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Anno Accademico 2007/08
04CXGBQ
Trasmissione numerica
Corso di Laurea in Ingegneria Delle Telecomunicazioni - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Garello Roberto ORARIO RICEVIMENTO AC ING-INF/03 0 0 0 1.6 11
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/03 5 B - Caratterizzanti Ingegneria delle telecomunicazioni
Obiettivi dell'insegnamento

Scopi



Il modulo fornisce le nozioni base relative alle comunicazioni elettriche digitali.

Nella prima parte vengono introdotti i concetti fondamentali e sviluppata la teoria.
Nella seconda parte vengono analizzate le modulazioni numeriche pi¨ utilizzate in pratica.


Prerequisiti

Sono previste le seguenti precedenze di acquisto:



Programma

Contenuti



  1. Grandezze fondamentali di un sistema di trasmissione numerica.

  2. Costellazione e spazio dei segnali, labeling binario e forma d'onda trasmessa.

  3. Criteri di decisione e struttura dei ricevitori.

  4. Calcolo della probabilitÓ di errore.

  5. Spettro di un segnale numerico.

  6. Interferenza intersimbolica e criteri di Nyquist.

  7. Modulazioni PAM.

  8. Introduzione alla codifica di linea.

  9. Modulazioni ASK.

  10. Modulazioni 2-PSK e codifica differenziale.

  11. Modulazioni 4-PSK, 4 Offset-PSK, m-PSK.

  12. Modulazioni QAM.






Programma



  1. Introduzione al corso. Grandezze fondamentali (Bit rate - Banda - Potenza - BER - ComplessitÓ). Sequenze binarie di informazione.

  2. Segnale trasmesso - Spazio di Hamming - Costellazione di segnali - Labeling binario - Costruzione della forma d'onda trasmessa - Spazio dei Segnali - Algoritmo di Gram-Schmidt.

  3. Spazio dei segnali. Rappresentazione vettoriale delle costellazioni. Canale AWGN - Introduzione alla teoria della decisione - Assenza di interferenza intersimbolica.

  4. ProprietÓ variabili nj. Rumore esterno allo spazio dei segnali - Formulazione vettoriale del problema della decisione - Criterio di decisione. Detection: criterio MAP e ML - Ddp segnale ricevuto. Criterio ML a minima distanza Euclidea - Regioni di Voronoi.

  5. Ricevitore nello spazio dei segnali con integratore - Ricevitore nello spazio dei segnali con filtro adattato - Ricevitori per tutto l'asse dei tempi - Problema del sincronismo di simbolo - Ricevitore a correlazione - Confronto ricevitori. Introduzione al calcolo della probabilitÓ di errore.

  6. Calcolo SER - Approccio 1 e 2 - Calcolo BER - Funzione erfc - Calcolo SER/BER per modulazione binaria antipodale - Costellazioni Geometricamente Uniformi - Calcolo SER 4-PSK.

  7. Calcolo BER costellazione 4-PSK - Labeling di Gray - Calcolo BER costellazione binaria generica. Calcolo BER costellazione binaria ortogonale.

  8. Confronto tra costellazioni - Baricentro di una costellazione - Union Bound SER GU - Union Bound BER GU - Distanza minima e molteplicitÓ - Approssimazioni asintotiche. Union Bound e approssimazioni asintotiche per costellazioni non GU.

  9. Introduzione al calcolo dello spettro - Richiami sui processi casuali - Spettro di un segnale numerico - Costellazioni con baricentro nell'origine - Costellazione antipodale con porta rettangolare e con coseno - Modulazione lineare - Costellazione antipodale con filtro passa basso ideale.

  10. Esempi su costellazioni con baricentro non nell'origine - Interferenza intersimbolica.

  11. Critero di Nyquist - Soluzioni con occupazione spettrale finita - Filtro passa basso ideale - Filtri a coseno rialzato - Sul ritardo - Divisione filtro tra TX e RX - Filtri RRC - Introduzione alla modulazione 2-PAM.

  12. Modulazione 2-PAM - Diagramma ad occhio. Modulazioni m-PAM.

  13. Il ruolo della distanza minima - Introduzione alla codifica di linea - Formati bipolari (NRZ,RZ, Manchester) e unipolari (NRZ e RZ).

  14. Modulazioni lineari - Modulazioni ASK - Modulazione 2-PSK - Codifica differenziale.

  15. Modulazioni in quadratura - Modulazione 4-PSK.

  16. Amplificatori di potenza - Modulazione 4-Offset PSK - Modulazioni m-PSK.

  17. Modulazioni m-QAM.






  1. Grandezze fondamentali - Traffico - Banda - Potenza - BER

  2. ComplessitÓ - Sequenze binarie random - Spazio di Hamming - Costellazione di segnali - Labeling binario - Forma d'onda trasmessa - Spazio dei Segnali - Algoritmo di Gram-Schmidt - segnali come vettori

  3. Calcolo dell'energia - Assenza di interferenza intersibolica - Derivazione del criterio MAP

  4. Criterio ML - Criterio ML a minima distanza Euclidea

  5. Regioni di Voronoi - Criterio ML con le regioni di Voronoi - Ricevitore con integratore - Ricevitore con filtro adattato - Criterio ML basato sulla correlazione - Ricevitore a correlazione - Confronto ricevitori - Ricevitori per tutto l'asse dei tempi - Problema del sincronismo di simbolo

