- / -

Στο πέρασμα των αιώνων, οι άνθρωποι αναζητούσαν νόμους που να περιγράφουν τα φαινόμενα του φυσικού κόσμου. Το 1744 ο Γάλλος επιστήμονας Pierre Louis Moreau de Maupertious έθεσε την αρχή ότι η φύση ενεργεί πάντα με τέτοιο τρόπο ώστε να ελαχιστοποιείται κάποια ποσότητα που ο ίδιος ονόμασε «δράση». Στη μαθηματική θεμελίωση της σχετικής θεωρίας των μεγίστων και ελαχίστων των βαθμωτών ποσοτήτων συνέβαλλε ο Ελβετός μαθηματικός Leonard Euler. Στα προβλήματα του Λογισμού των Μεταβολών μελετάμε παραστάσεις που περιέχουν μία ή περισσότερες άγνωστες πραγματικές συναρτήσεις μιας ή περισσοτέρων πραγματικών μεταβλητών. Έτσι, αναζητούμε μια συνάρτηση που να δίνει στη συγκεκριμένη παράσταση μέγιστη ή ελάχιστη τιμή. Οι παραστάσεις αυτές ονομάζονται συναρτησιακά και αποτελούν μια γενίκευση της έννοιας της συνάρτησης. H διπλωματική αυτή εργασία αποτελεί μια βιβλιογραφική επισκόπηση των άμεσων μεθόδων που χρησιμοποιούνται στην επίλυση των προβλημάτων του λογισμού των μεταβολών.Κάτω από αυτό το πρίσμα, παρουσιάζονται οι προσεγγιστικές λύσεις, η εφαρμογή τους καθώς και οι πρόσφατες βελτιώσεις τους. Συγκεκριμένα, στο κεφάλαιο 1 αναφέρονται κάποιες βασικές έννοιες του λογισμού των μεταβολών . Στο κεφάλαιο 2 γίνεται λόγος για τέσσερις άμεσες μεθόδους επίλυσης συναρτησιακών προβλημάτων. Στο κεφάλαιο 3 περιγράφονται τέσσερις μέθοδοι, οι οποίες προσεγγίζουν τη λύση μη γραμμικών προβλημάτων του λογισμού των μεταβολών με ακρίβεια 2ης τάξης ως συνάρτηση του μήκους βήματος. Στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται κάποιες νέες τεχνικές επίλυσης των προβλημάτων που συζητήθηκαν. Στο κεφάλαιο 5 αναφέρεται η χρήση υποπρογραμμάτων (“packages”) που χρησιμοποιούνται μέσω συστημάτων λογισμικού όπως το Maple και το Mathematica. / Over the centuries, people seeking laws that describe the phenomena of the natural world. In 1744 the French scientist Pierre Louis Moreau de Maupertious established the principle that nature always acts in such a way as to minimize a quantity he called ‘action’. The Swiss mathematician Leonard Euler helped the mathematical foundations of the theory of maximum and minimum of the scalar quantities. Problems of the Calculus of Variations contain unknown functions of one or more real variables. So, the aim is to find a function that maximizes an integral. This project deals with direct methods which give approximate solutions to functional problems. Furthermore, their implementation and their recent improvements are described. Specifically, in Chapter 1 some basic concepts of calculus of variations are discussed. In chapter 2 four direct methods of solving functional problems are illustrated. In the chapter four methods which approximate the solution of nonlinear problems in the calculus of variations with second order accuracy in terms of the step length are described and some results are pointed out. Chapter 4 presents some new techniques to solve these problems. The chapter 5 refers the use of “packages” used by software systems such as Maple and Mathematica.

