Trasnum-aa1314

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Questo è il quarto anno che svolgo questo corso a Latina! Gli argomenti previsti comprendono un ripasso di materie che dovrebbero essere già state acquisite, ma poi nello svolgimento degli esami mi avvedo che spesso così non è, e quindi tanto vale non dare nulla per scontato

Materiale didattico

Gli argomenti sono tutti sviluppati nel libro che alcuni studenti già conoscono per averlo usato per il corso di Segnali, ed ai cui capitoli ci riferiamo appresso. A questi si potrà aggiungere il materiale integrativo indicato via via nel calendario delle lezioni

Orario

Il corso si corrisponde a 6 crediti, pari a 60h (accademiche, ossia di 45 min) di didattica frontale, che diviso 12 settimane, si articola in 5h/settimana. Pertanto, l'orario di lezione è definito come

Martedi	14.30 - 17	(tre ore accademiche + 15 min di pausa)
Giovedì	11.30 - 13	(due ore accademiche)

Gruppo di supporto

Un gruppo google dove comunicare con e tra gli studenti

Argomenti svolti per l'a.a. 2013-2014

giov 27/2 - Presentazione corso Cap. 1: Trasmissione dell’informazione, trasmissioni numeriche
giov 6/3 - segue presentazione Cap. 1: Segnali analogici, certi ed aleatori, e loro rappresentazione, Transito dei segnali attraverso sistemi fisici, Segnali numerici, Sistemi di telecomunicazione, Caratteristiche dei sistemi e dei segnali: di potenza, periodici, di energia, impulsivi, a durata limitata. Potenza istantanea, energia, valore efficace. Serie di Fourier Cap. 2: Numeri complessi, formula di Eulero, fasori, serie di Fourier, Simmetria coniugata, Serie di Fourier di un’onda rettangolare, limitazione di banda. Sperimentazione: da http://www.falstad.com/fourier/ sperimentiamo con le applet relative a Sine/Cosine, Magnitude/Phase Representation, Square Wave, Low-Pass Filter
mar 11/3 - segue Serie di Fourier: Teorema di Parseval, Ortogonalità degli esponenziali complessi, Spettro di Potenza per segnali periodici, 2.4.1 Algebra vettoriale. Cap. 3 Trasformata di Fourier: Definizione, Trasformata di un rettangolo, Energia incrociata e densità di energia, Simmetria coniugata, Dualità, Traslazione nel tempo e in frequenza, Impulso matematico, Trasformata di una costante, Risposta impulsiva e convoluzione, h(t) come funzione memoria
gio 13/3 - segue Trasformata di Fourier:, Convoluzione con l’impulso traslato, Moltiplicazione in frequenza e nel tempo, 3.9.3 Finestratura e stima spettrale. Cap. 7 Probabilità e processi: 7.1 Teoria delle probabilità, 7.2 Variabili aleatorie, 7.2.2 Medie, momenti e momenti centrati, distribuzione uniforme
mar 18/3 - Sperimentazione: da http://www.falstad.com/dfilter/ sperimentiamo i filtri digitali: con ingresso rumore e filtro fir passa banda, variamo larghezza di banda e freq centrale per apprezzare la modifica alla densità di potenza ed alla risposta impulsiva (un sinc del passa basso moltiplicato per un seno modulante). Realizzare un passa basso di elevato ordine, ed apprezzare l'effetto della finestratura sulla risposta impulsiva. Segue Probabilità e processi: 7.3 Processi stazionari ed ergodici, medie di insieme, temporali, calcolate come medie di insieme, processi stazionari, ergodici. Processo ad aleatorietà parametrica. Cap 9 Densità spettrale e filtraggio: Correlazione, covarianza, indipendenza statistica. Autocorrelazione e intercorrelazione, proprietà, densità spettrale, teorema di Wiener, processo armonico, gaussiano bianco limitato in banda. Stima spettrale, periodogramma. Filtraggio di segnali e processi, per segnali di energia, periodici, e processi ergodici.
