OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

La società di Internet si basa su soluzioni tecnologiche per la connessione continuativa e pervasiva di persone e oggetti (IoT). Nel modulo gli studenti vengono introdotti ad un confronto critico tra diverse tecnologie radio in grado di garantire tale connessione globale, comprese soluzioni terrestri e satellitari. Prendendo alcuni casi di studio con requisiti, vincoli e funzionalità diversi, gli studenti sono guidati ad esplorare diverse opzioni e scegliere quella più adatta, economica e performante. Verranno esaminate le strategie di copertura radio confrontando diverse metodologie di pianificazione cellulare in modo che gli studenti possano apprendere come diversi ambienti e territori possano essere serviti in modo pervasivo risparmiando sui costi infrastrutturali adottando soluzioni specifiche. Verranno esaminati standard di telefonia mobile terrestre come GSM/GPRS, WCDMA e LTE e confrontati con tecnologie satellitari come Globalstar e Iridium. Grazie a questa ampia indagine tecnologica gli studenti acquisiranno sicurezza e competenza nella progettazione di soluzioni basate su dispositivi con interfaccia multi-radio in grado di commutare in modo continuo e trasparente all'utente la rete di accesso tramite handover verticale. Lo smartphone sarà considerato come esempio di piattaforma multi-standard in grado di connettere persone e cose oltre la rete telefonica, includendo Wifi, Bluetooth, RFID, BLE, NFC. Il valore aggiunto rappresentato dalla stima della posizione di terminal, persone e cose verrà considerato con riferimento ad applicazioni nel campo della logistica, dei trasporti e della sanità. In tale ottica verranno introdotte metodologie basate sul radio fingering terrestre e sistemi globali basati su satellite (GPS/Galileo/Egnos).

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L'attesa al termine del corso è che gli studenti conoscano e sappiano gestire le principali problematiche legate alle comunicazioni radio sia terrestri che satellitari. Dovrebbero dimostrare l'acquisizione di una conoscenza approfondita delle soluzioni e delle tecniche per la copertura radiocellulare, la localizzazione dei terminali, l'allocazione delle risorse radio, la gestione delle interferenze e il supporto alla mobilità. Dimstrare padronanza nella progettazione dei collegamenti radio con calcolo del bilancio di potenza di trasmissione, del guadagno dell'antenna e delle perdite di propagazione. L'esame sarà basato sulla valutazione delle conoscenze teoriche e della capacità progettuale. Verranno studiati casi di studio riguardanti specifiche applicazioni nel campo della logistica, dei trasporti, delle operazioni industriali e dell'assistenza medica.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso si baserà su lezioni tradizionali con spiegazioni ed esercizi alla lavagna o tramite slide e videoproiezione.

Le lezioni verteranno su spiegazioni teoriche seguite da esercitazioni in laboratorio utilizzando strumentazione a radiofrequenza per verificare concretamente i concetti teorici di base.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Introduzione alle comunicazioni radio

Propagazione fisica della radiofrequenza: onde terrestri, di cielo e di spazio
Ellissoidi di Fresnel
Attenuazione di tratta
Assorbimento atmosferico, attenuazione della pioggia
Dispersività temporale e interferenza intersimbolica (ISI)
Fading lento (eventi atmosferici)
Fading veloce (shadowing) e molto veloce (multipath).
Selettività del fading veloce nel tempo, nello spazio, nella frequenza e nella direzione
Trasmissione/ricezione in diversità


Copertura radio pervasiva

Celle eccitate al centro e agli angoli
Dimensionamento delle celle
Modelli di celle sovrapposte e stratificate
Pianificazione delle celle basata su esagono
Assegnazione dei canali cellulari basata sul traffico (formula B-Erlang, probabilità di blocco, fattore di raggruppamento)
Politiche di prestito di cnale
Pianificazione dei cluster e assegnazione del colore delle celle
Interferenza del sistema: interferenza isocanale e da canali adiacenti
Gestione del supporto alla mobilità

Aree di chiamata
Segnalazione della gestione della congestione del canale
Monitoraggio della qualità dei canali di traffico
Hand Over intra ed inter-cella
Localizzazione del terminale utente


Gestione delle risorse radio

Tecnologie di accesso multiplo (FDMA, TDMA, CDMA)
Tecnologie duplex (FDD, TDD, CDD)
Diffusione del ritardo e banda di coerenza
Equalizzazione dei canali
Controllo dinamico della potenza di trasmissione


Standard digitali mobili globali

Terrestre: 2G, 3G e introduzione al 4G
Satellite: Iridium e Globalstar


Sistemi di posizionamento globale

Tecnologie terrestri
Tecnologie satellitari: GPS, GPS differenziale, EGNOS
Tecnologie IoT
RFID
Bluetooth
Comunicazione a luce visibile


Applicazioni Context-based

Casi di studio nello scenario automobilistico
Casi di studio nello scenario E-Health

I contenuti dell'insegnamento forniranno agli studenti competenze utili al raggiungimento dei diversi obiettivi dell'Agenda 2030, in particolare le soluzioni di telecomunicazioni che verranno approfondite forniranno competenze nella progettazione di soluzioni smart per la gestione ottimizzata degli impianti produttivi riconducibili all'Obiettivo 9 “Imprese Innovazione infrastrutturale”, nonché l’attuazione di politiche efficaci per le Smart Cities riconducibili all’Obiettivo 11 “Città e comunità sostenibili”.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Tutti gli argomenti delle lezioni verranno riportati integralmente su slides e su appunti dettagliati pubblicati su Aulaweb. Verranno inoltre suggeriti i libri di testo di riferimento reperibili presso la Biblioteca dell'Ateneo.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

CARLO REGAZZONI (Presidente)

IGOR BISIO

ALI KRAYANI

LUCIO MARCENARO

FABIO LAVAGETTO (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Il corso avrà inizio il 23.09.2024 e terminerà il 18.12.2024

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste in una prova scritta con esercizi, domande con risposta a scelta multipla, domande con risposta a testo aperto. Nel caso in cui la prova venga superata, gli studenti potranno sostenere facoltativamente una prova orale.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Il livello di apprendimento dello studente viene valutato attraverso esercizi orientati alla risoluzione di problemi pratici che richiedono il corretto utilizzo di formule e attraverso domande orientate a verificare la conoscenza complessiva di argomenti specifici. 

Agli studenti con disturbi dell'apprendimento (“Disturbi Specifici di Apprendimento”, DSA) sarà consentito l'utilizzo di modalità e supporti specifici che verranno determinati caso per caso in accordo con il delegato dei corsi di Ingegneria nel Comitato per l'Inclusione degli studenti con disabilità.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

L'insegnamento è erogato integralmente in lingua inglese. Per tutte le informazioni relative, si veda la sezione in inglese.