شبکه‌های غیرزمینی
Non-Terrestrial Networks (NTN)
| مقطع: تحصیلات تکمیلی | گرایش: شبکه‌های کامپیوتری |
| نوع درس: نظری | تعداد واحد: ۳ |
| پیش‌نیاز: – | هم‌نیاز: – |
هدف کلی
هدف از این درس، بررسی اصول، فناوری‌ها و کاربردهای شبکه‌های ارتباطی بدون نیاز به زیرساخت زمینی سنتی است. این درس به طور خاص بر روی شبکه‌های ماهواره‌ای و شبکه‌های هوایی تمرکز دارد و دانشجویان را با مفاهیم بنیادی، فناوری‌های مختلف، و چالش‌ها و فرصت‌های این حوزه آشنا می‌کند. این درس بر روی دو نوع از این شبکه‌ها تمرکز دارد: ۱. شبکه‌های ماهواره‌ای که از ماهواره‌ها برای ارسال و دریافت سیگنال‌های ارتباطی به کاربران در زمین استفاده می‌کنند؛ و کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف مانند ارتباطات راه دور، ناوبری، پخش مستقیم، و اینترنت اشیا دارند.۲. شبکه‌های هوایی؛ که از هواپیماها، پهپادها، HAPS و … برای ارائه خدمات ارتباطی به کاربران در مناطق دورافتاده یا در مواقع اضطراری استفاده می‌کنند و می‌توانند به عنوان یک مکمل یا جایگزین برای شبکه‌های زمینی سنتی در مواقعی که دسترسی به این شبکه‌ها دشوار یا غیرممکن است، مورد استفاده قرار گیرند.
سرفصل‌ها
- معرفی شبکه‌های غیرزمینی
- معماری شبکه، پروتکل‌های ارتباطی، کانال‌های ارتباطی و چالش‌های فنی مرتبط با NTN
- انواع ماهواره‌های ارتباطی، مدارهای ماهواره‌ای، باندهای فرکانسی و فناوری‌های دسترسی
- وسایل نقلیه هوایی مورد استفاده در NTN، فناوری‌های ارتباطی هوایی و برنامه‌های کاربردی
- بررسی کاربردهای مختلف NTN مانند خدمات ارتباطی در مناطق دورافتاده، ارتباطات اضطراری، اینترنت اشیاء (IoT) و شبکه‌های ۵G
- نحوه طراحی و تحلیل سیستم‌های NTN با در نظر گرفتن الزامات عملکردی و چالش‌های فنی
- بررسی چالش‌های مدیریتی و عملیاتی مرتبط با NTN مانند تخصیص منابع، مسیریابی و امنیت
- بررسی کاربردهای خاص NTN مانند شبکه‌های نظامی، شبکه‌های حسگر و شبکه‌های خودروهای متصل
- بررسی استانداردها و مقررات حاکم بر توسعه و استقرار سیستم‌های NTN
- پیشرفت‌های اخیر و چشم‌انداز آینده NTN
ارزیابی پیشنهادی
- سه پروژه درسی: ۳۰ درصد نمره
- آزمون‌های میان‌ترم و پایان‌ترم: ۷۰ درصد نمره
منابع پیشنهادی
- A. Vanelli-Coralli, N. Chuberre, G. Masini, A. Guidotti, and M. E. Jaafari. 5G Non-Terrestrial Networks: Technologies, Standards, and System Design. United States: Wiley, 2024.
- G. Maral, M. Bousquet, Z. Sun. Satellite Communications Systems: Systems, Techniques and Technology. United Kingdom: Wiley, 2020.
- V. Mohindru, Y. Singh, R. Bhatt, and A. K. Gupta. Unmanned Aerial Vehicles for Internet of Things (IoT): Concepts, Techniques, and Applications. United Kingdom: Wiley, 2021.
- Y. Zeng, I. Guvenc, R. Zhang, G. Geraci, D. W. Matolak. UAV Communications for 5G and Beyond. United Kingdom: Wiley, 2020.