5G and Beyond Communications
Academic year2021/22
CourseTELECOMMUNICATIONS ENGINEERING
Code1042I
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) |
| 5G AND BEYOND COMMUNICATIONS | ING-INF/03 | LEZIONI | 60 | |
Obiettivi di apprendimento
Conoscenze
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.
Knowledge
The course has the obejctive to provide students with the basic knowledge of fifth generation of cellualr networks, illustrating the most advanced communication technologies that are employed for the transmission and receptiong of data in different applications.
Modalità di verifica delle conoscenze
Esame orale
Assessment criteria of knowledge
Oral exam
Capacità
Lo studente che passerà l'esame avrà aquisito le conoscenze di base per l'analisi, e il funzionamento delle tecniche di comunicazione nei sistemi 5G.
Skills
The student who successfully passes the exam will have acquired the basic technologies in 5G and Beyond communications networks.
Modalità di verifica delle capacità
Valutazione di prove assegnate durante le ore di lezione e la prova finale d'esame.
Assessment criteria of skills
Evaluation of homeworks assigned during the course and final oral exam.
Comportamenti
Gli studenti apprenderanno le tecniche fondamentali per la trasmissione e la ricezione dei dati nelle reti 5G.
Behaviors
Students will learn the fundamental techniques for data transmission and reception in 5G networks..
Modalità di verifica dei comportamenti
La verifica sarà svolta in occasione della prova orale ma anche durante il corso, sia nell'ambito delle lezioni teoriche che di laboratorio.
Assessment criteria of behaviors
The verification is carried out on the occasion of the oral exam but also during the course, both in the context of the theoretical lessons and laboratory.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)
Conoscenza delle comunicazioni digitali e dei sistemi di comunicazione.
Prerequisites
Knowledge of digital communications and communications systems.
Indicazioni metodologiche
Lezioni frontali: lezioni frontali, con l'ausilio di diapositive (in inglese)
Modalità di apprendimento:
- Partecipazione alle lezioni
- Studio individuale
- Attività di laboratorio
Frequenza alle lezioni: Consigliata
Metodi di insegnamento:
- Lezioni frontali con il supporto di slide
- Discussione con gli studenti
- Lezioni di laboratorio
Ulteriori forme di interazione con gli studenti:
- Orari di ricevimento per ulteriori chiarimenti e approfondimenti
- e-mail in caso di semplici dubbi da parte dello studente
Teaching methods
Lectures: lectures, with the help of slides (in English)
Learning mode:
- participation in the lessons
- individual study
- Laboratory activities
Attendance at lessons: Recommended
Teaching methods:
- Frontal lessons with the support of slides
- Discussion with students
- Laboratory lessons
Additional forms of interaction with students:
- Reception hours for additional explanations and insights
- e-mail in case of simple doubts on the part of the student
Programma (contenuti dell'insegnamento)
- Introduzione alla rete cellulare 5G: cenni storici sull’evoluzione dal 4G al 5G, descrizione e funzionamento generale di una rete 5G, requisiti e servizi del 5G (xMBB, uMTC, mMTC).
- Tecniche di comunicazione ad antenne multiple: Richiami sui sistemi space-division multiple-access (SDMA), sistemi MIMO multi-utente nella tratta uplink e downlink con ricevitori ottimi e subottimi di tipo lineare, protocolli di comunicazione (TDD/FDD), sistemi massive MIMO (stima di canale, trasmissioni in uplink e downlink, analisi asintotica), cenni sui sistemi network MIMO e cell-free Massive MIMO.
- Comunicazioni ad onde millimetriche: Modelli di canali di propagazione wireless indoor e outdoor, tecniche di beamforming di tipo singolo-utente e multi-utente, definizione e analisi dei sistemi di comunicazione ibridi (analogici e digitali), impatto delle imperfezioni dei dispositivi hardware, tecniche di accesso alla rete, cenni sulle comunicazioni per frequenze dell'ordine dei therahertz.
- Comunicazioni a bassa latenza e/o alta affidabilità: Introduzione e concetti base sulla latenza nei sistemi di comunicazione, strutture dei pacchetti dati, modelli matematici per l’analisi dei sistemi di comunicazione con pacchetti di breve durata, sistemi dinamici TDD/FDD, algoritmi di scheduling
- Architetture di rete: Small cells, cloud-RAN, reti eterogenee. Cenni sui concetti di virtualizzazione delle funzioni di rete: software defined networking, network functions virtualization.
Syllabus
- Introduction to 5G networks: evolution from 4G to 5G, description of 5G networks, requirements and serivices of 5G networks (xMBB, uMTC, mMTC).
- Multiple antenna technologies: Review of space-division multiple-access (SDMA), MIMO systems with multiple mobiles in uplink and downlink with optimal and suboptimal linear receiver and precoding schemes, communication protocols (TDD/FDD), Massive MIMO systems (channel estimation, uplink and downlink trasmissions, asymptotic analysis), introduction to network MIMO and cell-free Massive MIMO.
- MmWave communications: Models of propagation channels in indoor and outdoor applications, single-user and multi-user beamforming techniques, definition and analysis of hybridi communications systems (analog and digital), impact of hardware imperfections, multiple access techniques, brief introduction to THz communications.
- Low-latency and/or high-reliability communications: Introduction and basic concepts of low latency communications, structure of short data packets, mathematical models for the analysis of short packet communications, dynamic systems with TDD/FDD, scheduling algorithms.
- Network architectures: Small cells, cloud-RAN, heteregneous networks. Introduction to network virtualization: software defined networking, network functions virtualization.
Bibliografia e materiale didattico
Diapositive presentate durante le lezioni e altro materiale di riferimento che verrà indicato durante il corso, inclusi libri che verranno indicati dal docente.
Bibliography
Slides presented during the lectures and other reference material that will be indicated during the course, including books that will be indicated by the lecturer.
Indicazioni per non frequentanti
Il docente ha preparato delle slide a supporto dello studio individuale per gli studenti non frequentanti. Al fine di migliorare l'apprendimento, si invitano anche gli studenti non frequentanti a contattare il docente (via email) per ulteriori delucidazioni (e/o approfondimenti).
Non-attending students info
The teachers prepared slides to support the individual study for non-attending students. In order to improve learning, non-attending students are also invited to contact the teachers (via email) for additional explanations (and / or insights).
Modalità d'esame
Esame orale.
Assessment methods
Oral exam.
Updated: 10/12/2021 11:53