gio 20/3 - segue Densità spettrale e filtraggio: Caratteristiche dei sistemi fisici, unità di elaborazione: prodotto, somma. Filtri digitali, Filtro trasversale del 1o ordine. Cap 10 Segnali modulati: Multiplazione a divisione di frequenza - FDM, punto-multipunto, accesso multiplo. Antenne e lunghezza d’onda, banda di segnale. 10.2.1 Inviluppo complesso, modulazione di ampiezza e/o angolare, componenti analogiche di bassa frequenza, filtro di Hilbert, segnale analitico, densità spettrale di segnali passa-banda
mar 25/3 - segue Segnali modulati: 10.3 Transito nei sistemi fisici, Filtraggio, Intermodulazione tra componenti analogiche di bassa frequenza, Equalizzazione di banda base, Condizioni per inviluppo complesso reale, Filtro passa banda ideale, Simmetria coniugata attorno ad f0, Estrazione delle componenti analogiche di bassa frequenza. Cap. 11 Modulazione per segnali analogici: Modulazione di ampiezza, Banda laterale doppia, Portante soppressa, Portante intera, Portante parzialmente soppressa, Efficienza di PI-PPS. 11.2 Demodulazione di ampiezza, Demodulazione coerente o omodina, Errori di fase e frequenza, Demodulazione in fase e quadratura, Phase Locked Loop - PLL, Demodulatore di inviluppo. Rewind: 10.4 Rappresentazione dei processi in banda traslata (solo accenno), Conclusioni, Processo gaussiano bianco limitato in banda. Cap 12 Prestazioni delle trasmissioni modulate: Il rumore nei segnali modulati, Rapporto segnale-rumore e banda di rumore, Demodulazione di un processo di rumore, Prestazioni delle trasmissioni AM , Potenza di segnale e di rumore dopo demodulazione, SNR, BLD-PS. Cap. 14 Transito dei segnali nei circuiti: Caratterizzazione dei circuiti, Numero di porte, Modelli di rappresentazione, Proprieta' delle reti due porte, Bipoli
mar 1/4 - segue Transito dei segnali nei circuiti: 14.3 Potenza di segnale e grandezze elettriche, 14.3.2 Potenza assorbita da un bipolo, 14.4 Connessione tra generatore e carico, Potenza disponibile e massimo trasferimento di potenza, Assenza di distorsioni lineari, Zg(f) reale; 14.5 Reti due porte, Modello circuitale, Schema simbolico, Trasferimento energetico. Cap 16 Rumore termico: 16.1 Rumore nei bipoli passivi, Rapporto segnale rumore dei generatori. Sperimentazione: Esperimento dei dadi verificare come la d.d.p. risultante dal lancio ripetuto di più dadi converga ad una gaussiana. D.d.p. gaussiana: 7.5.1 Variabile aleatoria gaussiana (senza erfc per ora), 7.6.4.2 gaussiana bidimensionale (dentro v.a. di Rayleigh), grafico in fig. 9.1, 9.9.2 Gaussiana multidimensionale ed indipendenza statistica. segue Transito dei segnali nei circuiti: 14.3.1 Misure di potenza in deciBel. Cap. 15 Collegamenti e mezzi trasmissivi: 15.1 Dimensionamento di un collegamento.
gio 3/4 - segue Collegamenti e mezzi trasmissivi: 15.2 Collegamenti in cavo (solo da un punto di vista culturale), 15.3 Collegamenti radio: Trasduzione elettromagnetica, Bilancio energetico. Esercizio pag. 397 sul dimensionamento di un collegamento radio. 16.3 Rumore nelle reti due porte, Reti passive, Rapporto SNR in uscita, Fattore di rumore per reti passive, Reti attive, Fattore di rumore per reti attive
