Οι έντονες εναλλαγές σχετικά ακραίων συνθηκών και η συνεξέλιξη των μεσογειακών οικοσυστημάτων με τη φωτιά αποτελούν τα βασικά στοιχεία που προσδίδουν τη μεγάλη ετερογένεια που χαρακτηρίζει τα οικοσυστήματα αυτά. Τα δάση χαλεπίου πεύκης έχουν αναπτύξει προσαρμογές για σύντομη αποκατάσταση έπειτα από πυρκαγιά. Η συνήθης διαδοχή περιλαμβάνει την εμφάνιση αρχικά ποώδους βλάστησης (που σε περίπτωση έντονης υποβάθμισης μπορεί να γίνεται φρύγανα), κατόπιν θαμνώδους (μακκίας) βλάστησης σε διάφορα στάδια ανάπτυξης, και εντέλει νέου πευκοδάσους. Το μωσαϊκό πρότυπο στη βλάστηση, το οποίο δημιουργείται από τη δράση παραγόντων όχλησης, είναι δυνατό να έχει σημαντικές συνέπειες στη δυναμική των πληθυσμών των ζώων. Με τη χρήση παγίδων παρεμβολής, μελετήθηκαν οι βιοκοινότητες των εδαφικών αρθροπόδων σε μια τέτοια σύγχρονη εμφάνιση των σταδίων διαδοχής στις παρυφές της Πάρνηθας. Τα χερσόβια Ισόποδα μελετήθηκαν σε επίπεδο είδους, ενώ οι λοιπές ζωικές ομάδες μακροαρθροπόδων, με την εξαίρεση των Αραχνών και των Κολεοπτέρων, μελετήθηκαν σε επίπεδο τάξης. Συμπερασματικά, τα αρθρόποδα σε επίπεδο τάξης και τα Ισόποδα σε επίπεδο είδους, μπορούν να εμφανίζουν το μέγιστο της δραστηριότητάς τους είτε το καλοκαίρι είτε την άνοιξη ή/και το φθινόπωρο. Επιπλέον, η παρατηρούμενη διαφοροποίηση στη σύνθεση της κοινότητας των εδαφικών αρθροπόδων (τόσο σε επίπεδο τάξης όσο και σε επίπεδο είδους για τα Ισόποδα) είναι σύμφωνη με τα στάδια διαδοχής της βλάστησης (CA, PCA). Η βιοκοινότητα των φρυγάνων εμφανίζει σαφή διαφοροποίηση και μεγαλύτερη ποικιλότητα από τις υπόλοιπες βιοκοινότητες, ενώ τα Ισόποδα εμφανίζονται ιδιαίτερα άφθονα στα φρύγανα. Μεταξύ των κοινοτήτων εδαφικών αρθροπόδων στους έξι βιοτόπους (στάδια διαδοχής), παρατηρούνται αλλαγές στη σχετική αφθονία των τάξεων των αρθροπόδων και των ειδών Ισοπόδων, ενώ παρατηρούνται ακόμη και αλλαγές κυριαρχίας μεταξύ τάξεων αρθροπόδων και ειδών Ισοπόδων. Το πρότυπο αυτό, ενδεχομένως οφείλεται στην προσαρμογή των εδαφικών αρθροπόδων στις οχλήσεις, οι οποίες είναι χαρακτηριστικές των μεσογειακών οικοσυστημάτων. / Climatic extremes and coevolution with fire make the Mediterranean-Type Ecosystems to appear highly heterogeneous. Aleppo pine forests have developed adaptations for rapid restoration after fire. A typical successional sequence includes herbaceous formations (turned into phrygana in case of severe deterioration) followed by sclerophyllous shrubland (maquis) in various stages of progressive succession to forest. Mosaic patterns in vegetation generated by disturbance are likely to have a profound effect on the population dynamics of animals. The communities of soil arthropods in a mosaic of sites in different succesional stages on the slopes of mountain Parnitha, were studied using pitfall traps. Terrestrial isopods were analysed at species level, whereas the rest of the macroarthropods, with the exception of Araneae and Coleoptera, were analysed at ordinal level. In conclusion, macroathropods at ordinal level and Isopoda at species level have activity peaks either in summer or in spring and/or autumn. In addition, the observed differences between edaphic macroarthropod communities (even at ordinal level as well as species level for Isopoda) are consistent with the successional stages (CA, PCA). The macroarthropod community in phrygana shows marked differentiation and highest diversity in comparison with the communities in the rest successional stages. The abundance of Isopoda is remarkably high in phrygana. Differences in relative abundance and distribution of dominance among the orders of macroarthropods and species of Isopoda were found between communities of different successional stages. It is likely that the observed pattern is a result of the adaptation of soil arthropods over evolutionary time to the characteristic disturbance regimes of the Mediterranean-Type Ecosystems.

