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Anno Accademico 2014/15
01QFNOT
Simulation of communication systems
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Delle Telecomunicazioni (Telecommunications Engineering) - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Mondin Marina ORARIO RICEVIMENTO AC ING-INF/03 50 0 30 40 1
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/03 8 B - Caratterizzanti Ingegneria delle telecomunicazioni
Esclusioni:
01NVT
Presentazione
Insegnamento obbligatorio da 8 crediti collocato al I anno I PD della Laurea Magistrale in Ingegneria delle Telecomunicazioni e di indirizzo da 6 crediti al II anno I PD della Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica.
L'obiettivo del corso è quello di fornire la base teorica e gli strumenti per eseguire la modellizzazione, il progetto e l'ottimizzazione del livello fisico di un sistema di trasmissione, quale ad esempio un collegamento wireless, un ponte radio o un collegamento via satellite. A questo obiettivo sono dedicati 5 crediti del corso e per ottenere questo scopo viene usato il pacchetto Matlab come strumento di sviluppo.
1 credito del corso, offerto ai soli studenti in Ingegneria Elettronica, ha lo scopo di fornire i prerequisiti teorici necessari, quali la conoscenza del segnale analitico e dell’inviluppo complesso, concetti base sui filtri numerici, concetti base di teoria della stima, il concetto di stimatore e la stima spettrale non parametrica.
3 crediti del corso, offerti ai soli studenti di Ingegneria delle Telecomunicazioni, saranno dedicati alla identificazione delle parti di un sistema di trasmissione che possono essere realizzate con tecnologie di tipo "software", alla discussione delle scelte algoritmiche che portano ad una realizzazione efficiente ed allo sviluppo di alcuni blocchi di esempio utilizzando il linguaggio C.
Risultati di apprendimento attesi
Per gli studenti di Ingegneria Elettronica
  • Conoscenza dei concetti di base sulla rappresentazione dei segnali e dei sistemi analogici e numerici
  • Conoscenza dei concetti di base di teoria della stima e di stima spettrale non parametrica
  • Capacità di stimare in modo accurato la densità spettrale di potenza di un segnale

Per tutti gli studenti
  • Conoscenza delle tecniche di modellizzazione numerica dei vari blocchi e segnali che compongono uno schema di trasmissione
  • Conoscenza delle tecniche di stima delle prestazioni di uno schema di trasmissione
  • Conoscenza delle tecniche per il progetto e l'ottimizzazione assistita dal calcolatore tramite l'uso di tecniche Montecarlo di uno schema di trasmissione
  • Capacità di identificare e costruire modelli numerici dei vari elementi che compongono uno schema di trasmissione
  • Capacità di stimare in modo accurato le prestazioni di uno schema di trasmissione tramite un programma numerico
  • Capacità di ottimizzare le prestazioni di uno schema di trasmissione tramite un programma di simulazione basato su tecniche di tipo Montecarlo

Per gli studenti di Ingegneria delle Telecomunicazioni
  • Conoscenza delle tecniche algoritmiche più efficienti per la simulazione e/o la realizzazione software di sottosistemi numerici
  • Capacità di realizzare in linguaggio C algoritmi tipici utilizzati nei sistemi di trasmissione
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Conoscenze di base di teoria della probabilità, processi casuali, teoria dei segnali, trasmissioni numeriche, elaborazione dei segnali e filtraggio numerico. Verranno in ogni caso richiamati a lezione i concetti necessari.
Programma
Il corso tratta le seguenti tematiche:
Per i soli studenti di Ingegneria Elettronica (10 ore di lezione)
  • Concetti di base sulla rappresentazione dei segnali e dei sistemi analogici e numerici (4 ore)
  • Concetti di base di teoria della stima e concetto di stimatore (2 ore)
  • Stima spettrale non parametrica. Stimatori di Bartlett e di Welch. Uso delle finestre per la stima spettrale (4 ore)

Per tutti gli studenti (50 ore: 25 ore di lezione + 25 ore di laboratorio)
  • Caratteristiche generali di un sistema di trasmissione e sua modellizzazione numerica, teorema della simulazione, tecniche di progetto di un filtro numerico a partire da un modello analogico (6 ore: 3 ore di lezione, 3 ore di laboratorio);
  • Richiami su schemi di trasmissione di interesse pratico e sviluppo dei loro modelli simulativi (quali l’amplificatore di potenza, il canale wireless, i ponti radio, i collegamenti via satellite, i collegamenti wireless basati sulla modulazione OFDM) (16 ore: 8 ore di lezione, 8 ore di laboratorio);
  • Richiamo di concetti di teoria della stima e tecniche per la stima delle prestazioni di uno schema di trasmissione (includendo tecniche di stima della probabilità di errore con metodi semi-analitici e tecniche di tipo Montecarlo) (12 ore: 6 ore di lezione, 6 ore di laboratorio);
  • Tecniche di ottimizzazione delle prestazioni di uno schema di trasmissione, e sua messa in opera tramite il progetto assistito al calcolatore di uno schema di trasmissione. Valutazione dei "trade-off" ed interpretazione dei risultati (16 ore: 8 ore di lezione, 8 ore di laboratorio).

Per i soli studenti di Ingegneria delle Telecomunicazioni (30 ore: 15 ore di lezione + 15 ore di laboratorio)
  • Tecniche di simulazione e di gestione del tempo discreto: campione per campione, a blocco, simulazione di anelli chiusi, filtraggio con tecniche di "block processing" (6 ore: 3 ore di lezione, 3 ore di laboratorio)
  • Implementazione in C di algoritmi di "signal processing" per telecomunicazioni (24 ore:12 ore di lezione, 12 ore di laboratorio)
Organizzazione dell'insegnamento
Sono previste 3 ore settimanali di laboratorio software assistito per ciascuna squadra, dove i metodi insegnati a lezione vengono implementati e validati in ambiente Matlab, ed in cui viene sviluppato il progetto di un sistema di trasmissione, che è oggetto di discussione durante l'esame orale.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
Libri di riferimento per approfondimenti:
  • Hiroshi Harada, Ramjee Prasad, Simulation of communication systems, ISBN:0-306-43989-1, Plenum Press (New York, NY, USA), 1992
  • Michel C. Jeruchim, Philip Balaban, K. Sam Shanmugan, Simulation and Software Radio for Mobile Communications, ISBN: 1580530443, Artech House (Fitchburg, MA, USA), 2002
Sono disponibili copie dei lucidi utilizzati nelle lezioni, esempi di programmi di simulazione ed articoli di riferimento. Tutto il materiale didattico è scaricabile attraverso il portale.
Criteri, regole e procedure per l'esame
Esame orale sulla teoria svolta a lezione e sul progetto sviluppato in laboratorio, e valutazione del progetto stesso.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2014/15
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