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COMMUNICATIONS ENGINEERING, Laurea Magistrale (Master of science-level of the Bologna process)
Academic Year 2022/23
DEPARTMENT OF ELECTRONICS AND TELECOMMUNICATIONS
Collegio di Ingegneria Elettronica, delle Telecomunicazioni e Fisica (ETF)
Campus: TORINO
Program duration: 2 years
Class LM-27 Degree: TELECOMMUNICATIONS ENGINEERING
Reference Faculty
GIACCONE PAOLO   referente.lm.ccne@polito.it
Program held in English

Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
La Laurea Magistrale in Communications Engineering è nata con lo scopo di formare degli specialisti che possano vantare una profonda e completa conoscenza delle discipline di base delle telecomunicazioni e della telematica e siano capaci di operare in tutti i settori della telematica e delle comunicazioni, come ad esempio i settori delle comunicazioni mobili, di Internet, delle reti di calcolatori e dei data center, della localizzazione e dei servizi telematici di nuova concezione. Esso, inoltre, fornisce le metodologie per l'analisi e il progetto di sistemi complessi, con lo scopo di formare neolaureati che siano in grado di comprendere e gestire la complessità insita negli odierni sistemi telematici e di comunicazione.
Gli insegnamenti della Laurea Magistrale in Communications Engineering coprono ampiamente i seguenti argomenti (aree di apprendimento): trasmissione digitale e teoria dell'informazione, sistemi di comunicazione in fibra ottica e via radio, elaborazione dei segnali e applicazioni, tecnologie per le reti telematiche e multimediali, modellistica di sistemi complessi, sistemi informativi distribuiti e di grandi dimensioni, elettronica ed elettromagnetismo applicato. Le conoscenze acquisite dagli studenti spaziano dalla teoria dell'informazione e la teoria dei codici, alle tecniche di elaborazioni dei segnali multimediali, dalla modellistica stocastica e la teoria della simulazione ad eventi discreti, alle tecniche di programmazione concorrente per sistemi distribuiti, dalle tecniche di progettazione di sistemi di misura ad alta frequenze, alle tecniche di programmazione di logiche FPGA, dalle architetture e protocolli per reti telematiche, ai moderni sistemi di comunicazioni in fibra ottica e via radio.

Modalità didattiche
Le conoscenze e la comprensione dei sistemi sopra descritti viene acquisita tramite alcune lezioni di tipo tradizionali associate ad esercitazioni volte a consolidare le conoscenze da acquisire. Il corso è caratterizzato in modo peculiare dall'approccio didattico "project-based", in cui gli studenti sono seguiti da parte dei docenti in un percorso autonomo e individuale di acquisizione di conoscenze e competenze necessarie per lo svolgimento del progetto. Quindi le competenze vengono acquisite in un ambiente di apprendimento ibrido, in cui vengono integrati approcci tradizionali di insegnamento con quelli di "active learning".

Modalità di accertamento.
L'accertamento delle conoscenze e della capacità di comprensione avviene tramite esami scritti e orali, che comprendono quesiti relativi sia agli aspetti teorici sia agli aspetti applicativi. Inoltre, alcuni corsi prevedono lo sviluppo di elaborati scritti (tesine) da parte degli studenti descrivono i risultati delle attività autonome singole o di gruppo. Tali elaborati che vengono esaminati e discussi col docente. Si richiede la capacità di integrare le conoscenze acquisite in insegnamenti e contesti diversi, e la capacità di valutare criticamente e scegliere modelli e metodi di soluzione.

Per ciascuna delle aree di apprendimento sopra individuate il quadro A4b2 specifica in maniera puntuale le conoscenze che gli studenti acquisiscono durante il corso di laurea.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Il corso di Laurea Magistrale in Communications Engineering forma degli specialisti in grado di progettare, dimensionare e ottimizzare componenti e sistemi di comunicazione, architetture e protocolli per reti telematiche, e servizi per utenti mobili. Il laureato in Communications Engineering sarà altresì capace di aggiornare continuamente le sue conoscenze seguendo l'evoluzione tecnologica del settore di sua competenza, per esempio, essendo in grado di leggere e comprendere standard internazionali e testi tecnici su sistemi di interesse.

