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CrimeLab Laboratori Scientifici di Criminalistica Forense di Marco Zonaro Laboratori di Criminalistica Forense

𝐋’𝐚𝐮𝐝𝐢𝐨 𝐟𝐨𝐫𝐞𝐧𝐬𝐞 𝐞 𝐢𝐥 𝐩𝐞𝐫𝐢𝐜𝐨𝐥𝐨 𝐝𝐢 𝐬𝐞𝐧𝐭𝐢𝐫𝐞 𝐭𝐫𝐨𝐩𝐩𝐨: 𝐢𝐥 𝐜𝐨𝐧𝐟𝐢𝐧𝐞 𝐢𝐧𝐯𝐢𝐬𝐢𝐛𝐢𝐥𝐞 𝐭𝐫𝐚 𝐩𝐞𝐫𝐜𝐞𝐳𝐢𝐨𝐧𝐞 𝐞 𝐜𝐨𝐫𝐫𝐞𝐭𝐭𝐚 𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐩𝐫𝐞𝐭𝐚𝐳𝐢𝐨𝐧𝐞.Ci sono...
15/05/2026

𝐋’𝐚𝐮𝐝𝐢𝐨 𝐟𝐨𝐫𝐞𝐧𝐬𝐞 𝐞 𝐢𝐥 𝐩𝐞𝐫𝐢𝐜𝐨𝐥𝐨 𝐝𝐢 𝐬𝐞𝐧𝐭𝐢𝐫𝐞 𝐭𝐫𝐨𝐩𝐩𝐨: 𝐢𝐥 𝐜𝐨𝐧𝐟𝐢𝐧𝐞 𝐢𝐧𝐯𝐢𝐬𝐢𝐛𝐢𝐥𝐞 𝐭𝐫𝐚 𝐩𝐞𝐫𝐜𝐞𝐳𝐢𝐨𝐧𝐞 𝐞 𝐜𝐨𝐫𝐫𝐞𝐭𝐭𝐚 𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐩𝐫𝐞𝐭𝐚𝐳𝐢𝐨𝐧𝐞.

Ci sono registrazioni che, appena ascoltate, restituiscono immediatamente un significato semantico e prosodico chiaro e rispondente a quanto realmente il parlatore intendeva far comprendere. Le parole emergono dal rumore senza sforzo apparente e le frasi si concatenano con naturalezza facendo sì che il cervello umano riesca a trasformare il segnale acustico in linguaggio quasi istantaneamente. Esistono però anche registrazioni profondamente diverse, nelle quali il parlato convive con situazioni di degrado acustico quali ad esempio rumori ambientali, riverberi, sovrapposizioni vocali, distorsioni di codifica, saturazioni o, semplicemente, con un rapporto segnale/rumore talmente basso da rendere estremamente fragile il contenuto informativo disponibile; proprio in questo territorio ambiguo l’audio forense affronta uno dei suoi problemi scientifici più delicati: l’intelligibilità del parlato.

In ambito di audio forensics il problema non consiste soltanto nello stabilire se una voce sia presente all’interno di una registrazione e chi sia il parlante, ma anche nel comprendere se il segnale della registrazione possieda realmente un contenuto linguistico sufficientemente affidabile da poter essere trascritto senza l’introduzione di interpretazioni soggettive. Giovanni Costantini, Andrea Paoloni e Massimiliano Todisco, in uno studio dedicato proprio alla valutazione dell’intelligibilità del parlato, ricordano che “nelle applicazioni forensi è fondamentale che il significato delle frasi e dei nomi citati rifletta effettivamente ciò che è stato detto dai parlanti piuttosto che le opinioni dei trascrittori” (Paoloni, Costantini et al., 2011). La frase appare semplice soltanto in apparenza, perché racchiude un problema enorme: quando il segnale acustico degrada oltre una certa soglia, il rischio non è più soltanto quello di non comprendere il parlato, ma quello di attribuirgli un contenuto che potrebbe non essere realmente presente.

La psicoacustica e la linguistica sperimentale, attraverso numerosissimi studi pubblicati negli ultimi 30 anni, hanno dimostrato che la comprensione del parlato non è un processo puramente “passivo” in quanto il cervello umano (attraverso l’apparato uditivo che agisce da trasduttore biologico) non si limita a ricevere mere informazioni acustiche sotto forma di segnali bioelettrici, bensì le interpreta continuamente utilizzando aspettative, contesto, esperienza linguistica e meccanismi predittivi. Richard Warren dimostrò già nel 1970 il celebre “phonemic restoration effect”, osservando che l’ascoltatore tende a ricostruire automaticamente fonemi mascherati dal rumore quando il contesto semantico suggerisce una possibile soluzione (Warren, 1970); in altre parole, il cervello non tollera facilmente il vuoto informativo e tende spontaneamente a completare ciò che manca.