Στόχος της παρούσας διατριβής είναι η παρουσίαση ενός νέου μαθηματικού πλαισίου, βασιζόμενου στις γνωστές από τη Διαφορική Γεωμετρία κανονικές εξισώσεις (συντετμημένα ΚΕ) της καμπύλης. Όντας πολυωνυμικές εκφράσεις του μήκους τόξου s, οι ΚΕ παρέχουν ακριβέστερο έλεγχο της ταχύτητας πρόωσης σε σύγκριση με τους υπάρχοντες παραμετρικούς αλγορίθμους της ίδιας τάξης. Το ανωτέρω γεγονός, σε συνδυασμό με την εφαρμοσιμότητά τους σε όλες τις συνεχείς καμπύλες με συνεχείς παραγώγους, ανεξάρτητα από τον τρόπο αναπαράστασής τους, καθιστά τις ΚΕ ένα ιδανικό εργαλείο για την ανάπτυξη γενικών αλγορίθμων παρεμβολής, ικανών να εργάζονται επί οποιασδήποτε επίπεδης ή χωρικής καμπύλης σε πραγματικό χρόνο. Δοθέντος ότι οι συντελεστές των ΚΕ συναρτώνται με τις διαφορικές ιδιότητες της καμπύλης (δηλαδή την καμπυλότητα, τη στρέψη και τις παραγώγους τους ως προς το s), αναπτύσσονται αναλυτικές εκφράσεις για τον υπολογισμό των εν λόγω ιδιοτήτων, ανάλογα με τον εκάστοτε τρόπο αναπαράστασης της καμπύλης. Στα αντικείμενα της διατριβής συμπεριλαμβάνεται και ο υπολογισμός των διαφορικών ιδιοτήτων των επιφανειακών τομών, ενός δημοφιλούς τρόπου αναπαράστασης πολύπλοκων χωρικών καμπυλών στα συστήματα CAD. Επιπλέον, εξετάζεται η εισαγωγή διορθωτικών όρων στις ΚΕ, μέσω της οποίας επιτυγχάνεται η βελτίωση της ακρίβειας στον έλεγχο της ταχύτητας πρόωσης, χωρίς το επιπρόσθετο υπολογιστικό κόστος που επιφέρει η χρήση υψηλότερης τάξης όρων της σειράς Taylor. Σημαντικό πλεονέκτημα των προτεινόμενων αλγορίθμων είναι, επίσης, το γεγονός ότι για την εφαρμογή τους δεν απαιτείται η γνώση της αναλυτικής έκφρασης της παρεμβαλλόμενης καμπύλης. Κατά συνέπεια, επιτρέπουν την παρεμβολή πολύπλοκων γεωμετρικών τόπων, οι αναλυτικές εκφράσεις των οποίων είτε είναι δύσκολο να προσδιοριστούν με τις τρέχουσες μεθόδους απαλοιφής αγνώστων από μη γραμμικά συστήματα εξισώσεων, είτε είναι δύσχρηστες, εξ αιτίας της πολυπλοκότητάς τους. Στα πλαίσια της παρούσας διατριβής, μελετάται το πρόβλημα της παρεμβολής δύο γεωμετρικών τόπων με σημαντικές εφαρμογές στον τομέα του αριθμητικού ελέγχου των εργαλειομηχανών, καθώς χρησιμοποιούνται, μεταξύ άλλων, για την αντιστάθμιση της ακτίνας του κοπτικού εργαλείου και τον προγραμματισμό των διαδοχικών διαδρομών του κατά την κατεργασία θυλάκων: των καμπυλών offset και των ισαπεχουσών δύο επίπεδων καμπυλών. Πραγματοποιείται μία εκτενής εξέταση των διαφορικών ιδιοτήτων των προαναφερθέντων γεωμετρικών τόπων και παρουσιάζονται εκφράσεις για τον υπολογισμό τους, βασιζόμενες αποκλειστικά στις αντίστοιχες ιδιότητες των γενετειρών καμπυλών. Γίνεται, επίσης, μία ανασκόπηση των μεθόδων που έχουν προταθεί στη βιβλιογραφία για την αντιμετώπιση των τοπολογικών ιδιομορφιών τους (αυτοτομών και εσωτερικών βρόγχων), ώστε να εξασφαλιστεί η παραμονή των παραγόμενων σημείων επί του πραγματικού γεωμετρικού τόπου. Παράλληλα, συζητείται η επέκταση των προτεινόμενων μεθόδων παρεμβολής των καμπυλών offset για τον έλεγχο της διαδρομής του κέντρου ενός σφαιρικού εργαλείου, ώστε αυτό να διατηρείται σε μόνιμη επαφή με δύο προκαθορισμένες