Modalità didattiche.
La capacità di applicate le conoscenze viene stimolata fortemente attraverso l'approccio "project-based", che e' complementare a quello tradizionale basato su lezioni frontali, esercitazioni in laboratorio ed esercitazioni in aula. Insegnamenti obbligatori di progetto caratterizzano fortemente il corso di studi. I diversi insegnamenti di progetto sono complementari tra di loro. Un insegnamento è più orientato allo sviluppo di un sistema software di telecomunicazione, mentre un altro allo sviluppo di un sistema fisico completo di comunicazione. Negli insegnamenti di progetto viene curata l'applicazione integrata di conoscenze che sono state acquisite in differenti insegnamenti o devono essere acquisite in modo autonomo mediante l'assistenza del docente.
Inoltre, numerosi insegnamenti contemplano attività sperimentali/informatiche e progettuali condotte in modo autonomo da ciascuno studente o da gruppi di lavoro organizzati con specifici obiettivi, assistiti dai docenti. Almeno il 55% dei CFU dell'intera laurea magistrate sono dedicate ad attività sperimentali, di progetto, ad esercitazioni e alla tesi. Poiché le attività sperimentali e progettuali spesso richiedono che gli studenti lavorino in gruppi, questi hanno la possibilità di affinare le capacità relazionali, di comunicazione e di collaborazione. Ogni insegnamento indica nella relativa scheda quanti crediti sono riservati a ciascuna modalità didattica.

Modalità di accertamento.
Gli accertamenti comprendono esami tradizionali (scritti e orali), con quesiti relativi agli aspetti teorici, all'analisi e al progetto di sistemi di telecomunicazione e telematici. I quesiti di progetto richiedono la valutazione comparata di diverse scelte (“problem solving”). Viene verificata, inoltre, la capacità di applicare le conoscenze acquisite a problemi nuovi, anche di carattere interdisciplinare. Un accertamento complessivo delle capacità di applicare quanto appreso nei diversi insegnamenti avviene con la elaborazione della tesi di laurea. Questa prova finale richiede l'integrazione di conoscenze acquisite e la capacità di apportare nuovi sviluppi. Vedere Quadro A5.

Per ciascuna delle aree di apprendimento sopra individuate il quadro A4b2 elenca in dettaglio le capacità di applicare le conoscenze richieste agli studenti.

 
A cura di: Carla Chiasserini, Fabio Dovis & Emilio Leonardi Data introduzione: 14/1/15 Data scadenza: 30/6/2040

Area di apprendimento Risultati di apprendimento attesi Insegnamenti / attivita formative
Machine learning e applicazioni   Conoscenza e comprensione
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguardano i seguenti argomenti:
- applicazione del machine learning alle reti di telecomunicazioni, ai sistemi di analisi delle immagini e dei video
- programmazione in python di applicazioni basate su machine learning
- algoritmi di machine learning (ad esempio, supervised, unsupervised and reinforcement) e loro implementazione
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente sarà in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- scelta dell'algoritmo di machine learning appropriato al problema da risolvere
- sviluppo di un software per l'applicazione del machine learning
- uso di librerie specializzate per il machine learning in python
 
Machine learning for networking - 01DSMBG - ING-INF/05 (8 cfu)
Project: Applied communication systems and IoT - 01DSQBG - ING-INF/03 (5 cfu)
Signal, image and video processing and learning - Image and video processing and learning - 01DSKBG - ING-INF/03 (6 cfu)
 
