PORTALE DELLA DIDATTICA

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Teoria dei segnali e delle comunicazioni

03NVCNX

A.A. 2025/26

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/03 12 B - Caratterizzanti Ingegneria delle telecomunicazioni
2024/25
L'obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire le basi dell'analisi dei segnali e della trasmissione numerica. Data la multidipliscinarietà degli argomenti trattati, le conoscenze acquisite sono utili praticamente in tutti i corsi seguenti affrontati dallo studente. Nella prima parte dell'insegnamento si analizzano i segnali nel dominio del tempo e in quello della frequenza, sia per segnali deterministici sia stocastici. Nella seconda parte dell'insegnamento si introducono le basi delle comunicazioni elettriche. Si descrivono brevemente le comunicazioni analogiche e si approfondiscono le comunicazioni numeriche sia in banda base sia in banda traslata.
The goal of the first part of the course is to give the foundations of signal processing and communication system. Since the topics are strongly multidisciplinary, the knowledge gained is useful in almost all of the subsequent courses attended by the student. In the first part of the course, the foundations of signal processing in the time domain and in the frequency domain are introduced, both for deterministic and random signals. In the second part, analog and digital communication systems are presented.
- Conoscenza delle diverse classificazioni dei segnali. Conoscenza dell'analisi in frequenza, sia a tempo continuo sia a tempo-discreto. Conoscenza dei sistemi lineari tempo-invarianti (LTI), e della loro rappresentazione nel tempo e nella frequenza. Conoscenza delle tipologie base di filtri. Conoscenza dei processi stocastici e della loro rappresentazione spettrale. - Capacità di classificare i segnali in base alle loro proprietà. Capacità di trasformare ed analizzare un segnale nel dominio delle frequenze. Capacità di classificare ed analizzare un sistema LTI nel dominio del tempo e della frequenza. - Conoscenza dei sistemi di trasmissione analogici a modulazione di ampiezza, capacità di progettazione di massima e relativo calcolo delle prestazioni - Conoscenza della modalità di trasmissione di un segnale analogico attraverso un sistema di trasmissione numerico, capacità di progettazione di massima e relativo calcolo delle prestazioni. - Conoscenza dei sistemi di trasmissione numerici in banda base e in banda traslata, binari e multilivello, capacità di progettazione di massima e relativo calcolo delle prestazioni. - Conoscenza di base della codifica di sorgente e capacità di calcolarne le prestazioni.
Analisi reale e complessa di funzioni a una o più variabili. Calcolo delle probabilità. Varabili casuali gaussiane. Equazioni differenziali lineari del primo ordine. Distribuzione delta di Dirac._
TEORIA DEI SEGNALI DETERMINATI E STOCASTICI : - Classificazione dei segnali; energia e potenza - Serie e trasformata di Fourier - Sistemi LTI, risposta all'impulso e funzione di trasferimento - Spettro di energia e funzione di autocorrelazione - Segnali periodici e spettro di potenza - Teorema del campionamento - Fast Fourier Transform - Introduzione ai processi stocastici - Rappresentazione geometrica dei segnali - Introduzione ai segnali e sistemi a tempo discreto - Introduzione all'analisi tempo-frequenza INTRODUZIONE ALLE COMUNICAZIONI ELETTRICHE: - Introduzione e descrizione generale di un sistema di comunicazione - Rumore termico e suoi effetti sui sistemi di trasmissione MODULAZIONI ANALOGICHE E SISTEMI PCM: - Modulazione analogica di ampiezza - Campionamento, quantizzazione e codifica digitale di segnali analogici: sistemi PCM MODULAZIONI NUMERICHE : - Modulazioni numeriche in banda base (PAM), rappresentazione geometrica dei segnali - Probabilità di errore di un ricevitore con filtraggio reale, ottimo e passa basso ideale - Occupazione spettrale per modulazioni numeriche in banda base - Interferenza intersimbolica e teorema di Nyquist - Modulazioni in banda traslata (PSK, QAM, QPSK): probabilità di errore ed occupazione spettrale - Cenni ai sistemi FDM e TDM CODIFICA DI SORGENTE : - Codifica di Huffman Saranno inoltre previste 15 ore di Laboratorio LAIB su tematiche affrontate nel corso
L'insegnamento contempla lezioni teoriche (70%) e esercitazioni/laboratorio (30%).
L'insegnamento consta di lezioni ed esercitazioni in aula ed esercitazioni di laboratorio in aula, basate sull'utilizzo del PC portatile dello studente. Le esercitazioni in aula consistono nella soluzione di esercizi di calcolo che riguardano il programma svolto a lezione. Gli esercizi possono essere svolti alla lavagna dal docente, oppure essere proposti dal docente e risolti dagli studenti con l'aiuto del docente. Nelle esercitazioni di laboratorio saranno affrontate tematiche del corso per mezzo di simulazioni MATLAB che saranno oggetto di valutazione
