TRASMISSIONE NUMERICA A - 2010-2011 - Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni
Prof. Riccardo Raheli - E-mail: raheli at unipr dot it - Tel.: 0521 90 5761 - http://www.tlc.unipr.it/raheli

Finalità del Corso

Il corso si propone di presentare le tecniche di controllo degli errori e di modulazione in banda passante nei sistemi di trasmissione numerica e gli elementi necessari alla loro progettazione.

Programma

Tecniche di codifica per il controllo degli errori
Schemi di rivelazione e correzione degli errori - Schemi di richiesta automatica di ritrasmissione (ARQ). Schemi di correzione diretta degli errori (FEC). Codici a ripetizione. Codici a controllo di parità. Guadagno e costo della codifica. Interlacciamento di bit. Vettori di codice e distanza di Hamming. Capacità di controllo degli errori di un dato codice. Tasso di codifica e ridondanza. Analisi delle prestazioni di sistemi FEC. Procedure di ritrasmissione ARQ. Analisi delle prestazioni di sistemi ARQ. Sistemi ARQ ibridi.
Codici a blocchi - Codici lineari sistematici a blocchi. Rappresentazione matriciale di un codice lineare a blocchi. Codici di Hamming. Decodifica a sindrome a massima verosimiglianza. Esempio di decodifica di un codice di Hamming (7,4). Codici ciclici. Scorrimento ciclico e polinomi di codice. Polinomio generatore di un codice ciclico. Codici sistematici. Codifica e decodifica come resto di una divisione fra polinomi. Esempio di un codice di Hamming (7,4). Realizzazione circuitale di codificatori e decodificatori per codici ciclici.  Cenno sui codici BCH e CRC. Cenno sui codici M-ari e di Reed e Solomon.
Codici convoluzionali - Diagrammi ad albero, a traliccio e di stato di un codice convoluzionale. Polinomi generatori. Distanza libera. Funzione di trasferimento e distribuzione dei pesi di un codice convoluzionale. Stima della probabilità d'errore. Guadagno di codifica. Decodifica di codici convoluzionali. Decodifica di Viterbi. Decodifica sequenziale. Decodifica basata su "decisioni continue" (soft-decision decoding). Esempi di codici convoluzionali e relative prestazioni.
Tecniche avanzate - Cenni sui codici traforati (punctured). Cenni sui codici concatenati e turbo.

Modulazioni numeriche in banda passante
Formati di modulazione e relativa densità spettrale di potenza - Modulazioni di ampiezza (ASK) e di ampiezza e segno (PAM). Efficienza spettrale. Modulazioni di ampiezza in quadratura (QAM) e relativa efficienza spettrale. Modulazioni di fase (PSK) e relativa efficienza spettrale. Esempi di costellazioni PSK (QPSK e 8-PSK). Modulazione QPSK sfalsata (OQPSK). Modulazioni di frequenza (FSK) e relativa efficienza spettrale. Esempio di modulazione binaria. FSK M-arie a segnali ortogonali. FSK a fase continua (CPFSK).
Rivelazione coerente di modulazioni binarie in banda passante - Tecniche di rivelazione coerente e non coerente di modulazioni numeriche. Ricevitore ottimo e probabilità d'errore. Analisi di prestazione delle modulazioni OOK e BPSK. Analisi di prestazione della modulazione FSK binaria. Cenni sulla sincronizzazione di simbolo e di fase.
Rivelazione non coerente di modulazioni binarie in banda passante - Distribuzione dell'inviluppo di una sinusoide affetta da rumore. Analisi di prestazione della OOK non coerente. Analisi di prestazione della FSK non coerente. Codifica e rivelazione differenziale della PSK differenziale (DPSK). Analisi comparata delle prestazioni di sistemi di trasmissione binari.
Modulazioni M-arie in quadratura - Analisi delle prestazioni della QPSK. Cenni sull'estrazione del sincronismo di fase mediante dispositivi non lineari.  Analisi delle prestazioni della M-PSK. PSK con codifica e rivelazione differenziale (M-DPSK). Analisi delle prestazioni della M-QAM. Analisi comparata delle prestazioni di sistemi di trasmissione M-ari in banda passante: efficienza energetica e spettrale.
Modulazioni codificate a traliccio (TCM) - Principi della modulazione codificata TCM.
 

Modalità di insegnamento

Lezioni teoriche seguite da assegnazioni periodiche di problemi che vengono successivamente risolti in aula.

Modalità d'esame

Valutazione in itinere - basata complessivamente su:

Appelli - valutazione sulla base di prova scritta e prova orale.

Propedeuticità

Comunicazioni elettriche A.

Libro di testo:

A. Bruce Carlson, Paul B. Crilly, and Janet C. Rutledge: Communication systems, 4th edition, McGraw Hill, 2002.

Testi di consultazione:

R. E. Ziemer, R. L. Peterson, Digital communications, Prentice Hall, 2001.
J. G. Proakis, Digital communications, McGraw-Hill, 2nd ed., 1989.