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Reti di accesso Wireless

Corso Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni
Curriculum Curriculum unico
Orientamento Intelligent Transportation Systems
Anno Accademico 2021/2022
Crediti 9
Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/03
Anno Secondo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 72
Attività formativa Attività formative caratterizzanti

Canale unico

Docente ANTONELLA MOLINARO
Obiettivi Il corso di Reti di accesso Wireless mira a fornire le conoscenze, tramite lezioni ed esperienze di laboratorio, del funzionamento delle principali reti di accesso wireless. Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza delle tecnologie e dei principi di funzionamento e progettazione dei principali standard per reti wireless in area locale (WLAN), personale (WPAN) e delle reti wireless multihop auto-organizzanti (reti ad hoc, reti di sensori, reti mesh).
La parte pratica di laboratorio ha lo scopo di fornire agli studenti gli elementi necessari per simulare realisticamente le reti wireless e i protocolli trattati. Saranno sviluppate sperimentazioni con il simulatore ad eventi-discreti open-source ns-3, specificatamente concepito per uso didattico e di ricerca. Inoltre, sarà analizzata l’implementazione reale in ambiente Linux di alcuni protocolli di rete, attraverso l’uso di strumenti di debug quali Wireshark e Aircrack-ng.

CONOSCENZA E COMPRENSIONE: A seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce il funzionamento delle reti wireless WLAN, WPAN e i relativi protocolli standard della famiglia IEEE. Conosce inoltre le peculiarità e i criteri di progettazione e analisi delle reti wireless ad hoc e multihop. Lo studente è capace di riprodurre e valutare le interazioni protocollari per le principali reti wireless attraverso tool simulativi e di debug.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare e monitorare le prestazioni delle reti wireless e di definire i diversi aspetti tecnici e le criticità da considerare nelle fasi di progetto e realizzazione delle stesse. Ha inoltre la capacità di valutare le cause di eventuali problemi prestazionali, oltre che stabilire i protocolli wireless ad hoc più adatti al particolare obiettivo progettuale.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO: per il superamento dell'esame, lo studente dovrà sviluppare autonomia nel valutare le funzionalità e le prestazioni di una rete wireless e dei suoi protocolli, giudicando la rispondenza di una certa soluzione ai vincoli e ai requisiti di partenza. Inoltre, lo studente deve sviluppare un elaborato pratico che riproduca il funzionamento di un protocollo o di un ambiente di rete trattato nella parte teorica del corso. Pertanto, lo studente è portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza e correttezza degli aspetti teorici acquisiti.

ABILITÀ COMUNICATIVE: il corso e l’esame aiutano lo studente a migliorare la capacità di comunicazione nell’illustrare le motivazioni e i concetti teorici che sono alla base delle principali reti wireless in area locale e personale, sia single-hop che multi-hop, e i criteri di progettazione dei relativi protocolli, oltre che nel descrivere e confrontare le specifiche soluzioni.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: grazie alle conoscenze fornite durante il corso, a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere ed applicare in autonomia i metodi e le tecniche assimilate a scenari applicativi reali ed è in grado di contribuire al miglioramento degli standard protocollari esistenti.

MODALITÀ DI ACCERTAMENTO E VALUTAZIONE: Gli esami di accertamento e di valutazione consistono in:
- una prova orale, finalizzata ad accertare la comprensione delle tecnologie e dei protocolli presentati durante il corso
- una prova progettuale, da svolgere in gruppo, volta ad accertare la capacità di analizzare il comportamento dei protocolli e delle tecnologie presentati durante il corso tramite strumenti sperimentali e di valutarne le prestazioni.

Al fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello elementare, sia per la prova progettuale che per quella orale. È attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente sia in grado di realizzare correttamente la parte progettuale e possegga competenze più che sufficienti nella parte teorica. È attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente sia in grado di svolgere correttamente la parte progettuale e dimostri buone competenze nella parte orale. Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti sia nella parte progettuale che in quella teorica può essere attribuita la lode.
Programma Wireless LAN
- Caratteristiche e Applicazioni
- Lo standard IEEE 802.11 e la sua evoluzione

Wireless PAN
- Bluetooth e lo standard IEEE 802.15.1

Reti ad hoc auto-organizzanti e comunicazioni multihop
- Mobile Ad-hoc NETworks (MANETs)
- Wireless MESH networks (WMNs) e lo standard IEEE 802.11s
- Wireless sensor networks (WSNs): Zigbee e lo standard IEEE 802.15.4

