PROGETTI DI RICERCA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE (PRIN) - BANDO PRIN 2022
PROGETTI FINANZIATI - UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CASSINO E DEL LAZIO MERIDIONALE
Acronimo Prin2022_Interdonato_RAIN4C
ID Progetto 20227N3SPN
Titolo Progetto Reliable Aerial and satellite Networks: joint Communication, Computation, Caching for Critical scenarios
Responsabile Scientifico locale INTERDONATO - Giovanni
Programma di finanziamento PRIN 2022
Ente finanziatore MIUR
Ruolo responsabile Partner
Finanziamento totale del progetto
199.920,00_€
Finanziamento per UNICAS
65.840,00_€
ID CALL PRIN_2022
Abstract Progetto Garantire servizi di rete in scenari critici come quelli post-disastro o rurali è una sfida impegnativa ma cruciale per assicurare l'affidabilità delle operazioni. In questi scenari, le reti integrate spazio-aria-terra (SAGINs), composte da sistemi satellitari, reti aeree e comunicazioni terrestri, sono concepite per svolgere un ruolo chiave nell'ecosistema di sesta generazione (6G) in arrivo. Infatti, nelle SAGINs, le reti satellitari possono garantire una copertura ubiqua in tutto il mondo. Tuttavia, le grandi latenze di trasmissione non sono in linea con le richieste del 6G. Allo stesso tempo, i sistemi aerei senza equipaggio hanno suscitato notevole interesse per il loro potenziale nel migliorare la copertura, la capacità e l'affidabilità in ambienti difficili. In questo progetto, intendiamo esaminare sistemi wireless di prossima generazione per scenari critici in grado di mitigare l'impatto del deleterio effetto di mascheramento dei collegamenti satellitari, incontrando i requisiti qualitativi degli utenti a terra, grazie all'integrazione di soluzioni di comunicazione e calcolo ibride aeree/satellitari e terrestri. La nostra approccio spinge ulteriormente il dispiegamento dei sistemi SAGIN a un livello di complessità superiore rispetto allo stato dell'arte, poiché sono richiesti modelli e paradigmi innovativi per l'orchestrazione delle risorse in presenza di backhaul ininterrotti. Per affrontare queste sfide, proponiamo RAIN4C, un framework multistrato per scenari critici composto da segmenti satellitari, aerei e terrestri. RAIN4C supporta tre funzionalità principali: - connettività affidabile: garantire la connettività in scenari critici è impegnativo a causa della mancanza di infrastrutture terrestri. Il progetto affronterà le principali problematiche delle SAGIN come dispiegamento tridimensionale, modellazione del canale ed efficienza energetica, investigando come migliorare il tasso di dati attraverso tecnologie emergenti come antenne multiple, cell-free massive MIMO, comunicazioni mmWave e sub-THz. - calcolo ad efficienza energetica: i compiti di calcolo intensivi richiesti in scenari critici possono essere troppo impegnativi per dispositivi limitati. Il progetto propone di distribuire il carico di calcolo su un continuum da bordo a satellite coinvolgendo utenti a terra, droni (agendo come nodi di bordo) e la rete satellitare (agendo come server cloud). - caching efficace: lo scambio di dati all'interno delle SAGINs può subire ritardi di comunicazione elevati e bassi tassi di consegna a causa delle dinamiche topologie di rete. Il progetto propone sistemi di caching multistrato per memorizzare intelligentemente le risorse nei livelli satellitari/aerei per un accesso rapido da parte degli utenti a terra. RAIN4C propone algoritmi centralizzati e distribuiti che supportano l'ottimizzazione congiunta delle tre funzionalità descritte. Le soluzioni saranno valutate attraverso simulazioni estensive e un banco di prova in cui sarà implementato un sottoinsieme delle funzionalità di RAIN4C attraverso collegamenti satellitari esistenti e veri UAV. L'esito di questo progetto porrà le basi per sistemi SAGIN facilmente e rapidamente implementabili, fornendo servizi agili e on-demand in scenari critici.
SOTTO SETTORI ERC
Anno presentazione 2022
Anno Inizio Finanziamento 2023
Anno Fine Finanziamento 2025