Tecnologie per reti telematiche   Conoscenza e comprensione
L'obiettivo di apprendimento atteso è creare conoscenza e capacità di comprensione nell'ambito di:
- tecniche di gestione delle reti telematiche
- architetture di rete per la qualità di servizio
- algoritmi per fornire qualità di servizio in reti telematiche: tecniche di ammissione delle chiamate, di schedulazione, di verifica di conformità e di sagomatura, di controllo della congestione
- reti cellulari
- reti mobili ad-hoc, cooperazione tra nodi e algoritmi di instradamento
- reti di sensori: accesso al canale, topologia e instradamento
- reti peer-to-peer di codifica e distribuzione video in reti peer-to-peer
- protezione da attacchi, sicurezza, autenticazione in reti telematiche
- commercio elettronico
- pianificazione di frequenze radio in reti cellulari
- architetture software e hardware di dispositivi di interconnessione
- analisi di sistemi di commutazione a circuito e a pacchetto
- architetture dei data center
- cloud computing
- architetture e algoritmi per il monitoraggio del traffico in rete

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente sarà in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- progettare e dimensionare dispositivi di interconnessione e di commutazione a circuito e pacchetto
- sviluppare moduli software e hardware per inoltrare i dati e per il controllo in dispositivi di interconnessione di reti telematiche
- progettare l'assegnazione di frequenze radio in sistemi cellulari
- sviluppare applicazioni per dispositivi mobili e commercio elettronico
- progettare reti di sensori
- integrare i sistemi di gestione di reti telematiche
- progettare un'architettura di rete in grado di soddisfare le esigenze di qualità degli utenti
- progettare un sistema di distribuzione multimediale Peer-to-Peer
- utilizzare, configurare e rendere operativi sistemi di filtraggio di pacchetti, di riconoscimento di intrusioni e anomalie
- dimensionare una rete di sensori per garantire copertura radio e minimizzare il consumo energetico
- sviluppare algoritmi di instradamento innovativi in reti mobili e di sensori
- analizzare dati di traffico ed estrarre le informazioni rilevanti;
- progettare e mantenere architetture per il monitoraggio del traffico in rete.

 
5G and next-generation mobile computing - 01DSRBG - ING-INF/03 (6 cfu)
Cloud computing and data center design lab - 01DSSBG - ING-INF/01 (2 cfu)
Cloud computing and data center design lab - 01DSSBG - ING-INF/03 (4 cfu)
Communication and network systems - Computer network design and control - 02USKBG - ING-INF/03 (6 cfu)
Computer system security - 02KRQBG - ING-INF/05 (6 cfu)
Network measurement laboratory - 01QWPBG - ING-INF/03 (6 cfu)
 
Digital signal processing e applicazioni   Conoscenza e comprensione
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguardano i seguenti argomenti:
- teoria statistica dei segnali, teoria della stima, filtri di Wiener e Kalman
- applicazioni del signal processing al trattamento di segnali multimediali
(tecniche di compressione)
- applicazioni del signal processing ai moderni sistemi di telerilevamento e di
global positioning (sistemi GPS e Galileo)
- tecniche e algoritmi di simulazione di sistemi di trasmissione basati su
elaborazione numerica dei segnali


Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente sarà in grado di applicare la conoscenza acquisita per il
raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- progetto di sistemi di digital signal processing per svariati ambiti del settore
delle ICT
- progetto di sistemi di posizionamento e telerilevamento
- progetto e sviluppo di algoritmi e software per la simulazione numerica


 
Project: Software-defined communication systems - 01DSNBG - ING-INF/03 (5 cfu)
Satellite navigation systems - 03LPXBG - ING-INF/03 (8 cfu)
Signal, image and video processing and learning - Image and video processing and learning - 01DSKBG - ING-INF/03 (6 cfu)
Signal, image and video processing and learning - Signal processing: methods and algorithms - 01DSKBG - ING-INF/03 (6 cfu)
 
