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INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI

Corso di laurea magistrale

Piano di Studi


Curricula:


INTERNET AND WIRELESS COMMUNICATIONS

Primo anno

  • Digital Communications (12 cfu)

    • Il modulo di Information Theory fornisce gli elementi fondamentali della Teoria dell’Informazione di Shannon, con applicazioni nei campi della protezione dell’informazione digitale e della codifica con perdita e senza perdita dei dati digitali (source coding). L’obiettivo del modulo di Wireless Communications è quello di introdurre le tecnologie fondamentali per le comunicazioni wireless, in particolare per sistemi con antenne multiple. Verranno affrontati i seguenti argomenti: tecniche di accesso multiplo in sistemi SISO, modellizzazione dei canali radio per sistemi con antenne multiple, tecniche di beamforming per sistemi in line-of-sight, tecniche di trasmissione e ricezione in diversità, codici spazio-tempo, sistemi di comunicazione con antenne multiple, tecniche di accesso a divisione di spazio.
  • Antenna Engineering (6 cfu)

    • L'insegnamento ha lo scopo di presentare le tecnologie utilizzate nella realizzazione dei sistemi radianti dei sistemi di comunicazioni wireless, degli apparati radar e per il remote sensing. Verranno inoltre illustrati gli obiettivi e i criteri di dimensionamento degli array di antenne, e il loro utilizzo nei phased array, stazioni radio base “smart”, sistemi MIMO e sistemi in diversità.
  • Advanced Programming (6 cfu)

    • Il corso si prefigge lo scopo di presentare allo studente principi e tecniche di programmazione moderna in un linguaggio evoluto quale, per esempio, il C++ e il Java.
  • Communication systems and Cybersecurity (12 cfu)

    • : L’insegnamento Communication Systems ha lo scopo di presentare allo studente una panoramica delle problematiche e delle applicazioni relative alle comunicazioni terrestri di tipo wireless, wired e su fibra ottica. Inizialmente viene richiamata la modellistica di base dei canali radio dispersivi nel tempo e nella frequenza, identificando gli scenari di maggiore interesse per le applicazioni indoor e outdoor. Successivamente si discutono i principali aspetti progettuali relativi alla pianificazione geografica di una rete cellulare. Vengono quindi tratteggiate le caratteristiche delle reti cellulari di seconda (GSM), terza (UMTS) e quarta generazione (LTE), ponendo l’accento sulle problematiche relative all’interfaccia radio. Si accenna inoltre al nuovo sistema di quinta generazione (NR). Successivamente, si forniscono nozioni sugli standard delle famiglie IEEE 802.11 (WiFi). Si descrive quindi la tecnologia per la rete di accesso in rame (xDSL). Infine si tratteggiano le caratteristiche principali dei link su fibra ottica.
      L'insegnamento di Cybersecurity ha lo scopo di fornire agli studenti le conoscenze di base relative ai fondamenti matematici della crittografia e ai principali algoritmi utilizzati per fornire i vari servizi di sicurezza (autenticazione, confidenzialità e integrità dei dati, firma digitale). Inoltre lo studente acquisirà alcune conoscenze più applicative, con particolare riferimento a IPsec, IDS e firewall.

  • Radar and Statistical Signal Processing (12 cfu)

    • Il modulo di Statistical Signal Processing tratta i temi basilari dell’elaborazione statistica dei segnali ed in particolare della teoria della stima con esempi applicativi di interesse per l’ingegneria delle Telecomunicazioni. Lo scopo è quello di far acquisire allo studente familiarità con la caratterizzazione dei segnali aleatori e l’estrazione di parametri di interesse sulla base dell’osservazione di tali segnali. Alcuni crediti formativi sono dedicati all’analisi delle prestazioni degli algoritmi di stima mediante tecniche di simulazione Monte Carlo. Il Modulo di Radar Fundamentals ha lo scopo di fornire agli studenti le conoscenze di base relative ai sistemi radar coerenti ed incoerenti e alle funzioni da essi svolte: rivelazione in rumore Gaussiano bianco e correlato, tracking e stima dei parametri cinematici del target. Alcune delle applicazioni presentate sono strettamente legate alle conoscenze teoriche fornite dal modulo di Statistical Signal Processing. Le lezioni teoriche sono completate dal laboratorio Matlab.
  • Network Metrology (6 cfu)