Τα φύλλα κάποιων φυτών γίνονται παροδικά κόκκινα, λόγω της συσσώρευσης ανθοκυανινών. Εξετάστηκαν δύο από τις πολλές υποθέσεις που έχουν διατυπωθεί για το ρόλο των χρωστικών αυτών στα φύλλα: ο φωτοπροστατευτικός τους ρόλος και η εμπλοκή τους στις σχέσεις φυτών και φυτοφάγων εντόμων. Χρησιμοποιήθηκαν δύο είδη φυτών (Quercus coccifera και Cistus creticus) τα οποία παρουσιάζουν ενδοειδική ποικιλομορφία όσον αφορά στη συσσώρευση ανθοκυανινών στα φύλλα τους. Στο Q. coccifera, τα νεαρά φύλλα κάποιων ατόμων είναι κόκκινα και κάποιων άλλων πράσινα, ενώ κατά την ενηλικίωση τους γίνονται όλα πράσινα. Τα ώριμα φύλλα του C. creticus το καλοκαίρι είναι πράσινα (“πράσινη” περίοδος) αλλά συσσωρεύονται παροδικά ανθοκυανίνες στα ώριμα φύλλα κάποιων θάμνων κατά τη περίοδο του χειμώνα (“κόκκινη” περίοδος), ενώ γειτονικά άτομα παραμένουν πράσινα. Συγκρίθηκαν παράμετροι του in vivo φθορισμού της χλωροφύλλης, τα επίπεδα των συστατικών του κύκλου των ξανθοφυλλών και των ολικών φαινολικών, τα φάσματα ανακλαστικότητας και η ένταση της φυτοφαγίας, σε κόκκινα και πράσινα φύλλα από αντίστοιχους φαινοτύπους που αναπτυσσόντουσαν στο ίδιο ενδιαίτημα. Δεν διαπιστώθηκε κάποιο συγκριτικό πλεονέκτημα (ή μειονέκτημα) των ανθοκυανικών φύλλων όσον αφορά στη φωτοσυνθετική τους λειτουργία ή στην ανθεκτικότητά τους έναντι της φωτοαναστολής, στις συνθήκες που αναπτύσσονται. Στα διαφορετικού χρώματος, νεαρά φύλλα του Q. coccifera, είναι σαν να γίνεται ένας “συμβιβασμός” όπου στα κόκκινα φύλλα φτάνει λιγότερο φως στους χλωροπλάστες (ή/και λειτουργούν οι ανθοκυανίνες ως αντιοξειδωτικά), ενώ τα πράσινα φύλλα έχουν μεγαλύτερη δυνατότητα για μη φωτοχημική απόσβεση λόγω μεγαλύτερης συγκέντρωσης συστατικών του κύκλου των ξανθοφυλλών. Στο C. creticus, κατά την “πράσινη” περίοδο τα μελλοντικά ερυθρά φύλλα παρουσιάζουν φωτοσυνθετική και φωτοπροστατευτική κατωτερότητα, σε σχέση με τα φύλλα του πράσινου φαινοτύπου, που όμως δεν τους δημιουργεί πρόβλημα, όσο οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι ευνοϊκές. Κατά τη δυσμενή εποχή του χειμώνα, τα πράσινα φύλλα αυξάνουν την ικανότητα τους για μη φωτοχημική απόσβεση, ενώ τα κόκκινα όχι. Μπορεί σε αυτή την περίπτωση οι ανθοκυανίνες να αποτελούν μια προσαρμογή ώστε να αντισταθμίζεται αυτή η κατωτερότητα και να μειώνεται ο κίνδυνος φωτοαναστολής. Ωστόσο, τα νεαρά κόκκινα φύλλα του C. coccifera, είχαν υποστεί λιγότερες απώλειες από φυτοφάγα. Η μη ύπαρξη διακυμάνσεων στο φάσμα ανακλαστικότητας των κόκκινων φύλλων στην περιοχή 400-700 nm, σε συνδυασμό με τις δυνατότητες της χρωματικής όρασης πολλών φυτοφάγων εντόμων, υποδεικνύει ότι τα ερυθρά φύλλα πιθανόν να μην μπορούν εύκολα να εντοπιστούν από τους θηρευτές τους. Επίσης, κάποια φυλλοβόρα έντομα μπορεί να αποφεύγουν τα κόκκινα φύλλα, γιατί εκεί γίνονται περισσότερο ευδιάκριτα από τα αρπακτικά. Η αυξημένη συγκέντρωση των κόκκινων φύλλων σε φαινολικά μπορεί να αποθαρρύνει την περεταίρω κατανάλωση μετά από τυχαία προσέγγιση. / Leaves of some plants are transiently red due to anthocyanin accumulation. Among the many hypotheses for the function of foliar anthocyanins, two are tested in this field study: the sun screen, photoprotective function against excess visible light and the handicap signal against herbivory. Two plant species (Quercus coccifera and Cistus creticus) were used which display intraspecies variation in the expression of the anthocyanic character. Young leaves of some individuals of Q. cocifera are transiently red due to anthocyanin accumulation, while redness disappears upon maturation. Mature leaves of C. creticus are green during summer (“green” period) but in some individuals they turn transiently to red during winter (“red” period), while neighboring individuals remain green. In vivo chlorophyll fluorescence parameters, xanthophyll cycle pool sizes, reflectance spectra, total phenolics and extent of herbivory were compared in green and red leaves sampled from the corresponding phenotypes occupying the same habitat. An appreciable photosynthetic and photoprotective superiority (or inferiority) of anthocyanic leaves in both plant species under field conditions was not found. It seems that there is a compromise in differently coloured young leaves of Q. coccifera where red leaf chloroplasts enjoy less light due to its attenuation by anthocyanins (and/or anthocyanins participate in photoprotection through their anti-oxidant capacity) while green leaf chloroplasts are better equipped to dissipate excess light as heat through