Un aspetto spesso sottovalutato riguarda, inoltre, la differenza tra qualità percepita e intelligibilità reale: un segnale può apparire “più pulito”, più forte o meno rumoroso senza che questo comporti un reale incremento della quantità di informazione linguistica disponibile. La stessa letteratura scientifica distingue chiaramente tra “naturalness”, “quality” e “intelligibility”, evidenziando come un miglioramento della gradevolezza dell’ascolto non coincida necessariamente con una migliore comprensione del contenuto verbale (Paoloni, Costantini et al., 2013); quest’ultimo aspetto assume particolare rilevanza nelle applicazioni forensi dove anche minime alterazioni percettive possono modificare il modo in cui il cervello interpreta segmenti vocali ambigui.

La percezione del parlato, infatti, non dipende esclusivamente dalle caratteristiche fisiche del segnale acustico ma anche dalle condizioni cognitive dell’ascoltatore. Helen Fraser e collaboratori osservano che l’intelligibilità non può essere considerata una proprietà assoluta della registrazione poiché qualunque valutazione percettiva richiede implicitamente di chiedersi “quale ascoltatore?” e “in quali condizioni di ascolto?” (Fraser et al., 2024). In buona sostanza l’esperienza linguistica, le aspettative contestuali, la conoscenza preventiva del contenuto e perfino il semplice suggerimento di una possibile frase possono alterare profondamente ciò che l’ascoltatore ritiene di percepire.

Proprio per questa ragione la trascrizione preventiva di un audio degradato rappresenta uno degli elementi più delicati dell’intero processo interpretativo; Fraser descrive questo fenomeno come “contextual priming”, ossia una forma di orientamento cognitivo capace di guidare inconsapevolmente l’ascoltatore verso specifiche interpretazioni linguistiche (Fraser & Stevenson, 2014): una volta che il cervello riceve un’ipotesi semantica plausibile, tende spontaneamente a ricercarla all’interno del rumore aumentando progressivamente la sensazione soggettiva di chiarezza anche quando il segnale rimane fortemente ambiguo.

Il fenomeno descritto assume implicazioni enormi quando viene applicato a registrazioni degradate utilizzate come prova in ambito giudiziario. Un recente lavoro pubblicato sul Journal of the Audio Engineering Society da Helen Fraser e collaboratori sottolinea come l’audio enhancement forense possa addirittura produrre “the undesired opposite effect”, aumentando la credibilità percepita di trascrizioni inaccurate (Fraser et al., 2024). Gli autori osservano, inoltre, che una trascrizione fornita preventivamente all’ascoltatore agisce come un potente meccanismo di “priming” cognitivo, inducendo il cervello a percepire parole che potrebbero non essere realmente contenute nel segnale acustico. Il passaggio più inquietante dello studio afferma che una registrazione degradata possiede “the potential to sound clearly like something it is not” (Fraser et al., 2024): il problema dell’audio forense rumoroso, quindi, non riguarda soltanto la sua incomprensibilità ma anche la possibilità di percepire con apparente chiarezza contenuti inesistenti.

Gran parte delle difficoltà nascono da un insufficiente valore del rapporto segnale/rumore (indicato comunemente con la sigla SNR (Signal-to-Noise Ratio): quando il rumore compete energeticamente con il parlato alcune componenti spettrali della voce vengono progressivamente mascherate. Le consonanti, che trasportano una parte enorme dell’informazione linguistica risultano essere particolarmente vulnerabili a questo fenomeno. Già Miller e Nicely nel 1955 mostrarono sperimentalmente come la degradazione dell’SNR produca un aumento drastico degli errori percettivi consonantici. La voce continua a essere “udibile” ma la comprensione linguistica collassa molto più rapidamente della semplice percezione sonora.

Il problema diventa ancora più complesso in presenza di rumori non stazionari, riverbero e sovrapposizioni vocali. Costantini e colleghi, utilizzando corpora sperimentali costruiti appositamente per simulare scenari realistici di intercettazione, dimostrarono che per mantenere livelli di intelligibilità superiori all’80% è generalmente necessario un rapporto parlato/rumore superiore a circa 7.5 dB richiamando i dati ISO/TR 4870:1991 (Costantini et al., 2013). Al diminuire di questo rapporto l’intelligibilità degrada rapidamente e le trascrizioni divergenti diventano progressivamente più probabili.

A questo punto entra in gioco un altro equivoco estremamente diffuso: l’idea che i sistemi di miglioramento audio, comunemente chiamati “sistemi di filtraggio”, siano in grado di “recuperare” automaticamente il contenuto perduto. In realtà il concetto stesso di speech enhancement è molto più delicato di quanto comunemente si creda. James Zjalic, in una tesi dedicata ai framework di audio enhancement forense, ricorda che ogni elaborazione modifica il segnale secondo algoritmi specifici e che la sequenza dei processi di elaborazione del segnale produce effetti cumulativi sul risultato finale (Zjalic, 2017).

