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TELECOMUNICAZIONI
REGGIO DI CALABRIA
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso Reti Satellitari e Droni ha l’obiettivo di esplorare le comunicazioni spaziali, concentrandosi su nozioni base, come architettura, applicazioni, integrazione della tecnologia 5G a supporto delle reti non-terrestri e principali sfide, ma anche su implementazioni pratiche e tecniche di simulazione avanzate.
Il corso combina approfondimenti teorici con progetti pratici ed esercizi di simulazione.
Fornire una comprensione completa dei principi fondamentali e delle tecnologie necessarie per sviluppare un ambiente di simulazione 3D per sistemi di comunicazione wireless che coinvolgono droni e satelliti, con un'attenzione particolare alla modellazione accurata dello spazio fisico. Implementare la distribuzione stocastica degli utenti (UE) e i modelli di propagazione 3GPP per simulare scenari realistici.
Conoscenza e comprensione:
Al termine dell’esame, lo studente sarà in grado di descrivere con precisione l’architettura delle reti non-terrestri, illustrando i principali casi d’uso e scenari applicativi del 6G, il ruolo del 5G NR nel supporto alle comunicazioni satellitari e ai droni, le problematiche caratteristiche delle reti non-terrestri e le prospettive di sviluppo oltre il 6G. Sarà inoltre in grado di spiegare i fondamenti della progettazione e implementazione delle reti satellitari, incluse le tecniche di gestione delle risorse radio.
Capacità di applicare:
Lo studente saprà modellare e simulare sistemi di comunicazione wireless in ambienti 3D complessi, comprendenti droni e satelliti, utilizzando modelli matematici e strumenti di simulazione per analizzare scenari reali. Sarà in grado di applicare modelli di propagazione conformi agli standard 3GPP, di configurare distribuzioni stocastiche 3D degli utenti.
Autonomia di giudizio:
Lo studente sarà in grado di valutare criticamente le diverse tecnologie e soluzioni disponibili per la progettazione di reti non-terrestri, identificando vantaggi, limiti e trade-off nelle scelte progettuali relative a droni, satelliti, protocolli di comunicazione e gestione delle risorse.
Capacità di apprendimento:
Lo studente dimostrerà la capacità di aggiornarsi in modo autonomo sulle evoluzioni del settore delle reti non-terrestri e delle comunicazioni 6G, consultando articoli scientifici, documenti tecnici e standard internazionali, al fine di rimanere allineato con le più recenti direzioni di ricerca.
Prerequisiti
Conoscenze di base di telecomunicazioni. Interesse per la programmazione.
Metodi didattici
Lezioni teoriche, esercizi pratici e implementazione di codice.
Verifica Apprendimento
Modalità di accertamento delle competenze: Esame orale.
L’esame è strutturato in due parti:
- una prima parte dedicata alle reti non-terrestri e alle architetture di comunicazione, volta a verificare la conoscenza dei concetti fondamentali, delle tecnologie di riferimento e dei casi d’uso;
- una seconda parte dedicata alla modellazione, simulazione e progettazione di sistemi satellitari e UAV, finalizzata alla verifica della comprensione dei modelli, delle tecniche di simulazione e delle principali sfide progettuali.
Criteri di valutazione
- 30 e lode: Lo studente dimostra una conoscenza completa, approfondita e critica delle architetture di rete non-terrestri, dei sistemi satellitari e dei sistemi di comunicazione basati su droni, nonché delle tecnologie 5G/6G di supporto. Mostra piena padronanza dei modelli di propagazione radio, delle tecniche di modellazione e simulazione in ambiente 3D e delle problematiche tipiche delle NTN (mobilità, latenza, deafness problem, gestione delle risorse radio). È in grado di analizzare scenari complessi, discutere criticamente casi d’uso avanzati e applicare in modo autonomo le conoscenze acquisite, utilizzando un linguaggio tecnico-scientifico rigoroso.
- 28 – 30: Lo studente dimostra una conoscenza completa e approfondita dei contenuti del corso relativi alle reti non-terrestri, alle comunicazioni satellitari e UAV e alle applicazioni 6G. Utilizza correttamente i modelli teorici e di simulazione e mostra un’ottima padronanza del linguaggio tecnico. È in grado di interpretare correttamente scenari applicativi e di applicare in modo autonomo le conoscenze acquisite.
- 24 – 27: Lo studente dimostra una buona conoscenza delle architetture di rete non-terrestri, dei principali modelli di propagazione e delle tecniche di simulazione dei sistemi satellitari e basati su droni. Usa in modo adeguato il linguaggio tecnico ed è in grado di applicare correttamente le conoscenze alla risoluzione di problemi e scenari standard.
- 20 – 23: Lo studente dimostra una conoscenza sufficiente dei contenuti fondamentali del corso, con particolare riferimento ai concetti di base delle reti satellitari, delle comunicazioni UAV e delle NTN. Presenta una limitata capacità di approfondimento, ma è in grado di applicare le conoscenze di base a contesti semplici e guidati.