their higher size of xanthophyll cycle pool. During the “green” period, future red leaves of C. creticus show photosynthetic and photoprotective inferiority compared to the leaves of the green phenotype which is possibly insignificant for plant performance during the favourable period of the year. During the winter stress green leaves increase their ability for non-photochemical quenching while red phenotypes do not. In this case, anthocyanins may be an adaptation to compensate for this deficiency and alleviate the risk of photodamage. However, young red leaves of Q. coccifera are less attacked by insect consumers. The leveling of reflectance in anthocyanic leaves throughout the 400-570 nm band together with the spectral discriminating capabilities of leaf eating insects, may make red leaves less discernible to some insects. Furthermore, some insect herbivores may avoid red leaves because there are more discernible to predators. Incidental attack may be a posteriori discouraged due to the high phenolic investment of red leaves.

Το οξείδιο του ψευδαργύρου είναι ένας ημιαγωγός της ομάδας II-VI και έχει μεγάλη ποικιλία σε τεχνολογικές εφαρμογές όπως οι αισθητήρες διαφόρων χημικών αερίων, τα lasers, οι δίοδοι εκπομπής φωτός, οι νανο-γεννήτριες, τα ηλιακά κύτταρα και πολλές άλλες. Το ευρύ του ενεργειακό κενό (3.445 eV) το καθιστά ένα πολλά υποσχόμενο υλικό για φωτονικές εφαρμογές στην περιοχή του UV ή του ιώδους, ενώ ταυτόχρονα η υψηλή ενέργεια συνοχής του εξιτονίου που το χαρακτηρίζει (περίπου στα 60 meV) επιτρέπει την αποτελεσματική εξιτονική εκπομπή σε θερμοκρασία δωματίου. Οι πιο πρόσφατες εξελίξεις στον τομέα του νανοδομημένου ZnO είναι οι νανοδρόμοι, οι νανογέφυρες, οι νανοπροπέλες, οι νανοδακτύλιοι, τα νανονήματα κ.α. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετώνται οι ηλεκτρονιακές και οπτικές ιδιότητες νανονημάτων οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO) για ένα εύρος διαμέτρων από 2 έως 6 nm και με την βοήθεια της εμπειρικής μεθόδου των ψευδοδυναμικών και της Configuration Interaction (CI). Μια ανασκόπηση των ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών του bulk ZnO, όπως η κρυσταλλική και η ενεργειακή του δομή, κάποιες τεχνολογικές εφαρμογές και μέθοδοι ανάπτυξης δίνονται στο πρώτο κεφάλαιο. Το δεύτερο κεφάλαιο περιέχει την περιγραφή διαφόρων υπολογιστικών μεθόδων όπως της προσέγγισης ενεργούς μάζας ( Effective Mass Approximation), της θεωρίας του συναρτησιακού της πυκνότητας (Density Functional Theory) και τέλος, της εμπειρικής μεθόδου των ψευδοδυναμικών που χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς των ηλεκτρονιακών και οπτικών ιδιοτήτων των νανοδομών που μελετάμε. Στο τρίτο και τελευταίο κεφάλαιο, παρατίθενται τα αριθμητικά αποτελέσματα . Αυτά, αφορούν στο εξαρτώμενο από το μέγεθος, οπτικό ενεργειακό κενό, το Stokes shift, και το φάσμα φωτοφωταύγειας. Στο τέλος του κεφαλαίου περιγράφονται τα συμπεράσματα. / Zinc oxide (ZnO), a typical group II-VI compound, has a great variety of device applications, such as chemical sensors, lasers, light-emitting diodes, nanogenerators, solar cells and so forth. The wide band gap (3.445 eV) makes it a promising material for photonic applications in the UV or the blue range, while the high exciton binding energy (around 60 meV at room temperature) allows efficient excitonic emission at room temperature. The most recent developments are towards the nanostructured ZnO, such as nanorods, nanobridges, nanopropellers, nanorings, nanowires, et al. In the present master thesis, the electronic and optical properties of ZnO nanowires within the range of 2-6 nm in diameter are studied by means of atomistic empirical pseudopotential method and configuration interaction. A review of the bulk ZnO, such as the crystal and band structures, technological applications and synthesis methods, is presented in chapter one. The second chapter is devoted to the discussion of various types of methods, e.g., effective-mass approximation, density-functional theory (DFT), and especially the empirical pseudopotential method used herein, for the calculations of the electronic and optical properties of nanostructured ZnO. The numerical results, based on the empirical pseudopotential methods and configuration interaction approach, are present in the following chapter. These results cover the size-dependent optical band gap, Stokes shift and photoluminescence spectrum. A summarization of the results is given in the last chapter.

