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IA/0015 - MODELLI PER LE RETI DI TELECOMUNICAZIONI

Anno Accademico 2017/2018

Docente
CARLA SEATZU (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/81]  INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI [81/00 - Ord. 2016]  INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI660
Obiettivi

L’unita didattica si prefigge lo scopo di fornire le conoscenze di base per lo studio di modelli stocastici particolarmente utili nell’ambito delle telecomunicazioni quali la modellazione e gestione del traffico, il dimensionamento e la pianificazione di risorse condivise.

-- Conoscenza e capacità di comprensione
Sviluppare le conoscenze di base della modellazione, analisi e ottimizzazione di sistemi complessi interconnessi, soggetti ad ingressi stocastici e caratterizzati da prestazioni anch’esse stocastiche.

-- Capacità di applicare la conoscenza e capacità di comprensione
L’impostazione didattica prevede che la formazione teorica sia accompagnata da esempi ed applicazioni (con particolare riferimento alle reti di telecomunicazioni) che sollecitano la partecipazione attiva, l’attitudine propositiva e la capacità di elaborazione autonoma.

-- Autonomia di giudizio
Gli argomenti sono proposti in modo da sviluppare la capacità di valutare criticamente i risultati dell’analisi e della progettazione.

-- Abilità comunicative
Il corso prevede lo svolgimento di una serie di esercitazioni (anche in gruppo) al fine di permettere allo studente l’acquisizione di capacità sia nella discussione critica dei risultati ottenuti, sia dei problemi incontrati.

-- Capacità di apprendere autonomamente
Scopo del corso è anche quello di permettere allo studente di integrare le conoscenze provenienti da altri corsi con quelle acquisite nel corso in oggetto, avendo in questo modo una visione ampia delle problematiche connesse alla progettazione e gestione delle reti di telecomunicazioni.

Prerequisiti

Le conoscenze impartite nei corsi di base della matematica del primo e del secondo anno.

Contenuti

Presentazione del corso
Introduzione ai problemi di traffico e ai vantaggi che derivano dalla loro risoluzione nell’ambito dei sistemi ad eventi discreti. Importanza di modelli formali di traffico nell’ambito delle telecomunicazioni.

Probabilità e processi stocastici
Definizioni e conoscenze di base relative alla probabilità e ai processi stocastici essenziali per lo studio delle reti di code e dei modelli di traffico per reti.

Catene di Markov
Definizioni preliminari. Equazioni di evoluzione. Classificazione degli stati. Distribuzione stazionaria e distribuzione limite. Studio della ergodicità. Processi nascita-morte.

Teoria delle code e concetti di base del teletraffico
Nozioni fondamentali della teoria delle code. Classificazione e notazione di Kendall. Code deterministiche. Code stocastiche con capacità infinita. Code stocastiche con capacità limitata e problemi di dimensionamento del buffer. Distribuzioni stazionarie e limite. Ergodicità e legge di Little.

Reti di code
Reti di code markoviane aperte: equazioni di traffico, teorema di Jackson, legge di Little in grande. Reti di code markoviane chiuse: catene di Markov a tempo continuo equivalente, teorema di Gordon e Newell.
Esempi in ambito telecomunicazioni.

Reti di Petri stocastiche
Definizioni di base, strutture fondamentali ed esempi. Grafo di raggiungibilità. Struttura di temporizzazione, semantica di servente, memoria totale e di abilitazione. Reti di Petri stocastiche. Catena di Markov equivalente ad una rete di Petri stocastica. Analisi di prestazione. Esempi di modellazione in ambito telecomunicazioni.

Tool di simulazione
Utilizzo di strumenti di simulazione e analisi, prevalentemente in ambito Matlab.

Metodi Didattici

40 ore, lezione frontale
20 ore, esercitazione in aula

Verifica dell'apprendimento

La verifica dell'acquisizione dei risultati di apprendimento avviene attraverso una prova scritta e/o orale valutata in trentesimi. Scopo della prova è verificare la capacita di applicare le conoscenze e metodologie acquisite. E' data agli studenti la possibilita' di migliorare la propria valutazione attraverso lo sviluppo di un progetto che consenta di ampliare le conoscenze acquisite durante le lezioni.

Testi

--- Dispense a cura del docente.
--- Note (disponibili online) del Prof. M. Zukerman (Hong Kong): Introduction to Queueing Theory and Stochastic Teletraffic Models.
--- Capitoli 10 e 16 (forniti dal docente in formato elettronico) del testo: Control of Discrete-Event Systems, Lecture Notes in Control and Information Sciences, Edited by C. Seatzu, M. Silva, J.H. van Schuppen, 2013.

Altre Informazioni

Durante lo svolgimento delle lezioni vengono proposte diverse esercitazioni pratiche, di volta in volta corrette in classe. Il testo di tali esercitazioni viene regolarmente fornito durante il corso o inviato agli studenti per email dietro apposita richiesta al docente.

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