Appunti di Fondamenti di telecomunicazioni

Fondamenti di telecomunicazioni

L'informatica studia i procedimenti di elaborazione dell'informazione. Le telecomunicazioni si occupano della trasmissione dei segnali dell'informazione. La telematica è l'unione dell'informatica e delle telecomunicazioni.

Un segnale è una funzione che trasporta informazioni. Shannon negli anni '40 ha scritto articoli, che sono i capisaldi delle telecomunicazioni. Ha creato la teoria dell'informazione, cioè la caratterizzazione matematica dell'informazione.

Il livello di probabilità di un evento è legato in modo inversamente proporzionale al suo peso, alla sua importanza. Più un evento è improbabile, più è importante.

Evento x: P(x_i) probabilità dell'evento x_i.

I(x_i) = log₂ 1/p(x_i) [bit], è una misura dell'informazione.

Entropia: H(S) = ∑ P(x_i) log₂ 1/p(x_i) ... contiene l'informazione media. [bit/s] con S sorgente di eventi. Maggiore è l'entropia, maggiore è la quantità di informazione trasportata.

E_sN = 2 e P(x₁) = P(x₂) = 1/2

I(x₁) = 1 bit

H(S), 1 bit

E_sN = 2 e P(x₁) ≠ P(x₂), P(x₁) = 1-P(x₂)

Se gli eventi sono equiprobabili la quantità di informazione è maggiore perché sono imprevedibili.

Sorgenti di informazioni

• Numeriche (digitale): emette ogni volta uno tra un numero finito di segnali (per esempio è binaria se il numero finito di segnali che può emettere è due)
• Analogiche: segnali che possono essere emessi variano con continuità

Fondamenti di telecomunicazioni

L'informatica studia i procedimenti di elaborazione dell'informazione. Le telecomunicazioni si occupano della trasmissione dei segnali dell'informazione. La telematica è l'unione dell'informatica e delle telecomunicazioni: ICT (Information Communication Technology) = elettronica + telecomunicazioni + informatica.

Un segnale è una funzione che trasporta informazione.

Shannon negli anni 40 ha scritto articoli che sono il caposaldo delle telecomunicazioni. Ha creato la teoria dell'informazione, cioè la caratterizzazione matematica dell'informazione.

Il livello di probabilità di un evento è legato in modo inversamente proporzionale al suo peso, alla sua importanza. Più un evento è improbabile, più è importante.

Evento x: P(x_i) probabilità dell'evento x_i.

I(x_i) = log₂ 1/p(x_i) [b,t], è una misura dell'informazione.

Entropia: H(S) = Σ_i=1^N P(x_i) log₂ 1/p(x_i) ... contiene l'informazione medio [b,t] (binary digit) con S sorgente di eventi.

Maggiore è l'entropia, maggiore è la quantità di informazione trasportata.

E_S N=2 e P(x₁)≥P(x₂)=½

I(x₁) 1 bit I(x₂) 1 bit H(S), 1 b,t

E_S N=2 e P(x₁)≠P(x₂) P(x₁)=1-P(x₁)

Se gli eventi sono equiprobabili la quantità di informazione è maggiore perché sono imprevedibili.

Sorgenti di informazioni

• Numeriche (digitale): emette ogni volta uno tra un numero finito di segnali (per esempio è binaria se il numero finito di segnali che può emettere è due)
• Analogiche: segnali che possono essere emessi, variano con continuità

Architettura di un sistema di telecomunicazioni

(TX: trasmissione e RX: ricezione)

Sorgente m(t) elaborazione del segnale modulatore canale di TX v(t) demodulatore elaborazione del segnale m^(t) [stimatore]

m(t) è un segnale in banda base (BB). Vogliamo che m^(t) sia il più vicino possibile a m(t), cioè cercare di eliminare il più possibile il rumore, cioè avere minima distorsione (si parla di distorsione accettabile).

Elaborazione del segnale: ormai è quasi solo digitale. Come prima cosa si fa un filtraggio antialiasing, poi conversione AD, ecc... poi decodifica di sorgente, di canale, conversione DA, ecc....

Codifica di sorgente

Codificare il segnale informativo eliminando buona parte della ridondanza (può essere ricostruito oppure no, distinguano codifica reversibile e irreversibile).

Codifica di canale

Introduce ridondanza in modo controllato per verificare se c'è stato un errore nel canale (va richiesta la ritrasmissione). Ci sono anche codifiche di canale che indicano il bit che è stato sbagliato.

Codifica di sorgente e di canale vanno entrambe al modulatore.

Modulatore

Adatta il segnale al canale di trasmissione (vuole HF) (conversione verso l'alto, per esempio m(t)cos(w_ct) DSB) perché tipicamente i canali di TX non sono in grado di trasportare segnali in BB. Inoltre prote