Vengono illustrati e analizzati i vari blocchi funzionali necessari alla progettazione a allo sviluppo di sistemi wireless di tipo embedded. Vengono altresì chiarite le criticità nel processo progettuale e suggeriti possibili soluzioni per la risoluzioni di tali problemi
Materiale sotto forma di slide fornito a lezione dal docente
Obiettivi Formativi
Analisi dei sistemi wireless orientati principalmente alle applicazioni di tipo embedded. Individuazione delle principali scelte progettuali e degli aspetti critici legati allo sviluppo di sistemi wireless
Prerequisiti
Per una corretta comprensione delle tematiche affrontate all'interno del presente corso risulta utile che lo studente abbia conoscenza dei principi di base dell'elettronica analogica, anche ad alta frequenza, della radiopropagazione e dei campi elettromagnetic
Metodi Didattici
Lezioni.
Illustrazione di esempi di sistemi commerciali
Modalità di verifica apprendimento
La verifica finale consta di una prova orale in cui attraverso un approfondita discussione con il docente sarà valutato il livello di confidenza raggiunto negli argomenti proposti a lezione.
Programma del corso
Programma
I sistemi di comunicazione wireless
Impatto del canale nella progettazione di un sistema di comunicazione wireless e effetti della propagazione e del multipath in ambienti indoor e outdoor sulla funzionalità del sistema
La scelta della tipologia di antenna da utilizzare in un sistema wireless. Parametri di riferimento: diagramma di radiazione, direttività, efficienza delle antenne, guadagno di antenna, lobi laterali e impedenza di antenna
Trasmettitori e ricevitori: descrizione delle differenti architetture inclusi eterodina, super eterodina, mixer a reiezione di immagine, zero IF e low IF, trasmettitori low IF, trasmettitori a conversione diretta trasmettitori a conversione indiretta Vantaggi, svantaggi, problematiche e campi di applicazione.
Effetti delle non linearità nelle catene di trasmissione e di ricezione. Gli effetti della compressione, della desensibilizzazione, del blocking e delle intermodulazioni. Le cifre di merito che per la caratterizzazione dei fenomeni non lineari: 1-dB Compression Point e IP3 e loro propagazione nelle catene di ricezione e trasmissione
Effetti della scelta della modulazione nello sviluppo di un sistema wireless. Le problematiche delle modulazioni analogiche e delle modulazioni digitali. Analisi critica con particolare riferimento a ASK, FSK e PSK, QPSK, QAM
Sensibilità di un ricevitore sua correlazione con il rumore. Importanza del rumore nelle catene di ricezione.
Tecniche di codifica finalizzate all’ incremento della robustezza della comunicazione. Le basi del CDMA, le tecniche Direct Sequence Spread Spectrum e Frequency Hopping
Descrizione e analisi critica di alcuni transceiver commerciali: Chipset nella banda 433 - 868 Mhz, Chipset nella banda 2,45 GHz, Chipset nella banda 5,8 GHz.
Soluzioni basate sull’approccio System on a chip e Wide band transceiver co particolare riferimento a soluzioni basate su Chipset nella banda 300Mhz - 6 Ghz e Chipset nella banda 800Mhz - 4 GHz
Applicazioni basate su alcuni standard per lo sviluppo di sistemi embedded. Standard 802.15.4, Standard LoRa
Soluzioni a onde millimetriche per l’implementazione di sistemi embedded ed home automation
Soluzioni di Internet of Thing basate sulle tecnologie per il 5G