La modulazione. Fondamenti di Ingegneria delle Comunicazioni. A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 1

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1 La modulazione A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 1

2 La modulazione Come si inserisce il segnale (l informazione) da trasmettere all interno di una sinusoide? Modulazione Si trasmette la sinusoide (portante) e si modifica uno dei parametri della sinusoide in funzione dell informazione da trasferire: Modulazione di ampiezza Modulazione di frequenza Modulazione di fase S(t) = A 0 sin(2πf 0 t + φ) A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 2

3 Modulazione di ampiezza Segnale da trasmettere Portante Modulazione di ampiezza (segnale AM) A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 3

4 Modulazione di frequenza Segnale da trasmettere Portante Modulazione di ampiezza (segnale FM) A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 4

5 Modulazione di frequenza Segnale da trasmettere Portante Modulazione di fase A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 5

6 Spettro di un segnale modulato Un segnale modulato ha una spettro in frequenza che dipende: dalla portante (f p ) dalla banda del segnale modulante (bw) S bw f p f A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 6

7 Trasmissioni a radiofrequenza Trasmissione "senza fili " Range di frequenze [20 khz 300GHz] Il segnale trasmesso è un onda elettromagnetica Trasmissione radio Radio (FM e AM) Televisione (analogica e digitale terrestre) Telefonia mobile (da 1G a 5G) Comunicazioni satellitari A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 7

8 L onda elettromagnetica Fenomeno fisico generato dall oscillazione di un elettrone Campo elettrico e campo magnetico che si propagano come coppia di sinusoidi perpendicolari tra di loro Parametri dell onda elettromagnetica Frequenza (f ) Lunghezza d onda (λ) A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 8

9 Frequenza e lunghezza d onda Lunghezza d onda e frequenza sono legate da una costante: la velocità di propagazione nel mezzo (v) Nel vuoto, tale costante è la velocità di propagazione della luce c (3*10 8 m/s) RF Microonde Visibile (428 THz 749 THz) A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 9

10 Radiofrequenza A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 10

11 Radio AM e FM Radio AM (Modulazione di ampiezza) Radio FM (Modulazione di frequenza) A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 11

12 Trasmissione televisiva TV analogica (fino al 2012) Digitale terrestre trasmissione digitale DVB-T Standard di riferimento (modulazione, codifica, etc..) DVB-T2 Modulazione e codifica più efficienti Trasmissione a frequenze più elevate (con bande più estese) Ultra HD Si liberano le frequenze nella banda 700 MHz per le reti cellulari (4G e 5G) A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 12

13 Telefonia mobile A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 13

14 Telefonia mobile e frequenze A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 14

15 Telefonia mobile: la rete 5G Evoluzione della rete cellulare 4G Numerose evoluzioni tecnologiche (ancora in fase di sviluppo), tra cui la trasmissione a frequenze elevate (Millimeter-Wave fino a 60 GHz) e Mobile Edge Computing (MEC) Requisiti Incremento numero di dispositivi (Internet of Things) Miglioramento delle prestazioni Latenza inferiore a 1 millisecondo (Tactile Internet) Data rate di 1 Gbit/s A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 15

16 Esercizi 1. Qual è la banda occupata da una portante di 700 MHz modulata da un segnale avente banda complessiva di 2 MHz? 2. Qual è la lunghezza d onda di un onda elettromagnetica avente frequenza f=55 GHz? 3. Determinare lo spazio percorso in 30 secondi da un onda elettromagnetica che si propaga nel vuoto A. Cianfrani, F. Colone Dip. DIET, Univ. di Roma La Sapienza 16