Σε αυτήν την διπλωματική εργασία ασχοληθήκαμε με την υλοποίηση των κριτηρίων έγκυρου τερματισμού του Turbo αποκωδικοποιητή σε συσκευή FPGA. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζουμε το θεωρητικό υπόβαθρο που περιλαμβάνει βασικές έννοιες των ψηφιακών επικοινωνιών και την μαθηματική υποστήριξη του turbo κώδικα. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της εξομοίωσης του κώδικα. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται αρχιτεκτονική του κυκλώματος που υλοποιεί τον turbo κώδικα τόσο από την πλευρά του κωδικοποιητή όσο και από την πλευρά του αποκωδικοποιητή. Εν συνεχεία, στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζεται το προτεινόμενο κριτήριο τερματισμού μαζί με την δική του υλοποίηση καθώς και την υλοποίηση τριών άλλων κριτηρίων. Στο τέλος παρουσιάζουμε τα συμπερασματά μας και τις μετρήσεις μας. / In this thesis we studied the implementation of the termination criteria of the turbo decoder as well as its implementation on the hardware. In the first chapter an introduction to fundamental concepts of digital communication as well as their mathimatical expression. In the second chapter the results of the simulation of the code are presented. In the third chapter the architecture of the turbo encoder and decoder are presented. In the fourth chapter a new termination criterion is presented with the implementation of tree other criteria. Finally we present our conclusions and our measurements.

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να γίνει μία προσπάθεια ανάλυσης της ποιότητας δικτυακών τόπων φαρμακευτικών εταιρειών, έχοντας υπόψη το πώς γίνεται μία γενική αξιολόγηση των χαρακτηριστικών των ιστοσελίδων καθώς παρουσιάζει αρκετά κοινά κριτήρια με την αξιολόγηση ιστοσελίδων φαρμακευτικών εταιρειών. Οι φαρμακευτικές εταιρείες που συμμετείχαν ως δείγμα στην έρευνά μας δραστηριοποιούνται τόσο στον ελλαδικό χώρο όσο και παγκοσμίως και είναι είτε εθνικές είτε πολυεθνικές εταιρείες. Οι διαδικτυακοί τόποι που αναλύσαμε ήταν είκοσι σε αριθμό και τα δεδομένα προέκυψαν με τη βοήθεια των λογιστικών φύλλων στο Excel. Τα χρώματα, οι γραμματοσειρές, τα στοιχεία πλοήγησης είναι λειτουργικά και ευπαρουσίαστα χωρίς περιττά και δύσχρηστα στοιχεία. Τα ερευνητικά συμπεράσματα υποδεικνύουν πως σε υψηλό βαθμό η κατασκευή των ιστοσελίδων έχει γίνει σε περιβάλλον φιλικό προς τους χρήστες, δίνοντας τη δυνατότητα για εύκολη πλοήγηση και αναζήτηση θεμάτων που άπτονται των ενδιαφερόντων τους. / The purpose of this paper is to analyse the quality of websites of pharmaceutical companies, having regard how is generally the evaluation of the websites as it presents several common criteria to evaluation of pharmaceutical companies’ websites. Pharmaceutical companies involved in our survey sample are active both in Greece and worldwide and are either national or multinational companies. The websites we analyzed were twenty and the data obtained with the help of a spreadsheet in Excel. The colors, fonts, navigability are functional and presentable without unnecessary and inconvenient items. The research findings indicate that these websites has been designed in an environmentally friendly frame for users, allowing them easy navigation and searching issues of their interests.

Στην διπλωματική εργασία γίνεται μελέτη της κωδικοποίησης καναλιού, μελέτη των προβλημάτων που εισάγει το κανάλι, μελετώνται σε βάθος οι turbo κωδικοποιητές και διάφορα κριτήρια τερματισμού, γίνεται μελέτη της επίδρασης της πεπερασμένης ακρίβειας σε turbo συστήματα και προτείνονται αρχιτεκτονικές για την υλοποίηση των turbo αποκωδικοποιητών. / In this thesis we study the problem of channel coding, particularly we study turbo coding and termination criteria. Moreover we study the impact of fix point arithmetic on early stopping iterative turbo decoders and we proposed architectures for the implementation of turbo decoders in hardware.

