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

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Advanced Communications Techniques for 5GWireless Networks

Corso

Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni

Curriculum

Curriculum unico

Orientamento

Reti e applicazioni

Anno Accademico

2016/2017

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, alle tecnologie dei sistemi di quinta generazione (5G), l’ultima frontiera delle comunicazioni mobili che sarà introdotta sul mercato nel 2020.
Verranno esaminate, dapprima, soluzioni di networking innovative della rete Internet del futuro (software defined networking, network function virtualization), nuovi paradigmi di comunicazione e tecnologie cellulari emergenti (device-to-device, machine-to-machine, network slicing) alla base delle reti 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 per meglio comprendere le principali sfide per la ricerca e per gli operatori del settore ICT. Inoltre, ogni qualvolta possibile, le tematiche del corso verranno anche illustrate tramite seminari tenuti da esperti del settore.
Successivamente, lo studente apprenderà le principali metodologie per l’analisi, la progettazione e la valutazione delle soluzioni e tecnologie presentate. Infine, lo studente passerà all’utilizzo di alcune di esse tramite esercitazioni di laboratorio, prevalentemente di gruppo, su piattaforme e tramite strumenti software/hardware per lo più basati su sistemi operativi di tipo open source.

Programma

Le reti 5G [0.5 CFU]
Obiettivi, tecnologie abilitanti, architetture di rete

Le comunicazioni device-to-device (D2D) e machine-to-machine (M2M) [0.5 CFU]
- Le comunicazioni D2D nelle reti cellulari 3GPP LTE/LTE-A e in 5G
- Architetture di rete per comunicazioni D2D
- Casi d’uso e scenari (Emergenza, IoT, Connettività veicolare)
- Le comunicazioni M2M nelle reti cellulari 3GPP LTE/LTE-A e in 5G
- L’architettura di rete M2M (standard 3GPP/ETSI)
- Le applicazioni M2M
- Soluzioni in letteratura e problematiche aperte

I paradigmi di virtualizzazione di rete [2 CFU]
- Software defined networking (SDN): principi, soluzioni e problematiche aperte
- Il protocollo OpenFlow per la Southbound Interface
- Network function virtualization (NFV): architettura ETSI, service chaining
- SDN applicato alle reti wireless/IoT

Network slicing in reti 5G [1 CFU]
- SDN/NFV applicati alle reti cellulari
- 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 [2 CFU]
- HW/SW open source, simulatori (ns-2, ns-3, etc.), emulatori di rete (Mininet, Mininet-WiFi)
- Casi di studio e progettazione

Testi docente

5G White Paper by the NGMN Alliance, Feb. 2015, https://www.ngmn.org/fileadmin/ngmn/content/downloads/Technical/2015/NGMN_5G_White_Paper_V1_0.pdf
Asadi, A., Wang, Q., & Mancuso, V. (2014). A survey on device-to-device communication in cellular networks. Communications Surveys & Tutorials, IEEE, 16(4), 1801-1819.K.-C. Chen and S.-Y. Lien (2013), ”Machine-to-machine communications: Technologies and challenges”, Ad Hoc Networks, 18 (2014): 3-23.
D. Kreutz, F.M. Ramos, P. Esteves Verissimo, C. Esteve Rothenberg, S. Azodolmolky, S. Uhlig (2015). Software-defined networking: A comprehensive survey. Proceedings of the IEEE, 103(1), 14-76.
R. Mijumbi, J. Serrat, J.L. Gorricho, N. Bouten, F. De Turck, R. Boutaba (2015). Network Function Virtualization: State-of-the-art and Research Challenges. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 18.1 (2015): 236-262.
Dispense fornite dal docente.
Draft e specifiche 3GPP, ETSI, IETF/IRTF disponibili on line.
Materiale bibliografico aggiuntivo, fornito dal docente quando necessario.

Erogazione tradizionale

Sì

Erogazione a distanza

Frequenza obbligatoria

Valutazione prova scritta

Valutazione prova orale

Valutazione test attitudinale

Valutazione progetto

Sì

Valutazione tirocinio

Valutazione in itinere

Prova pratica