    • Il corso presenta i concetti fondamentali relativi alla teoria del traffico nelle reti di telecomunicazioni. Vengono introdotti i processi di Markov a stato discreto (catene) a tempo discreto e a tempo continuo. Viene inoltre presentata la teoria elementare delle code utile alla trattabilità dei modelli fondamentali di sistemi ad attesa e a perdita impiegati per l’analisi di reti a commutazione di pacchetto e di circuito. La trattazione degli indici prestazionali fondamentali viene presentata passando ove necessario a domini trasformati (Laplace, Zeta). Sono infine presentati i teoremi fondamentali per la trattazione di reti di code markoviane aperte e chiuse. Una serie di esercitazioni sperimentali è dedicata alla presentazione dei principali strumenti per la misura del traffico in rete ed alle attività di standardizzazione in questo settore.
  • Photonics Laboratory (6 cfu)

    • L'obiettivo del corso è di sviluppare una comprensione approfondita delle conoscenze relative ai sistemi fotonici per le telecomunicazioni. Attraverso una serie di coinvolgenti attività di laboratorio con strumentazione allo stato dell'arte, il corso mira a fornire: i) una comprensione dei principi e delle tecnologie che sono alla base della trasmissione fotonica; ii) conoscenze sui dispositivi e sugli apparati che compongono un sistema di comunicazione fotonico; iii) abilità pratiche nella progettazione e realizzazione di sistemi di comunicazione in fibra ottica e nello svolgimento di misure su sistemi fotonici; iv) una comprensione degli sviluppi attuali e futuri delle tecnologie fotoniche per le comunicazioni.
  • Secondo anno

  • Prova Finale (24 cfu)


  • Attività a libera scelta (12 cfu)

    • Corsi consigliati
      Per il curriculum “Internet and Wireless Communications”
      Esami del gruppo RRSRFT, Image and Video Processing , Microwave and mmWave Devices, Microelectronics for Telecommunications
      Per il curriculum “Radar, Remote Sensing and RF Technologies”
      Esami del gruppo IAWC, Network Metrology, Photonics Laboratory, Advanced Programming
      Qualora gli esami scelti non siano tra quelli consigliati è necessaria l'autorizzazione del Consiglio di Corso di Studio.

  • 24 cfu a scelta nel gruppo IAWC

    • Gruppo INTERNET AND WIRELESS COMMUNICATIONS
    • 5G and Beyond Communications (6 cfu)

      • L'insegnamento ha lo scopo di fornire agli studenti le conoscenze di base relative ai sistemi cellulari di quinta (e futura) generazione, illustrando le principali tecniche di comunicazione impiegate per la trasmissione dell'informazione così come le principali architetture di rete. Il corso è completato da esercitazioni in Matlab.
    • Industrial Internet of Things (6 cfu)

      • L’obiettivo principale del corso è quello di fornire agli studenti una conoscenza avanzata delle tecnologie di rete in ambiente industriale, dei protocolli e delle architetture di servizio per l'IoT e l'IIoT. A conclusione del corso lo studente sarà capace di affrontare i problemi di progettazione delle tecnologie presentate ed avrà le conoscenze necessarie per lo sviluppo di un'infrastruttura IIoT.
    • Intelligent Wireless Technologies (6 cfu)

      • L’obbiettivo del corso Intelligent Wireless Technologies è illustrare agli studenti le più moderne tecnologie per la gestione delle risorse radio. Con questa finalità, il corso dapprima affronterà lo studio delle tecniche tradizionali di gestione dello spettro radio nei sistemi cellulari di ultima generazione. Successivamente verranno introdotte le basi dell’ottimizzazione convessa, teoria che rappresenta lo strumento principale per risolvere i più classici problemi di ottimizzazione. La parte finale del corso sarà focalizzata su tecniche di allocazione avanzate per sistemi multi-utente, in cui la presenza dell’interferenza complica ulteriormente il problema di ottimizzazione. Considerando sistemi a complessità crescente, l’approccio tradizionale sarà integrato anche con lo studio di algoritmi di intelligenza artificiale, principalmente basati su deep reinforcement learning.
    • Automotive Communications and Navigation (6 cfu)

