OBIETTIVI FORMATIVI

Rappresentazione ed elaborazione dell'informazione, analisi dei segnali (continui e discreti) nel tempo e in frequenza, sistemi lineari, campionamento, trasmissione in banda base. Probabilità, variabili e processi aleatori. Modulazioni analogiche e loro prestazioni (banda, potenza, fedeltà), effetti del rumore. Sistemi di trasmissione PAM e PCM.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Nel primo semestre il corso si prefigge di fornire agli studenti le basi della teoria dell'elaborazione dei segnali a tempo continuo e dei corrispondenti sistemi, con particolare riferimento alla trasformata di Fourier, all'analisi in frequenza dei segnali ed ai sistemi lineari e tempo-invarianti (LTI). Vengono quindi introdotti il campionamento, sia ideale sia nelle sue formulazioni reali, la quantizzazione e la conversione analogico/digitale basata sulla tecnica pulse code modulation (PCM). Si affrontano poi i problemi della trasmissione digitale in banda base, mediante la tecnica pulse amplitude modulation (PAM), e della multiplazione nel tempo ed in frequenza. Infine si accennano alcuni concetti relativi alla trasformata discreta di Fourier, al teorema del simulatore ed all'analisi spettrale discreta.

Nel secondo semestre viene presentata la teoria dei fenomeni aleatori, che si compone delle tre parti di probabilità, variabili aleatorie e processi aleatori.
Si affronta quindi il problema della trasmissione passabanda su canali rumorosi, descrivendo le modulazioni lineari, AM, DSB e SSB, ed angolari, FM e PM). Viene inoltre ripresa la modulazione PAM per analizzarne le prestazioni in presenza di rumore.
Viene inoltre fornita un'introduzione alla rappresentazione vettoriale delle funzioni mediante gli spazi di funzioni. A partire da essa si introduce la teoria della trasmissione e ricezione ottima, base per le trsmissioni di tipo numerico.

Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà:
- conoscere le basi teoriche dell'analisi e dell'elaborazione dei segnali a tempo continuo
- conoscere e sapere utilizzare la trasformata di Fourier a tempo continuo
- saper trasformare la descrizione grafica di segnali periodici ed aperiodici in formule analitiche sia nel tempo sia in frequenza
- conoscere e saper utilizzare per la risoluzione di problemi la descrizione dei sistemi LTI in termini sia di risposta all'impulso sia di risposta in frequenza
- conoscere sotto quali condizioni il campionamento, ideale o reale, permetta l'esatta ricostruzione del segnale
- conoscere e sapere utilizzare la teoria dei fenomeni aleatori
- conoscere e sapere utilizzare la teoria delle trasmissioni analogiche passa-banda
- conoscere e sapere utilizzare la teoria delle trasmissioni digitali in banda base
- conoscere e sapere utilizzare la teoria della multiplazione nel tempo ed in frequenza

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali. Esercizi svolti in preparazione agli scritti

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Segnali e sistemi: trasformata e serie di Fourier, spettri di densità di potenza e di energia, sistemi LTI, filtri
  Campionamento, quantizzazione, pulse code modulation (PCM)
  Pulse amplitude modulation (PAM)
  Time division multiplexing (TDM), frequency division multiplexing (FDM)
  Cenni a segnali e sistemi a tempo discreto
  Teoria della probabilità
  Variabili aleatorie
  Processi aleatori
  Rumore e modulazioni
  Rappresentazione dei segnali
  Teoria della ricezione ottima
  PAM con rumore

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Lucidi e dispense dei docenti, utilizzati in aula, disponibili sul sito del corso in AulaWeb.
A. B. Carlson, P. Crilly, Communication systems, McGraw-Hill, 2009 (5th edition).
Ulteriori testi per consultazione:
A. Prati, Segnali e sistemi per le telecomunicazioni, McGraw-Hill, 2003.
L. Lo Presti, F. Neri, L’analisi dei segnali, CLUT, 1992.
A. Vannucci, Segnali analogici e sistemi lineari, Pitagora, 2003.
K. B. Howell, Principles of Fourier analysis, CRC Press, 2001.
E. M. Stein, R. Shakarchi, Fourier analysis: an introduction, Princeton University Press, 2003.
M. Vetterli, J. Kovacevic, V. K. Goyal, Foundations of Signal Processing, Cambridge University Press, 2014.