επιφάνειες – μία τεχνική που χρησιμοποιείται συχνά από τα συστήματα CAD/CAM για την επιφανειακή κατεργασία πολύπλοκων εξαρτημάτων. Το εργαλείο μπορεί να εφάπτεται οποιασδήποτε εκ των δύο επιφανειών είτε μέσω του ημισφαιρικού του άκρου, ή μέσω του κυλινδρικού του στελέχους. / The present dissertation aims at introducing a new mathematical framework, based on a curve’s canonical equations (abbreviated as CE), which are known from Differential Geometry. Being polynomial expressions of the curve’s arc length s, the CE provide greater feedrate accuracy, compared to the existing parametric algorithms of the same order. The above fact, combined with the canonical equations’ applicability on any continuous curve with continuous derivatives, regardless of its representation, renders them an ideal tool for the development of general-purpose real-time interpolation algorithms. Given that the CE coefficients consist of the curve’s differential properties (namely, the curvature, torsion and their arc length derivatives), the present dissertation deals with the expression of the aforementioned properties in closed form, depending on the chosen curve representation. This includes the study of surface intersections, which are frequently used by CAD systems in order to represent complex space curves. Moreover, it is proven that the proposed algorithms admit to corrections, supplying a means of improving feedrate accuracy, without the additional cost of employing higher order Taylor series terms. An additional, important advantage of the proposed algorithms, lies in the fact that they do not require knowledge of the curve’s analytic expression. Hence, they allow the interpolation of complex geometrical loci, whose analytic expressions are either difficult to deduce, using current elimination methods for non-linear equation systems, or are extremely impractical, due to their complexity. This dissertation addresses the problem of interpolating two such loci: offset curves and plane bisectors. Both of these entities play an important role in CNC machining, with applications that include the tool’s radius compensation and path planning during pocket clearing. It is shown that the differential properties of the above loci can be linked to the respective properties of their generators and may, hence, be easily computed through successive derivations of the generator curve’s position vector. In addition, previously suggested methods for the handling of possible topological irregularities (self-intersections and internal loops) are reviewed, so as to ensure that the generated points remain on the true locus. Furthermore, the presented offset interpolation methods are extended, in order to accommodate the path planning of a ball-end cutter, moving in constant contact with two given surfaces – a technique which is widely adopted by CAD/CAM systems to guide the tool through the surface machining of complex parts. The tool may contact any of the two surfaces through either its tip, or its cylindrical periphery.

