Τα φορητά δίκτυα ή δίκτυα κινητών επικοινωνιών έχουν αλλάξει σημαντικά τον τρόπο που οι άνθρωποι επικοινωνούν τόσο μεταξύ τους όσο με μηχανές. Τα φορητά δίκτυα έχουν εξελιχθεί σημαντικά από την πρώτη (first-generation - 1G) μέχρι την πέμπτη (fifth-generation - 5G) γενιά. Συγκεκριμένα, η 5η γενιά έχει εισάγει σημαντικές αλλαγές στη δομή και τη λειτουργία των φορητών δικτύων, ενσωματώνοντας μια ευέλικτη αρχιτεκτονική προκειμένου να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις των νέων εφαρμογών. Τα δίκτυα μετά-5ης γενιάς (beyond-5G – B5G) αναμένονται να παρέχουν πληθώρα νέων εφαρμογών, όπως εφαρμογές επαυξημένης και εικονικής πραγματικότητας, αυτόνομα οχήματα, εφαρμογές Βιομηχανίας 5.0, και Ψηφιακά Δίδυμα (digital twins). Επομένως, τα δίκτυα B5G θα πρέπει να είναι σε θέση να καλύψουν την εκθετική αύξηση σε πλήθος συνδεδεμένων συσκευών, καθώς και σε δικτυακή κίνηση. Ως αποτέλεσμα, η βελτίωση της χωρητικότητας, της φασματικής απόδοσης, και της ενεργειακής απόδοσης του δικτύου είναι υψίστης σημασίας για την ικανοποίηση των απαιτήσεων των νέων εφαρμογών. Η παρούσα διδακτορική διατριβή στοχεύει στο σχεδιασμό και ανάπτυξη μεθόδων και λύσεων για την αντιμετώπιση των προκλήσεων που σχετίζονται με την βελτίωση της απόδοσης ενός δικτύου, αξιοποιώντας τις τελευταίες εξελίξεις στους τομείς των ασύρματων επικοινωνιών και των τεχνολογιών υπολογιστικής. Η διδακτορική διατριβή εστιάζει σε τρεις βασικούς πυλώνες και συγκεκριμένα, στην επέκταση της δικτυακής κάλυψης, στη διαχείριση των ασύρματων πόρων για την αύξηση της χωρητικότητας του δικτύου, και στη βέλτιστη εκφόρτωση υπολογιστικών εργασιών σε περιβάλλοντα υπολογιστικής παρυφής.