Διαχείριση φάσματος ραδιοσυχνοτήτων και εφαρμογές έξυπνων πόλεων

Μπακάλης, Κωνσταντίνος; Bakalis, Konstantinos

dc.contributor.author	Μπακάλης, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Bakalis, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2019-05-14T07:34:47Z
dc.date.issued	2019-05-14
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48700
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8796
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Τεχνο-Οικονομικά Συστήματα (ΜΒΑ)”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Έξυπνες πόλεις	el
dc.subject	Διαχείριση φάσματος ραδιοσυχνοτήτων	el
dc.subject	Smart cities	en
dc.subject	Information technologies	en
dc.subject	Communication Technologies	en
dc.subject	Radio spectrum management	en
dc.title	Διαχείριση φάσματος ραδιοσυχνοτήτων και εφαρμογές έξυπνων πόλεων	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	διαχει	el
heal.classification	διαχείριση φασματος ραδιοσυχνοτήτων	el
heal.dateAvailable	2020-05-13T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-02-21
heal.abstract	Σημαντικές τεχνολογικές, οικονομικές και περιβαλλοντικές αλλαγές, όπως η αλλαγή του κλίματος, η οικονομική αναδιάρθρωση, η μετάβαση στο ηλεκτρονικό εμπόριο, η ψυχαγωγία, η γήρανση του πληθυσμού, η αύξηση του αστικού πληθυσμού και οι πιέσεις στα δημόσια οικονομικά, έχουν προκαλέσει ενδιαφέρον για έξυπνες πόλεις. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να παρουσιαστούν οι προκλήσεις και ευκαιρίες που οι ασύρματες Τεχνολογίες της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών- με έμφαση στην διαχείριση του φάσματος ραδιοσυχνοτήτων- φέρνουν στην ανάπτυξη εφαρμογών έξυπνων πόλεων. Το πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζει τη σχετική Ευρωπαϊκή πολιτική για τις έξυπνες πόλεις (ψηφιακό θεματολόγιο, δέσμη μέτρων για το κλίμα και την ενέργεια 20:20:20, καινοτόμα έργα/λύσεις μέσω του προγράμματος Ηorizon 2020), περιγράφει τα χαρακτηριστικά των έξυπνων πόλεων, τη συσχέτιση τους με τις Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας καθώς και τη συσχέτιση των ασύρματων Τεχνολογιών της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας με τη Διαχείριση του Φάσματος Ραδιοσυχνοτήτων. Το δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται στη θέσπιση κανονιστικών ευρωπαϊκών κειμένων για την ενέργεια (έξυπνα ενεργειακά δίκτυα και έξυπνα μετρητικά συστήματα), τα συστήματα οδικών μεταφορών καθώς και στις ενέργειες που τα Κράτη Μέλη πρέπει να προβούν. Το τρίτο κεφάλαιο περιγράφει τα κύρια χαρακτηριστικά και τις τεχνικές απαιτήσεις και λειτουργίες εφαρμογών έξυπνων πόλεων: Έξυπνο Δίκτυο, Έξυπνη Μέτρηση, Έξυπνο Σύστημα Μεταφορών, Αισθητήρες και Ενεργοποιητές, Αυτοματισμοί Οικίας. Το τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζει τις βασικές αρχές χρήσης του φάσματος ραδιοσυχνοτήτων, τους εμπλεκόμενους φορείς (εθνικούς και διεθνείς) καθώς και την πολιτική που έχουν χαράξει τα θεσμικά όργανα της ΕΕ σε θέματα χρήσης συχνοτήτων για εφαρμογές έξυπνων πόλεων. Επιπλέον περιγράφονται οι διαθέσιμες τεχνικές διαχείρισης φάσματος ραδιοσυχνοτήτων καθώς και οι διαθέσιμες τεχνολογίες και ζώνες συχνοτήτων με τους αντίστοιχους όρους χρήσης. Αναλύονται οι τεχνολογίες και οι ζώνες συχνοτήτων για δίκτυα χαμηλής ισχύος ευρείας κάλυψης (LPWA) κατάλληλες για εφαρμογές Μ2Μ/ΙοΤ που λειτουργούν στο φάσμα της κινητής τηλεφωνίας, όπως GSM, GPRS, LTE και 5G, για δίκτυα χαμηλής ισχύος τοπικής κάλυψης (LPLA) που λειτουργούν στο φάσμα των συσκευών μικρής εμβέλειας (SRD) όπως ZigBee, Bluetooth, τυπικά SRD, Wireless M – Bus, WiFi αλλά και για δίκτυα χαμηλής ισχύος ευρείας κάλυψης (LPWA), στις ζώνες συχνοτήτων των SRD, όπως LORA και Sigfox. Οι τεχνολογίες NB-IoT και LTE-M θα παίξουν καθοριστικό ρόλο στα νέα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 5G για την υποστήριξη κρίσιμων εφαρμογών έξυπνων πόλεων (5G LPWA). Διαχείριση Φάσματος Ραδιοσυχνοτήτων και Εφαρμογές Έξυπνων Πόλεων iv Κ. Μπακάλης Το πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζει τη διεθνή εμπειρία στη χρήση ραδιοσυχνοτήτων που σχετίζονται με τις συσκευές μικρής εμβέλειας (SRD) και τις μεταφορές, καθώς και παραδείγματα χωρών που έχουν αναπτύξει έξυπνα συστήματα μέτρησης ηλεκτρικής ενέργειας και ελέγχου του ενεργειακού τους δικτύου. Το έκτο κεφάλαιο παρουσιάζει τα συμπεράσματα. Οι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και των Επικοινωνιών που θα συνδράμουν στην ανάπτυξη των εφαρμογών έξυπνων πόλεων στηρίζονται κυρίως στην τεχνολογία M2M/IoT. Συσκευές M2M/IoT που λειτουργούν σε ζώνες συχνοτήτων δικτύων παλαιότερης γενιάς