      • Il corso mira a introdurre l'architettura dei sistemi satellitari di posizionamento e navigazione GPS e Galileo, nonché i principali standard per le comunicazioni veicolari (V2V) e da veicolare alla infrastruttura cellulare (V2X) e le relative integrazioni.
    • Network Programming Laboratory (6 cfu)

      • Il corso ha natura prevalentemente sperimentale e si pone come obiettivo la realizzazione di esperimenti di trasmissione, cattura ed elaborazione di dati di traffico su rete reali e virtuali. Le lezioni si svolgeranno generalmente in laboratorio dopo una breve introduzione teorica.
    • Satellite Communications (6 cfu)

      • L'insegnamento ha lo scopo di offrire allo studente una panoramica dei sistemi di radiocomunicazione satellitari, di evidenziarne gli aspetti tipici e critici dal punto di vista progettuale e di fornire i criteri di base per il loro dimensionamento. Vengono presentate le equazioni del radiocollegamento e analizzate le cause di possibile degradazione delle prestazioni (rumore, interferenza, distorsione non lineare, latenza, effetti Doppler, propagazione anomala nella troposfera ecc.). Vengono illustrate le problematiche relative all'applicazione delle tecniche di accesso multiplo a divisione di frequenza, di tempo, di codice e di spazio in ambito satellitare. Vengono inoltre trattate alcune applicazioni delle reti satellitari ai servizi (radiodiffusione, accesso alle reti globali fonia/dati).
    • Wireless Network Design (6 cfu)

      • L’obiettivo principale del corso è quello di fornire una conoscenza dettagliata degli aspetti di networking dei sistemi cellulari (dal GSM fino a 5G), delle reti WLAN e delle Wireless Mesh Networks (WMN). A conclusione del corso, lo studente sarà consapevole dei diversi aspetti da considerare in fase di progetto ed installazione di una rete WLAN, sarà in grado di affrontare i problemi legati alla scelta di soluzioni di routing per le WMN e avrà le necessarie competenze per affrontare le problematiche di networking legate al mondo delle reti radiomobili.

  • RADAR,REMOTE SENSING AND RF TECHNOLOGIES

    Primo anno

  • Communication systems and Cybersecurity (12 cfu)

    • : L’insegnamento Communication Systems ha lo scopo di presentare allo studente una panoramica delle problematiche e delle applicazioni relative alle comunicazioni terrestri di tipo wireless, wired e su fibra ottica. Inizialmente viene richiamata la modellistica di base dei canali radio dispersivi nel tempo e nella frequenza, identificando gli scenari di maggiore interesse per le applicazioni indoor e outdoor. Successivamente si discutono i principali aspetti progettuali relativi alla pianificazione geografica di una rete cellulare. Vengono quindi tratteggiate le caratteristiche delle reti cellulari di seconda (GSM), terza (UMTS) e quarta generazione (LTE), ponendo l’accento sulle problematiche relative all’interfaccia radio. Si accenna inoltre al nuovo sistema di quinta generazione (NR). Successivamente, si forniscono nozioni sugli standard delle famiglie IEEE 802.11 (WiFi). Si descrive quindi la tecnologia per la rete di accesso in rame (xDSL). Infine si tratteggiano le caratteristiche principali dei link su fibra ottica.
      L'insegnamento di Cybersecurity ha lo scopo di fornire agli studenti le conoscenze di base relative ai fondamenti matematici della crittografia e ai principali algoritmi utilizzati per fornire i vari servizi di sicurezza (autenticazione, confidenzialità e integrità dei dati, firma digitale). Inoltre lo studente acquisirà alcune conoscenze più applicative, con particolare riferimento a IPsec, IDS e firewall.

  • Image and Video Processing (6 cfu)

    • Il corso ha lo scopo di presentare allo studente i principali metodi di analisi, sintesi, codifica ed elaborazione numerica di immagini. Inizialmente, dopo aver introdotto le nozioni di base legate alle problematiche dell’analisi e sintesi di immagini multidimensionali ed ai modelli di sistemi di elaborazione delle immagini vengono illustrati i metodi di miglioramento della qualità e di filtraggio. Vengono poi presentati i metodi di compressione di immagini e di sequenze video. Si passa poi ad introdurre i metodi di analisi automatica con particolare riferimento ai problemi di classificazione.
      Sono previste esercitazioni al calcolatore per lo sviluppo di programmi per l’elaborazione di immagini in ambiente MATLAB.

