RIFERIMENTO:

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1 RIFERIMENTO:

2 Il mondo delle telecomunicazioni

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4 Internet delle cose

5 Riassumendo LA RETE ha scelto IP come collante comune IP non è nato per elevate prestazioni ma per semplicità Quindi IP deve cambiare per adattarsi alle nuove esigenze I nuovi servizi richiedono elevata disponibilità di banda anche all utente L utente vuole poter usufruire di tutti i servizi in libertà ed in ogni momento L accesso alla rete è sempre più diversificato ed eterogeneo Servono tecniche di trasmissione in grado di adattarsi

6 Ambiti di attivtà del laboratorio Codifica di sorgente (in particolare video) Tecniche di codifica efficienti Tecniche di codifica adattive Tecniche di codifica robuste Trasmissione Codifiche di canale iterative e a ridondanza incrementale Trasmissione per reti locali ad alta velocità Analisi di sistemi di trasmissione radio e ricevitori Sistemi radio non strutturati Reti di sensori Reti cognitive Algoritmi energeticamente efficienti

7 Codifiche video (1)

8 Codifiche video adattive Base layer - Video coder Video coder Enhancement layer

9 Codifica a descrizioni multiple 3,62 db 3,3 db

10 Gestione delle risorse Algoritmi a buffer singolo Weighted Fair Queueing (WFQ) Self Clocked Fair Queueing (SCFQ) SCFQ+ Pkt Pkt Algoritmi a buffer multiplo classifier Round Robin (RR) Weighted Round Robin (WRR) Class Based Queueing (CBQ) Priority Queueing (PQ) scheduler

11 Proposte: Codifica video 1. Ottimizzazione dei parametri di codificatori video per trasmissione in reti a pacchetto e radio Scopo: valutare le tecniche di resistenza agli errori dei principali algoritmi di compressione video mediante uso di simulatori di rete. Obiettivo formativo: approfondimento dei principali standard video e delle problematiche di trasmissione. Docenti di riferimento: L. Favalli. 2. Codifiche video efficienti Scopo: confrontare le prestazioni dello standard di compressione video h264 e del nuovo codec libero VP8, oggi coinvolti in una lotta per affermarsi come la tecnologia di riferimento per lo streaming video nel Web con HTML5. Obiettivo formativo: comprensione delle tecniche e degli algoritmi di compressione video, approfondimento del linguaggio C e/o Matlab e dei meccanismi di sviluppo in ambiente Linux Docenti di riferimento: L. Favalli., E. Goldoni 3. Analisi del codificatore audio open source Codec2 Scopo: valutare in maniera approfondita le prestazioni attuali di Codec2, un progetto open source per lo svilluppo di un codificatore vocale a basso bitrate (circa 2400 kbit/s) impiegabile su canali con limitata larghezza di banda quali le comunicazioni digitali radioamatoriali VHF o le reti ZigBee. Obiettivo formativo: comprensione delle tecniche e degli algoritmi di compressione audio, approfondimento del linguaggio C e/o Matlab e dei meccanismi di sviluppo in ambiente Linux Docenti di riferimento: L. Favalli, E. Goldoni

12 Proposte: Interazione tra codificatore e rete 1. Stima della banda disponibile su collegamenti Internet Scopo: realizzare test su diverse tipologie di collegamenti di rete GARR impiegando i vari strumenti per la stima della banda disponibile esistenti oggi e analizzare quindi le prestazioni degli stessi in termini di precisione e tempo di stima al variare della topologia e del traffico presente in rete Obiettivo formativo: comprensione dei meccanismi di funzionamento delle reti di comunicazione locali e apprendimento delle metodologie di misurazione nelle reti a pacchetto Docente di riferimento: L. Favalli, E. Goldoni 2. Diffusione di stream video mediante reti p2p e cloud Scopo: analizzare le prestazione degli algoritmi di codifica in funzione del carico di rete dinamico e mediante utilizzo di serventi multipli. Caratterizzazione, simulazione. Obiettivo formativo: capire l influenza dei parametri di codifica e delle condizioni di rete sull eprestazioni del servizio video Docente di riferimento: L. Favalli 3. Codifiche di canale a ridondanza incrementale per applicazioni di streaming Scopo: realizzazione di semplici schemi di codici rateless e di network coding Obiettivo formativo: comprensione delle tecniche di codifica video e dei meccanismi di rete Docente di riferimento: L. Favalli, P. Savazzi