Riduzione del rumore, equalizzazione, de-reverberazione e filtraggi spettrali adattivi possono certamente migliorare la gradevolezza percepita dell’ascolto, ma non esiste alcuna garanzia che questo comporti un reale incremento dell’informazione linguistica disponibile in contesti di segnale fortemente degradato, anzi, diversi studi dimostrano esattamente il contrario. Paoloni, Costantini e colleghi riportano che alcuni algoritmi di soppressione del rumore non soltanto non migliorano l’intelligibilità ma possono addirittura peggiorarla sensibilmente (Paoloni, Costantini et al., 2013). In uno degli esperimenti descritti nello studio, un segnale inizialmente associato a un’intelligibilità vicina al 90% è stato degradato fino a circa il 50% dopo l’applicazione di specifici processi di de-enhancement. Anche Hu e Loizou, in uno studio comparativo sugli algoritmi di speech enhancement, evidenziarono come il miglioramento della qualità soggettiva non coincida necessariamente con il miglioramento dell’intelligibilità reale (Hu & Loizou, 2007).

Il punto centrale è che il filtraggio audio non crea informazione nuova; esso può certamente, se correttamente eseguito, enfatizzare componenti già presenti, attenuare mascheramenti dominanti o aumentare il contrasto percettivo ma, contemporaneamente, può alterare transizioni fonetiche, introdurre artefatti spettrali o modificare l’equilibrio tra componenti vocaliche e consonantiche. Quando il contenuto originario è estremamente degradato il rischio che il cervello interpreti tali alterazioni come parole coerenti con le aspettative contestuali diventa piuttosto concreto.

La moderna audio forensics si trova quindi davanti a un problema profondamente diverso rispetto a quello immaginato dall’immaginario cinematografico e televisivo: nella realtà scientifica, invece, esistono limiti fisici e informativi oltre i quali il segnale originario non possiede più dati sufficienti per sostenere interpretazioni linguistiche affidabili. Lo stesso gruppo di Fraser ricorda come molte aspettative nutrite dai tribunali nei confronti delle applicazioni di audio enhancement derivino da una percezione irrealistica delle effettive capacità tecnologiche dell’elaborazione audio forense (Fraser et al., 2024).

Quando il contenuto linguistico residuo diventa troppo fragile il rischio non consiste più soltanto nell’errore di trascrizione ma si concretizza nella costruzione involontaria di una narrazione percettiva coerente con aspettative, ipotesi investigative o con suggestioni contestuali; in queste condizioni il confine tra ciò che il segnale contiene realmente e ciò che il cervello ritiene di percepire può diventare estremamente sottile e alquanto pericoloso.
Per queste ragioni le moderne linee guida forensi insistono sempre più sulla necessità di approcci validati, prudenti e metodologicamente trasparenti. L’ENFSI, la SWGDE e numerosi lavori scientifici recenti sottolineano l’importanza di rappresentare non soltanto ciò che un’analisi sembra mostrare, ma anche i limiti intrinseci del segnale e dell’elaborazione applicata.
La moderna scienza forense non può fondarsi sull’impressione soggettiva del “mi sembra di sentire”, ma deve confrontarsi con misurazioni, validazione sperimentale e consapevolezza dell’esistenza di possibili bias cognitivi.

In fondo, il vero problema legato a questi aspetti dell’audio forense nei segnali degradati non riguarda semplicemente il rumore, bensì il modo in cui il cervello umano tenta disperatamente di dare un significato a informazioni incomplete ed è proprio in quello spazio ambiguo, sospeso tra percezione e interpretazione, che la prudenza metodologica diventa una necessità scientifica.

Per i più curiosi:
• Costantini G., Paoloni A., Todisco M. (2013). “Objective Evaluation of the Speech Intelligibility in Forensic Applications.” Proceedings of the International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP).

• Paoloni A., Zavattaro D. "Intercettazioni telefoniche e ambientali. Metodi, limiti e sviluppi nella trascrizione e verbalizzazione". Centro Scientifico Editore (2007).

• Fraser H., Aubanel V., Maher R.C., et al. (2024). “Forensic Speech Enhancement: Toward Reliable Handling of Poor-Quality Speech Recordings Used as Evidence in Criminal Trials.” Journal of the Audio Engineering Society, 72(11), 748–753.

• Fraser H., Stevenson B. (2014). “The Power and Persistence of Contextual Priming: More Risks in Using Police Transcripts to Aid Jurors’ Perception of Poor Quality Covert Recordings.” International Journal of Evidence & Proof, 18(3), 205–229.