  • Microwave and mm-Wave Devices (6 cfu)

    • Il corso si propone di presentare le tecnologie impiegate per la progettazione di dispositivi necessari al controllo della propagazione, riflessione e assorbimento delle onde elettromagnetiche. Verranno illustrate le metodologie di progettazione dei principali componenti dei sistemi di comunicazione e radar nel range delle microonde e delle onde millimetriche.
  • Microelectronics for Telecommunications (6 cfu)

    • Gli obiettivi formativi del corso sono quelli di dare agli studenti la conoscenza degli aspetti fondamentali della progettazione dei circuiti integrati per sistemi di telecomunicazioni e dei relativi strumenti software di ausilio alla progettazione. In particolare saranno illustrati i circuiti e le architetture dei principali blocchi per l'elaborazione dei segnali con cui realizzare sistemi di telecomunicazione rispetto ai requisiti di prestazioni, area, velocità di elaborazione, consumo di potenza ed affidabilità.
  • Radar and Statistical Signal Processing (12 cfu)

    • Il modulo di Statistical Signal Processing tratta i temi basilari dell’elaborazione statistica dei segnali ed in particolare della teoria della stima con esempi applicativi di interesse per l’ingegneria delle Telecomunicazioni. Lo scopo è quello di far acquisire allo studente familiarità con la caratterizzazione dei segnali aleatori e l’estrazione di parametri di interesse sulla base dell’osservazione di tali segnali. Alcuni crediti formativi sono dedicati all’analisi delle prestazioni degli algoritmi di stima mediante tecniche di simulazione Monte Carlo. Il Modulo di Radar Fundamentals ha lo scopo di fornire agli studenti le conoscenze di base relative ai sistemi radar coerenti ed incoerenti e alle funzioni da essi svolte: rivelazione in rumore Gaussiano bianco e correlato, tracking e stima dei parametri cinematici del target. Alcune delle applicazioni presentate sono strettamente legate alle conoscenze teoriche fornite dal modulo di Statistical Signal Processing. Le lezioni teoriche sono completate dal laboratorio Matlab.
  • Antenna Engineering (6 cfu)

    • L'insegnamento ha lo scopo di presentare le tecnologie utilizzate nella realizzazione dei sistemi radianti dei sistemi di comunicazioni wireless, degli apparati radar e per il remote sensing. Verranno inoltre illustrati gli obiettivi e i criteri di dimensionamento degli array di antenne, e il loro utilizzo nei phased array, stazioni radio base “smart”, sistemi MIMO e sistemi in diversità.
  • Digital Communications (12 cfu)

    • Il modulo di Information Theory fornisce gli elementi fondamentali della Teoria dell’Informazione di Shannon, con applicazioni nei campi della protezione dell’informazione digitale e della codifica con perdita e senza perdita dei dati digitali (source coding). L’obiettivo del modulo di Wireless Communications è quello di introdurre le tecnologie fondamentali per le comunicazioni wireless, in particolare per sistemi con antenne multiple. Verranno affrontati i seguenti argomenti: tecniche di accesso multiplo in sistemi SISO, modellizzazione dei canali radio per sistemi con antenne multiple, tecniche di beamforming per sistemi in line-of-sight, tecniche di trasmissione e ricezione in diversità, codici spazio-tempo, sistemi di comunicazione con antenne multiple, tecniche di accesso a divisione di spazio.
  • Secondo anno

  • Attività a libera scelta (12 cfu)

    • Corsi consigliati
      Per il curriculum “Internet and Wireless Communications”
      Esami del gruppo RRSRFT, Image and Video Processing , Microwave and mmWave Devices, Microelectronics for Telecommunications
      Per il curriculum “Radar, Remote Sensing and RF Technologies”
      Esami del gruppo IAWC, Network Metrology, Photonics Laboratory, Advanced Programming
      Qualora gli esami scelti non siano tra quelli consigliati è necessaria l'autorizzazione del Consiglio di Corso di Studio.