Modellistica di reti e sistemi complessi   Conoscenza e comprensione
L'obiettivo di apprendimento atteso è creare conoscenza e capacità di comprensione nell'ambito di:
- tecniche di simulazione, ad eventi e sincrone, di reti telematiche
- stima della precisione statistica di risultati di simulazione
. analisi delle caratteristiche stocastiche dei dati di input
- processi stocastici
- modelli per l'analisi delle prestazioni di protocolli
- cenni di teoria dei grafi e su grafi casuali
- dinamiche su grafi (processi epidemici, etc.)
- ricerca operativa e tecniche di ottimizzazione combinatoria

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente sarà in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- sviluppare un simulatore, verificarne la correttezza e analizzare criticamente i risultati di simulazione ottenuti
- selezionare la tecnica modellistica più adatta a definire il dimensionamento di un sistema e/o apparato in reti telematiche
- sviluppare modelli che permettano l'analisi e/o il progetto di sistemi e apparati in reti telematiche
- sviluppare modelli innovativi di analisi del traffico
- utilizzare tecniche di ottimizzazione per risolvere problemi di pianificazione e allocazione di risorse in reti telematiche
- sviluppare algoritmi di ottimizzazione e verificarne la complessità
- selezionare l'algoritmo di ottimizzazione adatto al problema in esame valutandone i costi e i benefici in termini di velocità di esecuzione e qualità della soluzione trovata

 
Communication and network systems - Computer network design and control - 02USKBG - ING-INF/03 (6 cfu)
Operational research - 03QWHBG - ING-INF/03 (3 cfu)
Operational research - 03QWHBG - MAT/09 (3 cfu)
Project: Software-defined communication systems - 01DSNBG - ING-INF/03 (5 cfu)
Project: Software-defined communication systems - 01DSNBG - MAT/06 (2 cfu)
 
Trasmissioni digitali e teoria dell'informazione   Conoscenza e comprensione
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguardano i seguenti argomenti:
- teoria dell'informazione: codifica di sorgente, capacità di canali discreti e
continui, teoremi di Shannon
- codici per protezione dell'errore: codici a blocco lineari e codici
convoluzionali, Codici turbo e LDPC , tecniche iterative per ricevitori numerici
- fondamenti di crittografia per la protezione dell'informazione
- sistemi di comunicazione: parametri di ottimizzazione dei sistemi di TLC :
banda, potenza/energia, qualita del servizio.
- descrizione sistemistica di alcuni sistemi di TLC
-tecniche e algoritmi di simulazione di sistemi di trasmissione
- tecnologie abilitanti per il canale wireless: OFDM, CDMA, sincronizzazioni
- caratterizzazione del canale wireless

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente sarà in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- calcolo della capacità di sistemi di trasmissione digitale
- progetto di sistemi di modulazione avanzata
- progetto di sistemi di recupero di clock e portante
- progetto di codici a protezione di errore (a blocchi, convoluzionali e a
decodifica iterativa)
- progetto in termini di potenza, banda, probabilità di errore e qualità del servizio di sistemi di trasmissione digitale


 
Advanced wireless communication - 03QFRBG - ING-INF/03 (8 cfu)
Communication and network systems - Communication systems - 02USKBG - ING-INF/03 (6 cfu)
Information and communication theory - 03QWJBG - ING-INF/03 (6 cfu)
 