• Warren R.M. (1970). “Perceptual Restoration of Missing Speech Sounds.” Science, 167(3917), 392–393.

• Miller G.A., Nicely P.E. (1955). “An Analysis of Perceptual Confusions Among Some English Consonants.” Journal of the Acoustical Society of America, 27(2), 338–352.

• Hu Y., Loizou P.C. (2007). “Subjective Comparison and Evaluation of Speech Enhancement Algorithms.” Speech Communication, 49(7–8), 588–601.

• Zjalic J. (2021). Digital Audio Forensics Fundamentals: From Capture to Courtroom. Routledge.

• SWGDE (2023). “Best Practices for the Enhancement of Digital Audio.” Scientific Working Group on Digital Evidence.

• ENFSI Forensic Speech and Audio Analysis Working Group. Best Practice Guidelines for Forensic Speech and Audio Analysis.

𝐒𝐞 𝐢𝐥 𝐜𝐞𝐫𝐯𝐞𝐥𝐥𝐨 𝐢𝐧𝐯𝐞𝐧𝐭𝐚 𝐥𝐚 𝐩𝐫𝐨𝐯𝐚: 𝐏𝐚𝐫𝐞𝐢𝐝𝐨𝐥𝐢𝐚, 𝐁𝐢𝐚𝐬 𝐜𝐨𝐠𝐧𝐢𝐭𝐢𝐯𝐢 𝐞 𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐩𝐫𝐞𝐭𝐚𝐳𝐢𝐨𝐧𝐞 𝐝𝐞𝐥 𝐝𝐚𝐭𝐨 𝐧𝐞𝐥𝐥𝐞 𝐬𝐜𝐢𝐞𝐧𝐳𝐞 𝐟𝐨𝐫𝐞𝐧𝐬𝐢.“Pareidolia...
13/05/2026

𝐒𝐞 𝐢𝐥 𝐜𝐞𝐫𝐯𝐞𝐥𝐥𝐨 𝐢𝐧𝐯𝐞𝐧𝐭𝐚 𝐥𝐚 𝐩𝐫𝐨𝐯𝐚: 𝐏𝐚𝐫𝐞𝐢𝐝𝐨𝐥𝐢𝐚, 𝐁𝐢𝐚𝐬 𝐜𝐨𝐠𝐧𝐢𝐭𝐢𝐯𝐢 𝐞 𝐢𝐧𝐭𝐞𝐫𝐩𝐫𝐞𝐭𝐚𝐳𝐢𝐨𝐧𝐞 𝐝𝐞𝐥 𝐝𝐚𝐭𝐨 𝐧𝐞𝐥𝐥𝐞 𝐬𝐜𝐢𝐞𝐧𝐳𝐞 𝐟𝐨𝐫𝐞𝐧𝐬𝐢.

“Pareidolia” è un termine che affonda le proprie radici nella lingua greca e che descrive un fenomeno tanto comune quanto straordinariamente complesso; la parola deriva dall’unione del termine "Pará", che richiama l’idea di qualcosa di anomalo o non perfettamente aderente alla realtà, ed "Eidolon" ossia immagine, figura, forma. Secondo il significato riportato nei dizionari, la pareidolia è un fenomeno grazie al quale l’essere umano tende a riconoscere forme familiari, volti, oggetti o significati precisi a fronte di stimoli casuali, indistinti o ambigui.

Si tratta di un’esperienza che appartiene alla vita quotidiana di chiunque: una nuvola, ad esempio, può assumere l’aspetto di un animale, una macchia sul muro può ricordare un volto umano, una particolare disposizione di luci e ombre può evocare una figura precisa pur essendo priva di un reale contenuto rappresentativo. La neuroscienza contemporanea ha dimostrato che questo fenomeno non rappresenta una semplice curiosità percettiva bensì costituisce il risultato di un preciso meccanismo cognitivo grazie al quale il cervello umano tende costantemente a ricercare schemi, correlazioni e/o significati, all’interno delle informazioni che riceve, attraverso stimoli sensoriali soprattutto quando il dato disponibile è incompleto o ambiguo.

Alcuni studi in materia di neuroscienze, come quello pubblicato nel 2018 da Akdeniz e collaboratori e intitolato: “Neural mechanisms underlying visual pareidolia processing”, hanno evidenziato come aree cerebrali deputate al riconoscimento facciale possano attivarsi anche in presenza di pattern casuali che soltanto vagamente ricordano un volto.

