Intregrated Communications and Navigations

ICONA DIT-PRJ-06-011

Status NOT active project
DISI role Partner
Project type Research Project
Dimension National
Acquisition date 2005-12-22
Start date 2006-01-30
End date 2008-01-30

Project details

Project astract Il Programma di ricerca ha l'obiettivo di sviluppare algoritmi e soluzioni progettuali in grado di avvantaggiarsi della conoscenza<br/>della situazione/posizione dell'utente o di un nodo della rete, per fornire l'efficiente integrazione delle diverse reti d'accesso nei<br/>sistemi radiomobili di futura generazione, ove si prevede che l'utente possa accedere alla rete attraverso una della possibili<br/>tecnologie a disposizione, quali T-UMTS, S-UMTS, WLAN, sistemi satellitari, piattaforme stratosferiche (High Altitude Platform,<br/>HAP). Con il termine posizione s'intende la posizione geografica dell'utente/nodo della rete (satellite LEO, nodo di una rete di<br/>sensori), mentre il termine situazione si riferisce sia al contesto sociale in cui si trova l'utente che alle condizioni della rete d'accesso<br/>(condizioni di traffico, condizioni di canale).<br/>Al fine di utilizzare questo tipo d'informazione sia dal lato utente che dal lato rete, l'informazione deve essere raccolta e distribuita<br/>in modo trasparente rispetto all'utente. Quindi, per dimostrare il concetto base del Programma di ricerca, si devono raggiungere i<br/>seguenti obiettivi:<br/>(1) Progetto di protocolli e meccanismi ottimali per migliorare le procedure di handover orizzontale e verticale, selezionare la rete<br/>d'accesso piu' efficiente, allocare in modo appropriato le risorse attraverso l'uso della conoscenza della posizione/situazione.<br/>(2) Definizione dell'architettura distribuita necessaria per raccogliere, distribuire e impiegare le misure sulla posizione provenienti<br/>da diversi sistemi di localizzazione, e le informazioni sulla situzione dell'utente e/o della rete.<br/>L'obiettivo (1) puo' essere raggiunto attraverso la definizione di nuovi meccanismi per: i) migliorare le procedure di handover<br/>orizzontale e verticale attraverso l'uso di informazioni come la posizione, velocita' e direzione dell'utente mobile e combinando<br/>questa informazione con quella della situazione della rete; ii) selezionare la rete d'accesso che e' in grado di fornire il servizio<br/>richiesto dall'utente piu' efficientemente, tenendo conto delle condizioni del canale, la probabilita' di handover e i requisiti di<br/>servizio; iii) ottimizzare la gestione delle risorse attraverso opportuni meccanismi di scheduling e di controllo dell'accesso; iv)<br/>ottimizzare l'interfaccia radio (modulazione e codifica adattativa, controllo di potenza); v) adattare il contenuto della comunicazione<br/>in base alla rete d'accesso, il carico della rete, la posizione dell'utente, il tipo di terminale d'utente, la situazione (per es., condizioni<br/>di emergenza); vi) garantire il richiesto livello di QoS (soft QoS, hard QoS) e un costo del servizio consono alle richieste dell'utente.<br/>Riguardo l'obiettivo (2), l'architettura di riferimento consiste in due nuovi componenti: un Location Enabler (LE), che raccoglie<br/>informazioni sulla posizione provenienti dai vari sistemi di localizzazione (sistemi di navigazione satellitari, come GPS, GALILEO,<br/>rete d'accesso, come T-UMTS, S-UMTS, WLAN, HAPs, WPAN) ed un Situation Tracer (ST), che ha il compito di raccogliere e<br/>gestire l'informazione sulla situazione, proveniente dall'utente (es., soldi a disposizione per quel servizio) o dalla rete (condizioni di<br/>congestione). Mentre il LE puo' essere un dispositivo come il ricevitore GPS (singolo o integrato con il terminale d'utente usato per<br/>la comunicazione), il ST e' una funzionalita' distribuita su vari elementi della rete.<br/>Un obiettivo specifico del progetto e', quindi, la definizione dei meccanismi attraverso cui le diverse entita' logiche devono<br/>comunicare tra loro per distribuire tale informazione. In particolare, si devono definire le interazioni tra LE, ST e altre nuove entita'<br/>(per esempio, agenti a livello middleware), con l'obiettivo finale di gestire in modo ottimale le risorse e migliorare la trasparenza<br/>dell'accesso alla rete di un utente in una specifica posizione/situazione.<br/>Infine, una volta che l'informazione sulla posizione/situazione e' disponibile all'utente o alla rete e sono stati definiti gli algoritmi per<br/>utilizzarla, e' fondamentale stabilire come il terminale possa adattarsi al cambiamento della posizione/situazione. In questo ambito,<br/>lo studio di ricevitori riconfigurabili negli specifici scenari d'interesse del progetto, e' di notevole importanza e sara' oggetto di<br/>studio di una delle AREE di ricerca in cui e' organizzato il progetto.