Sistemi di telecomunicazione in fibra ottica e wireless   Conoscenza e comprensione
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguardano i seguenti argomenti:
- conoscenza dei moderni sistemi di telecomunicazioni in fibra ottica
- caratterizzazione dei sistemi di trasmissione in fibra ottica
- fondamenti di elettromagnetismo relativi alla propagazione guidata in fibra
ottica
- fondamenti di elettronica delle alte frequenze relative ai componenti utilizzati per i sistemi in fibra ottica
- modulazioni avanzate per trasmissione su fibra
- caratteristiche dei sistemi di telecomunicazioni ottica a lunga distanza
(transport networks, sistemi DWDM, SDH, SONET)
- caratteristiche dei sistemi di telecomunicazioni ottica per le reti locali e di accesso (Gigabit Ethernet, Fiber Channel, PON, GPON)
-modellazione di un sistema wireless (fading, probabilità di fuori servizio, etc)
-architetture dei moderni sistemi wireless (sia nell'ambito della telefonia cellulare che per le reti locali) e relativi protocolli (GSM, UMTS, Wi-Fi e loro evoluzioni)
- caratterizzazione di sistemi elettronici utilizzati in campo wireless
- progetto di antenne e corrispondente diagramma di irradiazione
- pianificazione della copertura radio
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente sarà in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
-progetto di un sistema di telecomunicazione in fibra ottica nel suo complesso, nei vari ambiti specifici delle reti locali, di accesso e di trasporto
-progetto (tipicamente in team multidisciplinare) di sottosistemi di trasmissione ottici quali laser, amplificatori ottici, ricevitori, modulatori, switch, etc
-utilizzo delle moderne tecniche di simulazione per il progetto dei sistemi in fibra ottica
-progetto di un sistema di trasmissione wireless a livello fisico (in termini di power budget, probabilità di fuori servizio, qualità del servizio)
-progetto dei principali componenti elettronici richiesti in un sistema wireless.

 
Open Optical Networks - 01TWOBG - ING-INF/03 (6 cfu)
Optical fiber communications - 01DSOBG - ING-INF/03 (6 cfu)
Project: Applied communication systems and IoT - 01DSQBG - ING-INF/02 (2 cfu)
Project: Applied communication systems and IoT - 01DSQBG - ING-INF/03 (5 cfu)
Project: Software-defined communication systems - 01DSNBG - ING-INF/03 (5 cfu)
Signal Processing and Optical Transmission Lab - 01TWQBG - ING-INF/03 (6 cfu)
Signal Processing and Wireless Transmission Lab - 01TWPBG - ING-INF/03 (6 cfu)
Wireless access electromagnetics - 01DSPBG - ING-INF/02 (6 cfu)
 
Sistemi multimediali   Conoscenza e comprensione
Gli obiettivi di apprendimento attesi riguardano i seguenti argomenti: principi fondamentali del trattamento di segnali multimediali (audio, immagini, video) principi di teoria dell'informazione legate alla compressione di segnali
multimediali principali tecniche e standard internazionali relative alle compressiodi di segnali multimediali trasporto di segnali su vari supporti (streaming su Internet, sistemi di telefonia cellulare, distribuzione televisiva, etc) implementaziopne degli algoritmi su piattaforme hardware.



Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente sarà in grado di applicare la conoscenza acquisita per il raggiungimento dei seguenti obiettivi: conoscere le principali tecniche e gli attuali standard internazionali di trattamento di segnali multimediali, ed essere in grado di svolgere ruoli innovativi in questo ambito progetto e implementazione di tecniche di trattamento e trasmissione di segnali multimediali su vari supporti.

 
Communication and network systems - Computer network design and control - 02USKBG - ING-INF/03 (6 cfu)
Signal, image and video processing and learning - Image and video processing and learning - 01DSKBG - ING-INF/03 (6 cfu)
 
Tesi   Conoscenza e comprensione
Progetto e definizione di un progetto e/o di uno studio di elevata complessità.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Realizzazione di un progetto o di uno studio di elevata complessità
Stesura di una tesi seguendo un registro linguistico appropriato e tecnico.
Presentazione della attività di tesi
 
Internship - 12FWYBG - *** N/A *** (12 cfu)
Thesis - 23MBRBG - *** N/A *** (20 cfu)
Thesis - 16MBRBG - *** N/A *** (8 cfu)
 
