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Ricerca e Innovazione

Ricerca Avanzata nei Sistemi di Trasmissione e Comunicazione

ARTeCS

Il gruppo Advanced Research in Transmission and Communication Systems si occupa della progettazione, analisi e ottimizzazione di metodi e tecnologie per la trasmissione affidabile, sicura ed efficiente dell’informazione nelle moderne reti di comunicazione. Le attività del gruppo spaziano dai fondamenti teorici allo sviluppo di algoritmi, fino all’implementazione pratica di sistemi per applicazioni wireless, cablate, ottiche e satellitari.
Un obiettivo centrale è lo studio di schemi di trasmissione avanzati in grado di massimizzare efficienza spettrale ed energetica, garantendo al tempo stesso robustezza rispetto a rumore, interferenze e degradazioni del canale. In questo contesto, il gruppo sviluppa tecniche di codifica di canale, modulazione, rivelazione del segnale, sistemi MIMO, strategie di trasmissione adattativa e progettazione di forme d’onda.
Il gruppo svolge inoltre attività di ricerca su modellazione e stima del canale, aspetti fondamentali per la progettazione di sistemi adattivi capaci di operare efficacemente in ambienti complessi e variabili. Tali temi sono particolarmente rilevanti per tecnologie emergenti quali comunicazioni a onde millimetriche, massive MIMO e superfici intelligenti riconfigurabili.
Un’area di forte interesse riguarda la sicurezza delle comunicazioni, con studi su tecniche di physical layer security, meccanismi di protezione contro interferenze malevole e metodi per garantire riservatezza, integrità e disponibilità delle informazioni trasmesse.
Il gruppo integra inoltre teoria delle comunicazioni e dell’informazione con strumenti di intelligenza artificiale e machine learning, applicati a problemi di detection, decoding, stima di canale e allocazione delle risorse. L’obiettivo è sviluppare soluzioni affidabili, interpretabili ed efficienti anche in scenari complessi o difficilmente modellabili.
Le attività di ricerca si estendono ai sistemi di comunicazione di nuova generazione, inclusi 5G avanzato e 6G, con particolare attenzione a comunicazioni ultra-affidabili e a bassa latenza, connettività massiva per IoT e integrazione tra reti terrestri e non terrestri. Il gruppo opera anche nei settori delle comunicazioni ottiche in spazio libero e delle comunicazioni spaziali e satellitari, promuovendo il trasferimento di metodi e competenze tra diversi ambiti applicativi.
La collaborazione con università, industria ed enti di standardizzazione rappresenta un elemento essenziale dell’attività del gruppo, insieme all’impegno nella formazione di studenti e giovani ricercatori. Nel complesso, il gruppo mira a contribuire all’avanzamento dello stato dell’arte nelle tecnologie della comunicazione, sviluppando soluzioni innovative, sicure e adattabili alle esigenze delle reti del futuro.

Area di ricerca

Communications, Networking, and Signal Processing

Linee di ricerca

  • Tecniche di rilevazione del segnale: sviluppo di algoritmi avanzati di detection per il recupero affidabile del segnale in presenza di rumore, interferenze e condizioni di canale complesse
  • Codifica di canale per il calcolo quantistico: progettazione e analisi di codici di correzione d’errore pensati per sistemi quantistici, affrontando i temi dell’affidabilità e della tolleranza ai guasti nell’elaborazione dell’informazione quantistica.
  • Sicurezza a livello fisico e comunicazioni sicure: tecniche per migliorare riservatezza e resilienza al livello fisico, inclusi la progettazione sicura delle forme d’onda, la generazione di chiavi e la protezione contro intercettazione
  • Sistemi di comunicazione adattivi guidati dall’IA: strategie di trasmissione intelligenti che sfruttano il machine learning per l’ottimizzazione in tempo reale di modulazione, codifica e allocazione delle risorse in condizioni di rete dinamiche.
  • Superfici intelligenti riconfigurabili (RIS) e ambienti radio intelligenti: progettazione e ottimizzazione di ambienti di propagazione programmabili per migliorare copertura, capacità ed efficienza energetica
  • Comunicazione e sensing congiunti (JCAS): sistemi integrati che consentono simultaneamente trasmissione dati e percezione dell’ambiente, con applicazioni in sistemi autonomi, coesistenza radar-comunicazioni e consapevolezza situazionale.
  • Rilevamento di anomalie nelle Radio Access Networks (RAN): metodi data-driven e basati su IA per identificare comportamenti anomali, guasti e minacce alla sicurezza nelle infrastrutture di rete wireless
  • Comunicazioni ottiche in spazio libero: tecniche di trasmissione per collegamenti ottici ad alta capacità in ambienti free-space, con attenzione a robustezza, allineamento e degradazioni atmosferiche
  • Sistemi di comunicazione spaziali e satellitari: tecniche avanzate di livello fisico, incluse codifiche correttive d’errore, schemi di modulazione, strategie anti-jamming e beamforming, integrate con soluzioni di rete quali gestione dell’handover, allocazione delle risorse radio e instradamento, nonché applicazioni come Satellite IoT e servizi abilitati da costellazioni satellitari su larga scala
  • Comunicazioni integrate terrestri e satellitari di nuova generazione: architetture e strategie di trasmissione che consentono un’integrazione senza soluzione di continuità tra reti terrestri e non terrestri per i futuri sistemi wireless.

Competenze

Settori ERC

PE7_6 - Communication systems, wireless technology, high-frequency technology
PE7_7 - Signal processing
PE8_1 - Aerospace engineering

SDG

Goal 9: Industry, Innovation, and Infrastructure
Goal 11: Sustainable cities and communities

Keywords

COMMUNICATION SYSTEMS AND NETWORKS
digital signal processing
CHANNEL CODING
OPTICAL FREE SPACE COMMUNICATIONS
SATELLITE COMMUNICATIONS

Collaborazioni con altri gruppi di ricerca

Pubblicazioni da archivio istituzionale

Pubblicazioni da archivio istituzionale