Docente: Marco LUISE
Numero totale di ore di lezione (L): 66
Numero totale di ore di esercitazioni (E): 54
Prerequisiti: Fondamenti di telecomunicazioni, Analisi e Simulazione di segnali aleatori
Obiettivi del corso:
L'obiettivo generale è la conoscenza delle tecnologie di "Physical Layer" nei collegamenti digitali Internet di tipo wired e wireless. Ciò richiede la comprensione delle nozioni elementari di teoria dell'informazione, delle principali tecniche di segnalazione digitale a banda stretta e banda larga e di codifica di canale, della modellistica dei canali di trasmissione, e dei metodi di decodifica/ricezione ottima dell'informazione.
Programma:
RICHIAMI SULLE COMUNICAZIONI A BANDA STRETTA:
Modulazioni lineari. Demodulazione coerente. Rivelazione a massima verosimiglianza. Condizione di Nyquist. Probabilità di errore. Bound di unione sulla probabilità di errore. (L: 6; E: 6)
MODELLI DI CANALE WIRELESS:
Propagazione con cammini multipli. Fading selettivo e fading piatto. Probabilità di errore con fading piatto. Ricezione in diversità. (L: 4; E: 4)
COMUNICAZIONI A BANDA LARGA SU CANALI SELETTIVI E COMUNICAZIONI MULTIPORTANTE:
Equalizzatori lineari a spaziatura intera di tipo "zero" forcing" e ad errore quadratico medio minimo. Modulazione multiportante per canali selettivi – Condizione di ortogonalità tra le sottoportanti: il formato OFDM – Densità spettrale di potenza del segnale– Ricevitore OFDM – Implementazione efficiente di un modem OFDM – Portanti virtuali –Intervallo di guardia e prefisso ciclico con esempi – Equalizzazione per segnali OFDM in ambito frequenziale – Stima del canale con portanti pilota. (L: 14; E: 10)
TEORIA DELL'INFORMAZIONE E CODIFICA DI CANALE:
Sorgenti di informazione e definizione dell'entropia di Shannon. Compressione di una sorgente senza memoria. Codici di Shannon-Fano e di Huffman. Teorema di Shannon della codifica di sorgente. Generalità sulla codifica di canale. Codici Lineari a Blocco. Decodifica ML, decodifica con sindrome. Codici convoluzionali. Diagramma di stato e a traliccio. Distanza libera. Decodifica hard e soft con algoritmo di Viterbi. Codici concatenati a rivelazione iterativa (turbo). Codici LDPC con decodifica a passaggio di messaggi. Descrizione di un canale rumoroso. Informazione mutua, equivocazione, irrilevanza. Capacità di Shannon di un canale. Canali BSC, BEC, AWGN. Piano delle efficienze o di Shannon. (L: 34; E: 28)
COMUNICAZIONI SPREAD SPECTRUM e CDMA
Espansione a sequenza diretta o a salto di frequenza – Fattore di spreading – Codici di spreading a massima lunghezza e di Gold – Ricezione del segnale a spettro espanso sul canale Gaussiano – Interferenza a banda stretta – Ricezione su canale multipath con ricevitore a rastrello (rake) – Accesso multiplo a divisione di codice (CDMA) – L'interferenza da accesso multiplo – Confronto con TDM ed FDM – Cenno a UMTS. (L: 8; E: 6)
Testi di riferimento:
J. Proakis, M. Salehi, Digital Communications, 5th Edition, McGraw-Hill
S. Haykin , M. Moher, Communication Systems, Wiley
Materiale fornito dal docente disponibile al sito http://www.iet.unipi.it/m.luise/
Altre informazioni sono disponibili all'URL: http://www.iet.unipi.it/m.luise/
Modalità di svolgimento dell'esame:
Prova scritta e prova orale. – Ammissione alla prova orale con votazione minima di 16/30 - Nessun vincolo su salto di appelli in caso di esito negativo
Modalità di iscrizione all'esame (prova orale): on-line tramite il sistema https://esami.unipi.it/esami/