Η συχνότητα εμφάνισης του μεταδιασεισικού συνδρόμου μετά από ελαφρές κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις στις ανεπτυγμένες χώρες κυμαίνεται από 40% έως 80% κατά τις πρώτες εβδομάδες μετά τον τραυματισμό. Ωστόσο, σχεδόν το 50% των ασθενών αναφέρουν συμπτώματα έως και 3 μήνες μετά και το 10-15% από αυτούς για περισσότερο από ένα χρόνο. Οι ελαφρές κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις και το μεταδιασεισικό σύνδρομο αποτελούν σοβαρό πρόβλημα δημόσιας υγείας, μιας και το ποσοστό επαγγελματικής ανικανότητας που οφείλεται σε αυτά εκτιμάται από 12% για 2 μήνες έως και 20% για 1 χρόνο, με τον αντίστοιχο οικονομικό και κοινωνικό αντίκτυπο. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να προσδιοριστούν τα χαρακτηριστικά και να εκτιμηθεί η συχνότητα εμφάνισης του μεταδιασεισικού συνδρόμου σε έναν ενήλικο ελληνικό πληθυσμό, ταυτόχρονα με την καταγραφή των δημογραφικών στοιχείων και των παραμέτρων που αφορούν αποκλειστικά στις ελαφρές κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις στην ίδια πληθυσμιακή ομάδα. Υλικό-Μέθοδοι: Η προοπτική αυτή μελέτη πραγματοποιήθηκε στο Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο Πατρών, στη Δυτική Ελλάδα. Η συλλογή των ασθενών με ελαφρά κρανιοεγκεφαλική κάκωση ξεκίνησε τον Μάιο του 2006 και ολοκληρώθηκε τον Μάιο του 2008. Πεντακόσιοι τριάντα εννέα ασθενείς με ελαφρές κρανιοεγκεφαλικές κεφαλής συμπεριλήφθηκαν με τυχαία διαλογή στην μελέτη. Συνολικά, 223 ασθενείς (223/539: 41,5%) (άνδρες 63% και γυναίκες 37%) πληρούσαν τα κριτήρια του "Colorado Medical Society Guidelines" για τον καθορισμό της διάσεισης, με μέση ηλικία τα 30 έτη (εύρος: 18.5-57.5). Η παρακολούθηση των ασθενών συνεχίστηκε μέσω τηλεφωνικών συνεντεύξεων στους 1, 3 και 6 μήνες μετα-τραυματικά, οπότε ρωτήθηκαν εάν εμφάνισαν οποιοδήποτε από τα κοινά μεταδιασεισικά συμπτώματα (ICD-10 κριτήρια). Αποτελέσματα: Το ποσοστό του μεταδιασεισικού συνδρόμου στο τέλος του πρώτου, του τρίτου και του έκτου μήνα μετά τον τραυματισμό υπολογίστηκε σε 10,3%, 6%, και 0,9%, αντίστοιχα, δηλαδή 4-8 φορές μικρότερο σε σχέση με τις άλλες μελέτες. Το μεταδιασεισικό σύνδρομο βρέθηκε να είναι συχνότερο μεταξύ των γυναικών (17%) και μεταξύ των ατόμων με αιμορραγική διάθεση (26%), σε σύγκριση με τους άνδρες και τους ασθενείς χωρίς διαταραχές πήξεως, αντίστοιχα. Επιπλέον, το μεταδιασεισικό σύνδρομο παρατηρήθηκε σε υψηλότερα ποσοστά σε ανθρώπους που υπέστησαν επίθεση ή κακοποίηση, σε σύγκριση με άλλου είδους ατυχήματα καθώς και σε ασθενείς με μετατραυματική ανοσμία. . Συμπεράσματα: Τα αποτελέσματά μας βρίσκονται σε αντίθεση με προηγούμενες μελέτες άλλων ανεπτυγμένων χωρών, όπου η συχνότητα εμφάνισης του μεταδιασεισικού συνδρόμου ήταν αξιοσημείωτα υψηλή. Οι πολιτιστικές διαφορές όσον αφορά στα προσδοκώμενα συμπτώματα μετά την κάκωση, οι διαφορές στο νομικό πλαίσιο και το ασφαλιστικό καθεστώς μεταξύ των χωρών και η έλλειψη αξίωσης αποζημίωσης, θα μπορούσαν να εξηγήσουν το χαμηλό ποσοστό των χρόνιων συμπτωμάτων στους Έλληνες. Από όσο είμαστε σε θέση να γνωρίζουμε, αυτή είναι η πρώτη προοπτική μελέτη για τον καθορισμό της επίπτωσης του μεταδιασεισικού συνδρόμου σε Έλληνες ενήλικες και η πρώτη που καταγράφει δημογραφικά στοιχεία και παραμέτρους που να αφορούν αποκλειστικά στις ελαφρές κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις. Τα συμπεράσματα αυτά , εάν επιβεβαιωθούν από μεγαλύτερες σειρές, θα μπορούσαν να εγείρουν ερωτήματα , όπως π.χ. ποιοι ασθενείς πάσχουν πραγματικά και εάν θα μπορούσε να αποφευχθεί η απουσία τους από την εργασία, μιας και το κόστος της χαμένης παραγωγικότητας λόγω του μεταδιασεισικού συνδρόμου στις ανεπτυγμένες χώρες φαίνεται να είναι ιδιαίτερα υψηλό. / The prevalence of postconcussion syndrome following mild traumatic brain injury in developed countries varies from 40% to 80% during the first weeks after injury. However, as many as 50% of patients report symptoms for up to 3 months and 10-15% of them for more than a year. Mild head injuries and postconcussion syndrome represent a very serious public health issue, as estimates of occupational disability range from 12% at 2 months to 20% at 1 year, with severe concomitant social and financial impact. The objective of this study is to determine the characteristics and estimate the prevalence of postconcussion syndrome in an adult Greek population and to reveal demographics and injury characteristics concerning exclusively mild head injuries in the same cohort. Material-Methods: This prospective study was undertaken in the University Hospital of Patras in Western Greece. Recruitment of patients with mild traumatic brain injury began on May 2006 and finished on May 2008. Five hundred and thirty nine patients (539) with mild head injury were randomly recruited. Overall, 223 patients (223/539: 41,5%) (male 63% and female 37%) met the inclusion criteria of the ΄΄Colorado Medical Society Guidelines΄΄ for concussion, with median age 30 years (range: 18.5-57.5). The patients had a follow-up through telephone interviews at 1, 3 and 6 months post-injury and were asked about having any of the common postconcussion symptoms (ICD-10 criteria). Results: The rate of postconcussion syndrome at the end of the first, third and sixth month post-injury, was estimated at 10.3%, 6%, and 0.9%, respectively, which was 4-8 time less than other studies. Postconcussion syndrome was found to be more frequent among women (17%) and among individuals with bleeding diathesis (26%), compared with men and patients without clotting disorders, respectively. In addition, postconcussion syndrome affected in higher rates people who sustained assaults in comparison with other types of accident and was also more frequent among patients with posttraumatic anosmia. Conclusions: Our results are in contrast with previous studies in other developed countries, where the prevalence of the postconcussion syndrome was remarkably higher. The cultural differences regarding symptom expectation and the lack of compensation might explain the low rate of chronic symptoms in Greeks. To our knowledge, this is the first prospective study to estimate the prevalence of postconcussion syndrome among Greek adults and also the first trial in recording demographics and injury characteristics concerning exclusively mild head injuries in the same cohort. If further studies confirm our results in the future, reasonable queries could emerge, such as which patients really do suffer and whether their absence from work could have been avoided, as the cost of the lost productive work time after mild head injuries is extremely high.

