Corso di Sistemi e Reti Wireless, A.A. 2015/2016

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Orario delle lezioni del corso di Sistemi e Reti Wireless

Le informazioni sull'orario definitivo sono pubblicate sul portale del Dipartimento e, per quello che riguarda il corso di Sistemi e Reti Wireless anche in questa pagina. Le lezioni inizieranno Venerdi 25 Settembre 2015. Il calendario provvisorio per l'A.A. 2014/2015 è il seguente:

Lunedi (Monday), ore 14.30-17.30, Aula Magna Chimica ,
Venerdi (Friday), ore 16.30-18.30, Aula Vitali.
Le lezioni di laboratorio saranno tenute al laboratorio Ercolani, e saranno annunciate durante le lezioni.

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Contenuti del corso di Sistemi e Reti Wireless

Il corso subirà qualche lieve variazione dei contenuti rispetto ai temi trattati lo scorso anno accademico. Ciò non avrà ripercussioni per chi debba sostenere l'esame avendo seguito il corso durante gli anni precedenti. Il motivo del rinnovamento è dovuto in parte ai nuovi temi che sono recentemente emersi nel contesto dei sistemi e reti wireless, e in parte al fatto che il corso sarà inserito nel percorso RETI del Corso di Laurea Magistrale in Informatica, oltre che inserito come corso a scelta per altri corsi di studio. Il corso prevede una parte di laboratorio che svilupperà una serie di temi pratici, con sperimentazione e analisi di strumenti e materiale in rete, installazione e configurazione di dispositivi, sviluppo di prototipi di applicazioni e servizi innovativi per tecnologie mobili e comunicazioni wireless. Maggiori informazioni saranno comunicate di volta in volta durante le lezioni.
Da questo anno accademico, il corso presenterà anche un potenziale collegamento al corso di Laboratorio di Applicazioni Mobili per lo sviluppo di applicazioni (su ambiente iPhone e Android), e l'introduzione a sistemi Arduino, Raspberry Pi, iBeacons e altro per la realizzazione di semplici prototipi sperimentali di sistemi wireless. Oltre a tesi nel campo dei protocolli e sistemi wireless, saranno comunque possibili attività di tesi e di progetto integrate nel contesto delle applicazioni mobili, servizi innovativi per dispositivi mobili, domotica, controllo, route planner, guida e servizi informativi per persone diversamente abili, sistemi integrati per la mobilità (es. elettrica) a valore aggiunto, realtà aumentata (reality browser), specificamente in conteso di reti wireless domestiche, urbane e veicolari.
Il corso di Sistemi e Reti Wireless sviluppa i temi principali legati al mondo dei sistemi e dei servizi per utenti fissi e mobili basati su tecnologia di comunicazione wireless. Dopo un'introduzione ai sistemi e alle tecniche di codifica e trasmissione wireless, saranno affrontati i principali problemi e soluzioni protocollari ai vari livelli dello stack ISO/OSI, con particolare attenzione alle peculiarità dello scenario wireless. Saranno di seguito presentate e discusse le alternative possibili per le attuali e future architetture dei sistemi wireless. Alcune considerazioni sulle nuove modalità e i paradigmi di implementazione dei servizi basati su tecnologia wireless condurranno a una carrellata degli aspetti di funzionamento e configurazione di alcune delle tecnologie più rilevanti sul mercato consumer. Infine, alcuni aspetti legati alla sicurezza dei sistemi, e alle prospettive di evoluzione e utilizzo dei sistemi wireless concluderanno il corso.

Ciò condurrà idealmente lo studente ad acquisire:

• conoscenza della terminologia, delle proprietà e delle specifiche tecniche delle principali tecnologie per la comunicazione wireless;

• conoscenza delle tematiche, delle problematiche protocollari e tecniche e delle soluzioni alla base del funzionamento e implementazione di sistemi wireless, dell'integrazione tra sistemi wired e wireless, e della convergenza di Internet e dei sistemi wireless (Wireless Internet);

• conoscenza delle architetture dei sistemi e reti più diffuse, e delle tecnologie in corso di implementazione, e degli aspetti di implementazione efficiente di servizi per gli utenti, basati su tali tecnologie;

• capacità di identificazione delle tecnologie più adatte allo sviluppo di specifici servizi per utenti fissi e mobili, in particolare, piattaforme di programmazione per dispositivi basati su tecnologia iPhone e Android;

• conoscenza degli Standard principali per tecnologie wireless;

• pianificazione e gestione delle problematiche di implementazione di nuovi servizi che includano il potenziale della tecnologia wireless.

Più in dettagli il programma del corso si articola idealmente toccando i seguenti argomenti:

• Introduzione, Sistemi wireless e architettura dei protocolli

  • Livello Fisico:

    • - Fondamenti: mezzi di trasmissione senza fili, propagazione, tecniche di codifica e canali

    • - tecniche di misurazione e monitoraggio della comunicazione wireless

      • - effetti della mobilità al livello fisico.

  • Livello Data Link:

    • - canali logici e wireless duplexing, TDMA, FDMA, CDMA, Wideband CDMA.

    • - tecniche di accesso condiviso, punto a punto, mobilità al livello MAC, problemi e soluzioni nel dominio fisico del tempo e dello spazio,
      comunicazione multi-hop e capacità del canale, tecniche per comunicazione wireless efficiente ed affidabile.

  • Livello Rete:

    • - reti mobili

    • - indirizzamento e mobilità dei dispositivi

    • - Routing dinamico e soluzioni basate su IP.

  • Livello Trasporto:

    • - l'impatto del wireless, comunicazione affidabile e soluzioni basate su TCP.

• Sistemi.