During the past years wireless communications have been exhibiting an increased growth rendering them the most common way for communication. The continuously increasing demand for wireless services resulted in limited availability of the wireless spectrum. To this end, Cognitive Radio (CR) techniques have been proposed in literature during the past years. The concept of CR approach is to utilize advanced radio and signal-processing technology along with novel spectrum allocation policies to enable new unlicensed wireless users to operate in the existing occupied spectrum areas without degrading the performance of the existing licensed ones. Moreover, the broadcast and fading nature of the wireless channel results in severe degradation on the performance of wireless transmissions. A solution to the problem is the use of multiple-antenna systems so as to achieve spatial diversity. However, in many cases, the communication devices' nature permit the support of multiple antennas due to size, power consumption, and hardware limitations. To this end, cooperative communications provide an alternative way to achieve spatial diversity via virtual antenna arrays formed by single antenna nodes. It is noteworthy that cooperation has an important role within the CR literature as many techniques developed within its context exploiting the benefits of cooperation in order to achieve improved performance. Therefore, the aim of the present dissertation is to develop efficient and practical cognitive, cooperative and cognitive cooperative schemes. More specifically the contributions are the following ones. The first contribution is a novel CR communication scheme. During the past years numerous CR communication schemes have been presented in literature. To the best of our knowledge, the majority of them were developed assuming perfect Channel State Information (CSI) at the unlicensed user's side. There are several cases where the licensed users do not desire any interaction with the unlicensed ones. In such cases, the assumption that the unlicensed user can obtain CSI that concerns the licensed user channels is not valid and as a result the corresponding communication technique cannot be applied. Therefore, at first we propose an novel CR communication scheme that requires CSI that can be estimated in a completely blind manner. Then, the corresponding blind estimation scheme is developed. Another significant contribution is the theoretical results that have been derived for both the perfect CSI case and the imperfect CSI case (when the blind estimation scheme is employed for obtaining the corresponding CSI). Especially, the theoretical results that concern the imperfect CSI case are some of the first ones that appear in the relevant literature, to the best of our knowledge. The second contribution is a decentralized adaptive Eigenvalue-Based spectrum Sensing (EBSS) technique for multi-antenna CR Systems. Spectrum Sensing is a fundamental functionality in CR systems. In general, the unlicensed user employs a spectrum sensing technique in order to detect licensed user(s) activity in scenarios where the former user is permitted to establish a communication link only via spectrum areas that are temporarily free of the latter one's transmissions. EBSS techniques are known to achieve good performance and also to be applicable in a completely blind manner. In the literature so far, only batch and centralized cooperative EBSS techniques have been considered which, however, suffer from limitations that render them impractical in several cases such as, when time-varying channels are involved or continuous spectrum monitoring is required. Thus, the aim here is to develop practical cooperative