Questa peculiarità cognitiva assume una rilevanza particolarmente delicata nell’ambito delle scienze forensi nelle quali l’osservazione e l’interpretazione del dato oggettivo rappresentano il focus della metodologia utilizzata; le indagini scientifiche forensi si confrontano frequentemente, ad esempio, con immagini degradate, video compressi caratterizzati da bassa risoluzione e dettagli scarsamente definiti, tracce biometriche parziali e incomplete o registrazioni audio affette da forte rumore e particolarmente disturbate; in tutti questi contesti il cervello umano tende, in modo naturale, a colmare le lacune percettive attribuendo forma e significato a informazioni che potrebbero, in realtà, non essere sufficienti; ciò può comportare, inevitabilmente, il manifestarsi di condizioni grazie alle quali un dettaglio indistinto può apparire riconducibile ad un dato elemento secondo uno schema mentale predeterminato e basato su informazioni di backgound scorrelate dall'elemento stesso.

L’aspetto più insidioso legato al fenomeno della pareidolia consiste proprio nel fatto che chi la sperimenta difficilmente percepisce la natura illusoria del fenomeno. L’osservatore sovente sviluppa la convinzione autentica di aver realmente visto quel determinato particolare o riconosciuto quella specifica forma circostanza, questa, che rende il rischio interpretativo particolarmente rilevante in ambito investigativo e giudiziario. La psicologia cognitiva e le neuroscienze moderne evidenziano come la percezione non costituisca una mera registrazione passiva della realtà ma un processo dinamico influenzato da aspettative, contesto, conoscenze pregresse e meccanismi predittivi interni. Wardle e Baker, nel lavoro “Dynamic brain communication underwriting face pareidolia” (2024), descrivono proprio il modo in cui il cervello umano costruisce interpretazioni coerenti partendo da stimoli ambigui o incompleti.

Un fenomeno strettamente collegato alla pareidolia visiva è rappresentato, in ambito uditivo, dal cosiddetto “Effetto Mondegreen”, termine introdotto dalla scrittrice Sylvia Wright nel 1954 per descrivere le errate interpretazioni di parole o frasi percepite in maniera ambigua ("And laid him on the green" divenì "And Lady Mondegreen"). In presenza di registrazioni disturbate, dialoghi sovrapposti o segnali scarsamente intellegibili, l’ascoltatore può attribuire ai suoni percepiti significati linguistici differenti pur partendo dal medesimo stimolo acustico; in tali circostanze il suggerimento preventivo esercita un’influenza estremamente significativa: conoscere anticipatamente ciò che “si dovrebbe sentire” orienta inconsapevolmente l’ascolto inducendo il cervello a organizzare il contenuto ambiguo in modo coerente con l’aspettativa ricevuta.

La riflessione scientifica su questi fenomeni evidenzia quanto, in ambito forense, l'analisi del dato debba essere affrontato con metodologie rigorose, controllate e quanto più possibile indipendenti dalle aspettative interpretative dell’osservatore. La funzione della scienza forense non consiste, infatti, nel confermare intuizioni o impressioni soggettive bensì nel verificare se ciò che si ritiene di percepire sia realmente sostenuto dagli elementi oggettivamente presenti nel dato analizzato.

𝐐𝐮𝐚𝐧𝐝𝐨 𝐥𝐚 𝐫𝐞𝐭𝐞 𝐜𝐞𝐥𝐥𝐮𝐥𝐚𝐫𝐞 𝐬𝐦𝐞𝐭𝐭𝐞 𝐝𝐢 𝐞𝐬𝐬𝐞𝐫𝐞 𝐭𝐞𝐫𝐫𝐞𝐬𝐭𝐫𝐞Per molti anni le comunicazioni satellitari hanno rappresentato, e ra...
07/05/2026

𝐐𝐮𝐚𝐧𝐝𝐨 𝐥𝐚 𝐫𝐞𝐭𝐞 𝐜𝐞𝐥𝐥𝐮𝐥𝐚𝐫𝐞 𝐬𝐦𝐞𝐭𝐭𝐞 𝐝𝐢 𝐞𝐬𝐬𝐞𝐫𝐞 𝐭𝐞𝐫𝐫𝐞𝐬𝐭𝐫𝐞

Per molti anni le comunicazioni satellitari hanno rappresentato, e rappresentano tutt’ora, qualcosa di profondamente diverso rispetto alla telefonia radiomobile cellulare che tutti noi utilizziamo ogni giorno. Esistevano, funzionavano, e funzionano ancora oggi essendo essenziali in ambito navale, aeronautico, militare o nelle regioni più isolate del pianeta, ma all’interno di un ecosistema tecnologico separato, tecnologicamente distante dalla normale esperienza quotidiana della rete cellulare.

