CODICE 72512 ANNO ACCADEMICO 2024/2025 CFU 12 cfu anno 2 INGEGNERIA ELETTRONICA E TECNOLOGIE DELL'INFORMAZIONE 9273 (L-8) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/03 LINGUA Italiano SEDE GENOVA PERIODO Annuale MATERIALE DIDATTICO AULAWEB PRESENTAZIONE L'insegnamento ha lo scopo di fornire i principi di base dell'analisi spettrale di segnali continui e discreti e della loro trasformazione mediante sistemi lineari e non lineari, della teoria della probabilità, delle variabili aleatorie, dei processi aleatori e delle tecniche di trasmissione dei segnali su canali rumorosi. Tali argomenti sono fondamentali sia per la comprensione dei contenuti di altri insegnamenti in ambito telecomunicazioni, sia in relazione a metodi e applicazioni che fanno uso di segnali. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI L'insegnamento si propone di fornire agli studenti i principi e le nozioni necessari per comprendere il funzionamento di un sistema di telecomunicazione ed essere in grado, in occasioni successive, di approfondirne lo studio. Risulta funzionale al raggiungimento di tale obiettivo l'introduzione dei concetti di segnale deterministico e aleatorio, di filtraggio e di analisi in frequenza. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO La frequenza e la partecipazione attiva alle attività formative proposte (lezioni frontali e attività in laboratorio) e lo studio individuale consentiranno allo studente di: - conoscere e saper valutare le proprietà di un segnale analogico (occupazione di banda, potenza, periodicità, ecc.); - conoscere e saper utilizzare correntemente gli strumenti per proiettare un segnale analogico nel dominio delle frequenze, osservandone le caratteristiche; - conoscere le caratteristiche e i vantaggi dei segnali digitali e saper progettare convertitori analogico-digitale e digitale-analogico; - saper analizzare il rumore e le sorgenti di segnali aleatori da un punto di vista statistico e spettrale; - saper utilizzare i filtraggi in frequenza e le tecniche di modulazione analogica per analizzare, elaborare e trasmettere segnali deterministici e aleatori; - comprendere il funzionamento e lo schema a blocchi di sistemi per la trasmissione dei segnali su canali rumorosi, sia in banda base che passa-banda; - saper valutare tramite opportuni modelli e calcoli le prestazioni di un sistema semplice di telecomunicazione e disporre degli strumenti per comprenderne lo studio in casi più avanzati e complessi; - saper approfondire in autonomia argomenti legati all’elaborazione dei segnali, alla trasmissione analogica e digitale, alla caratterizzazione dei segnali e dei fenomeni aleatori; - acquisire la corretta terminologia tecnica nel campo delle telecomunicazioni e dell’elaborazione dei segnali e saper descrivere un sistema di acquisizione, trasformazione e trasmissione di un segnale con linguaggio adeguato. PREREQUISITI Padronanza degli strumenti dell’analisi matematica che vengono descritti negli insegnamenti del primo anno, con particolare riferimento alle funzioni reali e complesse di una variabile reale, ai limiti, alle derivate e agli integrali. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni frontali (spesso con il supporto di slide fornite preventivamente agli studenti) e svolgimento di esercizi in aula. A queste attività la frequenza è consigliata. Vengono inoltre proposte agli studenti esercitazioni di laboratorio, la cui frequenza è opzionale. PROGRAMMA/CONTENUTO Sistemi (o filtri) lineari tempo invarianti. Risposta all'impulso e integrale di convoluzione. Trasformata di Fourier. Funzioni caratteristiche (o risposte in frequenza) dei sistemi lineari tempo-invarianti. Filtraggio: passa-basso, passa-banda e passa-alto. Energia e potenza dei segnali; relativi spettri di densità. Teorema del campionamento. Campionamento ideale e reale. Codificazione numerica dei segnali analogici tramite sistemi PCM (conversione A/D e D/A). Trasmissione numerica (PAM) in canali a banda illimitata ed in canali a banda stretta. Multiplexing di più segnali nel dominio della frequenza (FDM) e del tempo (TDM). Teoria della probabilità; probabilità condizionata, eventi indipendenti, esperimenti congiunti, esperimenti indipendenti, prove ripetute, legge dei grandi numeri. Variabili aleatorie, funzioni di distribuzione e densità di probabilità, funzione di una variabile aleatoria, media, dispersione, momenti. Due variabili aleatorie, distribuzione e densità congiunte, covarianza e coefficiente di correlazione. La media campione e la varianza campione. Processi aleatori, processi stazionari, funzione di correlazione e spettro di densità di potenza, processi ergodici. Segnale telegrafico e binario casuale. Rumore bianco. Metodi di trasmissione in banda passante per segnali continui: le modulazioni lineari (AM, DSB, SSB, VSB) ed