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IA/0017 - TRASMISSIONI WIRELESS

Anno Accademico 2017/2018

Docente
MAURIZIO MURRONI (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/81]  INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI [81/00 - Ord. 2016]  INGEGNERIA DELLE TELECOMUNICAZIONI660
[70/83]  INGEGNERIA ELETTRONICA [83/00 - Ord. 2016]  PERCORSO COMUNE660
Obiettivi

Il corso di Trasmissioni Wireless ha l’obiettivo di presentare agli studenti il funzionamento e i componenti dei moderni sistemi di telecomunicazione a radio frequenza.
Le lezioni teoriche saranno affiancate da esercitazioni pratiche utilizzando i software di simulazione Matlab e Labview oltre che strumentazione hardware quali analizzatori di spettro, generatori di segnale vettoriale, schede Software Defined Radio (SDR) e opportune antenne a radio frequenza.
.
Nel dettaglio, gli obiettivi formativi, declinati secondo i Descrittori di Dublino, e in accordo con gli obiettivi formativi del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria delle Telecomunicazioni, sono i seguenti.

Conoscenza e comprensione:
Lo studente, al termine del corso dovrà conoscere e comprendere:
- l’architettura (componenti e funzionalità) dei sistemi di telecomunicazione a radio frequenza;
- i meccanismi di funzionamento dei sistemi di modulazione utilizzati;
- le principali attività svolte per la progettazione e gestione di un moderno sistema di telecomunicazione a radio frequenza.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente, al termine del corso, dovrà:
- saper analizzare il comportamento di un sistema di telecomunicazione a radio frequenza.
- saper individuare le caratteristiche di un sistema di telecomunicazione a radio frequenza al fine di progettarne una parte per soddisfare le specifiche.
- saper usare le metodologie configurare correttamente un sistema di telecomunicazione a radio frequenza in base alle caratteristiche del canale.
- saper applicare gli strumenti ed i criteri per l'analisi delle proprietà dei sistemi di telecomunicazione.
- saper definire i parametri di un sistema sulla base di specifiche standard.
- saper progettare sistemi di telecomunicazione digitale avanzati e comprendere le specifiche di progetto richieste per la realizzazione dei sistemi di telecomunicazione fornire adeguate soluzioni.

Autonomia di giudizio
Lo studente, al termine del corso, dovrà saper selezionare il sistema di telecomunicazione più idoneo per una data applicazione in base ai requisiti operativi richiesti.

Abilità comunicative
Lo studente, al termine del corso, dovrà essere capace di illustrare in modo organico l’interdipendenza dei diversi moduli che compongono un sistema di telecomunicazione a radio frequenza.

Capacità di apprendimento
L’evoluzione dei dispositivi mobili richiede una elevata capacità di aggiornamento autonomo. Il corso metterà gli studenti in condizioni di poter comprendere autonomamente la documentazione tecnica resa disponibile dalle comunità di produttori di sistemi di telecomunicazione e dalle principali aziende produttrici di software di sviluppo con particolare riferimento ai sistemi a radiofrequenza.

Obiettivi

Il corso di Trasmissioni Wireless ha l’obiettivo di presentare agli studenti il funzionamento e i componenti dei moderni sistemi di telecomunicazione a radio frequenza.
Le lezioni teoriche saranno affiancate da esercitazioni pratiche utilizzando i software di simulazione Matlab e Labview oltre che strumentazione hardware quali analizzatori di spettro, generatori di segnale vettoriale, schede Software Defined Radio (SDR) e opportune antenne a radio frequenza.
.
Nel dettaglio, gli obiettivi formativi, declinati secondo i Descrittori di Dublino, e in accordo con gli obiettivi formativi del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica, sono i seguenti.