Chiunque abbia visto, almeno una volta, un telefono satellitare tradizionale ricorda immediatamente anche la sua diversità: antenne prominenti, terminali di maggior ingombro, insomma apparati progettati specificamente per stabilire un collegamento con satelliti geostazionari o costellazioni di satelliti orbitanti. Sistemi sviluppati da Iridium Communications, Globalstar o Inmarsat hanno consentito per decenni, come oggi ancora, di comunicare praticamente da qualsiasi punto del pianeta, attraverso reti pensate sin dall’origine per terminali dedicati, protocolli proprietari e architetture profondamente differenti rispetto a quelle della telefonia mobile terrestre.

La rete cellulare e la rete satellitare, in altre parole, hanno continuato a convivere per anni come mondi paralleli che, sebbene tecnologicamente separati, potevano comunque comunicare tra loro; proprio questa separazione, oggi, sta lentamente iniziando a scomparire.

Negli ultimi anni il 3rd Generation Partnership Project (3GPP), l’organismo che definisce gli standard delle reti mobili contemporanee, ha infatti avviato un processo di integrazione delle cosiddette Non-Terrestrial Networks (NTN) all’interno dell’ecosistema radiomobile cellulare 5G. Dietro a questa definizione apparentemente tecnica si nasconde però un cambiamento molto più profondo di quanto possa sembrare a prima vista, perché l’obiettivo non consiste semplicemente nel “portare internet dallo spazio”, ma, piuttosto, nel tentativo di adattare l’intera architettura della rete cellulare moderna ad un contesto nel quale il telefono che utilizziamo quotidianamente possa, almeno in determinate condizioni operative, comunicare direttamente con satelliti in orbita bassa utilizzando infrastrutture e protocolli derivati dal mondo 4G e 5G. La sfida è certamente ardua ma è proprio qui che diventa improvvisamente molto più interessante dal punto di vista ingegneristico.

Per oltre trent’anni, infatti, l’intera evoluzione delle reti cellulari è stata costruita attorno ad un presupposto tanto semplice quanto fondamentale: la stazione radio base, pur con tutte le evoluzioni introdotte nel tempo, rimaneva un’infrastruttura sostanzialmente ancorata al territorio. Anche il 5G NR, nonostante beamforming, massive MIMO e celle sempre più sofisticate, continua comunque a presupporre condizioni operative profondamente terrestri, caratterizzate da ritardi di propagazione relativamente contenuti, sincronizzazioni sufficientemente stabili e variazioni Doppler che, seppur presenti, esistono entro limiti gestibili per una rete mobile convenzionale.

L’idea che soggiace alle NTN rompe simultaneamente tutte queste assunzioni
nel momento in cui la stazione radiobase smette di trovarsi in posizione statica su un traliccio e inizia a muoversi nello spazio a velocità orbitali; cambiano, infatti, anche le regole fondamentali con cui la rete radiomobile deve interpretare il tempo, la frequenza e persino il concetto stesso di “cella”.

Nel caso delle moderne costellazioni LEO (Low Earth Orbit), infatti, il satellite non rappresenta semplicemente un “ponte” tra il telefono e la rete terrestre, ma diventa parte integrante della Radio Access Network. Questo significa che molte delle procedure radio progettate originariamente per una infrastruttura relativamente statica devono ora confrontarsi con una piattaforma che si muove rispetto alla superficie terrestre a velocità di diversi chilometri al secondo, generando condizioni radio estremamente differenti rispetto a quelle per cui il 4G LTE e il 5G NR erano stati inizialmente concepiti.

È sufficiente soffermarsi su uno solo di questi aspetti per comprendere la portata del problema. Nelle reti terrestri tradizionali l’effetto Doppler — ossia la variazione apparente della frequenza dovuta al moto relativo tra trasmettitore e ricevitore — costituisce certamente un fenomeno noto e gestito da tempo dai sistemi radiomobili. Tuttavia, nel contesto delle NTN, il moto orbitale dei satelliti introduce variazioni enormemente superiori rispetto a quelle normalmente affrontate dalle infrastrutture terrestri, al punto che la stessa letteratura tecnica collegata agli studi 3GPP descrive, per satelliti LEO posti a circa 600 km di quota, offset Doppler che possono raggiungere valori dell’ordine di 48 kHz su portanti a 2 GHz.
Un valore di questo tipo non rappresenta semplicemente una “difficoltà in più” per la rete, ma modifica profondamente il modo in cui il sistema deve gestire l’intera comunicazione radio. Le moderne reti 5G NR utilizzano, infatti, tecniche OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) nelle quali l’ortogonalità tra le trasmissioni uplink (in uscita) dei diversi terminali smartphone costituisce una condizione essenziale per il corretto funzionamento del sistema. Nel momento in cui ciascun terminale sperimenta offset Doppler differenti in funzione della propria posizione geografica e della geometria istantanea “satellite–utente”, la rete deve introdurre sofisticati meccanismi di compensazione per evitare che tale ortogonalità venga progressivamente degradata.

