Obiettivi Formativi

OF1: Fornire le competenze di base necessarie per simulare, progettare, implementare e amministrare sistemi e reti di telecomunicazioni, con particolare enfasi sui sistemi di Software Defined Radio (SDR) e sulle reti di sensori wireless (WSN). OF2: Sviluppare la capacità di lavorare in gruppo in un ambiente di laboratorio.

Learning Goals

The goal for this lab is to gain hands-on experience implementing many of the topics covered in the "Fundamentals of Telecommunications" class. This course will allow students to develop skills necessary for simulating and designing communication systems and wireless networks, with emphasis on Software Defined Radios and Wireless Sensors Networks. The ability to work with others in a lab environment is one of the implied goals of this type of course.

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula e in laboratorio.

Teaching Methods

Lectures and classroom/lab exercises.

Prerequisiti

Il corso richiede come prerequisito l'aver superato l'esame di Fondamenti di Telecomunicazioni (o di Comunicazioni Elettriche) ovvero la conoscenza dei principi di base della teoria dei segnali e delle comunicazioni digitali e analogiche. Il materiale didattico del corso di Fondamenti di Telecomunicazioni rappresenta la base teorica per questo corso. Tale prerequisito è obbligatorio ai fini della frequenza del corso. La frequenza alle attività di laboratorio è obbligatoria e sarà oggetto di valutazione.

Prerequisites

This is a course offered in after taking "Fundamentals of Telecommunications" or another basic course covering signals theory and principles of digital and analog communications. The textbooks used for "Fundamentals of Telecommunications", serves as the theory reference for this course. This prerequisite is mandatory. Moreover participation is required and will be reflected in grading.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame finale si basa su un elaborato di fine corso e una prova orale sulle attività di laboratorio svolte. Inoltre durante le esperienze di laboratorio verranno proposte agli studenti alcune attività/test che contribuiranno alla valutazione finale.

Assessment

Final project and oral examination on lab activities. Moreover during lab activities I periodically pose questions to students in order to gauge whether or not they have achieved the objectives. Class participation is required and will be reflected in grading.

Programma del Corso

Il corso è basato su esercitazioni pratiche e sull'utilizzo di diversi tool open source fra cui GNU Octave, GNU Radio, SPLAT!, TinyOS, NS2 e OMNET++. Questi tool permetteranno allo studente di familiarizzare con i diversi aspetti realtivi alla progettazione e simulazione di sistemi e reti di telecomunicazioni. Il contenuto del corso di seguito descritto sarà modulato sulla base delle competenze e del numero degli studenti. 1) Simulazione di sistemi di comunicazione mediante Octave; 2) Software Defined Radio: Introduzione ai sistemi SDR, piattaforme per SDR (GNU Radio e RTL-SDR), esempi applicativi (ricezione ed elaborazione di segnali FM e DAB mediante RTL-SDR, ricezione e trasmissione di immagini su canale wireless mediante GNURadio/USRP) 3) Progetto e realizzazione di un transceiver a 433MHz 4) Modellizzazione del canale wireless, bilancio energetico di un collegamento wireless e analisi della copertura radio di una rete wireless mediante SPLAT! 5) Reti di sensori wireless: Architettura, protocolli e applicazioni delle reti WSN, realizzazione e programmazione di reti di sensori mediante TinyOS 6) Simulazione di reti TCP/IP mediante NS2 e OMNeT++ 7) Configurazione e amministrazione di reti in ambiente linux

Course Syllabus

This course is based on lab activities designed to introduce various tools for designing and simulating communication systems and wireless networks, i.e. GNU Octave, GNU Radio, SPLAT!, TinyOS, NS2 and OMNET++. A list of the topics that will be covered is given below, in the order that they will be covered. This may change based on time and student's skills. 1) Simulation of communication systems using GNU Octave 2) Software Defined Radios architectures and tools; lab exercises: Demodulation of FM and DAB signals using RTL-SDR; Wireless transmission of JPEG files using GNU Radio and USRP. 3) Design example of a 433MHz transceiver 4) Link Budget Analysis and Modeling of wireless channels; RF planning and optimization tools (SPLAT!) 5) Wireless Sensor Networks: architectures, protocols and applications; WSN programming using TinyOS 6) Simulation of TCP/IP networks using NS2 and OMNeT++ 7) Linux networking (network management and administration tools)