Conoscenza e comprensione:
Lo studente, al termine del corso dovrà conoscere e comprendere:
- l’architettura (componenti e funzionalità) dei sistemi di telecomunicazione a radio frequenza;
- i meccanismi di funzionamento dei sistemi di modulazione utilizzati;
- le principali attività svolte per la progettazione e gestione di un moderno sistema di telecomunicazione a radio frequenza.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente, al termine del corso, dovrà:
- saper analizzare il comportamento di un sistema di telecomunicazione a radio frequenza.
- saper individuare le caratteristiche di un sistema di telecomunicazione a radio frequenza al fine di progettarne una parte per soddisfare le specifiche.
- saper usare le metodologie configurare correttamente un sistema di telecomunicazione a radio frequenza in base alle caratteristiche del canale.
- saper applicare gli strumenti ed i criteri per l'analisi delle proprietà dei sistemi di telecomunicazione.
- saper definire i parametri di un sistema sulla base di specifiche standard.
- saper progettare sistemi di telecomunicazione digitale avanzati e comprendere le specifiche di progetto richieste per la realizzazione dei sistemi di telecomunicazione fornire adeguate soluzioni.

Autonomia di giudizio
Lo studente, al termine del corso, dovrà saper selezionare il sistema di telecomunicazione più idoneo per una data applicazione in base ai requisiti operativi richiesti.

Abilità comunicative
Lo studente, al termine del corso, dovrà essere capace di illustrare in modo organico l’interdipendenza dei diversi moduli che compongono un sistema di telecomunicazione a radio frequenza.

Capacità di apprendimento
L’evoluzione dei dispositivi mobili richiede una elevata capacità di aggiornamento autonomo. Il corso metterà gli studenti in condizioni di poter comprendere autonomamente la documentazione tecnica resa disponibile dalle comunità di produttori di sistemi di telecomunicazione e dalle principali aziende produttrici di software di sviluppo con particolare riferimento ai sistemi a radiofrequenza.

Prerequisiti

Lessicali: comprensione e capacità di utilizzo del linguaggio tecnico-scientifico, in particolare riguardo la fisica e la matematica
Informatici: capacità di utilizzo/apprendimento di strumenti e software di base per il calcolo scientifico
Comunicativi: saper presentare concetti ed informazioni in forma orale, scritta e grafica
Organizzativi: saper organizzare le attività nell'arco della giornata e programmare un piano di lavoro/studio a medio termine
Conoscitivi: Trasformata di Fourier, Teoria dei Segnali, Teoria della probabilità.
Competenze: capacità di definire il legame tra fenomeni fisici, le loro proprietà e la loro rappresentazione sia matematica che in forma grafica.
Queste conoscenze, abilità e competenze sono di solito acquisite durante i corsi di laurea di primo livello.

Contenuti

Il corso ha l’obiettivo di illustrare i principi di funzionamento dei sistemi di telecomunicazione con particolare attenzione alle radiocomunicazioni.
Il corso si articola, anche temporalmente, nelle seguenti unità didattiche:
Modulazioni Lineari ed Angolari:(5 ore lezione, 8 esercitazione)
Rappresentazione LP equivalente. Modulazione AM, DSB, SSB, VSB (cenni). Modulatori e demodulatori. Rivelatori d'inviluppo. Modulazione PM e FM. Distorsione nelle modulazioni angolari. Modulatori e demodulatori. Interferenza. Preenfasi e deenfasi. Sistemi broadcast commerciali.
Rumore nelle Modulazioni: Rapporto segnale-disturbo. SNR in banda base, in prerivelazione, a destinazione. Rumore nelle modulazioni lineari e nelle modulazioni angolari. Rivelatore d'inviluppo. Effetto soglia. Confronto tra le varie modulazioni.
Trasmissione Digitale in Banda Base: (3 ore lezione, 2 esercitazione)
Richiami di Teoria dei Segnali: Campionamento e quantizzazione, PCM, DPCM, pulse shaping. Il canale AWGN. Canali a banda illimitata e canali a banda stretta. PAM per canali a banda larga. PAM per canali a banda stretta. Equalizzazione. Segnali con spettro a coseno rialzato. Spettro di un segnale PAM.
Teoria della Decisione (6 ore lezione, 3 esercitazione)
Rappresentazione geometrica dei segnali. Il ricevitore ottimo. Calcolo della probabilità d'errore nei sistemi di trasmissione numerica.
Modulazioni Digitali (10 ore lezione, 15 esercitazione)
Modulazioni binarie: OOK, PSK, FSK di Sunde. Rivelatori coerenti e d'inviluppo. Probabilità d'errore nelle modulazioni binarie. Modulazioni M-arie: QAM, PSK. Probabilità d'errore. Confronti tra le modulazioni digitali. Modulazioni per il Canale Radio:OQPSK, p/4 QPSK, CPM, MSK, DMSK, GMSK. Modulazioni di ordine superiore: OFDM.
Fading (3 ore lezione+2 esercitazione)
Multipath e effetto Doppler. Classificazione:“Slow” e “Fast” fading. Fading selettivo in frequenza e nel tempo. Fading di Rayleigh e di Rice.
Comunicazioni Satellitari (3 ore lezione)
Sistemi di Comunicazione Satellitare: Introduzione. Ground and space segment. Tipologie di orbita. Esempi: DVB-S. GPS.