The agricultural sector plays a major role in European economies. Of course, it is also very important to the labour market, the income of the poorest people and food security. The food crisis of 2008 has raised numerous questions about the impact of such variability on welfare and the economic sector which directly concerns the agricultural sector. Given the importance of the agricultural sector to the economies, if governments are to take adequate measures to ensure food security, they need to have a good understanding of the functioning of their markets. Agricultural markets have been one of the central targets for the analysis of price transmission. The interest in price transmission has recently gained attention and the amount of studies on this subject is rapidly growing. The price is considered to be the principal mechanism connecting the different stages of the food supply chain. The present thesis studies the existence of asymmetry in the price transmission along the supply chain in the European Countries of 27. In other words, this study addresses the questions: How much and how fast are price changes passed through between the different stages of the chain? Do increases in producer prices lead to immediate increases in consumer prices and also decreases in producer prices take time to be passed down to the consumers? This document aims to check about adjustment of prices in the food supply chain, which is an important characteristic of the functioning of the markets. / Το ενδιαφέρον για τη μετάδοση των τιμών έχει κερδίσει την προσοχή και ο αριθμός των μελετών για το θέμα αυτό έχει αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρονιά. Η τιμή θεωρείται ότι είναι ο κύριος μηχανισμός που συνδέει τα διάφορα στάδια της αλυσίδας εφοδιασμού τροφίμων. Η παρούσα εργασία μελετά την ύπαρξη της ασυμμετρίας στη μετάδοση των τιμών κατά μήκος της αλυσίδας εφοδιασμού τροφίμων στις ευρωπαϊκές χώρες των 27. Με άλλα λόγια, η μελέτη αυτή εξετάζει τα ερωτήματα: Πόσο και πόσο γρήγορα οι αλλαγές των τιμών περνούν μέσα από τα διάφορα στάδια της αλυσίδας ; Εάν οι αυξήσεις στις τιμές παραγωγού οδηγούν σε άμεση αύξηση των τιμών καταναλωτή, επίσης εάν οι μειώσεις στις τιμές παραγωγού χρειάζονται χρόνο για να περάσουν στους καταναλωτές; Το παρόν έγγραφο έχει ως στόχο να ελέγξει την προσαρμογή των τιμών στην αλυσίδα εφοδιασμού τροφίμων η οποία είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της λειτουργίας των αγορών. Οι τιμές των τροφίμων έχουν εμφανίσει ακραίες διακυμάνσεις τα τελευταία χρόνια, φτάνοντας σε εξαιρετικά υψηλά επίπεδα κατά το δεύτερο εξάμηνο του 2007 και τους πρώτους μήνες του 2008, προτού πέσουν ραγδαία κατά τη διάρκεια της οικονομικής κρίσης. Αυτή η αυξημένη μεταβλητότητα, τονίζει την ανάγκη να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της αλυσίδας εφοδιασμού τροφίμων . Οι τιμές των εμπορευμάτων είναι οι πιο σημαντικοί καθοριστικοί παράγοντες της παγκόσμιας οικονομικής απόδοσης. Οι επιχειρηματικές αποφάσεις σχετικά με την παραγωγή, την κατανάλωση και την εμπορία των επιχειρήσεων, συνδέονται άμεσα με τις αγορές εμπορευμάτων. Στην εργασία αυτή , αρχικά αναφέρω συνοπτικά τι είναι η μη συμμετρική μετάδοση των τιμών , τα είδη ασυμμετρίας , τους παράγοντες που προκαλούν ασυμμετρία καθώς και τα αποτελέσματα της έρευνας που έκανα. Οι τιμές που χρησιμοποίησα στην ανάλυση αυτή είναι μηνιαίοι δείκτες με έτος βάσης το 2010, από τον Ιανουάριο του 2005 μέχρι τον Ιανουάριο του 2014. Χρησιμοποίησα την βάση δεδομένων της Eurostat για τους δείκτες τιμών των τροφίμων και για το πετρέλαιο την βάση δεδομένων Mundi.

