Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, delle Infrastrutture e dell'Energia Sostenibile - Università Mediterranea di Reggio Calabria - Didattica

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5G Systems

Corso

Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni

Curriculum

Curriculum unico

Orientamento

Reti ed applicazioni

Anno Accademico

2020/2021

Crediti

Settore Scientifico Disciplinare

ING-INF/03

Anno

Secondo anno

Unità temporale

Secondo semestre

Ore aula

Attività formativa

Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Docente

CLAUDIA CAMPOLO

Obiettivi

Il corso intende fornire nozioni teoriche e pratiche utili al fine di approfondire le conoscenze relative ai paradigmi, alle architetture di rete, ai protocolli della quinta generazione (5G) di sistemi cellulari, e alle evoluzioni verso i sistemi post-5G e 6G.
Verranno esaminate soluzioni di networking innovative della rete Internet del futuro, es., software defined networking (SDN), network function virtualization (NFV), cloud/fog/edge computing, nuovi paradigmi di comunicazione e tecnologie cellulari emergenti (es., network slicing, New Radio) alla base dei sistemi 5G.

Alcune tematiche verranno anche approfondite mediante lo studio e l’analisi di progetti, di soluzioni sul mercato, di field-trial e di articoli scientifici di riferimento e di specifiche proposte dagli enti di standardizzazione per meglio comprendere le principali sfide per la ricerca e per gli operatori del settore ICT.
Successivamente, lo studente apprenderà le principali metodologie per l’analisi, la progettazione e la valutazione delle alcune soluzioni tecnologiche presentate. Infine, lo studente passerà all’utilizzo di alcune di esse tramite esercitazioni di laboratorio su piattaforme e tramite strumenti software/hardware per lo più basati su sistemi operativi di tipo open source.

CONOSCENZA E COMPRENSIONE: a seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce le principali soluzioni tecnologiche che verranno impiegate nell'ambito dei sistemi 5G ed evoluzioni verso i sistemi 6G.

CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare e
progettare soluzioni basate sulle tecnologie presentate durante il corso.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande
teoriche e sapere impostare campagne di misure sperimentali per l'analisi prestazionale delle tecnologie presentate ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio nel commentare in maniera critica i risultati ottenuti.

ABILITA' COMUNICATIVE: il corso e l’esame aiutano lo studente a migliorare la capacità di comunicazione nell'illustrare le motivazioni teoriche e tecniche che sono alla base delle principali tecnologie 5G e post-5G.

CAPACITA' DI APPRENDIMENTO: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia possibili evoluzioni delle tecnologie presentate durante il corso e di applicare le metodologie di valutazione apprese a nuove tecnologie e di utilizzare strumenti differenti, basati sulla stessa metodologia, per la valutazione delle prestazioni.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO E VALUTAZIONE:
Gli esami di accertamento e di valutazione consistono:
- in 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.
- in una prova orale, finalizzata ad accertare la comprensione delle tecnologie e dei protocolli presentati durante il corso.
Voto massimo 30/30.

Ai 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. E’ attribuito un voto
compreso fra 20/30 e 24/30 quando lo studente sia in grado di realizzare correttamente la parte progettuale ma possegga
discrete competenze nella parte teorica. E’ 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

I paradigmi di virtualizzazione di rete (10 h)
- Software defined networking (SDN): principi, soluzioni e problematiche aperte
- Il protocollo OpenFlow per la Southbound Interface
- Network function virtualization (NFV): architettura ETSI, service chaining

Le reti 5G (10 h)
- Obiettivi, classi di servizio (eMBB, URLLC, mMTC), tecnologie abilitanti (New Radio, Full-duplex, millimeter-wave), architetture di rete
- L'architettura 5G in 3GPP
- Evoluzione dei sistemi 5G verso i sistemi 6G

I paradigmi di Cloud computing per reti 5G (12 h)
- Modelli di servizio NIST: IaaS, PaaS, SaaS
- Mobile/Multi-access Edge Computing
- Edge AI: intelligenza artificiale ed edge computing

Network slicing in reti 5G (4 h)
- Virtualizzazione della core network
- Virtualizzazione della RAN (Cloud-RAN)
- Network slicing in reti 5G: specifiche 3GPP e principali casi d’uso

Tool e metodologie per l’implementazione, l’analisi e la valutazione di soluzioni per reti 5G (12 h)
- Emulatori di rete (Mininet, Mininet-WiFi), Generatori di traffico (iperf), Controller SDN, Tool per la virtualizzazione (container Docker)

Testi docente

- Materiale bibliografico fornito dalla docente quando necessario.

Erogazione tradizionale

Sì

Erogazione a distanza

Frequenza obbligatoria

Valutazione prova scritta

Valutazione prova orale

Sì

Valutazione test attitudinale

Valutazione progetto

Sì