Autonomia di giudizio
L'autonomia di giudizio è continuamente esercitata nella attività di analisi e di progettazione di sistemi di telecomunicazione e reti telematiche. La definizione delle specifiche del problema da sviluppare non sono mai complete e creano uno spazio per sviluppare la propria personale capacità di prendere decisioni, lasciando un grado di libertà allo studente che deve essere, dunque, in grado di fare scelte personali. Queste capacità sono particolarmente sollecitate nei corsi di laboratorio, di modellistica e di progettazione, e, soprattutto, durante la tesi di laurea che costituisce una parte significativa del percorso didattico. Durante lo svolgimento della tesi di laurea lo studente ha l'opportunità di sviluppare capacità di autonomia di giudizio e di scelta, dovendo svolgere in grande autonomia un'attività di ricerca e/o di progettazione. Spesso tale attività è svolta in gruppi di lavoro, richiedendo quindi allo studente anche di esercitare le proprie capacità di convinzione nei confronti di altri studenti o dei professori con cui collabora nell'ambito del progetto di tesi di laurea.
Abilità comunicative
Le abilità comunicative sono esercitate e valutate attraverso la stesura di rapporti scritti quali quelli necessari:
- allo sviluppo dei progetti e alla stesura di relative monografie
- allo svolgimento di esercitazioni
- alla presentazione di relazioni sperimentali nelle attività di laboratorio
In alcuni casi, le relazioni si riferiscono a lavori di gruppo, che richiedono lo sviluppo di abilità di comunicazione interpersonali, e devono spesso essere presentate a colleghi e docenti, richiedendo quindi capacità di astrazione e la capacità di organizzare e strutturare la presentazione.
Esami orali permettono di sviluppare capacità di comunicazione personali dirette, fondamentali nel proseguimento delle attività professionali.
Un ruolo fondamentale per consolidare le abilità di comunicazione è svolto dal lavoro di tesi di laurea, dove lo studente ha la necessità di comunicare sia oralmente, per integrarsi all'interno del gruppo di lavoro che lo segue e con cui collabora, sia per iscritto, nella redazione del lavoro di tesi e nella stesura di eventuali articoli scientifici.
Il corso di laurea e tutti gli esami sono tenuti in lingua inglese: ciò garantisce una buona padronanza delle tecniche di comunicazione in lingua inglese.
Capacità di apprendimento
Le capacità di apprendimento sono sviluppate in tutti gli insegnamenti con due obiettivi:
- apprendere con la massima resa e con uno sforzo ridotto i contenuti proposti in aula
- imparare ad utilizzare in modo adeguato il materiale aggiuntivo messo a disposizione per estendere i concetti appresi durante le spiegazioni offerte in aula o in laboratorio.
In aggiunta, gli insegnamenti di progetto stimolano l'apprendimento utilizzando un approccio di "active learning", in cui gli studenti sono al centro del processo di apprendimento e ciascuno studente costruisce un proprio percorso di formazione che, partendo dalle proprie conoscenze e abilità pregresse, permette di raggiungere le competenze necessarie allo svolgimento del progetto. Questo avviene in sinergia con altri studenti del medesimo gruppo di lavoro. Il ruolo del docente si focalizza nel seguire la progressione del progetto e si adatta alle esigenze di apprendimento di ciascun studente.

Il corso permette agli studenti di acquisire i fondamenti scientifici e metodologici richiesti per proseguire gli studi ad un livello superiore (quali ad esempio corsi di Dottorato) e per affrontare con competenza e flessibilità il mondo del lavoro, dove è richiesto un aggiornamento continuo durante tutta la vita professionale.
Obiettivo primario del corso di studio è infatti fornire agli studenti gli strumenti adeguati per permettere un aggiornamento continuo delle proprie conoscenze anche dopo la conclusione del proprio percorso di studi. Questa capacità è esercitata ponendo enfasi all'interno degli insegnamenti sulla differenza tra aspetti formativi generali e conoscenze scientifiche richieste per esercitare la professione nel medio/breve termine.
La tesi di laurea richiede di ampliare e approfondire la preparazione in modo autonomo rispetto a quanto presentato nei vari insegnamenti.
 


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