H Διδακτορική Διατριβή μελετά το πρόβλημα της ψηφιακής ισοστάθμισης,σκοπεύοντας στην ανάπτυξη αποτελεσματικών μεθόδων εξάλειψης των ηχητικών παραμορφώσεων, που εισάγονται κατά την ηχητική αναπαραγωγή εξαιτίας της απόκρισης, είτε των ηχείων (ανηχωική ισοστάθμιση), είτε των χώρων ακρόασης (εξάλειψη αντήχησης). Αναπτύσσονται πρωτότυπες μέθοδοι που αφενός εξασφαλίζουν ακριβείς μετρήσεις των ανηχωικών ηλεκτρακουστικών αποκρίσεων μέσα σε μη ανηχωικούς χώρους, αφετέρου πετυχαίνουν κατάλληλη εξομάλυνση των πολύπλοκων αποκρίσεων των ακουστικών συστημάτων για χρήση στην ψηφιακή ισοστάθμιση αλλά και για χρήση σε άλλες εφαρμογές της ακουστικής χώρων που απαιτούν ανάλυση συγκεκριμένων ιδιοτήτων αυτών των συστημάτων. Η συστηματική μελέτη της μεθόδου εξάλειψης αντήχησης που βασίζεται στην ιδανική αντιστροφή των αποκρίσεων χώρων οδηγεί στο πρωτότυπο συμπέρασμα ότι τα ακουστά οφέλη από την εφαρμογή της μεθόδου σε πραγματικό χρόνο είναι σημαντικά υποδεέστερα από τα αναμενόμενα που προκύπτουν από τα αντίστοιχα πειράματα εξομοίωσης αυτής της μεθόδου. Το πρόβλημα της εξάλειψης αντήχησης αντιμετωπίζεται για πρώτη φορά με έναν πρακτικά βιώσιμο τρόπο, με την εισαγωγή πρωτότυπης μεθόδου ισοστάθμισης που βασίζεται στην Μιγαδική Εξομάλυνση των αποκρίσεων χώρων. / The dissertation studies the digital audio equalization problem, in order to develop methods that would effectively eliminate the audio distortions being introduced during the sound reproduction by either the loudspeakers(anechoic equalization) or the room response (dereverberation). Novel methods are introduced that ensure precise measurements of anechoic electracoustic responses inside reverberant enclosures and on the other hand, achieve appropriately smoothed acoustic responses, for use in digital equalization and also in other applications of room acoustics that require analysis of concrete properties of these systems. Novel conclusions have been drawn by the analytic study of the room acoustics dereverberation based on ideal inverse filtering, indicating that the application of such a method in real time yields a significantly degraded performance compared to that achieved by the corresponding simulated dereverberation experiments. The problem of dereverberation is faced with a practically viable solution, with the introduction of a novel method based on the room response Complex Smoothing.

Το ερευνητικό αντικείμενο και ο στόχος της διδακτορικής διατριβής είναι η πρόταση μιας ολοκληρωμένης λύσης για την υποστήριξη τηλεπικοινωνιακών εφαρμογών σε ασύρματα δίκτυα τα οποία δεν στηρίζονται σε σταθερές δικτυακές υποδομές. Ένα τέτοιο δίκτυο, το οποίο αναφέρεται στη διεθνή βιβλιογραφία ως Mobile Ad-hoc Network (MANET), είναι ένα αυτο-οργανώσιμο αυτο-σχηματιζόμενο ασύρματο δίκτυο με διαδρομές πολλαπλών τμημάτων (multi-hop), όπου η δομή του δικτύου αλλάζει δυναμικά λόγω της κινητικότητας των κόμβων ή αλλαγές στην τοπολογία. Η αρχιτεκτονική που προτείνεται για την ικανοποίηση των τιθέμενων απαιτήσεων στηρίζεται στην ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου επικοινωνιακού αρχιτεκτονικού πλαισίου για MANET δίκτυα το οποίο περιλαμβάνει μηχανισμούς μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας που οφείλεται σε επικοινωνιακές λειτουργίες, την ανάπτυξη ενός εξειδικευμένου πρωτοκόλλου δρομολόγησης, τροποποιήσεις του πρωτοκόλλου TCP στο επίπεδο μεταφοράς και την υλοποίηση ενός νέου πρωτόκολλου διαχείρισης δικτύου. Η απόδοση της προτεινόμενης επικοινωνιακής διαστρωμάτωσης είναι υψηλή σε περιβάλλον με μεγάλη κινητικότητα των κόμβων και δυναμική αλλαγή της τοπολογίας ενώ παράλληλα η κατανάλωση ενέργειας των κόμβων παραμένει σχετικά χαμηλή. Οι αλγόριθμοι και τα πρωτοκόλλα που παρουσιάζονται σχεδιάστηκαν και υλοποιήθηκαν λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς και τις απαιτήσεις ενός ενσωματωμένου συστήματος, ενώ η απόδοση και αξιοπιστία τους τεκμηριώνονται θεωρητικά και με εξομοιώσεις. / The research objective of this thesis is a complete solution so as to support the implementation of telecommunication applications in wireless networks that operate without the presence of fixed infrastructure. Such a network, cited as Mobile Ad-hoc Network (MANET) in international literature, is a self-organized, auto-configured wireless network with multi-hop routing paths where its structure is modified dynamically due to node mobility and topological changes. In order to meet the above requirements a new communication framework for MANET networks is presented, which consists of the adaptation of communication-related energy reduction techniques, development of a specialized routing protocol at the network layer, modifications of the TCP protocol at the transport layer and the implementation of a novel network management protocol. The performance of the proposed protocol stack is satisfactory in dynamic network topologies with increased node mobility, whereas the node energy consumption remains in low levels. The presented algorithms and protocols are designed and implemented considering the constraints and requirements of an embedded system, while their performance and reliability is proved theoretically and by simulation results.

