Propagazione Mobile e Wireless

Simulazione di antenna a riflettore

 

Simulazione di antenna on-body

 

Apprendi i fondamenti dei sistemi e dispositivi wireless, e applicali alla progettazione e planning wireless in scenari quali smart cities, IoT, e Industria 4.0

Il corso fornisce le conoscenze di base per l'analisi e la progettazione di sistemi e dispositivi wireless. Partendo dall'analisi di differenti contesti applicativi, il corso presenta le principali tecnologie ed architetture wireless adottate allo stato dell'arte, analizzandone in maniera approfondita e comparativa i principali blocchi funzionali sia software che hardware. L'obiettivo del corso consiste nel fornire gli strumenti richiesti all'ingegnere dell’informazione per l'analisi, la progettazione e la pianificazione di sistemi e dispositivi wireless attualmente utilizzati e di futuro impiego in contesti applicativi di interesse scientifico ed industriale tra cui le smart cities, l'internet of things (IoT), e l'industria 4.0.
 

Contenuti del Corso

Lo "Smart ElectroMagnetic Environment" (SEME)
  • Panoramica delle attuali reti mobili e wireless, "attori" dell'innovazione tecnologica, principali bottlenecks;
  • Trend attuale nel design di sistemi di comunicazione wireless ad alte prestazioni, impatto dello scenario/ambiente di propagazione, approcci capacity-oriented;
  • Visione futura dei sistemi di comunicazione wireless: idee e concetti fondamentali alla base del paradigma innovativo Smart ElectroMagnetic Environment (SEME);
  • Panoramica delle principali implementazioni del paradigma SEME basate sullo sfruttamento opportunistico dell'ambiente e/o il design e planning di ElectroMagnetic Skins (EMSs) per controllare la propagazione wireless in ambienti complessi al fine di migliorare la copertura e la qualità del servizio per gli utenti;
Teoria e Modeling di Sistemi Wireless
  • Definizioni e concetti fondamentali delle antenne e dei sistemi radianti (es., modello circuitale equivalente, coefficiente di riflessione, banda, diagramma di radiazione, direttività, polarizzazione);
  • Modeling di singoli elementi radianti per le comunicazioni wireless mediante tool CAD avanzati di simulazione elettromagnetica;
  • Modeling di schiere di elementi radianti (array) per comunicazioni wireless mediante tool CAD avanzati di simulazione elettromagnetica;
Teoria, Modeling, e Planning di Sistemi Wireless Secondo il Paradigma "SEME"
  • Teoria e concetti fondamentali per descrivere la propagazione di un'onda elettromagnetica e la sua interazione con strutture presenti nell'ambiente circostante: campi elettromagnetici nel dominio dei fasori, onde piane, incidenza normale su interfaccia piana, incidenza obliqua, leggi di Snell;
  • Leggi di Snell generalizzate, concetto di riflessione/trasmissione "anomala", concetti base e strategie per il design di EMSs per il controllo della propagazione di segnali wireless;
  • Modeling di scenari outoor e indoor e analisi della copertura mediante tool CAD avanzati di sumulazione elettromagnetica basati su approcci di ray-tracing;
  • Planning di EMSs per il miglioramento della copertura e della qualità del servizio in sistemi di comunicazione wireless operanti in scenari di propagazione complessi;
Seminari Tematici
  • Seminari tematici di approfondimento su applicazioni di elevato interesse relative all'impiego di ambienti elettromagnetici intelligenti (es., per la localizzazione/tracking wireless di target non-cooperativi);
  • Introduzione ai sistemi di informazione che supportano il processo decisionale (Decision Support Systems - DSSs) partendo da dati raccolti nell'ambiente mediante infrastrutture wireless eterogenee (es., wireless sensor networks)
ELEDIA
   

Bibliografia

  • Ian F. Akyildiz, Mehmet Can Vuran, Wireless Sensor Networks, Wiley, 2010.
  • S. R. Vijayalakshmi and S. Muruganand, Wireless Sensor Networks : An Introduction, Mercury Learning and Information, 2018.
  • K. Finkenzeller, RFID Handbook: Fundamentals and Applications in Contactless Smart Cards, Radio Frequency Identification and Near-Field Communication, Wiley, 2003.
  • C. Haslett, Essentials of Radio Wave Propagation, Cambridge University Press, 2008.
  • D. Tse and P. Viswanath, Fundamentals of Wireless Communication. Cambridge University Press, 2005.
  • A. Zaidi, F. Athley, J. Medbo, U. Gustavsson, G. Durisi, and X. Chen, 5G Physical Layer. Academic Press, 2018.