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Per raggiungere gli ambiziosi obiettivi descritti, il progetto STEM-Net è stato organizzato in 4 Work Packages, che saranno svolti in stretta collaborazione dalle tre unità di ricerca, le quali metteranno a disposizione delle altre unità le loro competenze complementari.

WP1: SCENARI APPLICATIVI

Questo WP si concentrerà nell'analisi e nella caratterizzazione di alcuni scenari applicativi, puntando alla definizione del ruolo delle unità staminali all'interno di ognuno di essi.

Le attività contenute in questo WP definiranno in maniera dettagliata il contesto di ricerca per i dispositivi staminali e forniranno la base per le altre attività.

Il WP è articolato in 2 attività:

A1.1 Caratterizzazione degli scenari applicativi e del ruolo delle unità staminali

La necessità di utilizzare dispositivi riconfigurabili è fortemente legata ad una serie di applicazioni e scenari moderni di comunicazione che necessitano di tali funzioni di riconfigurazione pertanto, una attenta identificazione di tali ambienti, è condizione necessaria per la progettazione di queste nuove tecnologie senza trascurare l'analisi delle possibili ricadute derivanti dall'utilizzo dei dispositivi staminali in reti di accesso

A1.2 Caratteristiche hardware e software di base per le unità staminali

Dopo un'approfondita analisi degli scenari applicativi effettuata nell'attività A1.1 si passerà ad individuare le funzionalità essenziali e le caratteristiche fisiche di cui le unità “staminali” devono godere per consentire la realizzazione degli scenari immaginati in maniera efficiente.

RISULTATI DEL WP1:

R1.1 - Una visione integrata e completa di applicazioni innovative per le unità staminali e del ruolo delle unità staminali all'interno di ognuna di esse.

R1.2 - Determinazione di un insieme base di caratteristiche hardware, software e funzionalità per le unità staminali.

Il WP1 si protrarrà per il primo anno del progetto in accordo a quanto illustrato nel diagramma di GANTT allegato. I risultati in R1.1 devono essere completati nei primi 8 mesi del primo anno. I risultati in R1.2 devono essere completati alla fine primo anno per poter poi essere ampiamente utilizzati nel secondo anno.

WP2: TECNOLOGIE ABILITANTI PER I DISPOSITIVI STAMINALI

Questo WP è incentrato sugli aspetti riguardanti la progettazione di un nodo staminale e le tecnologie attualmente disponibili che possono essere utilizzate, dopo un'opportuna integrazione o modifica, per implementare le funzionalità richieste da un'unità staminale e messe in evidenza negli scenari proposti nel WP1.

Il WP è articolato in 4 attività:

A2.1: Caratteristiche riconfigurabili dei nodi staminali per tutti i livelli dello stack protocollare

L'obiettivo principale ed innovativo del progetto consiste principalmente nell'individuare ed implementare le funzionalità di riconfigurazione proprie dei nodi staminali; tali funzionalità devono essere basate sull'individuazione di un'architettura protocollare flessibile che dia la possibilità di incorporare nuove funzionalità, funga da repository delle informazioni accumulate durante il ciclo di vita del dispositivo staminale, consenta lo scambio di informazioni tra livelli diversi in approccio cross-layer, permetta funzioni di controllo trasversali alla pila protocollare.

A2.2: Tecniche di riconfigurazione dei parametri di livello fisico e MAC delle unità staminali

Le funzioni di riconfigurabilità dei nodi staminali possono essere implementate a diversi livelli della pila protocollare perciò in questa attività sarà dedicata in maniera specifica alla determinazione dei parametri di livello fisico e di livello MAC riconfigurabili in base alle caratteristiche dell'ambiente wireless in cui il dispositivo opera ed alle infrastrutture in esso presenti. Verrà altresì analizzato l'impatto del ciclo cognitive e della riconfigurabilità di livello fisico e MAC sui livelli protocollari rete e trasporto.

A2.3: Tecniche di riconfigurazione dei parametri dal livello 2.5 in su delle unità staminali

In accordo a quanto illustrato nella precedente attività si procederà a determinare le tecnologie abilitanti di riconfigurabilità protocollare nei livelli più alti (riconfigurabilità inter-stack) dello stack protocollare (sessione/applicazione) nel caso di nodi staminali multi-modali che dispongano di più radio potenzialmente mappate su tecnologie wireless d'accesso eterogenee.

A2.4: Impatto della mobilità controllata sulla performance dell'unità staminale

Nel caso in cui il nodo staminale sia un nodo mobile, tutte le problematiche analizzate nelle precedenti attività assumono una luce diversa in quanto la mobilità introduce nuove sfide e nuovi vincoli. In tale ottica risulta necessaria la definizione di modelli matematici per la determinazione del ruolo della topologia o dell'eventuale cambio di topologia nell'ottimizzazione delle risorse usate dall'unità staminale in termini di energia, di banda trasmissiva, di ritardi di propagazione.