The aim of this Thesis is the development of stopping rule methods for the MLEM and OSEM algorithms used in image reconstruction positron emission tomography (PET). The development of the stopping rules is based on the study of the properties of both algorithms. Analyzing their mathematical expressions, it can be observed that the pixel updating coefficients (PUC) play a key role in the upgrading process of the reconstructed image from iteration k to k+1. For the analysis of the properties of the PUC, a PET scanner geometry was simulated using Monte Carlo methods. For image reconstruction using iterative techniques, the calculation of the transition matrix is essential. And it fully depends on the geometrical characteristics of the PET scanner. The MLEM and OSEM algorithms were used to reconstruct the projection data. In order to compare the reconstructed and true images, two figures of merit (FOM) were used; a) the Normalized Root Mean Square Deviation (NRMSD) and b) the chi-square χ2. The behaviour of the PUC C values for a zero and non-zero pixel in the phantom image was analyzed and it has been found different behavior for zero and non-zero pixels. Based on this assumption, the vector of all C values was analyzed for all non-zero pixels of the reconstructed image and it was found that the histograms of the values of the PUC have two components: one component around C(i)=1.0 and a tail component, for values C(i)<1.0. In this way, a vector variable has been defined, where I is the total number of pixels in the image and k is the iteration number. is the minimum value of the vector of the pixel updating coefficients among the non-zero pixels of the reconstructed image at iteration k. Further work was performed to find out the dependence of Cmin on the image characteristics, image topology and activity level. The analysis shows that the parameterization of Cmin is reliable and allows the establishment of a robust stopping rule for the MLEM algorithm. Furthermore, following a different approach, a new stopping rule using the log-likelihood properties of the MLEM algorithm has been developed. The two rules were evaluated using the independent Digimouse phantom. The study revealed that both stopping rules produce reconstructed images with similar properties. The same study was performed for the OSEM algorithm and a stopping rule for the OSEM algorithm dedicated to each number of subset was developed. / Σκοπός της διατριβής είναι η ανάπτυξη κριτηρίων παύσης για τους επαναληπτικούς αλγόριθμους (MLEM και OSEM) που χρησιμοποιούνται στην ανακατασκευή ιατρικής εικόνας στους τομογράφους εκπομπής ποζιτρονίου (PET). Η ανάπτυξη των κριτηρίων παύσης βασίστηκε στη μελέτη των ιδιοτήτων των αλγόριθμων MLEM & OSEM. Απο τη μαθηματική έκφραση των δύο αλγορίθμων προκύπτει ότι οι συντελεστές αναβάθμισης (ΣΑ) των pixels της εικόνας παίζουν σημαντικό ρόλο στην ανακατασκευή της απο επανάληψη σε επανάληψη. Για την ανάλυση ένας τομογράφος PET προσομοιώθηκε με τη χρήση των μεθόδων Μόντε Κάρλο.Για την ανακατασκευή της εικόνας με τη χρήση των αλγόριθμων MLEM και OSEM, υπολογίστηκε ο πίνακας μετάβασης. Ο πίνακας μετάβασης εξαρτάται απο τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του τομογράφου PET και για τον υπολογισμό του χρησιμοποιήθηκαν επίσης μέθοδοι Μόντε Κάρλο. Ως ψηφιακά ομοιώματα χρησιμοποιήθηκαν το ομοίωμα εγκεφάλου Hoffman και το 4D MOBY. Για κάθε ένα απο τα ομοιώματα δημιουργήθηκαν προβολικά δεδομένα σε διαφορετικές ενεργότητες. Για τη σύγκριση της ανακατασκευασμένης και της αρχικής εικόνας χρησιμοποιήθηκαν δύο ξεχωριστοί δείκτες ποίοτητας, το NRMSD και το chi square. Η ανάλυση έδειξε οτι οι ΣΑ για τα μη μηδενικά pixels της εικόνας τείνουν να λάβουν την τιμή 1.0 με την αύξηση των επαναλήψεων, ενώ για τα μηδενικά pixels αυτό δε συμβαίνει. Αναλύοντας περισσότερο το διάνυσμα των ΣΑ για τα μη μηδενικά pixels της ανακατασκευασμένης εικόνας διαπιστώθηκε ότι αυτό έχει δύο μέρη: α) Μια κορυφή για τιμές των ΣΑ = 1.0 και β) μια ουρά με τιμές των ΣΑ<1.0. Αυξάνοντας τις επαναλήψεις, ο αριθμός των pixels με ΣΑ=1.0 αυξάνονταν ενώ ταυτόχρονα η ελάχιστη τιμή του διανύσματος των ΣΑ μετακινούνταν προς το 1.0. Με αυτό τον τρόπο προσδιορίστηκε μια μεταβλητή της μορφής όπου N είναι ο αριθμός των pixels της εικόνας, k η επανάληψη και η ελάχιστη τιμή του διανύσματος των ΣΑ. Η ανάλυση που έγινε έδειξε ότι η μεταβλητή Cmin συσχετίζεται μόνο με την ενεργότητα της εικόνας και όχι με το είδος ή το μέγεθός της. Η παραμετροποίηση αυτής της σχέσης οδήγησε στην ανάπτυξη του κριτηρίου παύσης για τον MLEM αλγόριθμο. Μια άλλη προσέγγιση βασισμένη στις ιδιότητες πιθανοφάνειας του MLEM αλγόριθμου, οδήγησε στην ανάπτυξη ενός διαφορετικού κριτηρίου παύσης του MLEM. Τα δύο κριτήρια αποτιμήθηκαν με τη χρήση του ομοιώματος Digimouse και βρέθηκε να παράγουν παρόμοιες εικόνες. Η ίδια μελέτη έγινε και για τον OSEM αλγόριθμο και αναπτύχθηκε κριτήριο παύσης για διαφορετικό αριθμό subsets.