Στην παρούσα εργασία εξετάζω εκφράσεις που έχουν εισαχθεί τα τελευταία χρόνια στη νεοελληνική γλώσσα, οι οποίες συναντώνται συχνότερα στη γλώσσα των νέων (ηλικίας 15-20 ετών), π.χ. πάρε το χρόνο σου < take your time, αγαπώ αυτό το φόρεμα < I love that dress, στο τέλος της μέρας < at the end of the day (idiom), πουλάει σαν ζεστό ψωμί < it sells like hot buns (idiom). Ως μία πρώτη προσέγγιση σε αυτό το θέμα συγκέντρωσα ένα δείγμα τέτοιων εκφράσεων μέσω της διαδικτυακής έρευνας στα διάφορα blogs και social networks, την τηλεόραση, το ραδιόφωνο, τον Τύπο την καθημερινή επικοινωνία,μελέτησα τα τυπικά χαρακτηριστικά των εκφράσεων αυτών και τα συνέκρινα με αυτά των αντίστοιχων εκφράσεων της νεοελληνικής και τέλος εξέτασα την επίγνωση των ομιλητών της νέας ελληνικής (ηλικίας από 15 – άνω των 50 ετών) για την ύπαρξη τέτοιων εκφράσεων στην καθημερινή τους επικοινωνία και τη στάση τους απέναντί τους μέσω μίας έρευνας ερωτηματολογίου. Τα αποτελέσματα της έρευνας φαίνεται να επιβεβαιώνουν την αρχική μου υπόθεση, ότι δηλαδή αρκετές εκφράσεις έχουν εισαχθεί πρόσφατα στη νεοελληνική γλώσσα μέσω του μεταφραστικού δανεισμού από την αγγλική. Επιπρόσθετα,τα αγγλικά ως κυρίαρχη γλώσσα δανείζει στοιχεία στη νέα ελληνική γλώσσα, πέρα από το λεξιλογικό επίπεδο, που εκτείνονται στη φρασεολογία, ακόμα και στους ιδιωματισμούς.Αυτές οι νέες εκφράσεις είναι λέξη προς λέξη μετάφραση που σε ορισμένες περιπτώσεις παραβιάζουν τη γραμματική δομή και τέλος αυτό το ζήτημα μπορεί να είναι μία ισχυρή ένδειξη υπέρ της αγγλοποίησης των γλωσσών όπως τα ελληνικά, με περιορισμένο αριθμό ομιλητών σε ευρωπαϊκό ή ίσως και παγκόσμιο επίπεδο. / In this work I examine expressions in everyday Modern Greek (MG), chiefly found in the language of young people (age 15-20), that seem to have entered the language from English fairly recently, e.g. pare to xrono sou < take your time; agapo afto to forema < I love that dress; sto telos tis meras < at the end of the day (idiom); poulai san zesto psomi < it sells like hot buns (idiom). As a first approach to this issue I collected a sample of such expressions through internet search from blogs and social networks, television, radio, newspapers and magazines and everyday communication, I studied the formal characteristics of these expressions and compared them with their genuine equivalents in Modern Greek and finally I investigated the awareness of MG speakers (age 15 – 50+ years old) about the existence of such expressions in their everyday communication and their attitude towards them, through a questionnaire survey. The results of my survey appear to confirm my initial hypothesis that several expressions have recently been imported into MG through loan translation from English. In addition, English as a dominant language lends elements to Modern Greek beyond the lexical level reaching phraseology and even idiomaticity. These newly imported expressions are word by word translations that in some cases violate MG grammatical structure and finally this issue may be a strong indication in favor of englishization / anglicisation of languages like Greek, with limited number of speakers at European or perhaps world wide level.