  6. Calcolo SER - Costellazioni Geometricamente uniformi - Calcolo BER - Funzione erfc - Calcolo SER/BER per modulazione binaria antipodale

  7. SER e BER costellazione 4-PSK - Labeling di Gray - SER e BER modulazione binaria ortogonale

  8. Costellazione binaria qualsiasi - Baricentro di una costellazione - Union Bound SER GU - Union Bound BER GU - Distanza minima - MolteplicitÓ - Approssimazioni asintotiche SER GU/li>
  9. Approssimazioni asintotiche BER GU - Union Bound SER e BER non GU - Introduzione al calcolo dello spettro - Richiami sui processi casuali

  10. Spettro di un segnale numerico - simboli indipendenti a valor medio nullo - costellazione antipodale con porta rettangolare - costellazione antipodale con coseno - modulazione - costellazione antipodale con filtro passa basso ideale - simboli indipendenti con valor medio non nullo - costellazione on off

  11. ISI - Diagramma ad occhio

  12. Critero di Nyquist - soluzioni con occupazione spettrale finita - filtro passa basso ideale - filtri a coseno rialzato - sul ritardo - Divisione filtro tra TX e RX - filtri RRC - sul rumore, validitÓ approccio con versori illimitati - Definizione di efficienza spettrale

  13. Modulazione 2-QAM - Modulazioni m-QAM

  14. Introduzione alla codifica di linea - Modulazione Manchester - Modulazione RZ - Modulazione On Off - Modulazioni lineari

  15. Modulazione 2-PSK Codifica differenziale - Modulazioni in quadratura

  16. Modulazione 4-PSK - Modulazione 4-Offset PSK - Modulazioni m-PSK

  17. Modulazioni m-QAM - Modulazioni m-FSK - Modulazione 2-CPFSK

  18. Modulazione MSK Cenni su OFDM/implementazione pratica modem/teorema di Shannon/tecniche accesso multiplo FDMA TDMA CDMA


Bibliografia




Questa raccolta di materiale, prodotta ad uso interno, Ŕ
stata realizzata per i moduli del Politecnico di Torino in formato .pdf.

Ne Ŕ vietata la riproduzione e qualsiasi forma di commercializzazione.



Dispense del docente, disponibili al sito:

http://www.tlc.polito.it/garello/trasmissioned/trasmissioned.html




Videocorso utilizzato: Trasmissione Numerica I




  • Prof. S. Benedetto, Politecnico di Torino

  • Prof. E. Biglieri, Politecnico di Torino



Prof. Sergio Benedetto Politecnico di Torino




  • [1.] Introduzione al corso

  • [2.] Sorgenti di informazione e segnali

  • [3.] Sorgente e modulatore

  • [4.] Il modulatore e lo spazio dei segnali (parte 1)

  • [5.] Il modulatore e lo spazio dei segnali (parte 2)

  • [6.] Trasmissione sul canale Gaussiano additivo (parte 1)

  • [7.] Trasmissione sul canale Gaussiano additivo (parte 2)

  • [8.] Trasmissione sul canale Gaussiano additivo (parte 3)

  • [9.] Trasmissione sul canale Gaussiano additivo (parte 4)

  • [10.] Trasmissione sul canale Gaussiano additivo (parte 5)

  • [11.] Trasmissione sul canale Gaussiano additivo (parte 6)

  • [12.] Trasmissione sul canale Gaussiano additivo a banda limitata

  • [13.] Diagramma ad "occhio"

  • [14.] Esempi di diagramma ad "occhio"

  • [15.] Analisi spettrale dei segnali numerici (parte 1)

  • [16.] Analisi spettrale dei segnali numerici (parte 2)

  • [17.] Analisi spettrale dei segnali numerici (parte 3)

  • [18.] Analisi spettrale dei segnali numerici (parte 4)

  • [19.] Progetto di segnali a banda limitata (parte 1)

  • [20.] Progetto di segnali a banda limitata (parte 2)

  • [21.] Progetto di segnali a banda limitata (parte 3)

  • [22.] Trasmissione in banda traslata

  • [23.] Modulazione di ampiezza ASK in banda traslata

  • [24.] Modulazione di fase M-PSK (parte 1)

  • [25.] Modulazione di fase M-PSK (parte 2)

  • [26.] Modulazione di fase M-PSK (parte 3)

  • [27.] Modulazione di fase M-PSK (parte 4)

  • [28.] Modulazione di fase DPSK.

  • [29.] Modulazione di ampiezza in quadratura QAM (parte 1)

  • [30.] Modulazione di ampiezza in quadratura QAM (parte 2)

  • [31.] Modulazione di frequenza M-FSK

  • [32.] Confronto tra sistemi di modulazione

  • [33.] Modulazioni numeriche: esempi di applicazioni





Questa raccolta di materiale, prodotta ad uso interno, Ŕ
stata realizzata per i moduli del Politecnico di Torino in formato .pdf.
Ne Ŕ vietata la riproduzione e qualsiasi forma di commercializzazione.



Temi d'esame, disponibili al sito:

http://www.tlc.polito.it/garello/trasmissioned/trasmissioned.html


Controlli dell'apprendimento / ModalitÓ d'esame


Esame scritto con orale facoltativo.


Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami
MATERIALI PUBBLICI

Programma definitivo per l'A.A.2012/13
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