adaptive versions of typical Eigenvalue-Based Spectrum Sensing (EBSS) techniques which could be applied in a completely decentralized manner and cope well in time-varying scenarios. To this end, at first, novel adaptive EBSS techniques are developed for the Maximum Eigenvalue Detector (MED), the Maximum-Minimum Eigenvalue Detector (MMED), and the Generalized Likelihood Ratio Test (GLRT) schemes, respectively, for a single-user (no cooperation) case. Then, a novel distributed subspace tracking method is proposed which enables the cooperating nodes to track the joint subspace of their received signals. Based on this method, cooperative decentralized versions of the adaptive EBSS techniques are subsequently developed that overcome the limitations of the existing batch centralized approaches. The third contribution is a new cooperative scheme for half-duplex uplink transmission. The technique is based on a virtual MIMO structure formed by the single antenna source and relays nodes along with the multi-antenna base station which is the destination node. The new technique aims at providing increased diversity and multiplexing gains, contrariwise to existing approaches where the proposed techniques achieve increased diversity gain at the cost of severe multiplexing gain loss. The theoretical outage probability and the corresponding Diversity Multiplexing Trade-off (DMT) curve of the proposed technique are also derived. The final contribution is two novel algorithms which enable the relay cooperation for the distributed computation of the beamforming weights in a blind and adaptive manner, without the need to forward the data to a fusion center. The proposed algorithms are constituent parts of two corresponding distributed beamforming schemes for relay networks that distribute the computational overhead equally among the relay nodes. In the first scheme, the beamforming vector is computed through minimization of the total transmit power subject to a receiver quality-of-service constraint (QoS). In the second scheme, the beamforming weights are obtained through maximization of the receiver signal-to-noise-ration (SNR) subject to a total transmit power constraint. The proposed approaches achieve close performance to the one of the optimal beamforming solutions derived assuming perfect channel state information at the relays' side. / Τα τελευταία χρόνια, οι ασύρματες επικοινωνίες γνωρίζουν ραγδαία ανάπτυξη και ουσιαστικά αποτελούν τον πιο κοινό τρόπο επικοινωνίας. Η συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση για υπηρεσίες ασύρματων επικοινωνιών έχει ως αποτέλεσμα την περιορισμένη διαθεσιμότητα του ασύρματου φάσματος συχνοτήτων. Για να αντιμετωπισθεί το προηγούμενο πρόβλημα, προτάθηκαν στο πρόσφατο παρελθόν τεχνικές στα πλαίσια των συστημάτων γνωσιακών κόμβων (Cognitive Radio- CR). Η βασική ιδέα ενός συστήματος CR είναι να χρησιμοποιήσει προηγμένες τεχνικές επικοινωνιών και επεξεργασίας σήματος μαζί με νέες τεχνικές ανάθεσης συχνοτήτων φάσματος για να επιτρέψει σε νέους μη αδειοδοτημένους ασύρματους χρήστες να λειτουργήσουν σε συχνότητες φάσματος που έχουν ανατεθεί σε αδειοδοτημένους χρήστες χωρίς να επηρεάζουν την επίδοση των τελευταίων. Επιπλέον, η ισχυρή παρεμβολή στις ασύρματες μεταδόσεις και η επίσης ισχυρή εξασθένιση του σήματος ενός ασύρματου συστήματος επικοινωνιών έχουν ως αποτέλεσμα τη σημαντική υποβάθμιση της επίδοσης των ασυρμάτων επικοινωνιών. Μια λύση στο προηγούμενο πρόβλημα μπορεί να δοθεί με την χρήση πολλαπλών κεραιών για την επίτευξη χωρικής ποικιλομορφίας. Σε πολλές περιπτώσεις όμως, η φύση των τηλεπικοινωνιακών συσκευών δεν επιτρέπει την υποστήριξη των πολλαπλών κεραιών λόγω περιορισμών στο μέγεθος της συσκευής, στην κατανάλωση ισχύος και