13 Trasmissioni e reti

14 Trasmissione: sistemi OFDM

15 Applicazioni OFDM Digital Audio Broadcasting (DAB 1987) Digital Video Broadcasting (DVB-T) Interactive services (DVB-RCT) Digital Subscriber Loops Discrete Multi Tone (ADSL VDSL) Wireless LAN: IEEE (a) HIPERLAN/2: ETSI standard

16 Effetto di disturbi Riduzione d ampiezza Interferenza da portanti adiacenti Rotazioni di fase

17 Trasmissione: sistemi wireless 1 Analisi e confronto di codici per la protezione dagli errori Scopo: capire il meccanismo di correzione degli errori, verificare i limiti delle diverse classi di codici, individuare i tipi di codice più adatti per diverse situazioni trasmissive Obiettivo formativo: Imparare attraverso l utilizzo di strumenti di simulazione (solitamente Matlab) come i codici per la correzione degli errori eseguano il loro compuito e come questo sia influenzato dalle tipologie di errori verificatisi durante la trasmissione. Docente di riferimento: L. Favalli, P. Savazzi. 2 Tecniche di stima del canale radio e algoritmi di equalizzazione Scopo: realizzare sistemi di trasmissione su canali affetti da cammini multipli e disturbi selettivi in modo da poter verificare le prestazioni di diversi tipi di ricevitori. Obiettivo formativo: acquisire la capacità di simulare situazioni realistiche di trasmissione su canale radio comprendendo le problematiche di propagazione e come gli effetti negativi di queste possano essere mitigati. Docenti di riferimento: L. Favalli, P. Savazzi. A. Marinoni, A. Vizziello

18 Trasmissione: caratterizzazione di sistemi 3 Caratterizzazione di un transceiver DVBT2/S2 in Simulink Scopo: valutare il miglioramento delle prestazioni del nuovo standard di trasmissione televisiva digitale (generazione 2) sia terrestre che satellitare. Obiettivo formativo: Imparare attraverso l utilizzo di strumenti di simulazione (in questo caso Simulink) a blocchi come confugurare i parametri del trasmettitore e valutarne le prestazioni Docente di riferimento: L. Favalli, P. Savazzi.

19 Trasmissione: reti locali ad elevata velocità 4 Equalizzazione e cancellazione d eco per lo standard 802.3an (10G-Ethernet) Scopo: progetto di architetture di equalizzazione rapida e di cancellatori d eco in sistemi assimilabile a configurazioni MIMO ad elevato bit rate. Obiettivo formativo: comprendere le problematiche legate alla trasmissione ad alto bit rate su cavi in rame. Valutare il compromesso tra prestazioni e complessità Docenti di riferimento: L. Favalli, P. Savazzi. A. Marinoni

20 Reti non strutturate: sensor e cognitive networks 1. Algoritmi per reti di sensori 1. Scopo: valutare algoritmi per la costruzione di reti non strutturate e le problematiche di trasmissione in ambienti non pianificati. 2. Obiettivo formativo: comprendere le problematiche legate alla trasmissione e al consumo energetico, al rilevamento della posizione e alla scelta della banda di trasmissione 3. Docenti di riferimento: L. Favalli, P. Savazzi, E. Goldoni 4.. Emergency Response Community Networks Vehicular Ad-Hoc Nets

21 Cognitive radio networks Diponibilità limitata dello Spettro e Inefficienza nell uso dello Spettro Cognitive Radio è la tecnologia per l Accesso Dinamico allo Spettro: Primary Users/ Secondary Users Capacità di usare e condividere lo spettro in modo opportunistico. Power Frequency Spectrum Hole Spettro occupato da Licensed users Time

22 LAVORI SVOLTI Cognitive RRM exploiting heterogeneous PU types Architettura Risultati

23 LAVORI SVOLTI Esempio CR centralized en6ty PU 1 (Capacity av1 ) CRs: QoS 1,2 PU 2 (Capacity ac2 ) PU 3 (Capacity av3)

24 Argomenti di Tesi: Panoramica sulle Cognitive Radio Networks Come simulare un Cognitive Radio device utilizzando il software SEAMCAT (Spectrum Engineering Advanced Monte Carlo Analysis Tool) Come effettuare Spectrum Sensing e calcolare le porzioni di spettro libere utilizzando il software SEAMCAT. Varie Applicazioni

25 Argomenti di Tesi: Applicazioni Opportunistic scenario Shared (License-Exempt) Scenario Coesistenza di rete primaria e secondaria Access-point network Peer-to-peer network miglioramento nell uso dello spettro

26 Argomenti di Tesi: Applicazioni Cognitive Femtocells Vehicular Cognitive Radio networks

27 Argomenti di Tesi: Applicazioni FON networks Cognitive Radio for Green Communication