Obiettivi Formativi

Il corso ha come obiettivo principale quello di fornire allo studente competenze e conoscenze di base inerenti alcuni strumenti utili alla simulazione, progettazione e implementazione di sistemi e reti di telecomunicazioni. Ulteriore obiettivo è quello di sviluppare nello studente le capacità necessarie per 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. The ability to work with others in a lab environment is one of the implied goals of this kind of course.

Metodi didattici

Il corso si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali ed esercitazioni pratiche basate sull'utilizzo di software open source (Octave, GNU Radio, SPLAT!, TinyOS e GNS3). Le esercitazioni sono supervisionate dal docente e mirate a valutare il livello di apprendimento in itinere dello studente.

Teaching Methods

This course is based on lectures and calssroom/lab activities designed to introduce various tools for designing and simulating communication systems and networks, i.e. GNU Octave, GNU Radio, SPLAT!, TinyOS and GNS3.

Prerequisiti

Il corso richiede come prerequisito la conoscenza dei principi di base delle telecomunicazioni e in particolare delle comunicazioni digitali e del protocollo IP. Si suggerisce di affrontare il corso a seguito dei corsi di Telecomunicazioni e di Reti di Calcolatori.

Prerequisites

Preliminary skills on telcommunications systems and networks are needed. Usually this course is offered in after taking "Fundamentals of Telecommunications" or another basic course covering principles of digital communications and IP networking.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame si basa su un elaborato di fine corso (su uno degli argomenti del programma) e una prova pratica finalizzata ad accertare le conoscenze acquisite e la capacità dello studente di applicare gli strumenti introdotti nel corso. Nella valutazione finale si terrà conto anche delle attività di laboratorio svolte durante il corso.

Assessment

Final project report (only on one selected topic) and a practical exam on course lab activities and related tools. Participation to lab activities is required and will be reflected in grading.

Programma del Corso

Il corso prevede 4 blocchi di lezioni inerenti: 1) Sistemi di Software Defined Radio (SDR): Introduzione, piattaforme per SDR ed esempi applicativi; ricezione ed elaborazione di segnali FM mediante GNU Radio e RTL-SDR. 2) Reti di sensori wireless (WSN): architettura, protocolli e applicazioni delle reti WSN; realizzazione e programmazione di reti di sensori mediante TinyOS; implementazione di una rete WSN per il monitoraggio ambientale. 3) Sistemi radio: simulazione di sistemi di comunicazione radio in Octave; modellizzazione del canale wireless e bilancio energetico di un collegamento; analisi della copertura radio mediante SPLAT! 4) Reti IP: progettazione e ottimizzazione di reti IP; algoritmi di instradamento; simulazione di reti IP mediante GNS3. I contenuti potranno essere modulati sulla base delle competenze pregresse e del numero degli studenti.

Course Syllabus

This course is based on lab activities designed to introduce various tools for designing and simulating communication systems and networks, i.e. GNU Octave, GNU Radio, SPLAT!, TinyOS and GNS3. A list of the topics that will be covered is provided below: 1) Software Defined Radios: architectures and tools; demodulation of FM signals using GNU Radio and RTL-SDR; 2) Wireless Sensor Networks: architectures, protocols and applications; WSN programming using TinyOS; a practical example (WSN for Environmental Monitoring) 3) RF communications: simulation of RF systems using GNU Octave; link budget analysis and modeling of wireless channels; RF planning and optimization tools (SPLAT!) 4) Simulation of IP networks using GNS3. The above list may change or extended based on time and student's skills.