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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 054079 - FONDAMENTI DI SEGNALI E TRASMISSIONE
  • 054077 - FONDAMENTI DI SEGNALI E TRASMISSIONE MODULO 1
Docente Monti-Guarnieri Andrea Virgilio
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Modulo Di Corso Strutturato
Didattica innovativa L'insegnamento prevede  1.0  CFU erogati con Didattica Innovativa come segue:
  • Blended Learning & Flipped Classroom

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (357) INGEGNERIA ELETTRONICA*AZZZZ054079 - FONDAMENTI DI SEGNALI E TRASMISSIONE

Obiettivi dell'insegnamento

L'obiettivo del corso, inteso come unione dei due moduli, è di fornire allo studente i concetti e gli strumenti di base per comprendere i segnali siano essi continui o discreti, deterministici e statistici, i processi stocastici, e le basi per il loro trattamento, in particolare nell'ambito delle trasmissioni numeriche per sistemi di telecomunicazioni. Si vuole ottenere una conoscenza delle proprietà dei segnali e dei sistemi nel dominio dei tempi e delle frequenze, e della loro caratterizzazione statistica mediante densità di probabilità, con esempi nel mondo dell'elettronica (rumore termico, di quantizzazione e jitter) ed applicazioni quali la modulazione, la trasmissione numerica, la codifica dell'informazione, la stima spettrale e la predizione. Si vuole altresì stimolare l'uso di software di simulazione come strumento di comprensione, verifica e validazione, utile non solo per il corso, ma anche per la futura professione.


Risultati di apprendimento attesi

A seguito del superamento dell’esame, insieme dei due moduli, lo studente:

  • conosce i principi fondamentali e le proprietà dei segnali, della loro elaborazione tramite sistemi
  • ha una buona conoscenza della teoria delle probabilità e nozioni di statistica e sa utilizzarle nella futura attività professionale
  • conosce il principio di funzionamento di un sistema di trasmissione numerico
  • è in grado di apprendere in modo autonomo l'uso di software per l'analisi e l'elaborazione dei segnali
  • è in grado di analizzare schemi a blocchi con dispositivi lineari
  • conosce i processi stocastici, ed è in grado di effettuare e comprendere stime di cross-correlazioni e densità spettrali di potenza

Argomenti trattati

Nell'ambito del corso, come unione del I e II modulo, si tratteranno i seguenti argomenti

1) Segnali e sistemi continui

Segnali continui: scalino, impulso, esponenziali complessi, operazioni elementari sui segnali.

Sistemi Lineari Tempo-Invarianti: risposta impulsiva, convoluzione, correlazione.

Rappresentazione dei segnali nel dominio della frequenza: trasformata e serie di Fourier. Densità spettrale di energia e potenza.

Dal tempo continuo al tempo discreto: teorema del campionamento, ricostruzione ed equivocazione nel tempo e nelle frequenze.

Trasformata di Fourier di Segnali discreti, energia, DFT.

2) Probabilità e processi casuali

Introduzione: definizioni, variabili casuali discrete e continue. Distribuzione e densità.

Probabilità condizionate: statistica indipendenza, regola di Bayes. 

Prove ripetute (Bernoulli) e teoremi limite. Valori medi, quantili, momenti e correlazione.

Distribuzioni notevoli: normale, uniforme, binomiale, Poisson, esponenziale.

Processi casuali: realizzazioni e medie d’insieme. Stazionarietà ed ergodicità.

Autocorrelazione e spettro di potenza. Processi attraverso sistemi lineari.

Esempi e applicazioni: Rumore bianco e di quantizzazione.

Densità spettrale di processi modulati in fase e processi ciclostazionari. 

3) Informazione e trasmissione

Codifica di sorgente: quantizzazione, codifica di Huffman e misura dell'Informazione.

Trasmissione numerica in banda base: il canale di trasmissione, simboli e bit. Codifica PCM.

Trasmissione M-PAM interferenza tra simboli, effetto del rumore, probabilità di errore, il filtro adattato ed impulsi di Nyquist.

Trasmissione in banda traslata e con portanti in quadratura (QAM).


Prerequisiti

Sono necessarie conoscenze elementari di matematica, quali derivate e integrali, numeri complessi: rappresentazione ed operazioni, nozioni base di algebra lineare e serie.


Modalità di valutazione

La valutazione avverà tramite una prova scritta ed una prova orale opzionale, unica e comprensiva di entrambi i moduli, più eventualmente una prova orale a discrezione dei docenti.

La prova scritta consta di tre parti, relative ai tre principali capitoli del corso, come dettagliati nella sezione sopra: "argomenti trattati",  ciascuna con più punti a difficoltà progressiva. Lo studente deve dimostrare una conoscenza base in tutte tre le parti. All'esame sono ammessi appunti, testi e calcolatrici, ma non dispositivi di comunicazione.

In alternativa alla prova scritta, è possibile effettuare tre prove parziali, delle quali le prime due in itinere e l’ultima in concomitanza col primo appello. A discrezione del singolo studente, l'ultima prova parziale può essere sostituita dall'elaborazione di un "homework" che verrà prima discusso con gli altri studenti e poi presentato durante le ore di lezione secondo le modalità della "flipped classroom".


Bibliografia

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
30:00
50:00
Esercitazione
14:00
31:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 44:00 81:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.2 / 1.6.2
Area Servizi ICT
04/06/2020