Docente: Filippo GIANNETTI
Numero totale di ore di lezione (L): 48
Numero totale di ore di esercitazione (E): 48
Prerequisiti: Conoscenze di teoria dei segnali, sia analogici che numerici, e di teoria dei fenomeni aleatori.
Obiettivi:
Il corso tratta gli aspetti fondamentali della teoria delle comunicazioni e fornisce gli strumenti idonei all'analisi ed al progetto dei sistemi di comunicazione, con l'approfondimento e il rigore adeguati alla formazione di un ingegnere delle Telecomunicazioni. La prima parte del corso è dedicata all'analisi spettrale. La seconda parte tratta invece la numerizzazione dei segnali di sorgente ed i sistemi di comunicazione in banda base, con particolare riferimento al sistema PAM numerico. La terza parte è infine dedicata allo studio dei sistemi di comunicazione passa banda, analogici e numerici.
Ulteriori attività di apprendimento:
Sono previste circa 20 ore di laboratorio, durante le quali lo studente svolge attività di esercitazione su alcuni argomenti del corso, utilizzando strumentazione e software realizzati appositamente.
Programma:
INTRODUZIONE:
Struttura di un sistema di comunicazione. Generalità sui sistemi analogici e su quelli numerici; confronto tra sistemi analogici e numerici. Cenni alla teoria della informazione. Limite di Shannon.
ELEMENTI DI ANALISI SPETTRALE:
Densità spettrale di potenza; teorema di Wiener-Khintchine generalizzato e sue applicazioni ad alcuni casi tipici dei sistemi di comunicazione.
NUMERIZZAZIONE DI SEGNALI GENERATI DA SORGENTI ANALOGICHE:
Modulazione PCM; modulazione PCM differenziale; modulazione delta e modulazione delta adattativa.
SISTEMI DI COMUNICAZIONE IN BANDA BASE:
Sistemi analogici e sistemi numerici in banda base. La modulazione PAM numerica. La condizione di Nyquist. Strategie di decisione MAP e MV. Dimensionamento ottimo dei filtri di trasmissione e ricezione in rumore bianco e in rumore colorato. Valutazione delle prestazioni sia in assenza che in presenza di interferenza intersimbolica.
SISTEMI DI COMUNICAZIONE IN BANDA PASSANTE:
Rappresentazione complessa in banda base di segnali e processi. Stazionarietà in senso lato di un processo e del suo inviluppo complesso; Trasmettitori e ricevitori per segnali passa banda; equivalente in banda base di un sistema di comunicazione passa banda.
MODULAZIONI ANALOGICHE PASSA BANDA:
Generalità sulle modulazioni di ampiezza (AM, DSB, SSB, VSB, QM). Demodulazione di segnali modulati in ampiezza; calcolo delle prestazioni. Generalità sulle modulazioni di angolo. Modulazioni di fase, di frequenza e di angolo a banda stretta; demodulazione di un segnale modulato di angolo; calcolo delle prestazioni.
MODULAZIONI NUMERICHE PASSA BANDA:
Analisi delle caratteristiche di alcune costellazioni tipiche (MASK, MQAM, MPSK). Equivalente in banda base di un sistema numerico passa banda e suo dimensionamento ottimo. Strategie di decisione MAP e MV. Calcolo della probabilità di errore e sua invarianza alle roto-traslazioni rigide della costellazione. Maggiorazione e minorazione della probabilità di errore. Bound di unione e sue modifiche.
ANELLI AD AGGANCIO DI FASE:
Analisi in regime lineare e valutazione delle prestazioni; impiego del PLL come demodulatore di frequenza. Analisi di un PLL con eccitazione a gradino di fase e di frequenza.
Testi di Riferimento:
A.D'Andrea, Comunicazioni Elettriche, Edizioni ETS, Pisa.
V.Lottici, Esercizi di Comunicazioni Elettriche, Edizioni ETS, Pisa.
E.Amodei, A.D'Andrea, F.Giannetti, Guida alle esercitazioni sperimentali di Comunicazioni Elettriche, Ed. ETS, Pisa.
Modalità di svolgimento dell'esame:
Prova scritta e prova orale. Se la maggioranza delle prove di valutazione svolte durante il corso dà esito positivo, lo studente è esonerato dal sostenere la prova scritta.