  • Prova Finale (24 cfu)


  • 24 cfu a scelta nel gruppo RRSRFT

    • Gruppo RADAR,REMOTE SENSING AND RF TECHNOLOGIES
    • Environmental Remote Sensing (6 cfu)

      • Il corso, a prosecuzione di una formazione nel campo radar e remote sensing di taglio tecnologico e di processing di primo livello, si prefigge di fornire un’introduzione alla sintesi di applicazioni per servizi di telerilevamento per l’osservazione della Terra, il monitoraggio ambientale, la prevenzione e la gestione di rischi naturali, basati su sistemi elettro-ottici e a microonde (radar d’immagine, SAR). Lo studente apprenderà relativi strumenti metodologici, in una visione complessiva della definizione e valutazione dell’intera catena di processing. Forte orientamento è a metodi avanzati di estrazione di informazioni geo/biofisiche specifiche a livello di utente finale (prodotti di imaging geo-informativi), per le principali e rappresentative applicazioni nelle varie aree di monitoraggio ambientale, e a nuovi trend di sviluppo (comprese missioni satellitari ASI/ESA e programmi EU). Sono comprese attività pratiche di laboratorio per analisi di dati multi/iperspettrali, dimostrazioni di telerilevamento radio per l’ambiente, ed elaborazioni SAR multi-immagine (interferometriche).
    • Design and Integration of Multifunctional Sensors (6 cfu)

      • L'insegnamento ha lo scopo di fornire agli studenti conoscenze avanzate relative alle problematiche di integrazione e dislocamento di sistemi complessi di telecomunicazione anche multifunzione in ambiente operativo, con particolare riferimento ai parametri di progetto elettromagnetico e ai fattori fisici che determinano la qualità dei segnali elettromagnetici e le performance dei sistemi.
    • Additive Manufacturing for Electromagnetic Sensing (6 cfu)

      • Il corso affronta aspetti teorici ed implementativi per lo sfruttamento di tecnologie addittive (2D e 3D) allo scopo di progettare e realizzare sensori, dispositivi indossabili ed in generale device per l'IoT. L’insegnamento affronta aspetti quali i principi di funzionamento dei sensori, l'utilizzo dei processi di stampa 2D e 3D nonché la caratterizzazione di materiali ingegnerizzati con particolare attenzione alle proprietà elettriche e magnetiche alle radiofrequenze.
    • Methods and Technologies for Remote Sensing (6 cfu)

      • Il corso ha lo scopo di presentare allo studente le principali metodologie per la misura a distanza e mappaggio di grandezze fisiche che hanno interesse in problemi diagnostici e di previsione. Vengono illustrati da un punto di vista sistemistico i sensori di tipo optoelettronico e radar approfondendo in particolare gli aspetti progettuali in base alla definizione delle specifiche prestazionali. Le metodologie di osservazione vengono presentate ricorrendo a modelli concettuali che rappresentano in maniera sintetica sia gli aspetti fisici che quelli tipici dell'elaborazione dei segnali multidimensionali. Il corso prevede esercitazioni al calcolatore per lo sviluppo di programmi per l'analisi di immagini telerilevate in ambiente MATLAB e attività di laboratorio per la misura della riflettanza di materiali mediante l'uso di uno spettroradiometro ad elevata risoluzione spettrale.
    • Multichannel Signal Processing (6 cfu)

      • Il corso mira a fornire agli studenti conoscenze sulle tecniche di stima spettrale e di array signal processing utilizzate nei sistemi radar moderni quali i sistemi MIMO.
    • Radar Systems (6 cfu)

      • Sviluppo di conoscenze su tecnologie radar moderne e sulle loro applicazioni. Insegnamento pratico tramite laboratorio di sviluppo di software per sistemi radar, algoritmi di processamento e assemblamento di un semplice radar con sistemi COTS al fine di rendere lo studente competente anche in materia di HW necessario per la implementazione di sistemi radar.
    • Radiofrequency and Microwave Laboratory (6 cfu)

      • L'insegnamento ha lo scopo di presentare i metodi di misura e la strumentazione utilizzata per la caratterizzazione di antenne e dispositivi impiegati in sistemi di comunicazione ed apparti radar e di remote sensing. Inoltre, il corso ha lo scopo di descrivere metodologie di progettazione e prototipazione di antenne e dispositivi utilizzati nei sistemi ad alta frequenza, da qualche MHz fino alle decine di GHz.

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