Η παρούσα πτυχιακή αφορά τη διδασκαλία της Νεοελληνικής Γλώσσας με βάση τη θεωρία της κειμενοκεντρικής προσέγγισης. Περιλαμβάνει δύο μέρη: Πρώτον, τη θεωρητική θεμελίωση, στην οποία γίνεται αναφορά στις παιδαγωγικές προσεγγίσεις της κειμενοκεντρικής προσέγγισης και ιδιαίτερα του γραμματισμού και των πολυγραμματισμών. Δεύτερον, περιλαμβάνει πρωτότυπο διδακτικό υλικό που σχεδιάστηκε και εκπονήθηκε, κατά τη διάρκεια της παρούσας πτυχιακής εργασίας, σύμφωνα με τις προαναφερθείσες θεωρίες. Για το σχεδιασμό του διδακτικού υλικού έχουν επιλεγεί αυθεντικά κείμενα διαφόρων κειμενικών ειδών (π.χ. αφηγηματικά, περιγραφικά, επιχειρηματολογικά, επεξηγηματικά), τα οποία συνοδεύονται από δραστηριότητες υπερδομικής επεξεργασίας του κειμένου, λειτουργικής γραμματικής και παραγωγής γραπτού λόγου για όλες τις τάξεις του Δημοτικού. Μεταξύ των κειμένων περιλαμβάνονται και πολυτροπικά κείμενα. Σκοπός της παρούσας διδακτικής πρότασης αποτελεί η ανάπτυξη δεξιοτήτων όχι μόνο γλωσσικού αλλά και κοινωνικού γραμματισμού. / --

Αντικείμενο της παρούσης διπλωματικής εργασίας αποτελεί το Φωτοβαρυτικό Πρόβλημα των Τριών Σωμάτων, ένα άλυτο πρόβλημα που απασχόλησε και εξακολουθεί να απασχολεί τον τομέα των Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και της Κλασικής Αστροφυσικής τουλάχιστον τους τελευταίους δύο αιώνες. Διεξάγεται μελέτη των σημείων ισορροπίας του συστήματος και προσδιορίζονται οικογένειες περιοδικών λύσεων, οι οποίες στην περίπτωσή μας διακρίνονται σε δύο κατηγορίες που χαρακτηρίζονται από το μέγεθος της περιόδου τους. / The topic of this thesis deals with the Restricted Photogravitational Three Body Problem, which is an unsolved problem in Astrophysics and Celestial Mechanics. Research is carried out concerning the equilibrium points, around which families of periodic solutions can be identified.

Το αντικείμενο της παρούσης διατριβής είναι η μοντελοποίηση με χρήση στοχαστικών διαδικασιών, ασυρμάτων μη επιλεκτικών στη συχνότητα καναλιών με διαλείψεις (frequency non-selective fading channels). Η γνώση και μοντελοποίηση των χρονικών μεταβολών των ασυρμάτων καναλιών είναι αναγκαία για ένα πλήθος σύγχρονων εφαρμογών όπως μεταξύ άλλων η εκτίμηση της ταχύτητας κίνησης της φορητής συσκευής, μεταγωγή (handoff), δυναμική καταχώρηση συχνοτήτων και ο δυναμικός έλεγχος της ισχύος εκπομπής της φορητής μονάδας. Επίσης, βασιζόμενοι σε στοχαστικά μοντέλα, μπορούν να εκτιμηθούν διάφορα μεγέθη των καναλιών, όπως η μέση χρονική διάρκεια των ριπών σφαλμάτων (error bursts) και η απόδοση των χρησιμοποιουμένων πρωτοκόλλων επικοινωνίας. Στην παρούσα διατριβή μελετώνται μη επιλεκτικά στη συχνότητα κανάλια με διαλείψεις για κινητές συσκευές λήψης (mobile fading channels) και στατικά κανάλια με διαλείψεις (fixed wireless fading channels). Στην πρώτη περίπτωση διερευνάται το πρόβλημα του στατικού πομπού με κινούμενο δέκτη, ενώ στη δεύτερη περίπτωση διερευνάται το πρόβλημα όπου η κατάσταση τόσο του πομπού όσο και του δέκτη είναι στατική. Στα μη επιλεκτικά στη συχνότητα κανάλια των κινητών συσκευών, οι χρονικές μεταβολές συμβαίνουν λόγω της ταυτόχρονης άφιξης πολυοδευουσών συνιστωσών (multipath components) στον κινητό δέκτη. Οι συνιστώσες αυτές έχουν τυχαία φάση, συνεπώς προκαλούν στο λαμβανόμενο σήμα ταχείες αυξομειώσεις, λόγω του ότι μπορούν να υπερτίθενται με τυχαίο τρόπο. Με τη σειρά τους, οι πολυοδεύουσες συνιστώσες μπορούν να καταφθάνουν στον κινητό δέκτη διαδιδόμενες σε δυο ή τρεις διαστάσεις. Το τελευταίο εξαρτάται από το αν καταφθάνουν υπό κάποια γωνία ανύψωσης σε σχέση με το επίπεδο