Obiettivo della attività è quello di individuare criteri di valutazione, in termini di robustezza e prestazioni, delle tecniche di comunicazione digitale, a fronte delle peculiarità del canale costituito dalle linee di distribuzione, con particolare riferimento alle linee a media tensione. Il rapporto è suddiviso in tre parti: • Parte 1: La prima parte del rapporto è focalizzata sulla modellizzazione del canale power line, in particolare per ciò che riguarda il rumore, con l’obiettivo di identificare un sistema di trasmissione- ricezione dell’informazione che risulti adeguato alle peculiari caratteristiche del canale power line. Il riferimento è alle linee di media tensione ed alla banda di frequenze normalizzata dal Cenelec. Il modello individuato è stato utilizzato per dimensionare i parametri principali di una modulazione digitale. • Parte 2: La seconda parte è dedicata allo studio di fattibilità di sistemi di comunicazione ad accesso multiplo finalizzati a supportare funzioni evolute di controllo della rete. A questo fine si è analizzata la tecnica CDMA di condivisione del canale e le implicazioni della sua applicazione nel range di frequenze definite dal Cenelec. • Parte 3: In questa ultima parte si sono svolte alcune considerazioni ed analisi sul problema della sincronizzazione che rappresenta un aspetto applicativo di particolare rilevanza per la realizzazione di sistemi power line digitali. Parte 1 Il capitolo 2 prende avvio da una sintesi delle principali proposte di sistemi di comunicazione power line presenti sul mercato e dal richiamo dello stato della normativa. Si passa quindi alla descrizione e caratterizzazione sia del canale di comunicazione, evidenziandone le peculiarità e proponendone una modellizzazione, sia delle sorgenti di rumore, discriminandone i vari contributi e presentando un modello statistico relativo alle sorgenti di natura impulsiva. Infine differenti tecniche di modulazione vengono messe a confronto al fine di determinare quello più idoneo alle particolari caratteristiche del canale e allo scenario di rumore presente. Nel capitolo 3 sono riportati i risultati delle analisi finalizzate al dimensionamento di un opportuno sistema di trasmissione-ricezione dell’informazione in banda 1-150kHz, sia in termini di tecnica di modulazione che di codifica FEC adottati. La scelta oculata dei parametri caratterizzanti la modulazione impiegata ha reso necessario la generazione di un modello in grado di determinare la funzione di trasferimento associata al canale esistente fra una qualsiasi coppia di nodi costituenti un rete qualsivoglia complessa. La valutazione dei contributi di rumore impulsivo presenti nelle reti a media tensione in banda CENELEC, in termini di ampiezza, durata e tempo di interarrivo, ha invece condotto alla modellizzazione

del canale trasmissivo tramite una catena di Markov a due stati ed alla scelta di un idoneo codice correttore e blocco di interleaving in grado di migliorare la robustezza della comunicazione. Il software che si è reso necessario per effettuare tutte le analisi è stato sviluppato in ambiente Matlab, versione 7.0. Parte 2 Per le comunicazioni power line viene generalmente adottata la struttura master-slave in polling o in token passing che permette di raccogliere ciclicamente le comunicazioni generate dagli utenti. Lo schema master-slave adottato fino ad ora si è dimostrato adeguato alla trasmissione dei pochi dati generati dagli attuali sistemi di telecontrollo della rete, pensati per rendere il controllo il più indipendente possibile e autonomo, ma mostra alcuni limiti quali l’impossibilità di trasmettere segnali in broadcast e la limitata libertà di accesso indipendente degli utenti. Per ovviare a questi problemi, si utilizzano protocolli particolari, che alternano fasi di interrogazioni gestite ciclicamente dal master ad istanti in cui si lascia libertà di iniziativa ai singoli utenti. I limiti strutturali richiamati rendono difficoltoso l’utilizzo di questa tecnica a supporto di funzioni che richiedano alta disponibilità del sistema di comunicazione o tempi di risposta molto rapidi. Al fine di valutare le possibili soluzioni che consentano in futuro di supportare funzioni ad alte prestazioni distribuite sulla rete di media tensione si sono analizzate le caratteristiche di protocolli ad accesso multiplo e la fattibilità della loro adozione per le comunicazioni power line. Nel capitolo 4 viene riportata una prima descrizione delle tecniche ad accesso multiplo, classificando i principali protocolli in base alle caratteristiche di funzionamento. Vengono analizzati due schemi basati sull’accesso multiplo al canale a divisione di codice (CDMA). Il primo è pensato per una rete i cui utenti generano un traffico continuo, a bassa velocità, prevede la possibilità di un accesso contemporaneo al canale, ma la limitata banda a disposizione e l’elevato numero di utenti comporta un rate di poche centinaia di bit al secondo, sufficienti comunque per la trasmissione di segnali di comando ed errori.Nel secondo schema, a differenza del primo, che prevede che gli utenti possano accedere in contemporanea al canale si studia il caso di un accesso statisticamente condiviso tra un numero limitato di utenti. Questa ipotesi è tuttavia più che verosimile dal momento che è altamente improbabile che tutte le cabine si trovino nella condizione di dover comunicare con il master nello stesso istante. Sebbene ogni utente abbia la possibilità di accedere in qualunque momento al canale, l’assunzione di utilizzo statistico dello stesso permette di aumentare il rate e migliorare le prestazioni del sistema. Parte 3 Nel capitolo 5 viene analizzato un altro fondamentale problema comune a tutti i sistemi digitali di trasmissione: la sincronizzazione e la temporizzazione dei segnali. Il problema viene scomposto su più livelli: sincronizzazione del simbolo inviato sul canale, sincronizzazione della trama (l’insieme di simboli) eventualmente costruita dal modulatore e sincronizzazione del codice identificativo dell’utente (operazione

fondamentale per i sistemi CDMA). L’analisi fa riferimento ad un sistema CDMA-multiportante, che di fatto utilizza l’OFDM come tecnica per la modulazione dei segnali sul canale.