Paolo Casari

I sistemi WiFi a onde millimetriche (mmWave) sono una nuova tecnologia wireless operante nella banda tra i 30 e i 300 GHz, capace di offrire velocità di comunicazione superiori a 1 Gbit/s. Poiché le comunicazioni mmWave sono molto direzionali, è utile localizzare i dispositivi di rete e tracciarne il movimento al fine di ottimizzare le prestazioni dei collegamenti. In questa tesi, lo/la studente svilupperà sistemi di localizzazione e ottimizzazione dei link basati su tecnologie a onde millimetriche.

Disponibile anche come research project o project course.

Contatto: Paolo Casari

Composizione: 20% teoria - 60% sviluppo - 20% test

I dati di mobilità degli utenti di reti cellulari e radiomobili in genere costituiscono un dato personale altamente sensibile: si pensi semplicemente al fatto che tracciare la mobilità di uno o più smartphone potrebbe rendere identificabile l’abitazione di un utente, il luogo di lavoro, le persone che incontra, e le abitudini che ha. Per questo, è prassi pseudonimizzare le tracce di mobilità prima di renderle disponibili per studi o statistiche. Questo viene ottenuto non solo rimuovendo identificativi diretti dell’utente o di un dispositivo, ma anche assicurandosi che in una certa area geografica e in un certo momento esistano molteplici dispositivi. 

Usando dati reali di mobilità, in questa tesi si studieranno tecniche di reidentificazione per rompere la pseudonimizzazione, e se ne valuteranno le prestazioni, inclusa la possibilità che tali tecniche restituiscano falsi positivi.

Disponibile anche come research project o project course.

Contatto: Paolo Casari

Composizione: 20% teoria - 50% sviluppo - 30% test

Poiché non è possibile usare onde radio per comunicare efficientemente sott’acqua, si ricorre alla tecnologia delle comunicazioni wireless acustiche. Diversi sistemi di comunicazione (detti “software-defined”) permettono all’utente di inviare forme d’onda acustiche arbitrarie, riceverle su un altro dispositivo, ed utilizzarle per comunicare dati digitali, localizzare dispositivi e oggetti sott’acqua, tracciare il movimento dell’ambiente, ecc. 

In questa tesi, si utilizzeranno sistemi acustici sottomarini “software-defined” per inviare e ricevere segnali acustici decisi dall’utente, utilizzandoli per una delle applicazioni menzionate sopra, da concordare tra lo studente e il docente.

Contatto: Paolo Casari

Composizione: 10% teoria - 60% sviluppo - 30% test

Poiché non è possibile usare onde radio per comunicare efficientemente sott’acqua, si ricorre alla tecnologia delle comunicazioni wireless acustiche. Questa modalità di trasmissione è soggetta a diversi vincoli, tra i quali una banda molto limitata (che consente trasmissioni di poche centinaia di bit al secondo), un tasso di errore elevato, una forte asimmetria nelle connessioni punto-punto, e una bassa velocità di propagazione, di circa 1500 m/s. Sono quindi necessari protocolli intelligenti per gestire la comunicazione a diversi livelli. Sono disponibili diverse tesi per sviluppare, simulare e valutare protocolli di accesso al mezzo, instradamento, trasporto affidabile per reti acustiche sottomarine. 

In tutti i casi, a seconda del progresso con il lavoro e delle inclinazioni dello studente, è possibile associare alla tesi una sperimentazione in acqua con dispositivi reali, o propendere per lo sviluppo di un’applicazione supportata dalle comunicazioni acustiche sottomarine.

A seconda dell'argomento specifico, è possibile configurare anche un research project o project course.

Contatto: Paolo Casari

Composizione: 20% teoria - 50% sviluppo - 30% test

Quando si eseguono esperimenti di comunicazione e rilevamento remoto sottomarino usando segnali acustici, è utile disporre di un registratore passivo che tenga traccia dei segnali trasmessi e rilevi eventuali variazioni nel livello di rumore dell’ambiente circostante.

Tuttavia, i registratori in commercio sono spesso estremamente costosi, e funzionano unicamente entro una banda acustica molto specifica. 

In questa tesi, lo studente realizzerà un registratore acustico sottomarino scegliendo ed assemblando tutti i componenti (principalmente, idrofono a larga banda, amplificatore, board di controllo tipo RaspberryPi o simili, filtro analogico configurabile, scheda audio, e case stagno). E’ richiesta attenzione particolare al consumo energetico, per assicurare un’operatività sufficiente a coprire almeno 12 ore di registrazione continua senza ricarica delle batterie. Il sistema dovrà permettere di scegliere diverse frequenze di campionamento, e un diverso numero di bit per campione, e verrà testato sul campo per valutarne l’efficacia.

Disponibile anche in coordinamento con un research project o project course.

Contatto: Paolo Casari

Composizione: 10% teoria - 60% sviluppo - 30% test

Le reti sociali sono strumenti pervasivi e utilizzati quotidianamente da miliardi di persone per interagire e scambiarsi informazioni. Come testimoniato da recenti eventi politici e sociali quali le elezioni americane del 2020, il ruolo delle fake news può essere determinante per polarizzare l’opinione pubblica ed influenzare l’opinione di intere comunità.

In questa tesi, lo/la studente implementerà e simulerà strategie per la diffusione di fake news in reti sociali descritte da dataset reali, e ricercherà le policy che portano al maggior tasso di “infezione” degli utenti. La tesi risponderà a domande quali

• Esistono utenti particolarmente “centrali” che devono essere attaccati prioritariamente perché aiutino la diffusione dell’infezione?
• Quanti utenti di tipo “bot” è necessario attivare, e come dovrebbero tali bot gestire la diffusione di fake news?
• Quali risultati si ottengono in reti sociali reali e simulate usando le policy sviluppate? Ci sono differenze sostanziali?