Metodi Didattici

Il corso è organizzato con
- lezioni frontali con supporto di presentazioni grafiche
- esercitazioni basate sui software di simulazione LAbview e Matlab
- esercitazioni pratiche su sistemi hardware (Analizzatori di spettro, generatori di segnale, antenne schede SDR)

Il materiale didattico è disponibile nel sito ufficiale del corso http://people.unica.it/mauriziomurroni/didattica/insegnamenti/materiale-didattico

Il docente è disponibile a fornire spiegazioni e chiarimenti sia durante l'intervallo fra ore consecutive di lezione, sia durante l'orario di ricevimento o previo appuntamento, sia a mezzo posta elettronica, Skype, Facebook tramite la pagina ufficiale del corso di studi.

Verifica dell'apprendimento

Durante il corso verranno assegnati una serie di progetti da svolgere in itinere organizzati in gruppi di 3 impiegando i software di simulazione utilizzati durante le esercitazioni di laboratorio. Tali progetti verranno valutati con un punteggio pari a 10/30. La verifica dell’apprendimento viene effettuata a fine corso attraverso una prova scritta che può contenere
- domande a risposta aperta
- esercizi numerici
al fine di verificare
- le conoscenze
- le abilità
- le competenze
che coprono l’intero programma del corso. A ciascuna domanda/esercizio è assegnato un punteggio massimo. Ciascun esercizio viene valutato con un punteggio compreso fra 0 e il punteggio massimo assegnato. Il punteggio massimo viene assegnato in caso di risposta corretta, mentre viene assegnato un punteggio inferiore in presenza di errori. Errori di distrazione o dovute a incomprensioni del testo attribuibili a possibili ambiguità nel testo stesso, avranno un peso inferiore rispetto a errori concettuali chiaramente causati da una conoscenza parziale dell’argomento. La somma massima dei punteggi ottenuta nelle domande/esercizi sarà pari a 22/30.

Il voto finale si ottiene come somma dei punteggi ottenuti in ciascun esercizio e il punteggio assegnato al progetto in itinere. Il punteggio massimo della prova è pari a 32. Chi ottiene un punteggio complessivo pari a 32 avrà il voto pari a 30 e lode.

Testi

S.Benedetto, E.Biglieri, Principles of Digital Transmission,
Kluwer.
A.B.Carlson, Communication Systems, McGraw-Hill.
L. W. Couch, Fondamenti di Telecomunicazioni, Apogeo
Education.
Pablo Angueira, Juan Romo
Microwave Line of Sight Link Engineering
Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Inc.
ISBN: 978-1-118-07273-8

Testi

S.Benedetto, E.Biglieri, Principles of Digital Transmission,
Kluwer.
A.B.Carlson, Communication Systems, McGraw-Hill.
L. W. Couch, Fondamenti di Telecomunicazioni, Apogeo
Education.
Pablo Angueira, Juan Romo
Microwave Line of Sight Link Engineering
Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Inc.
ISBN: 978-1-118-07273-8

Altre Informazioni

ulteriori informazioni alla pagina http://people.unica.it/mauriziomurroni/didattica/

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