Οι ραγδαία αυξανόμενες απαιτήσεις για ασύρματες ευρείας ζώνης υπηρεσίες και τα πρόσφατα επιτεύγματα στο σχεδιασμό κι υλοποίηση κινητών τερματικών συσκευών με δυνατότητες παροχής υπηρεσιών διαδικτύου επισπεύδουν την εισαγωγή των ασυρμάτων συστημάτων επικοινωνίας τέταρτης γενεάς στην παγκόσμια αγορά. Βασικό ρόλο στην εκπλήρωση των απαιτήσεων για αυξημένο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων και ποιότητα υπηρεσιών που έχουν τεθεί από τα συστήματα αυτά, διαδραματίζουν οι χωροχρονικές τεχνικές επεξεργασίας σήματος που εφαρμόζονται στα ασύρματα συστήματα με πολλαπλές κεραίες στον πομπό ή/και στο δέκτη. Ευρέως διαδεδομένα και συνάμα απλά στην υλοποίηση συστήματα πολλαπλών κεραιών είναι οι δέκτες χωρικού διαφορισμού (ΔΧΔ), οι οποίοι παρέχουν τη δυνατότητα αποδοτικής αντιμετώπισης του φαινομένου των διαλείψεων πολυδιόδευσης που εμφανίζονται στο ασύρματο κανάλι, συνδυάζοντας κατάλληλα τα πολλαπλά ληφθέντα αντίγραφα του εκπεμπόμενου σήματος. Η θεωρητικά αναμενόμενη βελτίωση στις επιδόσεις ασυρμάτων συστημάτων που δύνανται να προσφέρουν οι ΔΧΔ σε σύγκριση με τους συμβατικούς δέκτες μονής κεραίας, προϋποθέτει τη στατιστική ανεξαρτησία των διαλείψεων πολυδιόδευσης που εμφανίζονται στις πολλαπλές κεραίες του δέκτη. Σε πρακτικές υλοποιήσεις, όμως, ποικίλες παράμετροι, όπως για παράδειγμα η μικρή απόσταση μεταξύ των πολλαπλών κεραιών του δέκτη, συντελούν ώστε οι διαλείψεις που εμφανίζονται στους κλάδους των ΔΧΔ να είναι αυθαίρετα συσχετισμένες. Η θεωρητική μελέτη επιδόσεων ΔΧΔ που υπόκεινται σε αυθαίρετα συσχετισμένα κανάλια διαλείψεων πολυδιόδευσης, γνωστών ως διαλείψεις μικρής κλίμακας (ΔΜΙΚ), αποτελεί το αντικείμενο έρευνας της παρούσας διδακτορικής διατριβής. Αν και πολυάριθμες ερευνητικές εργασίες ασχολούνται με τη μοντελοποίηση των συσχετισμένων ΔΜΙΚ και της επίδρασής τους στις επιδόσεις ΔΧΔ, η πλειονότητά τους, χρησιμοποιώντας τις στατιστικές ιδιότητες πολυ-μεταβλητών κατανομών, περιορίζεται σε ειδικές μορφές συσχέτισης των διαλείψεων και σε συμβατικές τεχνικές ΔΧΔ. Το γεγονός αυτό οφείλεται, σε μεγάλο βαθμό, στην απουσία απλών στη χρήση και στον υπολογισμό μαθηματικών εκφράσεων για τις στατιστικές ιδιότητες πολυ-μεταβλητών κατανομών με αυθαίρετα συσχετισμένες τυχαίες μεταβλητές (ΤΜ). Στα πλαίσια της διατριβής αυτής επισκοπούνται, αρχικά, οι προταθείσες μαθηματικές εκφράσεις για τις κυριότερες στατιστικές ιδιότητες των πολυ-μεταβλητών κατανομών Rayleigh, Nakagami-m, Weibull και γενικευμένου Γάμα (ΓG) με διάφορες μορφές συσχέτισης και περιγράφονται οι δυνατότητες χρησιμοποίησής τους στη μελέτη επιδόσεων ΔΧΔ που λειτουργούν σε συσχετισμένες ΔΜΙΚ. Κατόπιν, παρουσιάζοντας μια νέα μεθοδολογία δημιουργίας αυθαίρετα συσχετισμένων και μη απαραιτήτως ταυτόσημα κατανεμημένων (ΤΚ) ΤΜ ΓG, η οποία βασίζεται σε αυθαίρετα συσχετισμένες ΤΜ Gauss και στην ειδική κατηγορία των πινάκων Householder για την τριδιαγωνιοποίηση του πίνακα συσχέτισης (ΠΣ) των ΤΜ Gauss, προέκυψαν μια κλειστής μορφής έκφραση άνω φράγματος για την από κοινού συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας (ΣΠΠ) και μια αναλυτική έκφραση άνω φράγματος σε αναπαράσταση απειροσειρών για την από κοινού αθροιστική συνάρτηση κατανομής (ΑΣΚ) αυθαίρετα συσχετισμένων και μη απαραιτήτως ΤΚ ΤΜ ΓG. Τα προταθέντα άνω φράγματα περιέχουν αρκετές γνωστές μαθηματικές εκφράσεις για τις από κοινού ΣΠΠ κι ΑΣΚ ως ειδικές περιπτώσεις. Στη συνέχεια, προσεγγίζοντας τον ΠΣ αυθαίρετα συσχετισμένων ΤΜ Gauss με έναν ειδικής κατηγορίας πίνακα Green, εξάγεται μια κλειστής μορφής έκφραση προσέγγισης για την από κοινού ΣΠΠ αυθαίρετα συσχετισμένων και μη απαραιτήτως ΤΚ ΤΜ ΓG καθώς και μια αναλυτική έκφραση προσέγγισης σε αναπαράσταση απειροσειρών για την από κοινού ΑΣΚ τους. Επίσης, παρουσιάζονται αναλυτικές εκφράσεις σε αναπαραστάσεις απειροσειρών για τις κυριότερες στατιστικές ιδιότητες της τρι-μεταβλητής κατανομής ΓG με αυθαίρετο ΠΣ και μη απαραιτήτως ΤΚ ΤΜ καθώς και της πολυ-μεταβλητής κατανομής ΓG με σταθερό ΠΣ και μη απαραιτήτως ΤΚ ΤΜ. Όλων των μορφών οι προταθείσες αναλυτικές μαθηματικές εκφράσεις για τις ΣΠΠ κι ΑΣΚ της πολυ-μεταβλητής κατανομής ΓG χρησιμοποιούνται για τη μελέτη επιδόσεων δεκτών διαφορισμού επιλογής (ΔΕ), διαφορισμού μέγιστου λόγου (ΔΜΛ) και διαφορισμού μεταγωγής κι εξέτασης (ΔΜκΕ) που υπόκεινται σε ποικίλα περιβάλλοντα αυθαίρετα συσχετισμένων ΔΜΙΚ. Αρχικά, εξάγονται αναλυτικές εκφράσεις άνω φραγμάτων για την πιθανότητα διακοπής επικοινωνίας (ΠΔΕ), τη μέση πιθανότητα σφάλματος συμβόλου (ΜΠΣΣ) διαφόρων σχημάτων διαμόρφωσης και τη μέση χωρητικότητα καναλιού (ΜΧΚ) κατά Shannon δεκτών ΔΕ που λειτουργούν σε περιβάλλον αυθαίρετα συσχετισμένων και μη απαραιτήτως ΤΚ διαλείψεων ΓG. Επίσης, παρουσιάζονται αναλυτικές εκφράσεις για τα ίδια κριτήρια επίδοσης δεκτών ΔΕ με τρεις κεραίες καθώς κι αναλυτικές εκφράσεις προσεγγίσεων για τα κριτήρια επίδοσης δεκτών ΔΕ οποιουδήποτε πλήθους κεραιών. Κατόπιν, εξάγοντας νέες αναλυτικές μαθηματικές εκφράσεις σε αναπαραστάσεις απειροσειρών για τις κυριότερες στατιστικές ιδιότητες του αθροίσματος οποιουδήποτε αριθμού αυθαίρετα συσχετισμένων και ΤΚ ΤΜ Γάμα, προκύπτουν αναλυτικές εκφράσεις για την ΠΔΕ, τη ΜΠΣΣ διαφόρων σχημάτων διαμόρφωσης και τη ΜΧΚ κατά Shannon δεκτών ΔΜΛ που λειτουργούν σε αυθαίρετα συσχετισμένες και ΤΚ διαλείψεις Nakagami-m. Για το ίδιο περιβάλλον διαλείψεων, παρουσιάζονται αναλυτικές εκφράσεις σε αναπαραστάσεις απειροσειρών για την ΠΔΕ και τη ΜΠΣΣ διαφόρων