Possibile combinazione con research project o project course.

Composizione: 20% teoria - 50% sviluppo - 30% test

I recenti sviluppi nell’ambito delle reti cellulari di 5a generazione (5G) e dei sistemi embedded per strumenti musicali permettono di digitalizzare, trasmettere e mixare flussi audio prodotti da diversi musicisti, rimanendo all’interno di un budget di ritardo complessivo di 20-30 ms, sufficiente per supportare una performance live.

Usando attrezzature a disposizione dei gruppo NGN e del laboratorio CIMIL, gli studenti collaboreranno alla realizzazione di un testbed per supportare live performance attraverso una rete 5G, e per misurare le prestazioni di rete (es. Throughput, ritardo, tasso di errore) in diverse condizioni (posizionamento dei musicisti, mobilità, ecc.), identificando e risolvendo punti deboli e possibili colli di bottiglia.

Contatti: Paolo Casari e Luca Turchet

Composizione: 10% teoria - 50% sviluppo - 40% test 

Misure di connettività e velocità di trasmissione in reti a onde millimetriche

Le reti a onde millimetriche (mmWave, standard IEEE 802.11ad) sono uno degli elementi dell’ecosistema wireless 5G, e forniranno connettività wireless a velocità maggiori di 1 Gbit/s a molteplici utenti. Per raggiungere questo scopo, utilizzano schiere di antenne che permettono una trasmissione direzionale. La differenza principale tra le comunicazioni mmWave e quelle dei WiFi tradizionali riguardano il confinamento del segnale, che non oltrepassa facilmente i muri, e che viene facilmente bloccato dal corpo umano.

Sono disponibili diverse tesi in questo ambito:

• Caratterizzazione di collegamenti mmWave a diverse distanze
• Raccolta di misure relative ai segnali trasmessi (angoli di arrivo, tempi di propagazione)
• Test di connettività in diverse zone del dipartimento (corridoi, aree aperte, …) e raccolta di statistiche di connettività in presenza di persone in movimento
• Misura di prestazioni in presenza di a utenti multipli contemporaneamente connessi agli stessi access point nella stessa area

Per la tesi, si utilizzerà l’infrastruttura mmWave Lab, installata dal DISI nell’ambito dei finanziamenti dei Dipartimenti di Eccellenza.

Contatto: Paolo Casari

Composizione: 20% teoria - 30-50% sviluppo - 30-50% test (variabile a seconda del tema)

Internet, la rete pubblica globalmente usata nel mondo, è in costante evoluzione dal punto di vista delle prestazioni, dei protocolli e dei tipi di dati che viaggiano in essa.

Sono disponibili molteplici tesi che permetteranno agli studenti di misurarsi con la valutazione delle prestazioni di protocolli, della loro diffusione o del traffico da essi generato. Alcuni esempi:

• Valutazione dell'equità di protocolli che si dividono le risorse degli stessi collegamenti (es., TCP New Reno, TCP CUBIC, BBR, …)
• Misura delle prestazioni di protocolli di trasporto tra diversi dispositivi (es. dispositivi embedded, dispositivi ad alte prestazioni, server)
• Sviluppo di sistemi per la valutazione massiva del round-trip time in reti cablate
• Misura dell'adozione di protocolli sicuri e versione degli stessi
• Misura dell'impatto che i protocolli sicuri hanno sull'inoltro del traffico in Internet
• Sviluppo di sistemi di routing multi-percorso (multipath routing)
• Valutazione indipendente della penetrazione del protocollo IPv6
• Valutazione del cambiamento dei percorsi di instradamento verso un gruppo di destinazioni nel mondo
• Uso di tecniche TCP splitting per effettuare source routing in Internet
• Reproducible research initiative: riproduzione indipendente di risultati ottenuti in articoli scientifici

Tali argomenti potranno essere sviluppati usando sistemi di emulazione di reti (ad es., Katharà, Mininet e altri) e sistemi reali.

Composizione: 20% teoria - 30-50% sviluppo - 30-50% test (variabile a seconda del tema)

In futuro, le auto a guida autonoma saranno iperconnesse e controllabili da remoto. Questo permetterà alle auto di coordinarsi per eseguire manovre attualmente molto complesse come l'attraversamento autonomo e coordinato di incroci a molte corsie, il sorpasso, e la gestione di scenari di viabilità imperfetta (fondo dissestato, nebbia, assenza di segnaletica orizzontale). 

Sono disponibili molteplici tesi volte a investigare diversi aspetti delle auto a guida autonoma del futuro, quali ad esempio:

• Studio di protocolli di comunicazione per il controllo remoto di veicoli coordinati usando reti 4G, 5G e 802.11, anche passando automaticamente dall'uno all'altro
• Ottimizzazione del piazzamento delle piattaforme virtuali che eseguono gli algoritmi di controllo (ad esempio, al fine di minimizzare la latenza, o di favorire l'esecuzione di manovre complesse)
• Costruzione di un testbed con modellini di auto comandate da piattaforme embedded (es. RaspberryPi): connessione, test, stampa 3D di componenti aggiuntivi richiesti
• Simulazione di mobilità urbana integrata con dati di traffico

Composizione: 20% teoria - 40-60% sviluppo - 20-40% test (variabile a seconda del tema)