στο υλικό. Ένας εναλλακτικός τρόπος για την επίτευξη χωρικής ποικιλομορφίας είναι μέσω των συνεργατικών επικοινωνιών (Cooperative Communications) οι οποίες σχηματίζουν γενικευμένα συστήματα πολλαπλών κεραιών από συστήματα μιας κεραίας. Είναι αξιοσημείωτο ότι η συνεργασία παίζει σημαντικό ρόλο στη βιβλιογραφία των συστημάτων CR, βάσει της οποίας αναπτύσσονται τεχνικές μετάδοσης με βελτιωμένη επίδοση. Επομένως, ο στόχος της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη αποδοτικών και πρακτικών τεχνικών γνωσιακών, συνεργατικών και γνωσιακών-συνεργατικών τεχνικών επικοινωνίας. Πιο συγκεκριμένα, η συνεισφορά της διατριβής μπορεί να χωριστεί στα ακόλουθα σκέλη. Στο πρώτο σκέλος παρουσιάζουμε μια νέα τεχνική μετάδοσης για CR συστήματα. Στο πρόσφατο παρελθόν, μια πληθώρα τεχνικών μετάδοσης για CR συστήματα έχει παρουσιαστεί στη βιβλιογραφία. Η πληθώρα των τεχνικών αυτών έχει αναπτυχθεί υποθέτοντας τέλεια γνώση της κατάστασης των εμπλεκόμενων ασύρματων τεχνικών (Channel State Information – CSI) στην πλευρά των μη αδειοδοτημένων χρηστών. Υπάρχουν, όμως, αρκετές περιπτώσεις στις οποίες οι αδειοδοτημένοι χρήστες δεν επιθυμούν καμία αλληλεπίδραση με τους αντίστοιχους μη αδειοδοτημένους. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η υπόθεση ότι ο μη αδειοδοτημένος χρήστης έχει πρόσβαση σε CSI που σχετίζεται με τα κανάλια του αντίστοιχου αδειοδοτημένου δεν είναι έγκυρη με αποτέλεσμα η σχετική τεχνική μετάδοσης να μην μπορεί να εφαρμοστεί. Συνεπώς, αρχικά προτείνουμε ένα καινοτόμο CR επικοινωνιακό σχήμα που απαιτεί CSI το οποίο μπορεί να υπολογισθεί με έναν εντελώς τυφλό τρόπο. Έπειτα η αντίστοιχη τυφλή τεχνική εκτίμησης αναπτύσσεται. Μια άλλη σημαντική συνεισφορά είναι τα θεωρητικά αποτελέσματα τα οποία έχουν εξαχθεί τόσο για την τέλεια CSI περίπτωση, όσο και για τη μη τέλεια CSI περίπτωση (όταν το τυφλό σχήμα εκτίμησης χρησιμοποιείται για την απόκτηση της αντίστοιχης CSI). Ειδικότερα, τα θεωρητικά αποτελέσματα τα οποία αφορούν τη μη τέλεια CSI περίπτωση είναι μερικά από τα πρώτα τα οποία εμφανίζονται στη σχετική βιβλιογραφία, από όσο γνωρίζουμε. Το δεύτερο σκέλος αφορά μια απόκεντρικοποιημένη προσαρμοστική τεχνική επισκόπησης φάσματος ιδιοτιμών (Eigenvalue-Based Spectrum Sensing – EBSS) για συστήματα CR πολλαπλών κεραιών. Γενικά, ο μη αδειοδοτημένος χρήστης χρησιμοποιεί μία τεχνική επισκόπησης φάσματος προκειμένου να ανιχνεύσει την δραστηριότητα των αδειοδοτημένων χρηστών σε σενάρια όπου ο πρώτος επιτρέπεται να μεταδώσει μόνο διαμέσου περιοχών φάσματος οι οποίες είναι προσωρινά ελέυθερες από μεταδόσεις του δεύτερου. Είναι γνωστό ότι οι τεχνικές EBSS επιτυγχάνουν καλή επίδοση και είναι εφαρμόσιμες με ένα εντελώς τυφλό τρόπο. Στην βιβλιογραφία μέχρι στιγμής, έχουν μελετηθεί μόνο κεντρικοποιημένες συνεργατικές τεχνικές και τεχνικές τύπου batch οι οποίες υποφέρουν από περιορισμούς που τις καθιστούν μη πρακτικές σε αρκετές περιπτώσεις όπως όταν εμπλέκονται χρονικά μεταβαλλόμενα κανάλια ή όταν απαιτείται συνεχής παρακολούθηση του φάσματος. Συνεπώς, ο σκοπός εδώ είναι η ανάπτυξη πρακτικών συνεργατικών και προσαρμοστικών εκδοχών τυπικών EBSS οι οποίες μπορούν να εφαρμοστούν με ένα εντελώς αποκεντρικοποιημένο τρόπο και αποδίδουν καλά σε σενάρια που εμπλέκουν χρονικά μεταβαλλόμενα κανάλια. Προς αυτή την κατεύθυνση αναπτύσσονται αρχικά, νέες προσαρμοστικές εκδοχές για τις τεχνικές Maximum Eigenvalue Detector (MED), Maximum-Minimum Eigenvalue Detector (MMED) και την Generalized Likelihood Ratio Test (GLRT) αντίστοιχα για την περίπτωση του ενός χρήστη. Έπειτα μια νέα μέθοδος κατανεμημένης παρακολούθησης υποχώρου προτείνεται, η οποία επιτρέπει στους συνεργαζόμενους κόμβους να παρακολουθούν τον κοινό υποχώρο των ληφθέντων σημάτων τους. Με βάση αυτή την μέθοδο, συνεργατικές και