σχημάτων διαμόρφωσης δεκτών ΔΜκΕ οποιουδήποτε πλήθους κεραιών. Η στενότητα των προταθέντων άνω φραγμάτων για τα κριτήρια επίδοσης των δεκτών ΔΕ, ΔΜΛ και ΔΜκΕ που υπόκεινται σε περιβάλλοντα αυθαίρετα συσχετισμένων ΔΜΙΚ, η ορθότητα των αναλυτικών εκφράσεων για τα ίδια κριτήρια κι η ακρίβεια των προταθέντων προσεγγίσεών τους μελετήθηκαν εκτενώς συγκρίνοντας πολυάριθμα αριθμητικά αποτελέσματα των εκφράσεων αυτών με αντίστοιχα αποτελέσματα που προέκυψαν από προσομοιώσεις σε Η/Υ, οι οποίες υλοποιήθηκαν για το σκοπό αυτό. / The rapidly increasing demands for wireless wideband services and the recent advances in the design and implementation of mobile terminal devices with Internet-based service providing capabilities expedite the introduction of fourth generation (4G) wireless communications systems in the international wireless market. These systems are expected to ensure increased data rates and quality of service in an anytime anywhere basis. Wireless systems that utilize multiple antennas at the transmitter and/or receiver as well as space-time signal processing techniques play a fundamental role in accomplishing the demands imposed by 4G wireless communications systems. Well-known multiple-antenna systems that enable simple implementations are space diversity receivers (SDRs). By properly combining the multiple received replicas of the transmitted signal, SDRs are capable of effectively mitigating the detrimental effects of multipath fading, known as small-scale fading (SSF), that is inherent in wireless channels. SDRs are theoretically known to improve wireless system’s performance compared with conventional single-antenna receivers. This improvement requires that the SSF channels among multiple receiver’s antennas are statistically independent. However, in practical implementations, due to several parameters such as for example the small distance among the receiver’s multiple branches, SSF channels are arbitrarily correlated. This doctoral dissertation presents a theoretical performance study of SDRs operating over arbitrarily correlated SSF channels. Although numerous scientific papers deal with correlated SSF channel modeling and the impact of correlated SSF on the performance of SDRs, their vast majority, which utilizes the statistical properties of multivariate distributions for studying SDRs’ performance, is restricted to special forms of fading correlation and conventional SDR techniques. This happens mainly due the fact that there is a lack of simple mathematical expressions for the statistical properties of multivariate distributions with arbitrarily correlated random variables (RVs) in the literature. Within the framework of this dissertation, firstly, the previously proposed mathematical expressions for the most prevalent statistical properties of the multivariate Rayleigh, Nakagami-m, Weibull and generalized Gamma (ΓG) distributions with various forms of correlation are summarized. Moreover, their capabilities of being utilized for the performance study of SDRs operating over correlated SSF are described. Next, by presenting a new methodology for generating arbitrarily correlated and not necessarily identically distributed (ID) ΓG RVs that is based on arbitrarily correlated Gaussian RVs and the special class of Householder matrices for tridiagonalizing the correlation matrix (CM) of Gaussian RVs, a closed-form upper bound expression for the joint probability density function (PDF) and an analytical upper bound expression in infinite series form for the joint cumulative distribution function (CDF) of arbitrarily correlated and not necessarily ID ΓG RVs are derived. The proposed upper bounds contain several known mathematical expressions for the joint PDF and CDF as special cases. In addition, by approximating the CM of arbitrarily correlated Gaussian RVs with the special class of Green’s matrices, a closed-form approximate expression for the joint PDF and an analytical approximate expression in infinite series form for the joint CDF of arbitrarily correlated and not necessarily ID ΓG RVs are obtained. Furthermore, analytical expressions in infinite series form for the most prevalent statistical properties of the trivariate ΓG distribution with an arbitrary CM and not necessarily ID RVs as well as of the multivariate ΓG distribution with a constant CM and not necessarily ID RVs are presented. The proposed analytic mathematical expressions of all forms for the PDF and CDF of the multivariate ΓG distribution are used for the performance study of selection diversity (SD), maximal-ratio diversity (MRD), and switch-and-examine diversity (SED) receivers over various arbitrarily correlated SSF channels. Firstly, analytical upper bound expressions for the outage probability (OP), average symbol error probability (ASEP) for several modulation formats, and average channel capacity (ACC) in Shannon’s sense of SD receivers operating over arbitrarily correlated and not necessarily ID ΓG fading are derived. Moreover, analytical expressions for the same performance criteria of triple-branch SD receivers as well as analytical approximate expressions for the performance criteria of multibranch SD receivers are presented. Next, by obtaining new analytic mathematical expressions in infinite series form for the most prevalent statistical properties of the sum of any number of