accelerare la ricerca e lo sviluppo di nuove tecnologie con software defined radio - ed.1

DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA, INFORMAZIONE E BIOINGEGNERIA

Il corso si divide in 3 moduli. Modulo 1: Fondamenti di comunicazione e SDR (12 ore) Questo modulo è pensato per chi non ha una formazione nell’ambito telecomunicazioni, oppure necessita un’introduzione di base sulle SDR. In questo modulo verranno trattati tutti i fondamenti necessari per instaurare un link fisico e trasmettere quindi informazioni. Si vedranno soluzioni software, sia open source (GNU Radio) che non (MATLAB), per programmare le SDR ed implementare un sistema di comunicazione. Progetto: sviluppo di un sistema di comunicazione basato su modulazioni semplici (QAM, QPSK, FSK). Modulo 2: SDR ed applicazioni physical layer (9 ore) In questo modulo verranno trattate le applicazioni del livello fisico inerenti al rilevamento di grandezze fisiche e sensing dell’ambiente. Verranno introdotte tecniche di spectrum sensing e vari software per trasformare un’SDR in un analizzatore di spettro. Si passerà quindi alla localizzazione di trasmettitori utilizzando sia tecniche di trilaterazione, basate sulla potenza ricevuta, che tecniche di triangolazione basate sulla misura dell’angolo di arrivo. Si vedranno i principi della localizzazione tramite RADAR e applicazioni più avanzate quali Synthetic Aperture Radar (SAR). Si vedrà infine l’interazione tra il sensing e la comunicazione. Progetto: sviluppo di un sistema di sensing a scelta da concordare con il docente. Modulo 3 (9 ore) In questo modulo si affronterà l’utilizzo di SDR per la realizzazione di reti private 5G stand-alone tramite architettura Open Radio Access Network (O-RAN). Verranno forniti cenni agli elementi teorici dei livelli di accesso e di rete necessari alla comprensione dei principi di funzionamento per reti 5G. Laboratorio: verranno dimostrate reti 5G-Private realizzate tramite SDR, verranno introdotti i software open source necessari per la loro realizzazione.

L'insegnamento si pone l’obbiettivo di formare figure tecniche sugli aspetti pratici e teorici inerenti sistemi di comunicazione e sensing basati sull’utilizzo di Software Defined Radio (SDR). Saranno presentati i principali componenti di un sistema di comunicazione a radiofrequenza e verranno confrontati con l’architettura basata su SDR. Gli studenti affronteranno l’implementazione di sistemi di comunicazione utilizzando MATLAB o GNURadio, andando nel dettaglio delle catene di processing necessarie per stabilire un link fisico. Verranno quindi introdotte tecniche di sensing tramite SDR utilizzabili per identificare anomalie, localizzare terminali o, più generalmente, ricostruire l’ambiente di propagazione. Una volta affrontato il layer fisico si salirà ai layer successivi, affrontando tematiche di accesso e creazione/gestione di reti private 5G basate su architettura Open-RAN. Alla fine del percorso formativo gli studenti saranno in grado di sfruttare a pieno le piattaforme SDR per integrarle in applicazioni inerenti al mondo delle telecomunicazioni e/o il sensing di grandezze fisiche utilizzando segnale a radiofrequenza.

È richiesta una base di matematica per la comprensione delle formule trattate e conoscenza del concetto di trasformata di Fourier per la rappresentazione nel dominio delle frequenze. È consigliato disporre di un PC portatile dotato di sistema operativo linux o macchina virtuale.

Politecnico di Milano - Campus Leonardo

Direttore: DAVIDE SCAZZOLI

Direttore Tecnico: MAURIZIO MAGARINI

DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA, INFORMAZIONE E BIOINGEGNERIA

ELENA LEONARDI

02- 23993641

elena.leonardi@polimi.it