- 18 – 19: Lo studente dimostra una conoscenza di base dei principali concetti del corso, quali le reti non-terrestri e i sistemi di comunicazione satellitari e con droni, e utilizza un linguaggio tecnico elementare. È in grado di applicare le conoscenze acquisite solo con il supporto del docente.
- < 18 – Insufficiente: Lo studente non dimostra una conoscenza adeguata dei contenuti del corso relativi alle reti non-terrestri, ai sistemi satellitari e UAV, né il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi.
Testi
Materiale didattico fornito dalle docenti.
Contenuti
Programma del corso, diviso per moduli di apprendimento
MODULO 1 – Reti Non-Terrestri e architetture di comunicazione (3 CFU)
- Architettura di rete non-terrestre (0.5 CFU)
- Casi d’uso, scenari e applicazioni 6G (0.5 CFU)
- 5G NR per supportare applicazioni 6G sulla rete non-terrestre (0.5 CFU)
- Problematiche principali della rete non-terrestre (0.5 CFU)
- Direzioni di ricerca future: la rete non-terrestre oltre il 6G (0.5 CFU)
- Implementazione e progettazione di reti satellitari e tecniche di gestione delle risorse radio (0.5 CFU)
MODULO 2 – Modellazione e simulazione di Sistemi Satellitari e UAV (3 CFU)
- La modellazione e simulazione di sistemi in un ambiente 3D, con particolare attenzione ai sistemi di comunicazione wireless che coinvolgono droni e satelliti. I modelli matematici forniscono utili approssimazioni teoriche per l'analisi iniziale, mentre le simulazioni offrono risultati più accurati, specialmente per progetti complessi. (1 CFU)
- La distribuzione stocastica 3D degli utenti (UE), in cui le posizioni di droni e satelliti seguono distribuzioni di probabilità, riflette la natura dinamica degli scenari del mondo reale. Le simulazioni affronteranno anche il "deafness problem", che descrive le situazioni in cui un UE non è in grado di ricevere segnali efficacemente. (1 CFU)
- Inoltre, i modelli di propagazione 3GPP, conformi agli standard, saranno implementati per prevedere la propagazione dei segnali radio all'interno dell'ambiente. (1 CFU)
Risultati attesi
Modalità di accertamento delle competenze: Esame orale.
L’esame è strutturato in due parti:
- una prima parte dedicata alle reti non-terrestri e alle architetture di comunicazione, volta a verificare la conoscenza dei concetti fondamentali, delle tecnologie di riferimento e dei casi d’uso;
- una seconda parte dedicata alla modellazione, simulazione e progettazione di sistemi satellitari e UAV, finalizzata alla verifica della comprensione dei modelli, delle tecniche di simulazione e delle principali sfide progettuali.
Criteri di valutazione
- 30 e lode: Lo studente dimostra una conoscenza completa, approfondita e critica delle architetture di rete non-terrestri, dei sistemi satellitari e dei sistemi di comunicazione basati su droni, nonché delle tecnologie 5G/6G di supporto. Mostra piena padronanza dei modelli di propagazione radio, delle tecniche di modellazione e simulazione in ambiente 3D e delle problematiche tipiche delle NTN (mobilità, latenza, deafness problem, gestione delle risorse radio). È in grado di analizzare scenari complessi, discutere criticamente casi d’uso avanzati e applicare in modo autonomo le conoscenze acquisite, utilizzando un linguaggio tecnico-scientifico rigoroso.
- 28 – 30: Lo studente dimostra una conoscenza completa e approfondita dei contenuti del corso relativi alle reti non-terrestri, alle comunicazioni satellitari e UAV e alle applicazioni 6G. Utilizza correttamente i modelli teorici e di simulazione e mostra un’ottima padronanza del linguaggio tecnico. È in grado di interpretare correttamente scenari applicativi e di applicare in modo autonomo le conoscenze acquisite.
- 24 – 27: Lo studente dimostra una buona conoscenza delle architetture di rete non-terrestri, dei principali modelli di propagazione e delle tecniche di simulazione dei sistemi satellitari e basati su droni. Usa in modo adeguato il linguaggio tecnico ed è in grado di applicare correttamente le conoscenze alla risoluzione di problemi e scenari standard.
- 20 – 23: Lo studente dimostra una conoscenza sufficiente dei contenuti fondamentali del corso, con particolare riferimento ai concetti di base delle reti satellitari, delle comunicazioni UAV e delle NTN. Presenta una limitata capacità di approfondimento, ma è in grado di applicare le conoscenze di base a contesti semplici e guidati.
- 18 – 19: Lo studente dimostra una conoscenza di base dei principali concetti del corso, quali le reti non-terrestri e i sistemi di comunicazione satellitari e con droni, e utilizza un linguaggio tecnico elementare. È in grado di applicare le conoscenze acquisite solo con il supporto del docente.
- < 18 – Insufficiente: Lo studente non dimostra una conoscenza adeguata dei contenuti del corso relativi alle reti non-terrestri, ai sistemi satellitari e UAV, né il raggiungimento dei risultati di apprendimento attesi.
Altre informazioni
Codice della classe Teams: yc5z5dv