Esperienze di laboratorio su protocolli wireless
- Introduzione alla simulazione di reti wireless
- Introduzione al simulatore ad eventi discreti ns-3
- Simulazione di reti IEEE 802.11 e IEEE 802.15.1
- Simulazione di reti ad hoc e reti mesh
- Analisi dei protocolli di accesso wireless attraverso tool di debug quali Wireshark e Aircrack-ng
Testi docente Materiale didattico
- Lucidi preparati dal docente e altro materiale on line indicato
- B. Bing, “Wireless Local Area Networks”, John Wiley & Sons
- K. Sohraby, D. Minoli, T. Znati, “Wireless Sensor Networks: Technology, Protocols, and Applications”, John Wiley & Sons, 2007
- H. Labiod, H. Afifi, C. De Santis, “Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee and WiMAX”, Springer
Erogazione tradizionale Sì
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale Sì
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto Sì
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No
Docente MARICA AMADEO
Obiettivi Il corso di Reti di accesso Wireless mira a fornire le conoscenze, tramite lezioni ed esperienze di laboratorio, del funzionamento delle principali reti di accesso wireless. Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza delle tecnologie e dei principi di funzionamento e progettazione dei principali standard per reti wireless in area locale (WLAN), personale (WPAN) e delle reti wireless multihop auto-organizzanti (reti ad hoc, reti di sensori, reti mesh).
La parte pratica di laboratorio ha lo scopo di fornire agli studenti gli elementi necessari per simulare realisticamente le reti wireless e i protocolli trattati. Saranno sviluppate sperimentazioni con il simulatore ad eventi-discreti open-source ns-3, specificatamente concepito per uso didattico e di ricerca. Inoltre, sarà analizzata l’implementazione reale in ambiente Linux di alcuni protocolli di rete, attraverso l’uso di strumenti di debug quali Wireshark e Aircrack-ng.

CONOSCENZA E COMPRENSIONE: A seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce il funzionamento delle reti wireless WLAN, WPAN e i relativi protocolli standard della famiglia IEEE. Conosce inoltre le peculiarità e i criteri di progettazione e analisi delle reti wireless ad hoc e multihop. Lo studente è capace di riprodurre e valutare le interazioni protocollari per le principali reti wireless attraverso tool simulativi e di debug.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZE: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare e monitorare le prestazioni delle reti wireless e di definire i diversi aspetti tecnici e le criticità da considerare nelle fasi di progetto e realizzazione delle stesse. Ha inoltre la capacità di valutare le cause di eventuali problemi prestazionali, oltre che stabilire i protocolli wireless ad hoc più adatti al particolare obiettivo progettuale.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO: per il superamento dell'esame, lo studente dovrà sviluppare autonomia nel valutare le funzionalità e le prestazioni di una rete wireless e dei suoi protocolli, giudicando la rispondenza di una certa soluzione ai vincoli e ai requisiti di partenza. Inoltre, lo studente deve sviluppare un elaborato pratico che riproduca il funzionamento di un protocollo o di un ambiente di rete trattato nella parte teorica del corso. Pertanto, lo studente è portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza e correttezza degli aspetti teorici acquisiti.

ABILITÀ COMUNICATIVE: il corso e l’esame aiutano lo studente a migliorare la capacità di comunicazione nell’illustrare le motivazioni e i concetti teorici che sono alla base delle principali reti wireless in area locale e personale, sia single-hop che multi-hop, e i criteri di progettazione dei relativi protocolli, oltre che nel descrivere e confrontare le specifiche soluzioni.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: grazie alle conoscenze fornite durante il corso, a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere ed applicare in autonomia i metodi e le tecniche assimilate a scenari applicativi reali ed è in grado di contribuire al miglioramento degli standard protocollari esistenti.

MODALITÀ DI ACCERTAMENTO E VALUTAZIONE: Gli esami di accertamento e di valutazione consistono in:
- una prova orale, finalizzata ad accertare la comprensione delle tecnologie e dei protocolli presentati durante il corso
- una prova progettuale, da svolgere in gruppo, volta ad accertare la capacità di analizzare il comportamento dei protocolli e delle tecnologie presentati durante il corso tramite strumenti sperimentali e di valutarne le prestazioni.

Al fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18/30 è necessario che le conoscenze/competenze della materia siano almeno ad un livello elementare, sia per la prova progettuale che per quella orale. È attribuito un voto compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente sia in grado di realizzare correttamente la parte progettuale e possegga competenze più che sufficienti nella parte teorica. È attribuito un voto compreso fra 25/30 e 30/30 quando lo studente sia in grado di svolgere correttamente la parte progettuale e dimostri buone competenze nella parte orale. Agli studenti che abbiano acquisito competenze eccellenti sia nella parte progettuale che in quella teorica può essere attribuita la lode.
Programma Esperienze di laboratorio su protocolli di rete wireless

- Introduzione alla simulazione di reti wireless
- Introduzione al simulatore ad eventi discreti ns-3
- Simulazione di reti IEEE 802.11
- Simulazione di reti ad hoc e reti mesh
- Analisi dei protocolli di accesso wireless attraverso tool di debug quali Wireshark e Aircrack-ng
Testi docente Materiale didattico
- Lucidi preparati dal docente e altro materiale on line indicato
- B. Bing, “Wireless Local Area Networks”, John Wiley & Sons
- K. Sohraby, D. Minoli, T. Znati, “Wireless Sensor Networks: Technology, Protocols, and Applications”, John Wiley & Sons, 2007
- H. Labiod, H. Afifi, C. De Santis, “Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee and WiMAX”, Springer
Erogazione tradizionale Sì
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale Sì
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto Sì
Valutazione tirocinio No
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