angolari (FM, PM). Occupazione di banda. Schemi di principio di modulatori e demodulatori. Calcolo del rapporto S/N a destinazione nei sistemi di modulazione lineari ed angolari. Effetto soglia. FM con enfasi. Confronto delle varie tecniche (prestazioni / costi / usi). Obiettivi ONU Questo insegnamento, ponendo le basi per lo studio, l’utilizzo consapevole e l’innovazione dei sistemi per la digitalizzazione e la trasmissione delle informazioni (ampiamente utilizzati nell’industria e, più in generale, in tutta la società attuale), contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda ONU 2030: 4. Istruzione di qualità - Fornire un’educazione di qualità, equa e inclusiva, promuovere opportunità di apprendimento permanente per tutti. 8. Lavoro dignitoso e crescita economica - Incentivare una crescita economica duratura, inclusiva e sostenibile, un'occupazione piena e produttiva, un lavoro dignitoso per tutti. 9. Imprese, innovazione e infrastrutture - Costruire una infrastruttura resiliente e promuovere l’innovazione ed una industrializzazione equa, responsabile e sostenibile. TESTI/BIBLIOGRAFIA Materiale didattico e testi di riferimento Trasparenze usate dai Docenti a lezione e rese disponibili su AulaWeb. A.B. Carlson, P. B. Crilly, J. C. Rutledge, Communication Systems, Mc Graw-Hill, 2001 (4th edition). A. Papoulis, S. U. Pillai, Probability, Random Variables and Stochastic Processes, McGraw-Hill, 2002 (4th edition). Ulteriori testi per consultazione: R. Cusani, Teoria dei Segnali, Edizioni Ingegneria 2000, Roma, 1996. C. Prati, Segnali e sistemi per le telecomunicazioni, McGraw-Hill, Milano, 2003 A. Papoulis, Fourier Integral and its Applications, Mc Graw-Hill, 1962. DOCENTI E COMMISSIONI ANDREA TRUCCO Ricevimento: Su appuntamento SEBASTIANO SERPICO Ricevimento: Su appuntamento. Commissione d'esame SEBASTIANO SERPICO (Presidente) SILVANA DELLEPIANE GABRIELE MOSER MARTINA PASTORINO ANDREA TRUCCO (Presidente Supplente) LEZIONI INIZIO LEZIONI https://corsi.unige.it/9273/p/studenti-orario Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME L'esame include, nell’ordine, una prova scritta (sostituibile, a scelta dello studente, con due verifiche scritte intermedie, dette compitini) e una prova orale. La valutazione della prova scritta (o la media delle valutazioni delle due verifiche intermedie) viene espressa in trentesimi e costituisce la base di partenza per la prova orale, la quale deve essere svolta entro due anni dal conseguimento di detta valutazione. Sebbene, in linea di principio, l’esito finale dell’esame dipenda dalla prova orale e possa allontanarsi senza limiti dalla precedente valutazione della prova scritta, di norma, il voto finale è situato in un intervallo, ampio alcuni trentesimi, centrato sulla valutazione della prova scritta. MODALITA' DI ACCERTAMENTO La prova scritta valuterà la capacità di risolvere alcuni problemi che richiedono di applicare, tramite ragionamenti e calcoli, i diversi argomenti esposti nel corso dell’insegnamento. Vengono valutate sia l’appropriatezza del procedimento applicato dello studente, sia la correttezza del risultato finale. La prova orale valuterà la padronanza e la reale comprensione degli argomenti esposti nel corso dell’insegnamento, attraverso domande di natura sia teorica, sia progettuale. Nelle risposte vengono valutate correttezza, completezza, chiarezza, sicurezza e adeguatezza del linguaggio tecnico. Riveste inoltre particolare importanza la capacità di svolgere collegamenti fra i diversi argomenti esposti, utilizzando sinergicamente gli strumenti appresi per rispondere alle domande. Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 13/01/2025 15:00 GENOVA Compitino 13/01/2025 15:00 GENOVA Scritto 22/01/2025 09:00 GENOVA Orale 06/02/2025 15:00 GENOVA Compitino 06/02/2025 15:00 GENOVA Scritto 13/02/2025 09:00 GENOVA Orale 04/06/2025 15:00 GENOVA Compitino orale 09/06/2025 09:00 GENOVA Orale 19/06/2025 15:00 GENOVA Scritto 26/06/2025 09:00 GENOVA Orale 04/07/2025 15:00 GENOVA Scritto 11/07/2025 09:00 GENOVA Orale 05/09/2025 15:00 GENOVA Scritto 15/09/2025 09:00 GENOVA Orale ALTRE INFORMAZIONI Gli studenti con disabilità o con DSA possono fare richiesta di misure compensative/dispensative per l'esame. Le modalità saranno definite caso per caso insieme al Referente per Ingegneria del Comitato di Ateneo per il supporto agli studenti disabili e con DSA. Gli studenti che volessero farne richiesta sono invitati a contattare il docente dell'insegnamento con congruo anticipo mettendo in copia il Referente per Ingegneria (https://unige.it/commissioni/comitatoperlinclusionedeglistudenticondisabilita.html), senza inviare documenti in merito alla propria disabilità. Agenda 2030 Istruzione di qualità Lavoro dignitoso e crescita economica Imprese, innovazione e infrastrutture