Tesi di riferimento: • L. Lo Presti e F. Neri, L'analisi dei segnali, CLUT, 1992. • L. Lo Presti e F. Neri, Introduzione ai processi casuali, CLUT, 1992. • Leon W. Couch II, Fondamenti di telecomunicazioni, Prentice Hall - Pearson 2008 . • G. Albertengo, A. Bianco e M. Mondin, Esercizi svolti di Comunicazioni Elettriche, CLUT,1997. Testi di Approfondimento: • Papoulis e S. U. Pillai, Probability, Random Variables and Stochastic Processes, McGraw-Hill, 2002. • G. Taricco, Comunicazioni Elettriche con elementi di teoria dell'informazione, CLUT, 2002 Sono inoltre disponibili le slide che riassumono gli argomenti trattati a lezione
Dispense; Libro di testo; Libro di esercitazione; Esercizi; Esercizi risolti; Esercitazioni di laboratorio; Video lezioni dell’anno corrente; Video lezioni tratte da anni precedenti; Strumenti di auto-valutazione;
Modalità di esame: Test informatizzato in laboratorio; Prova orale facoltativa;
Exam: Computer lab-based test; Optional oral exam;
... Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Esami integrata con strumenti di proctoring presso i LAIB, utilizzando i quiz a risposta multipla e quiz complessi a risposta calcolata e annidata. L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel Programma ufficiale dell'insegnamento e la capacità di applicare la teoria ed i suoi metodi all’analisi e al progetto dei segnali e dei sistemi di trasmissione. L’esame è costituito da una parte scritta (Piattaforma Esami presso i Laib) e da una successiva parte orale facoltativa. Il voto finale viene determinato tenendo secondo quanto segue: - Test di teoria dei segnali mediante quiz su piattaforma esami a risposta multipla: punteggio massimo 28/30 - Test di Comunicazioni Elettriche mediante quiz su piattaforma esami a risposta calcolata: punteggio massimo 28/30 - Voto complessivo dello scritto determinato dalla media dei test precedenti - Valutazioni in itinere: 4 punti aggiuntivi - Valutazioni dei laboratori: 2 punti aggiuntivi - Prova orale facoltativa e integrativa La lode verrà assegnata con un punteggio complessivo maggiore o uguale 32/30 Durante lo scritto non si possono portare presso le aule LaIB libri di alcun tipo o appunti del corso. Può essere consentito l’uso di una calcolatrice non programmabile, i formulari ufficiali del corso (pubblicati sul portale) saranno resi disponibili mediante la piattaforma Informatica Esami. L’esame scritto è rivolto ad accertare la capacità di risoluzione di quesiti e calcoli (sia simbolici sia numerici) inerenti gli argomenti trattati nel corso. Lo scritto mediante piattaforma Informatica Esami è articolato in 2 parti: La prima parte consta ad accertare le conoscenze acquisite nell’ambito della teoria dei segnali, e consiste in 8-10 quiz a risposta multipla. Ogni quiz è un esercizio la cui soluzione è analitica e richiede al più l'uso delle tavole della trasformata di Fourier fornite dalla Piattaforma medesima. Il voto è la somma dei punteggi assegnati ad ogni quiz risolto correttamente. Il voto della prima parte dello scritto dovrà essere maggiore o uguale a 16/30. La seconda parte , consta ad accertare le conoscenze acquisite nell’ambito delle comunicazioni elettriche e consiste nella risoluzione di esercizi di progetto e/o calcolo delle prestazioni di sistemi di trasmissione mediante la Piattafoma ESAMI utilizzando la metodologia a risposta calcolata e annidata e/o a riposta chiusa, congiuntamente a domande sulla teoria delle comunicazioni elettriche utilizzando la piattaforma ESAMI con risposta aperta. Il voto della seconda parte dovrà essere maggiore o uguale a 16/30. VALUTAZIONI IN ITINERE: Durante il corso ci saranno delle prove valutata in itinere, erogate mediante la piattaforma MOODLE o altra piattaforma online, eventualmente in remoto al di fuori degli orari di lezione . La valutazione ottenuta potrà incrementare il voto d'esame fino a 4 punti aggiuntivi I Laboratori Matlab saranno valutati fino ad un massimo di 2 punti aggiuntivi La durata totale della prova scritta (I e II parte) è pari a 2,5 ore. Il voto complessivo della parte scritta sarà la media delle due parti dello scritto, fino ad un massimo di 28/30. ORALE: la prova orale è facoltativa e per poter accedere all’orale i candidati devono riportare una votazione complessiva dello scritto maggiore o uguale a 18/30. L’esame orale è considerato sufficiente con una votazione di almeno 18/30. Per superare l’esame lo studente dovrà soddisfare i seguenti vincoli: - Valutazione I parte scritto sulla Teoria dei Segnali maggiore di 16/30 - Valutazione II parte scritto sulle Comunicazioni Elettriche maggiore di 16/30 - La media dei due scritti dovrà essere maggiore o uguale a 18/30 il voto finale, che tiene conto dei voti degli scritti, delle prove in itinere, delle valutazioni dei laboratori e dell’orale, deve comunque esser maggiore o uguale a 18/30. L’orale facoltativo sarà prevalentemente rivolto ad accertare una adeguata conoscenza della teoria discussa nel corso e potrà includere la discussione dello scritto. Di norma la parte orale dell’esame va sostenuta nell’appello in cui si è superato lo scritto.
Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.
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