κίνησης του δέκτη . Οι χρονικές μεταβολές του λαμβανόμενου σήματος επηρεάζονται επίσης από το φαινόμενο της σκίασης (shadowing ή shadow fading), το οποίο έχει ως αποτέλεσμα η μέση τιμή αυτού να παίρνει τυχαίες τιμές σε κάθε τοπική περιοχή (local area). Η σκίαση είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των πολυοδευουσών συνιστωσών με υψηλά κτήρια και εμπόδια, ώστε μέρος της ισχύος να μη φθάνει στον κινητό δέκτη. Στα στατικά μη επιλεκτικά στη συχνότητα κανάλια, οι τυχαίες φάσεις των πολυοδευουσών συνιστωσών και κατά συνέπεια οι χρονικές μεταβολές του λαμβανομένου σήματος είναι αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης αυτών των συνιστωσών με τα κινούμενα αντικείμενα / σκεδαστές του καναλιού. Η γνώση των βασικών στοχαστικών διαδικασιών που χρησιμοποιούνται για την μοντελοποίηση του λαμβανόμενου σήματος σε ασύρματα κανάλια κρίνεται απαραίτητη. Κατάλληλες τροποποιήσεις και επεξεργασία αυτών των διαδικασιών οδήγησαν στα περισσότερα εκ των αποτελεσμάτων της παρούσης διατριβής. Αυτές οι διαδικασίες είναι το εκτεταμένο μοντέλο Suzuki (extended Suzuki model) και το μοντέλο του Loo (Loo model). Η πρώτη διαδικασία προκύπτει από το πολλαπλασιασμό μιας διαδικασίας Rice και μιας κανονικής λογαριθμικής (lognormal) διαδικασίας (μοντέλο Rice-lognormal). Η δεύτερη διαδικασία προκύπτει ως το μέτρο της πρόσθεσης δυο διανυσμάτων, όπου το πλάτος του ενός ακολουθεί την κατανομή Rayleigh, ενώ το πλάτος του άλλου ακολουθεί την κατανομή lognormal. Οι διαδικασίες αυτές ανήκουν στην κατηγορία των σύνθετων στοχαστικών (composite stochastic), αφού μοντελοποιούν ταυτόχρονα την επίδραση της σκίασης και της πολυόδευσης σε μη επιλεκτικά στη συχνότητα κανάλια κινητών συσκευών λήψης. Όσο αφορά τα στατικά ασύρματα κανάλια, οι χρονικές μεταβολές τους καθορίζονται κάνοντας χρήση μιας κατάλληλης διαδικασίας Rice. Η δημιουργία ενός καινούργιου στοχαστικού μοντέλου για κανάλια κινητών συσκευών με διαλείψεις ήταν το ένα από τα αποτελέσματα της παρούσης διατριβής. Συγκεκριμένα, προέκυψε μια νέα σύνθετη στοχαστική διαδικασία, η οποία ανήκει στην κατηγορία των μοντέλων τύπου Suzuki και προκύπτει από τον πολλαπλασιασμό μιας διαδικασίας Weibull και μια κανονικής λογαριθμικής (lognormal) διαδικασίας (μοντέλο Weibull-lognormal). Το σύνθετο μοντέλο Weibull-lognormal παρουσιάζεται στην απλή του μορφή με δυσδιάστατη ισοτροπική σκέδαση (two dimensional-2D isotropic scattering) και σε μια τροποποιημένη εκδοχή με δυσδιάστατη ανισοτροπική σκέδαση (anisotropic scattering). Στη συνέχεια, η εισαγωγή τρισδιάστατης (three dimensional-3D) ανισοτροπικής σκέδασης στο εκτεταμένο μοντέλο Suzuki και στο μοντέλο του Loo επέτρεψε να καθοριστεί με ακρίβεια η επίδραση αυτής στις χρονικές μεταβολές μη επιλεκτικών στη συχνότητα καναλιών για κινητές συσκευές λήψης. Η τρισδιάστατη σκέδαση μοντελοποιήθηκε θεωρώντας κατάλληλες κατανομές των γωνιών άφιξης (angle of arrival-AOA) των πολυοδευουσών συνιστωσών, τόσο στο αζιμούθιο επίπεδο (azimuth plane) κίνησης του δέκτη, όσο και στο κάθετο επίπεδο ανύψωσης (elevation plane). Τέλος, μελετήθηκε το στατικό μη επιλεκτικό στη συχνότητα ασύρματο κανάλι. Πιο συγκεκριμένα, η κινητικότητα των σκεδαστών σε αυτά τα κανάλια μοντελοποιήθηκε κατάλληλα μέσω τριών κατανομών πιθανότητας για τις ταχύτητες των σκεδαστών. Στη συνέχεια, η κινητικότητα των σκεδαστών συνδέθηκε με αναλυτικό τρόπο με τις χρονικές μεταβολές αυτών των καναλιών. / The topic of this thesis is to study frequency non-selective wireless fading channels using stochastic processes. Knowledge and modeling of