  • Architetture di rete wireless e loro gestione:

    • - WLAN, Infrastructure and Hot-Spot Networks

    • - Reti di sensori (Sensor Networks)

    • - Mobile Ad Hoc Networks (MANETs), Reti Ad Hoc veicolari (VANETs)

    • - Wireless Mesh Networks (WMN)

    • - cenni delle tecniche e architetture di rete e sistemi cellulari: 1G, 2G (GSM), 2.5 G (GPRS, EDGE), 3G (UMTS), 4G e oltre.

    • - sistemi satellitari (cenni)

• Servizi.

  • - servizi Location-based

  • - qualità del servizio e servizi Best Effort

  • - Client/Server e paradigmi di servizio alternativi (Agenti, soluzioni middleware, ecc.).

• Standard principali e tecnologia del mercato consumer:

  • - IEEE 802.11 (Wi-Fi)

  • - IEEE 802.16 (WiMAX)

  • - IEEE 802.20 (Mobile Broadbad Wireless Access)

  • - IEEE 802.15.1 (Bluetooth)

  • - IEEE 802.15.4 (ZigBee)

• Argomenti di contorno

  • - Fondamenti di sicurezza dei sistemi wireless

  • - Internet of Things e Internet of Energy

  • - Sistemi di comunicazione wireless pervasivi (pervasive communication systems)

  • - Wireless Community Networks

  • - Campi di applicazione delle tecnologie wireless per l'implementazione di servizi attuali e nuovi servizi "visionari" (ambiente iPhone e Android), e sistemi basati su tecnologie Arduino, Rasperry, iBeacons, ecc.

Esami del corso di Sistemi e Reti Wireless

L'esame del corso consiste in un seminario (e un piccolo progetto facoltativo) su un argomento libero eventualmente tratto da una lista di temi di approfondimento del corso (si vedano le ultime due slide del corso per un elenco non esaustivo di alcuni temi generali).
Il seminario viene svolto dal candidato su un argomento libero, a condizione che sia inerente a un tema delle tecnologie, protocolli, servizi dei sistemi e reti wireless. L'argomento del seminario deve essere preventivamente concordato con il docente, preferibilmente inviando una e-mail con subject "Proposta seminario esame corso SRW A.A.2015/2016" all'indirizzo luciano.bononi@unibo.it. Se il seminario viene approvato, il candidato deve produrre una presentazione di 45 minuti (supportata da circa 45 slide) oltre che una relazione in formato elettronico (pdf, ps, html) equivalente ai contenuti verbali della presentazione, e contenente tutti i riferimenti a materiale e fonti documentali.
La data del seminario viene fissata alla prima data utile (di solito entro un paio di giorni) dal momento della richiesta di sostenere da parte del candidato. Per poter richiedere di sostenere la prova di esame i candidati devono inviare una e-mail con subject "Richiesta data seminario esame corso SRW A.A.2015/2016" all'indirizzo luciano.bononi@unibo.it, allegando alla mail la relazione (ma non le slide) in uno dei formati consentiti. La data della prova viene quindi concordata via e-mail, e pubblicata sul newsgroup per consentire alle persone interessate di partecipare. La prova si tiene presso il mio ufficio oppure in una delle aule seminari del Dipartimento di Scienze dell'Informazione, in Mura Anteo Zamboni 7. Alla prova di esame (demo/presentazione del progetto/seminario) viene inoltre collegato un esame orale (costituito da domande e veloci esercizi) su tutto il programma del corso.
L'esito del seminario (e dell'eventuale progetto) e della prova orale determinano l'eventuale superamento dell'esame e la proposta di voto finale.

Ad ogni prova di esame ci si deve sempre presentare muniti di un documento valido corredato da una foto recente che permetta l'identificazione del candidato.
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Materiale del corso di Sistemi e Reti Wireless

Questa sezione della pagina del corso raccoglierà le notizie e il materiale relativo al modulo di lezioni. Il materiale qui raccolto non costituisce un indice esaustivo degli argomenti trattati, ma semplicemente una raccolta di slide e strumenti usati a lezione. Alcuni dei concetti presentati a lezione vengono integrati dal materiale fornito.

In questa pagina, in continuo aggiornamento, sono raccolte le risposte alle domande frequenti che mi sono state rivolte via e-mail (Frequently Asked Questions, FAQs).

Alcuni testi consigliati (utili per approfondire temi specifici, ma non necessariamente da acquistare) per il corso sono i seguenti (maggiori informazioni saranno fornite a lezione).

• Wireless Communications: Principles and Practice (2nd Edition) by Theodore S. Rappaport, ISBN: 0130422320 (Livello Molto Avanzato)

• Wireless Communications & Networks (2nd Edition) by William Stallings, ISBN: 0131918354 (Livello Medio)

• Principles of Wireless Networks: A Unified Approach by Kaveh Pahlavan, Prashant Krishnamurthy, ISBN: 0130930032 (Livello Medio)

• Wireless Communications by Andrea Goldsmith, ISBN: 0521837162 (Livello Medio)

• 802.11 Wireless Local-Area Network Fundamentals, by Pejman Roahan, Jonathan Leary, ISBN: 1587050773, 09/2003, (Livello Avanzato)

• Implementing 802.11, 802.16, and 802.20 Wireless Networks: Planning, Troubleshooting, and Operations (Communications Engineering Series)
  by Ron Olexa, ISBN: 0750678089, July 2004, (Livello Avanzato)

• Cisco Wireless LAN Security, by Krishna Sankar, Darrin Miller, Andrew Balinsky, Sri Sundaralingam, Sri Sunderlingam, ISBN: 1587051540, 09/2004 (Livello Molto Avanzato)

• altri eventuali testi e documentazione su Web sarà indicata in seguito

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