Il corso è tenuto in lingua inglese.

Il corso descrive le caratteristiche principali dei moderni sistemi di telecomunicazione digitali, introducendo le tecniche di trasmissione che sono oggi alla base dei più avanzati sistemi di trasmissione wireless, ad esempio reti mobili di tipo 4G e 5G, WiFi, Bluetooth, etc.

Nela prima parte, sono introdotte le nozioni teoriche principali alla base della trasmissione numerica su canali con rumore gaussiano additivo e limitazione di banda. Il programma quindi si focalizza sui formati di modulazione più diffusi, ossia PSK e QAM. Per queste modulazioni, gli studenti impareranno come stimare la probabilità di errore e la densità spettrale di potenza. Saranno introdotti esempi pratici di dimensionamento dei sistemi di trasmissione wireless, includendo equazioni semplificate per la propagazione in spazio libero. Infine, saranno fornite alcune nozioni di base sui codici a correzione d’errore (FEC).

La seconda metà del corso sarà in parte dedicata a laboratori Matlab dove gli studenti impareranno come implementare alcuni algoritmi fondamentali per l’elaborazione numerica dei segnali, o "digital signal processing" (DSP), che sono comunemente utilizzati nei sistemi di trasmissione digitali. Ad esempio, si studieranno tecniche di filtraggio digitale basate su strutture FIR (con esempi applicativi legati all’elaborazione di segnali audio) e di equalizzazione adattativa di canale (con esempi applicativi legati all’ottimizzazione di un ricevitore PSK).

• Conoscenza dei formati di modulazione più diffusi, come PSK e QAM.
• Conoscenza delle cause e degli effetti dell’interferenza inter-simbolica.
• Capacità di calcolare le probabilità di errore su canale gaussiano additivo.
• Capacità di calcolare gli spettri di potenza dei segnali digitali.
• Conoscenza delle strutture e delle tecniche di progetto dei filtri digitali.
• Conoscenza dei concetti di base dell’equalizzazione di canale.
• Capacità di progettare e implementare filtri digitali ed equalizzatori in Matlab.

• Calcolo delle probabilità (distribuzioni discrete e continue, calcolo delle medie, etc.).
• Teoria dei processi casuali (segnali stazionari, funzione di autocorrelazione, spettri di potenza, etc.).
• Teoria dei segnali (funzioni di correlazione, classificazione dei segnali, spettri di potenza e di energia, etc.).

PARTE I
• Introduzione ai sistemi di comunicazione digitali (0.3 cfu)
• Rappresentazione geometrica dei segnali e del rumore nello spazio dei segnali (0.6 cfu)
• Diagrammi a blocchi dei più diffusi formati di modulazione (PAM, PSK, QAM) (0.3 cfu)
• Calcolo della probabilità d’errore (0.6 cfu)
• Occupazione spettrale e banda (0.6 cfu)
• Cause ed effetti dell’interferenza inter-simbolica (0.3 cfu)
• Cenni alla codifica di canale (0.3 cfu)

PARTE II
• Analisi di segnali e sistemi a tempo discreto nel dominio del tempo e della frequenza (0.6 cfu)
• Progetto di filtri digitali di tipo FIR (0.3 cfu)
• Laboratorio in Matlab sull’elaborazione numerica di segnali audio (0.75 cfu)
• Teorema di Nyquist e algoritmi di equalizzazione adattativa (0.6 cfu)
• Laboratorio in Matlab sull’equalizzazione adattativa (0.75 cfu)

La parte teorica del corso consiste di circa 45 ore in aula, alcune delle quali (circa 10 ore) saranno dedicate alla soluzione di esercizi numerici riguardanti tutti gli argomenti principali del corso.

Il corso include anche 15 ore di laboratorio informatico, dove le tecniche descritte durante le lezioni saranno implementate in ambiente Matlab e dove gli studenti svilupperanno un progetto che sarà poi discusso in sede di esame orale. I laboratori Matlab mostreranno applicazioni pratiche di algoritmi DSP applicati a segnali audio e all’ottimizzazione di strutture di ricevitori digitali.

Il materiale (slides) usato durante le lezioni sarà reso disponibile dai docenti tramite il portale della Didattica.

Testo di riferimento:
• S. Benedetto, E. Biglieri, Principles of Digital Transmission With Wireless Applications, Kluwer Academic Publishers, eISBN: 9780306469619

Il libro è disponibile nel sistema bibliotecario di Ateneo al seguente indirizzo: http://opac.biblio.polito.it/F/?func=direct&doc_number=000200305&local_base=PTOW

E’ anche disponibile come documento elettronico al link:
https://login.ezproxy.biblio.polito.it/login?url=http://site.ebrary.com/lib/polito/docDetail.action?docID=10053266

La procedura su come registrarsi al servizio "Digiproxy" del Politecnico di Torino per avere accesso a tutte le risorse digitali si trova al seguente link: https://www.biblio.polito.it/contatti/digproxy.asp

Testi consigliati per approfondimenti:
• J. Proakis and M. Salehi, Digital Communications 5th edition, McGraw-Hill, 2008 (ISBN-13: 978-0072957167)
• U. Madhow, Fundamentals of Digital Communication, Cambridge, 2008 (ISBN-13: 9780521874144)

La prova finale consiste in un esame orale. Inoltre, lo studente è tenuto a preparare un documento scritto riportante i risultati ottenuti durante i laboratori Matlab. La qualità del documento sarà giudicata durante l’esame orale e contribuirà alla determinazione del voto finale.

Il colloquio orale sarà diviso in due parti. Nella prima parte, lo studente dovrà dimostrare la conoscenza degli argomenti teorici del corso. Nella seconda parte, lo studente mostrerà i risultati delle sue simulazioni in Matlab e discuterà il relativo documento scritto.