κανάτας, Καθηγητής Πανεπιστημίου Πειραιώς
(Φεβρουάριος 2017-Αύγουστος 2018)
Σκοπός της έρευνας
Καθώς το φάσμα των ραδιοσυχνοτήτων είναι περιορισμένο και οι υπηρεσίες ευρυζωνικών επικοινωνιών απαιτούν ολοένα και μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων και βελτιωμένη ποιότητα υπηρεσιών (quality of service – QoS), τα μελλοντικά ασύρματα δίκτυα επικοινωνιών θα χαρακτηρίζονται από ετερογένεια και θα ενσωματώνουν πλήθος πρωτοκόλλων και διαφορετικές τεχνολογίες πρόσβασης, συμπεριλαμβανομένων των επίγειων, των δορυφορικών και των στρατοσφαιρικών δικτύων. Εντούτοις, είναι απαραίτητη η χρήση ειδικών τεχνικών βελτίωσης των δυνατοτήτων των δικτύων αυτών, ώστε να ικανοποιούν τις σύγχρονες και μελλοντικές απαιτήσεις για παροχή υπηρεσιών οποιαδήποτε στιγμή και από οποιοδήποτε σημείο. Κατά τη διάρκεια της μεταδιδακτορικής έρευνας προτάθηκαν καινοτόμες τεχνικές φυσικού στρώματος για την αύξηση της χωρητικότητας του ραδιοδιαύλου (channel capacity), την αντιμετώπιση των παρεμβολών και τη βελτίωση της αξιοπιστίας των ραδιοζεύξεων των δορυφορικών και στρατοσφαιρικών συστημάτων. Συγκεκριμένα, μελετήθηκε η δυνατότητα εφαρμογής τεχνικών πολλαπλών χρηστών (multi-user – MU) και πολλαπλών κεραιών σε πομπό και δέκτη (multiple-input multiple output – ΜΙΜΟ) για την ταυτόχρονη μετάδοση σήματος σε πολλαπλούς χρήστες, καθώς και η εφαρμογή τεχνικών ΜΙΜΟ μεγάλης κλίμακας (massive MIMO) με χρήση δεκάδων ή και εκατοντάδων κεραιών και αναλύθηκαν τα θεωρητικά όρια επίδοσης των δορυφορικών, στρατοσφαιρικών, καθώς και ετερογενών συστημάτων όταν εφαρμόζονται οι τεχνικές αυτές. Επιπλέον, αξιολογήτθηκε η βελτίωση των επιδόσεων των παραπάνω συστημάτων όταν χρησιμοποιούνται πολλαπλοί σταθεροί ή/και κινητοί αναμεταδότες (relays) και χρησιμοποιούνται τεχνικές ΜΙΜΟ. Τέλος, μελετήθηκε η εφαρμογή τεχνικών προσαρμοστικής διαμόρφωσης πολλαπλών φερόντων (adaptive multi-carrier modulation) σε συστήματα ΜΙΜΟ, οι οποίες αποσκοπούν στην αύξηση του ρυθμού μετάδοσης δεδομένων, στη βελτίωση της φασματικής απόδοσης και στην αντιμετώπιση των παρεμβολών. Οι τεχνικές αυτές έχουν βρει σημαντική απήχηση στη διεθνή ερευνητική κοινότητα και τη βιομηχανία και θεωρούνται ως υποψήφιες τεχνικές των ασύρματων δικτύων επικοινωνιών επόμενης γενιάς. Η μεταδιδακτορική έρευνα οδήγησε σε καινοτόμα αποτελέσματα, τα οποία θα αποτελέσουν σημαντική βάση για την εξέλιξη και τον σχεδιασμό των μελλοντικών δορυφορικών και στρατοσφαιρικών δικτύων και θα συνεισφέρουν στην ανάπτυξη και καθιέρωση του Διαδικτύου των Αντικειμένων (Internet of Things – IoT), του οποίου βασικές συνιστώσες αναμένεται να είναι τα δίκτυα αυτά.
Post-Doctoral Scholarship from the State Scholarships Foundation (IKY) co-financed by the European Union (European Social Fund — ESF) and Greek national funds through the action entitled “Reinforcement of Postdoctoral Researchers”. The title of the research is “Next-Generation Satellite and Stratospheric Broadband Communication Systems”.