αποκεντρικοποιημένες εκδοχές των προσαρμοστικών EBSS τεχνικών αναπτύσσονται οι οποίες ξεπερνούν τους περιορισμούς των υπαρχόντων κεντρικοποιημένων τεχνικών τύπου batch. Το τρίτο σκέλος είναι μια νέα συνεργατική τεχνική για half-duplex uplink μετάδοση. Αυτή η τεχνική βασίζεται σε ένα γενικευμένο σύστημα πολλαπλών κεραιών σχηματιζόμενο από την μιας κεραίας πηγή και κόμβους συνεργατών μαζί με το σταθμό βάσης πολλαπλών κεραιών ο οποίος είναι και ο κόμβος προορισμός. Η νέα τεχνική στοχεύει στο να παρέχει αυξημένα κέρδη ποικιλομορφίας και πολυπλεξίας, σε αντίθεση με υπάρχουσες τεχνικές οι οποίες επιτυγχάνουν αυξημένα κέρδη ποικιλομορφίας σε βάρος του κέρδους ποικιλομορφίας. Η θεωρητική πιθανότητα διακοπής επικοινωνίας και η αντίστοιχη καμπύλη Diversity Multiplexing Tradeoff (DMT) της προτεινόμενης τεχνικής υπολογίζονται. Το τελευταίο σκέλος είναι δύο νέοι αλγόριθμοι, οι οποίοι επιτρέπουν την ενδο-συνεργασία των συνεργατικών κόμβων για τον κατανεμημένο υπολογισμό των βαρών της τεχνικής προσανατολισμένης επικοινωνίας με τυφλό και προσαρμοστικό τρόπο χωρίς την ανάγκη προώθησης των δεδομένων σε έναν κόμβο σταθμό. Οι προτεινόμενοι αλγόριθμοι είναι συστατικά στοιχεία δύο αντίστοιχων τεχνικών προσανατολισμένης επικοινωνίας για δίκτυα συνεργατών τα οποία κατανέμουν τον υπολογιστικό φόρτο ισότιμα στους συνεργαζόμενους κόμβους. Στο πρώτο σχήμα το διάνυσμα βαρών υπολογίζεται ώστε να ελαχιστοποιείται η συνολική ισχύς μετάδοσης υπό έναν περιορισμό στην ποιότητα μετάδοσης. Το δεύτερο σχήμα, το διάνυσμα βαρών υπολογίζεται ώστε να μεγιστοποιείται το SNR του υπό έναν περιορισμό στην επιτρεπόμενη συνολική ισχύς μετάδοσης. Οι προτεινόμενες τεχνικές επιτυγχάνουν επίδοση κοντινή σε εκείνη των βέλτιστων λύσεων, οι οποίες έχουν υπολογισθεί υποθέτοντας τέλειο CSI στους κόμβους συνεργάτες.

Η διερεύνηση της περιοχής χωρητικότητας και της περιοχής επιτεύξιμων ρυθμών μετάδοσης καναλιών αποτελεί βασικό αντικείμενο της Θεωρίας Πληροφορίας. Η Ευθυγράμμιση Παρεμβολών είναι μια καινούρια ιδέα που δίνει μια εναλλακτική οπτική στο αντικείμενο αυτό, μέσω της διαφορετικής λογικής που εισάγει σχετικά με την κωδικοποίηση και τη μετάδοση της πληροφορίας. Σε πρόσφατες δημοσιεύσεις έχουν προταθεί μοντέλα που επιτρέπουν την εφαρμογή της θεωρίας της Ευθυγράμμισης Παρεμβολών και τη χρήση της σε πρακτικά συστήματα επικοινωνιών και καταδεικνύουν την υπεροχή της σε σχέση με συμβατικές μεθόδους. Παράλληλα, παρόλο που προς το παρόν έχει δοθεί έμφαση στην εδραίωση της Ευθυγράμμισης Παρεμβολών στις επικοινωνίες, η μαθηματική της βάση καθιστά δυνατή την εφαρμογή της σε αντικείμενα που ανήκουν σε άλλους τομείς. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη και η εφαρμογή της Αναδρομικής Ευθυγράμμισης Παρεμβολών για μετάδοση πληροφορίας σε Συστήματα Επικοινωνιών, καθώς και η διερεύνηση της απόδοσης της μεθόδου σε πρακτικά συστήματα. / The study of the channel capacity region and the achievable rate region is one of the main topics of Information Theory. Interference Alignment is a new idea that provides new insights through the introduction of a different viewpoint on data encoding and transmission. In recent publications, models have been proposed that allow the application of the theory of Interference Alignment to practical communication systems and demonstrate its superiority compared to traditional approaches. Furthermore, although for the time being emphasis has been put on establishing the use of Interference Alignment to communication systems, its mathematical formulation makes possible its use to other areas. The purpose of this thesis is to study and to apply Retrospective Interference Alignment to data transmission in communication systems and to evaluate the performance of the method in practical systems.

