Insegnamento SISTEMI DI TRASMISSIONE DIGITALE
| Nome del corso di laurea | Ingegneria elettronica per l'internet-of-things |
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| Codice insegnamento | 70A00098 |
| Curriculum | Consumer and aerospace iot |
| Docente responsabile | Luca Rugini |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 6 |
| Regolamento | Coorte 2023 |
| Erogato | Erogato nel 2023/24 |
| Erogato altro regolamento | Informazioni sull'attività didattica |
| Attività | Affine/integrativa |
| Ambito | Attività formative affini o integrative |
| Settore | ING-INF/03 |
| Anno | 1 |
| Periodo | Secondo Semestre |
| Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | Italiano. |
| Contenuti | Strato fisico delle trasmissioni radio digitali per l'internet-of-things: modulazioni digitali, modelli di canale per telecomunicazioni, sistemi multiportante, trasmissioni con antenne multiple. |
| Testi di riferimento | - J. G. Proakis, M. Salehi, Digital Communications, 5th edition, McGraw-Hill, 2008. - B. Sklar, Digital Communications: Fundamentals and Applications, 2nd edition, Pearson, 2013. - J. R. Barry, E. A. Lee, D. G. Messerschmitt, Digital Communication, 3rd edition, Springer, 2004. - J. B. Anderson, Digital Transmission Engineering, 3rd edition, Wiley-IEEE Press, 2005. - B. Rimoldi, Principles of Digital Communication: A Top-Down Approach, Cambridge University Press, 2016. |
| Obiettivi formativi | L'obiettivo principale consiste nel fornire agli studenti le conoscenze relative all'analisi e al progetto di sistemi di trasmissione digitale. Le principali conoscenze acquisite saranno: - analisi e confronto delle modulazioni digitali in banda passante e dei loro requisiti in termini di probabilità di errore, rapporto segnale-rumore, occupazione di banda, bit rate, efficienza spettrale, complessità circuitale e/o computazionale; - analisi e confronto dei modelli di canale per sistemi di trasmissione digitale; - analisi e confronto di sistemi digitali basati su trasmissioni a portanti multiple ortogonali e su trasmissioni con antenne multiple. Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno: - il progetto di ricevitori ottimi e subottimi per la ricezione di trasmissioni digitali; - la stima delle prestazioni delle modulazioni digitali per canali con rumore additivo Gaussiano bianco; - il progetto dei parametri del sistema di trasmissione digitale (probabilità di errore, rapporto segnale-rumore, bit rate, occupazione di banda, modulazione, codifica) per un determinato canale wireless e la scelta del modello di canale più appropriato per una determinata tecnica di ricetrasmissione; - la scelta dei parametri di un sistema digitale basato su trasmissioni multiportante e su trasmissioni con antenne multiple. |
| Prerequisiti | Si presuppone la conoscenza dei concetti di base della teoria dei segnali, della teoria dei sistemi e della teoria della probabilità. In particolare, nel corso di Sistemi di Trasmissione Digitale, si farà uso di: - segnali (tempo-continui, tempo-discreti, determinati, aleatori, di energia, di potenza, in banda base, in banda traslata) e relative proprietà (campionamento, ortogonalità, autocorrelazione, spettro di densità di potenza, stazionarietà); - sistemi (lineari, non lineari, causali, non causali, permanenti, non permanenti, stabili, instabili) e relative proprietà (risposta impulsiva, funzione di trasferimento); - probabilità e variabili aleatorie (probabilità condizionata, variabili aleatorie continue, variabili aleatorie discrete, densità di probabilità, valore atteso, varianza e deviazione standard, correlazione, indipendenza). |
| Metodi didattici | Lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti del corso, con proiezione di lucidi (resi disponibili agli studenti). |
| Altre informazioni | Per informazioni più dettagliate, si prega di contattare il docente tramite posta elettronica (luca.rugini@unipg.it). |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La valutazione consiste in una prova di esame orale, volta ad accertare la conoscenza e la comprensione degli argomenti del programma dell'insegnamento. La prova orale ha una durata di 45 minuti circa. È oggetto di valutazione anche la capacità di esposizione del contenuto. La prova è valutata in trentesimi. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA, si prega di visitare la pagina web http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | 1) Modulazioni digitali - Rappresentazioni in banda base di segnali in banda passante, spazio dei segnali, modulazioni di ampiezza e fase (PSK, QAM), modulazioni di frequenza (FSK), ricevitore a massima verosimiglianza per canale AWGN, probabilità di errore (di simbolo e di bit), occupazione spettrale ed efficienza spettrale, confronto tra modulazioni per sistemi limitati in banda e sistemi limitati in potenza. Cenni su sincronizzazione, modulazioni PSK differenziali, ricevitori non coerenti per FSK. Modulazioni digitali per l'Internet of Things. Cenni alla codifica di canale - Tipologie di codifica di canale, esempio di codifica convoluzionale e di decodifica tramite algoritmo di Viterbi. 2) Modelli di canale per trasmissioni digitali - Tipologie di canali per trasmissioni digitali, link budget, attenuazione su spazio libero, fading su larga scala, fading su piccola scala, multipath, delay spread, canali selettivi in frequenza, effetto Doppler. Contromisure per il fading: equalizzazione, tecniche di diversità. Modelli di canale per l'Internet of Things. 3) Trasmissioni multiportante - Capacità di canale per canali con multipath. OFDM: spaziatura tra le sottoportanti, durata del simbolo OFDM, prefisso ciclico, realizzazione tramite FFT, equalizzazione di canali con multipath, svantaggi delle tecniche multiportante. Trasmissioni multiportante per l'Internet of Things. 4) Trasmissioni con antenne multiple - Sistemi di ricetrasmissione con antenne multiple: sistemi MISO, SIMO e MIMO, capacità di canale per canali MIMO, compromesso tra multiplexing e diversità in sistemi MIMO, codifica spazio temporale e schema di Alamouti, sistemi multiantenna per canali selettivi in frequenza (MIMO-OFDM), sistemi multiantenna per l'Internet of Things. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | Obiettivo 9: Industria, innovazione e infrastrutture. Target 9.5: Potenziare la ricerca scientifica, promuovere le capacità tecnologiche dei settori industriali in tutti i paesi, in particolare nei paesi in via di sviluppo, anche incoraggiando, entro il 2030, l'innovazione e aumentando in modo sostanziale il numero dei lavoratori dei settori ricerca e sviluppo ogni milione di persone e la spesa pubblica e privata per ricerca e sviluppo. |