GSM, GPRS, νεότερης LTE και μελλοντικής 5G(NB-IoT και LTE-M), συστήματα της Σταθερής Υπηρεσίας, Σταθερής Δορυφορικής, ειδικών ραδιοδικτυων, αλλά και συστήματα ( πχ Μ2Μ) που λειτουργούν σε ζώνες συχνοτήτων ελεύθερης χρήσης όπως SRD (ZigBee, WiFi, Wireless M – Bus, LORA, SigFox), είναι οι ασύρματες ΤΠΕ που θα συνδράμουν στην ανάπτυξη των έξυπνων πόλεων και θα πρέπει να αξιοποιηθούν και να συνδυαστούν ανάλογα με την κρισιμότητα της παρεχόμενης υπηρεσίας. Η επερχόμενη νέα γενιά κινητής τηλεφωνίας 5G θα επιφέρει αλλαγές στην καθημερινότητα των πολίτων αλλά και στις ασύρματες συσκευές. Οι αρμόδιοι φορείς, οι πάροχοι υπηρεσιών ηλεκτρονικών επικοινωνιών και οι διαχειριστές των δικτύων κοινής ωφέλειας πρέπει να συνεργαστούν. Η πολυπλοκότητα των περισσότερων εφαρμογών έξυπνων πόλεων σημαίνει ότι πρέπει να συμμετέχουν πολλοί ενδιαφερόμενοι και το γεγονός ότι υπάρχουν πολλές αλληλεξαρτήσεις μεταξύ αυτών των ενδιαφερομένων σημαίνει ότι πρέπει να υπάρχει μια κεντρική ευθυγράμμιση.	el
heal.abstract	Significant technological, economic and environmental changes such as climate change, economic restructuring, e-commerce, entertainment, population aging, population growth and pressure on public finances have raised interest in smart cities. The purpose of this paper is to present the challenges and opportunities that wireless Information and Communication Technologies - with a focus on radio spectrum management - bring to the development of intelligent city applications. The first chapter presents an overview of the relevant European Smart Cities Policy (Digital Agenda, Climate and Energy Package 20:20:20, innovative projects / solutions through the Horizon 2020 framework program), describes the features of smart cities, their correlation with Information and Communication Technologies and the correlation of Wireless Information and Communication Technologies with Radio Spectrum Management. The second chapter refers to the adoption of European Regulation on energy (intelligent energy grid and smart metering systems), on road transport systems and the actions that Member States should take. The third chapter describes Smart City’s main features, technical requirements and applications: Smart Grid, Smart Metering, Intelligent Transport System, Sensors and Actuators, Home Automation. The fourth chapter presents the basic principles of the radio spectrum use, the actors involved (national and international), as well as the policy developed by the EU institutions on the use of frequencies for Smart City applications. In addition, available spectrum management techniques, available technologies and frequency bands with the corresponding terms of usage, are described. It analyzes the technologies and frequency bands for low power wide area networks (LPWA) suitable for mobile telephony technologiew such as GSM, GPRS, LTE and 5G, for low-power local area (LPLA) networks operating in the frequency bands of SRDs such as ZigBee, Bluetooth, SRD, Wireless M - Bus, WiFi, and for low power wide area (LPWA) networks, in the SRD frequency bands, such as LORA and Sigfox. NB-IoT and LTE-M technologies will play a key role in the new 5G mobile networks for the support of critical smart city applications (5G LPWA). The fifth chapter presents the international experience in frequency bands for short range devices (SRD) and intelligent transport as well as examples of countries that have deployed smart energy meter and network control systems. The sixth chapter presents the conclusions. Information and Communication Technologies Διαχείριση Φάσματος Ραδιοσυχνοτήτων και Εφαρμογές Έξυπνων Πόλεων vi Κ. Μπακάλης that will assist in the development of smart city applications are mainly based on M2M / IoT technology. M2M / IoT devices operating in GSM, GPRS, LTE and future 5G (NB-IoT and LTE-M technologies), systems in Fixed Service, Fixed Satellite, professional radio mobile networks and systems (eg M2M) in license exempt frequency bands such as SRD (ZigBee, WiFi, Wireless M - Bus, LORA, SigFox) are wireless ICTs that will assist in the development of Smart Cities and should be exploited and combined according to the criticalness of the service provided. The upcoming new generation of 5G mobile phones will bring changes in citizens' everyday life and wireless devices.	en
heal.advisorName	Ασκούνης, Δημήτριος	el
heal.advisorName	Πανόπουλος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ασκούνης, Δημητριος	el
heal.committeeMemberName	Πανόπουλος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	138 σ.
heal.fullTextAvailability	true