wireless channel time variations is essential for a variety of modern applications such as estimation of the mobile receiver velocity, handoff, dynamic frequency allocation, power control of the mobile unit emitted power and so on. Moreover, based on stochastic models, we are able to estimate several channel metrics such as average time duration of error bursts and the performance of the utilized communication protocols. This thesis studies frequency non-selective mobile fading channels and fixed wireless channels. The former have static transmitter and mobile receiver, while the latter have both static transmitter and receiver. In mobile channels, time variations (fades) occur due to the simultaneous arrival of multipath components at the mobile receiver. Those components have random phases, thus they cause in the received signal rapid fluctuations as they are added randomly. In turn, the multipath components can arrive at the mobile receiver via a two or a three dimensional propagation scenario. Time variations are also affected by the shadowing effect, which causes variations to the received signal local mean. Shadowing results from the interaction of multipath components with tall buildings and obstacles such that a part of the power does not arrive at the mobile receiver. In frequency non-selective fixed wireless channels, the random phases of the multipath components and consequently the time variations arise from the interaction of those components with the channel mobile objects/scatterers. Τhe knowledge of the main stochastic processes used to model the received signal in wireless channels is necessary. Most of the results in this thesis were derived by appropriate modifications and further development of those processes, which are the extended Suzuki model and the Loo model. The former arises by multiplying a Rice and a lognormal process. The latter arises as the amplitude of the sum of a Rayleigh and a lognormal phasor vector. Both processes belong to the category of composite stochastic as they simultaneously model the influence of shadowing and multipath propagation in frequency non-selective mobile channels. As for the fixed wireless channels, the time variations of them are determined through a suitable Rice process. The creation of a novel stochastic model for mobile fading channels was one achievement of this thesis. Α new stochastic process pertaining to the Suzuki class of models was derived, which arises by multiplying a Weibull and a lognormal process (Weibull-lognormal model). The composite Weibull-lognormal model is presented in its simple form with two dimensional (2D) isotropic scattering and in a modified version with two dimensional anisotropic scattering. Afterwards, the utilization of three dimensional (3D) anisotropic scattering in the extended Suzuki and Loo models allowed us to accurately determine the impact of three dimensional scattering on the time variations of frequency non-selective mobile channels. Three dimensional scattering was modeled by considering suitable distributions for the multipath angle of arrival (AOA) at both the azimuth receiver’s plane and the vertical elevation plane. Finally, the narrowband fixed wireless channel was studied. More specifically, the scatterers’ mobility at fixed wireless channels was appropriately modeled via three probability distributions for the scatterers’ velocities. Afterwards, the scatterers’ mobility was analytically connected with the time variations of those channels.

- / -