Obiettivi Formativi

Il corso di Telecomunicazioni fornisce allo studente i fondamenti delle telecomunicazioni e mira a far acquisire agli studenti una adeguata conoscenza teorica dei principi e delle tecniche alla base di tale disciplina. In particolare il corso analizza le principali tecniche di trasmissione analogiche e digitali e le loro applicazioni nell'ambito delle reti e dei sistemi telecomunicazioni. Link budget, tecniche di modulazione e multiplazione, codifica di sorgente e codifica di canale sono alcuni dei concetti chiave trattati nel corso. Il corso ha lo scopo di sviluppare le seguenti competenze: - Conoscenza dei fondamenti delle comunicazioni elettriche e comprensione del funzionamento dei sistemi di telecomunicazioni; - Definizione degli indici prestazionali e valutazione delle prestazioni dei sistemi e delle reti di telecomunicazioni; - Acquisizione della terminologia di riferimento al fine di potersi rapportare con esperti del settore delle telecomunicazioni; - Capacità di confrontare ed analizzare soluzioni progettuali inerenti sistemi di telecomunicazioni. A seguito del corso, lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze e le competenze proprie delle telecomunicazioni e in particolare di: descrivere gli elementi costitutivi e le tecniche alla base di un sistema di telecomunicazioni; identificare le tecniche di telecomunicazioni più idonee per determinati scenari applicativi; valutare le prestazioni di un sistema di telecomunicazioni; sviluppare l'elaborazione autonoma dei concetti e presentare soluzioni progettuali.

Metodi didattici

Il corso si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali ed esercitazioni in aula.

Prerequisiti

Teoria dei segnali a tempo-continuo e trasformata di Fourier

Verifiche dell'apprendimento

L'esame si basa su una prova scritta composta da 3 esercizi sugli argomenti del programma. La prova è finalizzata ad accertare le conoscenze acquisite e la capacità dello studente di applicarle utilizzando corretti approcci metodologici. In particolare la prova scritta mira ad accertare: - la conoscenza del funzionamento dei sistemi di telecomunicazioni mediante schemi a blocchi; - la comprensione delle tecniche e dei principali indici prestazionali dei sistemi di telecomunicazioni e la capacità di valutare le prestazioni di un sistema di telecomunicazioni mediante esempi numerici; - la capacità di analizzare e confrontare soluzioni progettuali, oltre che l'adeguatezza della terminologia utilizzata mediante domande a risposta aperta. E' prevista anche una prova in itinere (opzionale) nella prima metà del corso. Il superamento della prova in itinere riduce il numero di esercizi da svolgere per la prova finale.

Programma del Corso

1. Introduzione ai sistemi e alle reti di telecomunicazioni; Modello e parametri dei sistemi di telecomunicazioni. 2. Canali di comunicazione: classificazione ed esempi di canali; propagazione delle onde radio; equazione del collegamento radio; decibel; modelli di canale e link-budget. 3. Trasmissione in banda base: Campionamento e Teorema di Shannon-Nyquist; Quantizzazione; Codifica; PCM e Legge dei 6dB; Spettro dei segnali PAM; Codici di linea. 4. Elementi di Teoria dell'Informazione: Definizione di informazione, Entropia e Teorema fondamentale della codifica di sorgente; esempi algoritmi di compressione; 5. Ricezione in Banda Base: Metodi di sincronizzazione (cenni); ISI (1o criterio e filtri di Nyquist) ed equalizzazione; Canale AWGN; Filtro accoppiato; Criteri di decisione; Espressione della BER per diversi tipi di segnalazione e filtri di ricezione. 6. Modulazioni analogiche: Inviluppo complesso; Modulatore e demodulatore universale; Modulazioni di ampiezza (AM convenzionale, DSB-SC, SSB, VSB) e d'angolo (PM/FM); PLL (cenni). Espressione del rapporto segnale/rumore per le diverse modulazioni. Ricevitore super-eterodina. 7. Modulazioni digitali: Ricevitore ottimo e concetto di costellazione; Modulazioni ASK, PSK, QAM e FSK; Espressione della probabilità di errore ed efficienza spettrale delle diverse modulazioni. 8. Codifica di canale: Teorema di Shannon-Hartley; Codici di canale; tecniche FEC e ARQ. 9. Modulazione multiportante (OFDM) e Spread-Spectrum. 10. Tecniche di multiplazione (TDM/FDM/CDM) e loro applicazioni nelle reti di telecomunicazioni; 11. Protocolli di comunicazione e Modello ISO/OSI. 12. Cenni sulle reti cellulari e di broadcasting.