- Studio teorico e sperimentale della propagazione radio e sviluppo di modelli di previsione di campo per sistemi wireless, con particolare attenzione alle soluzioni MIMO-DAS.
Nell’ambito della propagazione radio, l’attività di ricerca è stata storicamente dedicata allo sviluppo di modelli di previsione, sia statistici che deterministici. Con riferimento all’approccio deterministico, un contributo rilevante riguarda la modellizzazione dello scattering diffuso da pareti reali, e quindi l’inclusione dei modelli di diffusione sviluppati all’interno di algoritmi di ray-tracing (RT); si sono inoltre studiate e proposte tecniche di semplificazione computazionale per ridurre significativamente i tempi di simulazione. Tali attività sono state sviluppate anche in collaborazione con la Helsinki University of Technology, oggi Aalto University.
Le conoscenze acquisite sulle modalità di propagazione in contesti reali sono quindi utilizzate per la valutare ad esempio le prestazioni di sistemi MIMO, le cui performance come noto dipendono non solo da parametri a banda stretta (potenza ricevuta), ma anche dalle proprietà di dispersione (spaziale, in particolare) del canale radio. Nell’ambito del Progetto Europeo ICT-ALPHA, questa attività è stata sviluppata con CommScope Italy s.r.l e finalizzata allo studio di soluzioni Interleaved MIMO-DAS
- Caratterizzazione della propagazione indoor e outdoor a onde millimetriche, con particolare attenzione alle soluzioni MIMO-beamforming.
I sistemi radio a onde millimetriche stanno riscontrando crescente interesse in virtù della necessità di esplorare nuove bande per far fronte alla crescita esponenziale del traffico dati delle reti radiomobili attesa per i prossimi anni, specialmente in ambiente urbano e indoor. Il ricorso alle onde millimetriche se da un lato potrebbe consentire di soddisfare la crescente richiesta di capacità, dall’altro richiede specifici accorgimenti ed opportune indagini per far fronte alle caratteristiche della propagazione elettromagnetica a tali frequenze. In particolare, essendo l’attenuazione della tratta radio molto maggiore rispetto alle frequenze più basse, sarà necessaria l’adozione di tecniche di trasmissione sofisticate come il beamforming, che riescono a sfruttare al meglio la propagazione multi-cammino. Tuttavia le potenzialità del beamformning (dal riuso spaziale delle risorse alla capacità di individuare dinamicamente di volta in volta il cammino radio più vantaggioso verso il quale orientare le antenne) possono essere realmente sfruttate solo se la propagazione in ambiente reale offre effettivamente una molteplicità di cammini spazialmente distinti e separabili. Sfortunatamente la prevedibile presenza di significativi fenomeni di diffusione dovuti alle rugosità superficiali e/o agli effetti di oggetti di piccole dimensioni che risultano invece poco influenti a frequenze più basse pone qualche dubbio sull’effettiva efficacia di tecniche di beam-forming. Pertanto, l’attività di ricerca in tale ambito è stata orientata ad una accurata caratterizzazione della propagazione a onde millimetriche, con particolare riferimento alle proprietà di dispersione temporale, spaziale e di polarizzazione del canale in ambiente reale. Attività svolta anche in collaborazione con l’Università Tecnica di Ilmenau (GE)
- Valutazione delle performance di collegamenti punto-punto a onde millimetriche in assenza di visibilità per applicazioni di mobile back-hauling.
Al fine di gestire efficacemente volumi di traffico sempre crescenti, l’architettura dei sistemi 5G dovrà prevedibilmente integrare layout di copertura macrocellulare e microcellulare. In tale contesto, la rete di backhauling dovrà prevedere dei collegamenti punto-punto fra le stazioni radio-bae (BS) microcellulari posizionate al di sotto del livello degli edifici, e quelle macrocellulari collocate invece al di sopra. Al fine di consentire il trasporto di elevate quantità di dati, si tratterà prevedibilmente di collegamenti a onde millimetriche (30 o 60 GHz), che tuttavia non sempre potranno operare in linea di vista a cause dell’ostruzione prodotta dalla presenza degli edifici. Si tratta quindi essenzialmente di “ponti radio in assenza di visibilità”, le cui prestazioni devono essere valutate in funzione delle caratteristiche del contesto urbano.
- Studio di strategie di pianificazione per sistemi 5G.
I requisiti molto stringenti in termini di capacità, latenza, efficienza, condizioneranno evidentemente in maniera significativa le caratteristiche dei sistemi 5G. In particolare, la gestione dinamica delle risorse ed accesso (anche) a divisione di spazio (beam-forming) richiederanno tecniche di pianificazione diverse da quelle sin qui maggiormente utilizzate, e quindi la necessità di individuare opportuni criteri di dimensionamento e deployment delle reti.
