BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022
TITOLO DEL PROGETTO: Integrated Terrestrial/Space wireless networks for broadband connectivity and IoT services (INSPIRE)
CODICE CUP: D53D23001150006
Budget: € 72.000
P.I.: prof. Piro Giuseppe - Politecnico di Bari
Altre Unità di Ricerca o eventuali Sub Unità:
Università degli Studi di Parma (Responsabile U.R.: prof.ssa Piemontese Amina)
Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale (Responsabile U.R.: prof. Buzzi Stefano)
Breve descrizione del progetto
Il progetto PRIN INSPIRE ha avuto come obiettivo lo studio, la progettazione e la validazione di soluzioni innovative per reti di comunicazione integrate, in grado di abilitare una connettività tridimensionale attraverso la cooperazione tra infrastrutture terrestri e piattaforme non terrestri, quali satelliti in orbita bassa, piattaforme ad alta quota e veicoli aerei senza pilota. Il progetto ha affrontato scenari applicativi avanzati, tra cui l’estensione della copertura in aree non servite o scarsamente servite e il supporto a servizi IoT su larga scala, contribuendo allo sviluppo delle future reti beyond-5G/6G. In tale contesto, INSPIRE si è concentrato sulla progettazione e sulla valutazione di architetture di rete capaci di supportare comunicazioni ad alta capacità, accesso massivo e copertura ubiqua, analizzando l’interazione sinergica tra diverse tecnologie abilitanti. Tra queste rientrano forme d’onda beyond-5G robuste rispetto a mobilità, effetto Doppler, rumore di fase e non linearità, anche con funzionalità integrate di sensing; infrastrutture per comunicazioni troposferiche; tecniche avanzate di livello fisico e beamforming per sistemi massive MIMO virtuali e distribuiti; meccanismi di orchestrazione gerarchica di funzioni e servizi virtualizzati basati su paradigmi software-defined; algoritmi proattivi per l’allocazione ottimale delle risorse di comunicazione e computazione, inclusi approcci di network slicing integrati tra segmenti terrestri e non terrestri; nonché la valutazione delle prestazioni e l’analisi di soluzioni architetturali innovative per reti integrate terrestri-non terrestri.
Finalità
Di seguito le principali finalità del progetto INSPIRE: sviluppare soluzioni avanzate a livello fisico e di sistema per reti integrate terrestri e non terrestri; progettare architetture di rete flessibili e scalabili per supportare servizi eterogenei e scenari altamente dinamici; definire tecniche innovative di gestione congiunta delle risorse radio e computazionali; sviluppare meccanismi di orchestrazione basati su paradigmi software-defined networking e virtualizzazione; realizzare strumenti di simulazione e validazione per l’analisi delle prestazioni in scenari realistici.
Risultati attesi
L’U.R. del Politecnico di Bari si proponeva di contribuire allo sviluppo di soluzioni innovative per reti integrate terrestri e non terrestri, con particolare riferimento a tecnologie di telecomunicazioni di riferimento per beyond-5G/6G, lo sviluppo di algoritmi intelligenti per la gestione congiunta delle risorse radio e computazionali, la definizione di meccanismi di orchestrazione software-defined e la realizzazione e l’estensione di strumenti di simulazione e piattaforme sperimentali per la valutazione di architetture integrate terrestri e non-terrestri.
Risultati raggiunti
L’U.R. del Politecnico di Bari ha conseguito numerosi e significativi risultati scientifici, perfettamente in linea con gli obiettivi progettuali, contribuendo pertanto allo sviluppo e alla validazione di soluzioni avanzate per reti integrate terrestri e non terrestri. In particolare, sono state progettate e sperimentate tecniche innovative di livello fisico per sistemi beyond-5G, incluse soluzioni integrated sensing and communication (ISAC) implementate su piattaforme SDR e analisi degli aspetti di sicurezza legati al radio fingerprinting. Sono stati inoltre sviluppati algoritmi intelligenti per la gestione congiunta delle risorse di comunicazione e calcolo, basati su artificial intelligence e digital twin, applicati a scenari eterogenei e dinamici (esempio servizi UAV-assisted e applicazioni multimediali). L’unità ha anche contribuito alla definizione di framework di orchestrazione software-defined per la gestione efficiente e sostenibile di servizi e funzioni di rete. Infine, sono stati realizzati strumenti di simulazione e piattaforme sperimentali, tra cui estensioni del 5G-air-simulator e testbed per comunicazioni UAV, utilizzati per la valutazione delle soluzioni sviluppate in scenari realistici. I risultati ottenuti sono stati discussi in contributi scientifici pubblicati su riviste di riconosciuto prestigio a livello internazionale e/o presentati in atti di convegno pubblico internazionali. Maggiori informazioni sui risultati ottenuti (inclusi deliverable finali e PDF delle pubblicazioni) sono presenti sul sito web del progetto INSPIRE https://telematics.poliba.it/prin-inspire/.