arbitrarily correlated and ID Gamma RVs, analytical expressions for the OP, ASEP for several modulation formats, and ACC in Shannon’s sense of multibranch MRD receivers operating over arbitrarily correlated and ID Nakagami-m fading are derived. For the same fading conditions, analytical expressions in infinite series form for the OP and ASEP for several modulation formats of multibranch SED receivers are presented. The tightness of the proposed upper bounds for the performance criteria of multibranch SD, MRD, and SED receivers in various arbitrarily correlated SSF environments, the correctness of the analytical expressions for the same criteria, and the accuracy of the proposed approximations for them are studied in depth through comparisons between numerically evaluated results for the expressions and equivalent results obtained by means of computer simulations that were implemented for this purpose.

Είναι ευρέως γνωστό ότι, τα τελευταία χρόνια, οι ΤΠΕ (Τεχνολογίες Πληροφορίας και Επικοινωνίας) ενσωματώνονται σε όλα τα σύγχρονα εκπαιδευτικά συστήματα διότι με τη χρήση τους παρέχονται ποικίλες διευκολύνσεις – πλεονεκτήματα κατά τη μαθησιακή διαδικασία. Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η σχεδίαση και η παράδοση του μαθήματος "Ανάπτυξη εφαρμογών σε προγραμματιστικό περιβάλλον" με χρήση της πλατφόρμας ανοικτής εκπαίδευσης DIPLEK που χρησιμοποιεί τις ΤΠΕ για την ανάπτυξη και οργάνωση του εκπαιδευτικού υλικού από τους εκπαιδευτικούς. Το μάθημα «Ανάπτυξη εφαρμογών σε προγραμματιστικό περιβάλλον» απευθύνεται στους μαθητές της Γ’ Τάξης Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Ενιαίου Λυκείου, του Κύκλου Πληροφορικής και Υπηρεσιών. Στόχος του μαθήματος είναι η εισαγωγή του μαθητή στη λογική του προγραμματισμού και η ανάπτυξη του κατάλληλου τρόπου σκέψης για την αλγοριθμική επίλυση προβλημάτων. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η δημιουργία μιας υποδειγματικής διδασκαλίας του πανελληνίου αυτού εξεταζόμενου μαθήματος που θα αποτελέσει ένα χρήσιμο βοήθημα για τους μαθητές και εργαλείο αναφοράς για τους εκπαιδευτικούς. Για την υλοποίηση του μαθήματος θα χρησιμοποιηθεί η πλατφόρμα ανοικτής εκπαίδευσης DIPLEK. Η πλατφόρμα αυτή έχει σχεδιαστεί και υλοποιηθεί με βάση τις σύγχρονες ανάγκες του μαθητή και καθηγητή για εύκολη πρόσβαση σε εκπαιδευτικό υλικό και μπορεί και προσαρμόζεται στις ανάγκες του. Ακόμα η χρήση της δεν απαιτεί ιδιαίτερες γνώσεις ηλεκτρονικού υπολογιστή αφού παρέχει ένα φιλικό γραφικό περιβάλλον εργασίας στο χρήστη. Η ύλη που θα καλύπτει το μάθημα είναι η ύλη που καλούνται οι μαθητές της Γ Λυκείου να εξεταστούν στις πανελλήνιες εξετάσεις (ανάλυση προβλήματος, βασικές έννοιες αλγορίθμων, δομές δεδομένων και αλγόριθμοι, η γλώσσα προγραμματισμού «Γλώσσα» και το κεφάλαιο υποπρογράμματα). Για την επίτευξη του στόχου αυτού θα χρησιμοποιηθούν μια σειρά από δραστηριότητες που θα καλύπτουν το εύρος των δυνατοτήτων της πλατφόρμας. Δραστηριότητες που θα στοχεύουν στην ανάλυση των δυσνόητων σημείων θεωρίας, ασκήσεις λυμένες και ασκήσεις για λύση με σκοπό την εμπλοκή των μαθητών σε προσωπική πειραματική διαδικασία, τεστ πολλαπλής επιλογής, διαγωνίσματα. Περαιτέρω μελέτη αποτελεί η αξιολόγηση των σεναρίων στη σχολική τάξη και εφαρμογή παρόμοιων σεναρίων για περισσότερα γνωστικά αντικείμενα. / It is widely believed that in recent years, ICT (Information and Communication Technologies) have been incorporated into all modern educational systems since their use provides a variety of facilities - the advantages in the learning process. The purpose of this particular thesis, is the design and teaching of the " Application Development in a programming environment " course, by using the open education platform DIPLEK, which utilizes the ICT for the development and organization of educational material by teachers. The course mentioned before, is addressed to those students of the Third Grade of High School, who are orientated to the Technological field of computer Science and Services Cycle. The course aims at introducing to student the sense of planning and developing the appropriate way of thinking about algorithmic problem solving. The goal of this thesis is to create an exemplary instructive method of this Pan-Hellenic subject that will be a useful tool for students and a reference tool for teachers. For the realization of the course, the platform of open education DIPLEK will be used. It has been designed and implemented based on the current needs of both student and teacher, for easy access to educational material and can be adapted to their needs as well. Furthermore, its use requires no special computer knowledge due to the fact that it offers a friendly graphical user interface. The material covered by the course, is the one the third Grade candidates are invited to know well, since they enter for it during National exams (problem analysis, basic concepts of algorithms, data structures and algorithms, the programming language "Language" and sub programmes charter). To achieve this goal a range of activities covering the breadth of capabilities of the platform will be used. Activities which aim at analyzing the obscure points of theory, already answered drills and exercises or others which demand a solution with the view to student’s involvement in a personal experiment process and a variety of tests such as multiple choices ones.