Il punto realmente interessante, tuttavia, è che questa compensazione non può essere affrontata esclusivamente dal lato rete. Proprio per consentire il corretto allineamento frequenziale e temporale, molti scenari NTN previsti dal framework 3GPP assumono infatti che il terminale disponga di informazioni GNSS (ossia di localizzazione satellitare GPS) utili a stimare la propria posizione geografica, così da poter pre-compensare gli effetti Doppler ancora prima della trasmissione uplink. È proprio in questo contesto che la questione smette di essere soltanto ingegneristica e inizia a diventare estremamente interessante anche sotto il profilo interpretativo.

Per anni, infatti, siamo stati abituati a considerare la rete cellulare come un sistema che “osserva” il terminale, cercando — entro limiti spesso sopravvalutati — di derivarne la collocazione spaziale attraverso parametri radio quali celle serventi, timing advance, handover o livelli di potenza ricevuta. Nelle NTN, invece, il rapporto tra rete e posizione geografica tende progressivamente a invertirsi, perché il dispositivo non viene semplicemente localizzato dalla rete: è il dispositivo stesso che deve conoscere, almeno approssimativamente, la propria posizione per poter rendere fisicamente possibile la comunicazione con il satellite; questa differenza, apparentemente sottile, introduce in realtà un cambiamento concettuale enorme nel modo in cui siamo abituati a pensare il rapporto tra rete radiomobile, spazio e localizzazione.

A questo punto emerge inevitabilmente una domanda che, almeno in apparenza, sembra quasi banale: come può un normale smartphone, progettato originariamente per comunicare con una stazione radio distante poche centinaia di metri o pochi chilometri, riuscire a trasmettere verso un satellite posto centinaia di chilometri sopra la superficie terrestre?

Il telefono che portiamo quotidianamente in tasca non nasce infatti per comunicare con lo spazio. La potenza trasmissiva di uno smartphone è estremamente limitata, le sue antenne sono piccole, omnidirezionali e progettate per operare all’interno di un contesto radio terrestre nel quale la stazione base si trova relativamente vicina all’utente. Dal punto di vista fisico, il link budget disponibile per una comunicazione diretta con un satellite risulta quindi estremamente critico.

La parte realmente affascinante del problema risiede proprio nel fatto che lo smartphone non è diventato improvvisamente un terminale satellitare è invece l’infrastruttura spaziale che sta tentando di adattarsi ai limiti fisici del telefono cellulare tradizionale. Per questa ragione, gran parte delle attuali sperimentazioni NTN e dei progetti Direct-to-Device in fase di sviluppo si basa su satelliti dotati di grandi antenne phased-array, progettate per generare beam estremamente concentrati e capaci di raccogliere segnali debolissimi provenienti dalla superficie terrestre. In alcuni casi si tratta di strutture dispiegabili di dimensioni considerevoli, necessarie per compensare la limitata potenza irradiata dai terminali utente e le enormi distanze di propagazione coinvolte nella comunicazione.

La stessa letteratura tecnica collegata agli studi 3GPP mostra chiaramente come molti aspetti delle NTN siano ancora oggetto di studio, ottimizzazione e validazione sperimentale. Una parte significativa delle pubblicazioni più recenti si concentra infatti proprio sulle difficoltà di adattare protocolli e procedure nati per reti terrestri ad un contesto radio caratterizzato da elevati ritardi di propagazione, forte mobilità orbitale, celle dinamiche e variazioni Doppler estremamente superiori rispetto a quelle tipiche delle infrastrutture radiomobili convenzionali.

A partire da queste considerazioni emergono anche implicazioni estremamente delicate sotto il profilo forense.

Per anni il dato di cella è stato frequentemente interpretato — talvolta in maniera eccessivamente semplificata — come un indicatore spaziale associabile ad una determinata area geografica servita da una BTS terrestre relativamente stabile. Pur con tutti i limiti ben noti agli addetti ai lavori, le reti mobili tradizionali continuavano comunque a mantenere un rapporto fisicamente intuitivo tra infrastruttura radio e territorio.

Le NTN iniziano progressivamente a dissolvere anche questo legame. Nel momento in cui la “cella” non è più associata ad una infrastruttura fissa ma ad un beam dinamico generato da una piattaforma orbitante, la relazione tra copertura radio e posizione geografica del terminale diventa inevitabilmente molto più complessa da interpretare. Il footprint radio può estendersi su aree enormi, i beam possono muoversi seguendo il moto orbitale del satellite e la stessa piattaforma può servire regioni geografiche estremamente vaste nell’arco di pochi minuti.
In un contesto di questo tipo, attribuire al dato di cella un significato localizzativo rigidamente territoriale rischia di diventare progressivamente sempre meno sostenibile dal punto di vista tecnico.

