35114 - SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONI LM

Scheda insegnamento

SDGs

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.

Industria, innovazione e infrastrutture

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede conoscenze sulla trasmissione numerica con particolare riferimento ai sistemi wireless terrestri e satellitari. Nello specifico, è in grado di dimensionare un collegamento wireless digitale, conosce le problematiche di modulazione e demodulazione numerica sia a banda stretta che a spettro espanso, gli effetti di propagazione anomala e relative tecniche per la loro mitigazione.

Programma/Contenuti

  • 1-Introduzione ai sistemi di telecomunicazione wireless.
    1. Introduzione del corso: evoluzione dei sistemi di telecomunicazione.
    2. Richiami: variabili aleatorie gaussiane reali e complesse. Statistiche di Rayleigh, esponenziale e chi-quadro. Elementi di algebra matriciale, scomposizione agli autovalori e single-value (SVD).
    3. Il canale wireless: Selettività nel tempo e nella frequenza. Tempo e banda di coerenza. Propagazione multi-percorso: i modelli “tapped delay line” e Clarke (Rayleigh fading, spettro di Jakes).
    4. Rappresentazione geometrica dei segnali. Modello equivalente passa-basso tempo-discreto di segnali passa-banda.
  • 2-Elementi di teoria della decisione e della stima.
    1. Introduzione alla teoria della decisione. Test delle ipotesi: il criterio MAP per la minima probabilità d’errore. Il test di massima verosimiglianza (ML). Esempi.
    2. Rivelazione ottima di 2 segnali in AWGN: ricevitori a correlatore e a filtro adattato. Esempi.
    3. Introduzione alla teoria della stima: stima Bayesiana (MMSE, MAP), Stima classica (MVU, ML, Cramer-Rao bound). Esempi.
  • 3-Trasmissione ottima in canali a banda limitata e non selettivi.
    1. Modulazioni lineari: Costellazione e caratteristiche spettrali. Il rapporto segnale-rumore convenzionale Eb/No. Trasmissione ottima in AWGN: criteri MAP e ML. Caso particolare di rivelazione simbolo per simbolo. Espressione generale della probabilità d’errore (union bound).
    2. Esempi di costellazioni and relative probabilità d’errore: L-ASK, L-PSK, M-QAM. Definizione di efficienza spettrale e compromesso fra efficienza spettrale ed efficienza energetica.
  • 4-Trasmissione in presenza di canali selettivi.
    1. Trasmissione in presenza di fading piatto. Link budget in presenza di fading veloce e lento: probabilità di fuori servizio e probabilità d’errore media.
    2. Trasmissione ottima in presenza di selettività in frequenza: il ricevitore MLSE. Schemi di equalizzazione sub-ottimi: equalizzatori lineari.
    3. Tecnica multi-portante OFDM e sue applicazioni.
  • 5-Sistemi multi-antenna (MIMO).
    1. Definizioni. Effetto delle condizioni di propagazione (LOS, rich NLOS, “keyhole”).
    2. Sistemi SIMO: maximal ratio combining (MRC).
    3. Sistemi MISO con e senza informazione sullo stato del canale al trasmettitore (CSIT): schema ottimo con CSIT (SVD-MIMO), beamforming e schema di Alamouti (senza CSIT).
    4. Cenni ai ricevitori V-BLAST, Zero-forcing, MMSE, e SIC.Multi-user MIMO (cenni).
  • 6-Elementi di sistemi radiomobili.
    1. Riuso delle frequenze, tecniche di accesso multiplo, gestione della mobilità.
    2. Seminari sugli standard LTE, TV Digitale terrestre e da satellite.

Testi/Bibliografia

Non è necessario l'acquisto di testi specifici.

Bibliografia per approfondimenti:

D. Tse and P. Viswanath, "Fundamentals of Wireless Communications", Cambridge University Press, 2005.

A. Goldsmith “Wireless Communications”, Cambridge University Press, 2005

J.Proakis, “Digital Communications”, Mc Graw Hill.

J.D. Parsons, “The Mobile Radio Propagation Channel”, Second Edition, John Wiley & Sons.

Oreste Andrisano, Davide Dardari "Appunti di Sistemi di Telecomunicazione: elementi di progetto di sistemi radiomobili”, Esculapio, Bologna, 2001.

Metodi didattici

Lezioni frontali in aula.

Esercizi assegnati agli studenti durante il corso.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale all'interno della quale verranno verificate le conoscenze acquisite durante il corso e valutato il raggiungimento degli obiettivi didattici:

  • Conoscere i principi di funzionamento di un sistema di trasmissione numerico
  • Conoscere le principali tecniche di progetto del sistema in presenza di propagazione anomala
  • Saper dimensionare un collegamento wireless digitale

Il voto finale viene definito sulla base di tre quesiti specifici su argomenti inerenti ai principali obiettivi del Corso. Uno dei tre quesiti può riguardare la risoluzione di piccoli esercizi di progetto e analisi di sistemi di telecomunicazione.

Opzionalmente viene data allo studente la facoltà di preparare per l'esame un progetto rivolto allo sviluppo di una piattaforma di simulazione in Matlab precedentemente concordato con il docente che sostituisce uno dei tre quesiti.


Strumenti a supporto della didattica

Materiale didattico: il materiale didattico presentato a lezione verrà messo a disposizione dello studente in formato elettronico tramite la intranet di Ateneo.

Piattaforma di simulazione: Ambiente di sviluppo Matlab.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Davide Dardari