The objective of the present study is the development of a method for the automated design of assembly lines using a multiple criteria approach. This method aims at supporting the decision making process during the early design stages as well as during the reconfiguration stages of assembly lines. Towards this target, a complete approach is proposed investigating the aspects of the design problem in both human and automation based assembly lines. At first, the current practices for design /reconfiguration of automated/ human based assembly lines were analysed and the decision making process was modelled in each case. Following the design problem was formulated in a way that allows its solution by the use of search algorithms which are easier and more efficient to apply. Models capable of systematically generating the alternative assembly lines designs were designed and implemented. An intelligent search algorithm was applied to these models allowing the efficient exploration of the design problem solution space and the fast identification of high quality design solutions with respect to several user defined criteria (such as investment cost, flexibility etc.). All the aforementioned were incorporated into two distinct software tools, having as objective the support of assembly line design and reconfiguration. The first tool incorporates the design model and algorithms in a standalone application that can automatically generate, simulate and evaluate alternative assembly lines designs based on the product structure and the available equipment and processes. The second tool was developed as a web based application that allows the reconfiguration of human based assembly lines through the concept of dynamic job rotation. The tool is able to derive alternative rotation schedules and evaluate them against criteria that are used for the case of human based assembly lines. The main outcome of this work is the complete method that was proposed and realized through software tools, which is capable of providing solutions for the design and reconfiguration of assembly lines. The method can assist design engineers in real time through the automated generation, evaluation and identification of high quality design alternatives. The evaluation of the case studies revealed the efficiency of the suggested approach to produce such designs and validated its applicability to industrial environments. / Το αντικείμενο αυτής της διατριβής είναι η ανάπτυξη μια πολυκριτηριδιακής μεθόδου για την αυτοματοποίηση της διαδικασίας σχεδιασμού γραμμών συναρμολόγησης. Η μέθοδος προορίζεται για την υποστήριξη της διαδικασίας λήψης αποφάσεων τόσο κατά τα αρχικά στάδια του σχεδιασμού όσο και κατά τον επανασχεδιασμό / αναδιαμόρφωση της γραμμής παραγωγής. Προς αυτή την κατεύθυνση προτείνεται μια ολοκληρωμένη προσέγγιση του προβλήματος η οποία εξετάζει τις ιδιαιτερότητες τόσο των αυτοματοποιημένων γραμμών συναρμολόγησης όσο και των γραμμών που απασχολούν ανθρώπινο δυναμικό. Αρχικά, ερευνήθηκαν οι σημερινές πρακτικές που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό αυτοματοποιημένων συστημάτων παραγωγής αλλά και των γραμμών που βασίζονται στο ανθρώπινο δυναμικό. Κατόπιν οι διαδικασίες αυτές μοντελοποιούνται με αποτέλεσμα, την ανάπτυξη μοντέλων, τα οποία είναι ικανά να παράγουν με συστηματικό τρόπο εναλλακτικούς σχεδιασμούς μιας γραμμής συναρμολόγησης. Επιπρόσθετα, ένας ευφυής αλγόριθμος εφαρμόζεται στα μοντέλα αυτά, επιτρέποντας την αποδοτική και γρηγορότερη ανάδειξη σχεδιασμών υψηλής ποιότητας ως προς τα κριτήρια που έχει θέσει ο σχεδιαστής. Τα παραπάνω μοντέλα και ο αλγόριθμος αναζήτησης υλοποιήθηκαν σε δύο λογισμικά εργαλεία που αναπτύχθηκαν, με στόχο την στήριξη του σχεδιασμού γραμμών παραγωγής. Το πρώτο εργαλείο αποτελεί ένα αυτοτελές λογισμικό το οποίο έχει ως κύρια λειτουργία του την δημιουργία και αξιολόγηση εναλλακτικών σχεδιασμών αυτοματοποιημένων γραμμών παραγωγή, χρησιμοποιώντας ως εισόδους την δομή του προϊόντος και τον διαθέσιμο εξοπλισμό. Το δεύτερο εργαλείο χρησιμοποιεί την τεχνολογία των ιστοσελίδων (web interface) και χρησιμοποιείται για την δημιουργία χρονοπρογραμμάτων για τους εργάτες μιας γραμμής παραγωγής επιτρέποντας την αναδιαμόρφωση της σε σύντομο χρονικό διάστημα. Η ερευνητική συμβολή της παρούσας διατριβής έγκειται στην ανάπτυξη μεθόδου η οποία προσφέρει ολοκληρωμένη λύση για την υποστήριξη λήψης αποφάσεων κατά τον σχεδιασμό και την αναδιαμόρφωση γραμμών συναρμολόγησης και υλοποιείται μέσω των κατάλληλων εργαλείων λογισμικού. Η αξιολόγηση των περιπτώσεων της αυτοκινητοβιομηχανίας απέδειξε την αποδοτικότητα και εφαρμοσιμότητά της σε βιομηχανικό περιβάλλον.