Uno degli aspetti più interessanti dell’evoluzione attuale delle reti mobili risiede proprio in questo progressivo svincolamento della comunicazione dal territorio: mentre la tecnologia tende a rendere la rete sempre più dinamica, predittiva e geometricamente complessa, l’interpretazione umana continua spesso a ricercare punti fissi all’interno di un sistema che, per sua natura, sta rapidamente smettendo di essere statico.

Per i piu curiosi:

Lin, X., Rommer, S., Euler, S., Yavuz, E. A., & Karlsson, R. S.
“5G from Space: An Overview of 3GPP Non-Terrestrial Networks.”
IEEE Communications Standards Magazine (submitted version).
Documento focalizzato sull’integrazione delle NTN nel framework 5G NR del 3GPP, con approfondimenti relativi a scenari LEO, MEO, GEO, problematiche Doppler, propagation delay e architetture radio non terrestri.

Lin, X., Hofström, B., Wang, E., Masini, G., Maattanen, H.-L., Rydén, H., Sedin, J., Stattin, M., Liberg, O., Euler, S., Muruganathan, S., Eriksson, G. S., & Khan, T.
“5G New Radio Evolution Meets Satellite Communications: Opportunities, Challenges, and Solutions.”
IEEE Communications Magazine / arXiv preprint (2019).
Lavoro dedicato all’evoluzione del 5G NR verso l’integrazione con le comunicazioni satellitari, con particolare attenzione alle problematiche di sincronizzazione, copertura, latenza e continuità del servizio.

Lin, X., Lin, Z., Lowenmark, S. E., Rune, J., & Karlsson, R.
“Doppler Shift Estimation in 5G New Radio Non-Terrestrial Networks.”
arXiv preprint arXiv:2108.07757 (2021).
Studio dedicato alla stima e compensazione del Doppler nelle NTN 5G NR, con analisi delle implicazioni sull’ortogonalità OFDMA e sul ruolo del GNSS nella pre-compensazione delle trasmissioni uplink.

Sandri, M., Pagin, M., Giordani, M., & Zorzi, M.
“Implementation of a Channel Model for Non-Terrestrial Networks in ns-3.” Proceedings of the 2023 Workshop on ns-3 (WNS3 2023), ACM. Contributo focalizzato sulla modellazione del canale NTN e sull’implementazione in ambiente di simulazione ns-3 delle specifiche 3GPP TR 38.811, incluse attenuazioni atmosferiche, mobilità orbitale e fading satellitare.

Rossato, F., Figaro, M., Traspadini, A., Shimizu, T., Mahabal, C., Herath, S., Lee, C., Pekcan, D. K., Zorzi, M., & Giordani, M.
“5G NR Non-Terrestrial Networks: Open Challenges for Full-Stack Protocol Design.” arXiv preprint arXiv:2601.14883 (2026).
Analisi delle principali criticità architetturali e protocollari delle NTN 5G NR, con approfondimenti relativi a PHY, MAC, handover, routing, HARQ, delay differenziale e gestione delle celle dinamiche.

Hou, L., Zheng, K., Mei, J., & Huang, C.
“An SDR-Based Test Platform for 5G NTN Prototyping and Validation.”
IEEE Open Journal of the Communications Society / arXiv preprint (2025). Lavoro dedicato alla realizzazione di una piattaforma SDR sperimentale conforme alle specifiche 3GPP NTN per la validazione di collegamenti GEO satellitari in ambiente reale.

Guidotti, A., Vanelli-Coralli, A., Schena, V., Chuberre, N., El Jaafari, M., Puttonen, J., & Cioni, S.
“The Path to 5G-Advanced and 6G Non-Terrestrial Network Systems.” arXiv preprint arXiv:2209.11535 (2022).
Panoramica evolutiva delle NTN verso gli ecosistemi 5G-Advanced e 6G, con particolare attenzione ai percorsi di standardizzazione 3GPP Rel.17–Rel.20, alle architetture integrate TN/NTN e alle future applicazioni mobili satellitari.

Cisco Systems;
“Nonterrestrial Networks: Preparing for the Emerging Direct-to-Device Satellite Market Transformation.” White Paper, Cisco Systems, 2025. Documento industriale dedicato ai servizi Direct-to-Device basati su standard 3GPP NTN, con descrizione delle principali architetture Direct-to-Cell, bande NTN e scenari di integrazione tra operatori satellitari e reti mobili terrestri.

3rd Generation Partnership Project (3GPP)
“Non-Terrestrial Networks (NTN) – Technology Overview.”
3GPP Deep Dive Documentation, aggiornamento 2025.
Documento overview relativo alle NTN 3GPP, comprendente classificazione delle orbite satellitari, payload trasparenti e rigenerativi, problematiche Doppler, propagation delay, moving beams e aspetti architetturali delle reti non terrestri.

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