<br/>Innovazione rispetto allo stato dell'arte nel campo<br/>L'originalita' introdotta nel presente Programma di ricerca e che lo contraddistingue fortemente da altri studi precedentemente<br/>affrontati e' la proposta di soluzioni innovative che nell'ambiente eterogeneo si avvantaggino della conoscenza combinata della<br/>posizione dell'utente mobile o dei nodi della rete, e della situazione in cui si trova l'utente o la rete. Progetti precedenti, infatti, non<br/>sfruttano queste informazioni sulla situazione e sulla posizione (mai, comunque, in modo congiunto), le quali possono riguardare sia<br/>l'utente che la rete (o meglio i nodi della rete se di tipo mobile). In questo programma di ricerca, con il termine posizione si<br/>intendono le coordinate geografiche momentanee degli utenti o dei nodi della rete ed eventualmente la loro direzione e velocita'Ã?Â?Ã?Â?Ã?Â?Ã?Â? .<br/>D'altra parte, il termine situazione si riferisce sia all'utente (contesto sociale in cui si trova l'utente, per esempio in un'ambulanza, in<br/>uno stadio, nel traffico cittadino) sia alla situazione in cui si trova la rete di accesso (disservizio dovuto a catastrofi, congestione<br/>della rete di accesso e delle altre reti circostanti, variazione a breve/medio/lungo termine della delle caratteristiche di propagazione<br/>nel canale). Tali informazioni richiedono un aggiornamento periodico o su richiesta in base alla velocita'Ã?Â?Ã?Â?Ã?Â?Ã?Â? di variazione delle stesse.<br/>Conoscendo la posizione dell'utente ed eventualmente dei nodi mobili della rete e disponendo di un centro di controllo, la rete puo'<br/>risalire ad utili informazioni quali: i) posizione dell'utente all'interno della cella di copertura; ii) distanza dell'utente dai nodi di accesso; iii) percorso e posizione successiva dell'utente e/o del nodo.<br/>Nel caso di reti satellitari a bassa orbita (LEO), ad esempio, la conoscenza della posizione dell'utente mobile tramite un sistema di<br/>navigazione satellitare GNSS (Global Navigation Satellite System) e' di notevole aiuto nella gestione della comunicazione.<br/>Attraverso la conoscenza della situazione in cui si trovano gli utenti o i nodi di accesso, la rete e' a conoscenza dello stato dei nodi<br/>della rete interessati a fornire l'accesso (numero delle richieste di accesso, condizione del canale di propagazione, indisponibilita'Ã?Â?Ã?Â?Ã?Â?Ã?Â? <br/>dovuta a guasti, ecc.); dello stato dei nodi della rete confinanti con i nodi di accesso; del livello di urgenza e/o di sicurezza da<br/>attribuire ad ogni richiesta di servizio. Si giunge, dunque, a legare la gestione delle connessioni al concetto di "situazione" in cui<br/>opera l'utente. Esempi molto embrionali di ricerche su tali tematiche sono stati condotti in ambiente UMTS e riveste notevole<br/>interesse estenderli a scenari di comunicazione piu' complessi, come quello di riferimento per questo Programma.<br/>La ulteriore novita' del Programma rispetto ad attivita' e proposte precedenti o in corso di sviluppo, sia a livello nazionale che<br/>europeo, e' che l'informazione sulla posizione/situazione non e' usata per fornire nuove classi di servizio (location-based service,<br/>context-based service), bensi' per garantire una gestione ottimale delle risorse e della mobilita', un miglioramento della qualita' di<br/>servizio (QoS), una integrazione efficace delle diverse reti d'accesso.
Keywords wireless networks, localization, software-defined-radio
Fundings 163000 €
Partners
  • Universita' Mediterranea di Reggio Calabria
  • University of Rome "Tor Vergata"
  • DIT - UniTN
  • University of Florence
  • Politecnico di Torino
  • University of Rome Tor Vergata

DISI Sub-project details

Project astract L'Universita' di Trento giochera' un ruolo chiave nell'ambito dell'AREA 4 e dell'AREA 5. In particolare, nell'AREA 4 si occupera' di<br/>definizione di algoritmi di ottimizzazione di array e di ricezione del segnale in banda-base per sistemi di modulazione a singola<br/>portante e multi-portante che siano efficienti e computazionalmente sostenibili. Nell'ambito dell'AREA 5 sara' compito specifico<br/>dell'Unita' lo sviluppo di un dimostratore di laboratorio opportunamente scalato, da realizzare mediante dispositivi di elaborazione<br/>del segnale a basso costo basati su DSP ed architetture di array di antenne.
Keywords wireless networks, software defined radios
Fundings 47000 €
Manager Claudio Sacchi