Η παρούσα έρευνα εντάσσεται στο πλαίσιο εκπόνησης διδακτορικής διατριβής στο Εργαστήριο του Τμήματος Αρχιτεκτόνων Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών. Η χαρτογράφηση της εγκληματικότητας (Crime Mapping) είναι η διαδικασία χρήσης της τεχνολογίας των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών και της εφαρμογής μεθόδων και τεχνικών της Χωρικής Ανάλυσης και της Χαρτογραφίας για την μελέτη και ανάλυση εγκληματικών συμβάντων. Ένα μεγάλο σύνολο ανθρωπίνων δραστηριοτήτων αναπτύσσεται, παρατηρείται και καταγράφεται στους αστικούς χώρους. Η επίδραση που ασκεί ο χώρος στην ανθρώπινη συμπεριφορά αλλά και η επίδραση της ανθρώπινης συμπεριφοράς που ασκείται πάνω στον χώρο είναι μια σχέση αμφίδρομη και αποτελεί σημαντικό στοιχείο για το σχεδιασμό. Συνεπώς, η δομή αυτή καθ’ αυτή των πόλεων, οι ήδη διαμορφωμένοι δημόσιοι αστικοί χώροι και οι κοινωνικό-οικονομικές αλλαγές που συντελούνται, συνιστούν μια πρόκληση για τους σύγχρονους σχεδιαστές του χώρου αυτού. Η έρευνα αφορά τη μελέτη της χωρικής κατανομής εγκλημάτων ιδιοκτησίας (απόπειρες, κλοπές, διαρρήξεις, ληστείες) στον αστικό ιστό της πόλης σε σχέση με χωρικά χαρακτηριστικά και κυρίως με πολεοδομικές παραμέτρους, ενώ παράλληλα εστιάζει με τρόπο ώστε να είναι δυνατή η εφαρμογή και ενσωμάτωση πορισμάτων της εγκληματολογίας στην διαδικασία του πολεοδομικού σχεδιασμού και γενικότερα του σχεδιασμού του χώρου. Ολοκληρώνεται, με συστηματική μελέτη περίπτωσης, μέσω αναλυτικής στατιστικής ανάλυσης και ανάλυσης γεωστατιστικής σχετικών δεδομένων που αφορούν το Σχέδιο Πόλεως Πατρών και τη δημιουργία γεωσυνόλων και θεματικών χαρτών που απεικονίζουν τη χωρική κατανομή του φαινομένου. Για την ανάλυση των χαρακτηριστικών της μελέτης περίπτωσης χρησιμοποιούνται χωρικές βάσεις δεδομένων με στοιχεία που η Γενική Αστυνομική Διεύθυνση Περιφέρειας Δυτικής Ελλάδος διέθεσε για την εκπόνηση της εργασίας: 4.770 απογραφικά δελτία εγκληματικών συμβάντων (εγκλήματα ιδιοκτησίας) που αφορούν το σύνολο τεσσάρων ετών από το 2007 έως και το 2010. Η εκπόνηση της έρευνας χρηματοδοτήθηκε από το Επιχειρησιακό Πρόγραμμα Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση, Ηράκλειτος ΙΙ, Υπουργείο Παιδείας και Θρησκευμάτων, ΕΣΠΑ 2007 – 2013, Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο. / This thesis has been elaborated in the Laboratory of Urban and Regional Planning, Department of Architecture, University of Patras. Crime Mapping is the process of using GIS technology and the implementation of Spatial Analysis and Mapping methods for studying and analysis of criminal incidents. In recent years, the rapid evolution of GIS technology and the availability of digital spatial data have strengthened the significant role of spatial analysis and GIS in crime analysis. A great deal of human activity is developed, observed and recorded in urban areas. The human impact is implemented on the urban areas as well as the urban areas have an impact on human behavior, setting a correlation that is an important design/planning characteristic. Consequently, the structure of modern cities, the existing urban public spaces along with the socioeconomic changes that happen constitute a challenge for contemporary designers and planners. The research is based on the study of spatial criminal distribution of property crimes (attempts, thefts, burglaries, robberies) in the urban web of a city, in terms of spatial characteristics and urban planning parameters while it focuses on criminology findings so as they can be incorporated and applied in urban planning in order to design and identify strategic orientations and create safer urban areas. It concludes with a systematic case study through an analytical statistical and geostatistical analysis of relevant data concerning the Master Plan of city of Patras and the development of geosets and thematic maps depicting the spatial distribution of the phenomenon. For that purpose, the Central Police Department of Patras offered to the university Laboratory all census forms of criminal acts and events (property crimes): 4.770 reports that took place at the city of Patras (Greece) during the years 2007 – 2010. This research has been co-financed by the European Union (European Social Fund – ESF) and Greek national funds through the Operational Program “Education and Lifelong Learning” of the National Strategic Reference Framework (NSRF) - Research Funding Program: Heracleitus II.