RISULTATI DEL WP2:

R2.1 - Definizione delle tecniche di riconfigurabilità dei nodi staminali a tutti i livelli dello stack protocollare .

R2.2 - Valutazione dell'impatto della mobilità dei nodi e della variazione di topologia sulle prestazioni dei dispositivi staminali.

Il WP2 si protrarrà per 16 mesi in accordo a quanto illustrato nel diagramma di GANTT allegato. I risultati in R2.1 devono essere completati entro il primo quadrimestre del secondo anno. I risultati in R2.2 devono essere completati entro il secondo quadrimestre del secondo anno.

WP3: RETI DI DISPOSITIVI STAMINALI

Questo WP è principalmente incentrato sulla comunicazione cooperativa tra i diversi nodi al fine di formare una rete intelligente, flessibile ed adattativa per assolvere alle funzioni individuate nel WP1.

Il WP è articolato in 3 attività:

A3.1: Protocolli cooperativi utilizzanti mobilità controllata e schemi di algebraic network coding

In questa attività si studieranno le problematiche di cooperazione tra le unità staminali in funzione della loro mobilità utilizzando schemi di algebraic network coding in situazioni in cui alcuni dei nodi coinvolti nel flusso informativo assolvano alla semplice funzione di relay. Inoltre si definiranno algoritmi per la determinazione in distribuito di placement delle unità staminali ottimali per un particolare task o situazione.

A3.2: Impatto di schemi di cooperazione tra le unità staminali sul processo di configurazione/apprendimento

Il processo di configurazione/apprendimento delle unità staminali può sicuramente essere avvantaggiato dalla cooperazione tra i vari nodi della rete così come avviene nelle interazioni umane perciò questa attività sarà principalmente incentrata sull'analisi dell'impatto di nuovi schemi cooperativi per accelerare tale processo di configurazione/apprendimento.

A3.3: Strategie di assegnazione dei ruoli nel processo di riconfigurazione e tecniche di scheduling a supporto della cooperazione

La cooperazione tra i nodi staminali implica un corretto scambio di messaggi tra entità distribuite che non può prescindere da uno schema di scheduling distribuito ed efficiente che possa essere utilizzato anche come supporto alla scelta del ruolo da assegnare al singolo dispositivo staminale.

RISULTATI DEL WP3:

R3.1 - Determinazione delle interazioni cooperative fra unità staminali basate sulla mobilità controllata.

R3.2 - Definizione ed implementazione di tecniche di cooperazione che consentano ai nodi di attuare un comportamento comune.

R3.3 - Definizione di topologie efficienti per il soddisfacimento di una richiesta di qualità di servizio o l'esecuzione di un task.

Il WP3 si protrarrà per 16 mesi in accordo a quanto illustrato nel diagramma di GANTT allegato. I risultati in R3.1 ed R3.2 devono essere completati entro il primo quadrimestre del secondo anno. I risultati in R2.3 devono essere completati entro il secondo quadrimestre del secondo anno.

WP4: SIMULATORI E DIMOSTRATORI

Questo WP è incentrato su validazione, test e valutazione delle soluzioni analizzate e proposte nei WPs precedenti; in particolare si svilupperanno simulatori software cercando di verificare il funzionamento delle funzionalità proposte per le unità staminali. Infine si implementerà un dimostratore di un dispositivo “proto-staminale” al fine di evidenziarne le caratteristiche peculiari.

Il WP è articolato in 2 attività:

A4.1: Simulatori per la validazione e valutazione delle soluzioni proposte

Questa attività sarà dedicata all'implementazione simulativa dei protocolli di cooperazione utilizzanti le funzionalità presentate nei WP precedenti.

A4.2: Realizzazione di unità “proto-staminali”

Obbiettivo finale del progetto sarà quello di realizzazione di un dispositivo “proto-staminale”: che sia in grado di riconfigurare un numero limitato di parametri di diversi livelli attraverso tecniche di apprendimento rafforzato e di comunicazione con altri nodi staminali. Un esempio di tale dispositivo potrebbe essere uno smartphone che possa comportasi anche da router o gateway.

RISULTATI DEL WP4:

R4.1 - Simulazione di un sistema che mira a dimostrare la realizzabilità di un comportamento complessivo tramite la riconfigurazione spontanea dei nodi di rete.

R4.2 - Realizzazione di un dimostratore che implementi la cooperazione tra nodi, i quali mettendo in comune le proprie risorse contribuiscano a realizzare un fine comune.

Il WP4 si protrarrà per l'intero secondo anno in accordo a quanto illustrato nel diagramma di GANTT allegato. I risultati in R4.1 ed R4.2 devono essere completati alla fine del secondo anno.

GESTIONE DEL PROGETTO

Il coordinatore si occuperà dell'attività di gestione del progetto, controllerà l'avanzamento del progetto rispetto agli obiettivi pianificati. Per questo scopo, verranno creati un sito web e un forum per il progetto, e verranno organizzati degli incontri periodici (tipicamente, due incontri plenari per ogni anno).



 

P.R.I.N. 2009

 

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