Insegnamento FONDAMENTI DI TELECOMUNICAZIONI
| Nome del corso di laurea | Ingegneria informatica ed elettronica |
|---|---|
| Codice insegnamento | 70006009 |
| Curriculum | Ingegneria elettronica |
| Docente responsabile | Luca Rugini |
| Docenti |
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| Ore |
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| CFU | 9 |
| Regolamento | Coorte 2022 |
| Erogato | Erogato nel 2024/25 |
| Erogato altro regolamento | |
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Ingegneria delle telecomunicazioni |
| Settore | ING-INF/03 |
| Anno | 3 |
| Periodo | Primo Semestre |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
| Lingua insegnamento | Italiano. |
| Contenuti | Rumore nei sistemi di telecomunicazione, Codifica digitale di segnali analogici, Telecomunicazioni numeriche in banda base, Telecomunicazioni numeriche in banda traslata, Codifica di canale, Cenni di trasmissioni multiportante. |
| Testi di riferimento | - J. G. Proakis, M. Salehi, Digital Communications, 5th edition, McGraw-Hill, 2008. - B. Sklar, Digital Communications: Fundamentals and Applications, 2nd edition, Pearson, 2013. - J. R. Barry, E. A. Lee, D. G. Messerschmitt, Digital Communication, 3rd edition, Springer, 2004. - J. B. Anderson, Digital Transmission Engineering, 3rd edition, Wiley-IEEE Press, 2005. - B. Rimoldi, Principles of Digital Communication: A Top-Down Approach, Cambridge University Press, 2016. - U. Madhow, Introduction to Communication Systems, Cambridge University Press, 2014. |
| Obiettivi formativi | L'obiettivo principale consiste nel fornire agli studenti le conoscenze relative all'analisi e al progetto dello strato fisico dei sistemi di telecomunicazione. Le principali conoscenze acquisite saranno: - caratterizzazione statistica del rumore termico; - codifica digitale di segnali analogici; - ricetrasmissione di segnali digitali (numerici) in banda base e in banda traslata; - codifica di canale a blocchi e convoluzionale. Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno: - il progetto di ricevitori ottimi e subottimi per la ricezione di segnali digitali; - la stima delle prestazioni delle modulazioni digitali per canali con rumore additivo Gaussiano bianco; - il progetto dei parametri di un sistema di trasmissione digitale (probabilità di errore, rapporto segnale-rumore, bit rate, occupazione di banda, parametri di modulazione e codifica). |
| Prerequisiti | Prerequisiti obbligatori: Teoria dei segnali, Calcolo della probabilità. |
| Metodi didattici | Lezioni frontali. |
| Altre informazioni | Per informazioni più dettagliate, si prega di contattare il docente tramite posta elettronica (luca.rugini@unipg.it). |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | La valutazione consiste in due prove di esame. La prima prova consiste in un esame scritto, con quesiti a stimolo chiuso e a risposta aperta, riguardante gli argomenti del programma dell'insegnamento. L'esame scritto è volto ad accertare la conoscenza e la comprensione degli argomenti del programma dell'insegnamento, e l'abilità dello studente nell'applicare le tecniche studiate. La prova scritta ha una durata di due ore ed è valutata in trentesimi. Per poter accedere alla seconda prova, è necessario ottenere un punteggio maggiore o uguale a diciotto trentesimi. La seconda prova consiste in un esame orale. L'esame orale è volto a verificare la conoscenza e la comprensione degli argomenti del programma dell'insegnamento. La prova orale ha una durata di trenta minuti circa. È oggetto di valutazione anche la capacità di esposizione del contenuto. La seconda prova è valutata in trentesimi. Il voto finale è ottenuto tramite media aritmetica, eventualmente arrotondata, dei punteggi relativi alle due prove descritte sopra. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | - Rumore nei sistemi di telecomunicazione: cenni ai mezzi trasmissivi (cavi, senza fili), rumore termico e sua caratterizzazione statistica, potenza di rumore disponibile, spettro di densità di potenza del rumore termico, rumore additivo Gaussiano bianco (AWGN), banda equivalente di rumore, temperatura equivalente di rumore, fattore di rumore, rapporto segnale-rumore (SNR). - Codifica digitale di segnali analogici: quantizzazione uniforme, errore di quantizzazione, rapporto segnale rumore di quantizzazione (signal-to-quantization-noise ratio, SQNR), quantizzazione non uniforme, companding. Cenni a codifica di sorgente e teoria dell'informazione (entropia di sorgente, codifica di sorgente, algoritmo di Huffman, capacità di canale AWGN). Tecniche di multiplazione a divisione di frequenza (frequency-division multiplexing, FDM) e a divisione di tempo (time-division multiplexing, TDM). – Telecomunicazioni numeriche in banda base: generazione delle forma d'onda, mapping, onda ad impulsi modulati in ampiezza (pulse-amplitude modulation, PAM), spettro di densità di potenza dell'onda PAM, codifica di linea, interferenza intersimbolo (intersymbol interference, ISI), criterio di Nyquist per l'assenza di ISI, sagomatura a coseno rialzato. Filtro adattato, massimizzazione del rapporto segnale-rumore (SNR), probabilità di errore. – Telecomunicazioni numeriche in banda traslata: modello equivalente di banda base, componenti analogiche di bassa frequenza, modulazioni digitali binarie (ASK, PSK, FSK), modulatore, forme d'onda, larghezza di banda, demodulatore coerente, probabilità di errore. Modulazioni digitali M-arie: spazio dei segnali, QPSK, modulatore, forme d'onda, demodulatore coerente a massima verosimiglianza; efficienza spettrale, probabilità di errore. Modulazioni QAM, confronto tra modulazioni. Cenni su sincronizzazione, su modulazioni differenziali, su ricevitori non coerenti. - Codifica di canale: canale binario simmetrico, codici binari, codici lineari, codici sistematici, tasso di codifica, bit rate. Codici a blocchi: matrice generatrice, proprietà di distanza dei codici a blocchi, numero di errori correggibili, decodifica, controllo della parità, sindrome, stima e correzione dell'errore, standard array. Esempi di codici a blocchi. Codici ciclici. Codici convoluzionali: lunghezza di vincolo, tasso di codifica, diagramma degli stati, diagramma a traliccio, decodifica tramite algoritmo di Viterbi. - Cenni su trasmissioni multiportante: caratteristiche principali, segnale multiportante, modulatore multiportante, ricevitore, OFDM, confronto tra trasmissioni multiportante e trasmissioni a portante singola. |
| Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile | Industria, innovazione e infrastrutture. |