L'obiettivo del corso 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 del corso si analizzano i segnali nel dominio del tempo e in quello della frequenza, sia per segnali deterministici sia stocastici. Nella seconda parte del corso 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.

- Conoscenza delle diverse classificazioni dei segnali. Conoscenza dell'analisi in frequenza, sia a tempo continuo che 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 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

Il Corso consta di lezioni ed esercitazioni in aula.
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.

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, Fondamenti di telecomunicazioni, APOGEO, 2002 .
• 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

L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel Programma ufficiale del Corso 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 e da una successiva parte orale facoltativa.
Le valutazioni degli scritti e degli orali sono espresse in trentesimi. Il voto finale viene determinato tenendo conto sia della prova scritta sia della prova orale facoltativa.

SCRITTO: una votazione dello scritto inferiore a 18/30 è considerata non sufficiente.
Durante lo scritto non si possono portare in aula libri di alcun tipo o appunti del corso. Può essere consentito l’uso di una calcolatrice non programmabile e dei formulari ufficiali del corso (pubblicati sul portale)
L’esame scritto è rivolto ad accertare la capacità di risoluzione di quesiti e calcoli (sia simbolici che numerici) inerenti gli argomenti trattati nel corso.

Lo scritto è articolato in 2 parti:

La prima parte dello scritto consta ad accertare le conoscenze acquisite nell’ambito della teoria dei segnali, e consiste in 7-8 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 dal docente. 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 18/30.



La seconda parte dello scritto, 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, congiuntamente a domande sulla teoria delle comunicazioni elettriche.
Il voto della seconda parte dello scritto dovrà essere maggiore o uguale a 16/30.

La durata totale della prova scritta (I e II parte) è pari a 2,5 ore.

Il voto finale della parte scritta sarà la media delle due parti

ORALE: la prova orale è facoltativa e per poter accedere all’orale i candidati devono riportare una votazione dello scritto maggiore o eguale a 18/30. L’esame orale è considerato sufficiente con una votazione di almeno 18/30. Per superare l’esame il voto finale, che tiene conto dei voti dello scritto e dell’orale, deve comunque esser maggiore o uguale a 18/30.
L’orale 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.