28848 - SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI T-1

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le conoscenze di base degli attuali e futuri sistemi di telecomunicazione digitali ed è in grado di progettare e dimensionare autonomamente un sistema di telecomunicazioni. E' in grado, inoltre, di ideare e sostenere argomentazioni sulla scelta più opportuna della modulazione da adottare e della potenza con cui trasmettere. Sa calcolare e interpretare le prestazioni del sistema (in termini di probabilità di errore, efficienza spettrale, raggio di copertura, fuori servizio), individuare le cause di disturbo più comuni e proporre soluzioni. Sa inoltre fare un utilizzo di base di strumenti hardware e software di laboratorio per la valutazione delle prestazioni di un sistema e la visualizzazione dei segnali.

Contenuti

Modulo I: Processi aleatori e rumore

Il modulo introduce la teoria dei processi aleatori, i modelli statistici del rumore, la caratterizzazione spettrale dei segnali aleatori, le tecniche di analisi di dati e inferenza statistica alla base dei sistemi di trasmissione dell’informazione (stima dei parametri, test delle ipotesi, predizione).

Processi aleatori e analisi di dati

Descrizione statistica di pa

Processi stazionari, processi ergodici

Proprietà della funzione di autocorrelazione per pa WSS

Trasformazioni LTI di pa

Processi aleatori gaussiani

Processi ciclostazionari e cicloergodici

Processi di Poisson

Catene di Markov

Elementi di inferenza statistica: stima dei parametri, test delle ipotesi, predizione.

Applicazioni: analisi spettrale di segnali numerici aleatori. Predittore lineare, PCM Differenziale. Il filtro di Kalman.

Il rumore di fondo negli apparati

Il rumore termico, granulare, di ripartizione, 1/f

Il rumore negli apparati lineari

Potenza disponibile di una sorgente, guadagno disponibile di un apparato

Temperatura equivalente di rumore, cifra di rumore

Apparati rumorosi in cascata

La temperatura di sistema ed il rumore additivo gaussiano bianco

Il rapporto segnale-rumore

Modulo II: Trasmissione dell’Informazione

Il modulo pone le basi al progetto e alla caratterizzazione degli attuali sistemi di comunicazione wireless digitali. Lo studente sarà in grado di dimensionare un link wireless. calcolare il tasso di errore del sistema, stabilire la massima distanza del collegamento, valutare la minima potenza di trasmissione per ottenere una certa qualità di servizio.

Introduzione ai moderni sistemi di telecomunicazione

Requisiti e principi

Sistemi di trasmissione digitali in banda base

Rivelazione di una forma d’onda immersa nel rumore

Filtro adattato e massimizzazione del rapporto segnale rumore

Filtri sub ottimi

Trasmissione mediante segnali PAM

Interferenza intersimbolo, diagramma ad occhio

Equalizzazione: criterio di Nyquist

Calcolo della probabilità di errore per bit per sistemi equalizzati e non equalizzati

Sistemi di trasmissione digitali passa banda

Modulazione L-ASK: segnale, occupazione spettrale, cenni alle prestazioni

Modulazione M-QAM: segnale ed occupazione spettrale

Caratteristiche principali ed effetti del canale radio sulla qualità

Descrizione delle principali caratteristiche dei sistemi di comunicazione wireless, linee evolutive.

Testi/Bibliografia

L. Calandrino, M. Chiani, Lezioni di Comunicazioni Elettriche, Pitagora Editrice, Bologna, 2013.

Appunti di SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE. Sistemi di trasmissione digitali in banda base. Ed. Progetto Leonardo, Bologna.

Appunti di SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE. Sistemi di trasmissione digitali passabanda. Ed. Progetto Leonardo, Bologna.

Per approfondimenti:

A. Papoulis, S. U. Pillai, Probability, Random Variables, and Stochastic Processes, McGraw-Hill, New York, 2002.

A.B. Carlson, P.B. Crilly, Communication Systems, McGraw-Hill, New York, 2009.

A.V. Oppenheim, A.S. Willsky, S.H. Nawab, Signals and Systems, Prentice-Hall, NJ, 1996.

Taub Schilling, Principles of Communication Systems, Mc Graw-Hill

M.Schwartz, Information, Transmission, Modulation and Noise, McGraw-Hill

B. Sklar, Digital Communications, Fundamental and Applications, Prentice Hall

J.G. Proakis, M.Salehi, Communication System engineering, Prentice Hall

Metodi didattici

Sono previste lezioni in aula ed esercitazioni sperimentali in laboratorio.
Le esercitazioni in laboratorio provedono l'utilizzo Matlab e di strumenti di misura quali oscilloscopio, generatore di funzioni, analizzatore di spettro.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova scritta finale, durante la quale non è ammesso l'uso di libri, appunti, calcolatrici, supporti elettronici, e una successiva prova orale.
La prova scritta mira ad accertare le abilità acquisite nel risolvere problemi nell'ambito delle tematiche affrontate. Essa viene valutata attraverso un giudizio che deve risultare positivo per consentire l'accesso alla prova orale. La validità della prova scritta superata è limitata agli appelli di una stessa sessione d'esame. La prova orale mira a verificare l'acquisizione delle conoscenze previste dal programma del corso. Sia la prova scritta che quella orale hanno l'ulteriore scopo di verificare l'apprendimento della teoria dei fenomeni aleatori, delle metodologie di progetto dei sistemi di telecomunicazioni, e l'acquisizione di giudizio critico in relazione alle diverse implementazioni. Il voto finale, espresso in trentesimi, tiene conto delle valutazioni riportate in entrambe le prove.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Andrea Giorgetti

Consulta il sito web di Barbara Mavì Masini