mar 8/4 - segue Rumore termico: 16.3.3 Fattore di rumore per reti in cascata, Rumore nei ripetitori, Rumore termico accumulato, Compromesso tra rumore termico e di intermodulazione. Segue cap 14 Transito: 14.6 Distorsioni lineari, Guadagno di potenza in dB, Tempo di ritardo di gruppo, effetto sui segnali di banda base, modulati, a banda stretta. 14.7 Distorsioni di non linearita', Ingresso sinusoidale, Ingresso aleatorio. Segue cap. 15 Collegamenti e mezzi trasmissivi: 15.5.2 Collegamenti satellitari, 15.5.3 Allocazione delle frequenze radio; 15.3.3 Condizioni di propagazione e attenuazioni supplementari, Condizioni di visibilita', Diffusione e riflessione atmosferica, Assorbimento atmosferico, Dimensionamento di un collegamento soggetto a pioggia.
gio 10/4 - Segue Coll. Radio: 15.3.3.5 Cammini multipli, Collegamenti in diversita'; riprende Transito nei circuiti: 14.6.6 Equalizzazione. Riprende filtraggio: 9.4.4 Filtro adattato, Segnalazione antipodale, Segnalazione ortogonale
mar 15/4 - segue cap. 3 Trasf. Fourier: 3.8 Trasformata di segnali periodici, Treno di impulsi, Segnale periodico, Trasformata del treno di impulsi, Trasformata di segnale periodico. Cap 4 Campionamento: 4.1 Teorema del campionamento, Aliasing, Uso pratico. Cap. Probabilità: 7.4 SNR di quantizzazione, 7.6.1 Quantizzazione logaritmica. Cap. 6 Reti di trasmissione a circuito: 6.3 Rete plesiocrona, Trama PCM. 6.3.4 Multiplazione asincrona e PDH (solo tabella delle velocità della gerarchia), Tabella 6.1 Nomenclatura della gerarchia ottica e relative velocità. Cap. 5 Trasmissione dati: Trasmissione su canale numerico, Aspetti della trasmissione numerica di banda base, Segnale dati (+ interpretazione al 9.2.4), Segnale binario e onda rettangolare, Effetto della limitazione in banda e ISI, Diagramma ad occhio, Trasmissione multilivello, Generazione del segnale dati, Codici di linea a banda infinita.
gio 24/4 segue Trasmissione dati: 5.5 Sincronizzazione dati, Trasmissione asincrona, di bit, di parola e di trama; Trasmissione sincrona, di simbolo o di carattere. Prima di affrontare la trasmissione in fibra ottica, esaminiamo gli aspetti di multiplazione e di rete: cap. 6 Reti di trasmissione a circuito, 6.1.1 Elementi della rete telefonica, 6.1.2 La rete di accesso, 6.2 Multiplazione, mult. a divisione di tempo, rete plesiocrona e Trama PCM. Cap 8 su Traffico, code e reti a pacchetto: 8.5 Reti per trasmissione dati, il pacchetto dati, modo di trasferimento delle informazioni, schema di multiplazione, principio di commutazione, commutazione di circuito e di pacchetto a circuito virtuale. Segue Reti di trasmissione a circuito: 6.5 Topologia di rete, 6.3.4 Multiplazione asincrona e PDH, Bit stuffing, Add and Drop Multiplexer. 6.4 Gerarchia digitale sincrona: i livelli della gerarchia, Multiplexer Add and Drop, Eterogeneità del trasporto, Struttura di trama.
mar 29/4: Segue Reti di trasmissione a circuito: 6.6 Rete in fibra ottica, dispositivi SDH, topologia ad anello, rete di trasporto, rete di accesso in fibra, sistemi di protezione automatica. Cap 15 Collegamenti e mezzi trasmissivi: 15.4 Collegamenti in fibra ottica. 15.4.1 Trasmissione ottica, Propagazione luminosa e indice di rifrazione, video sulla rifrazione, Dispersione modale, Attenuazione, Dimensionamento del collegamento, Dispersione cromatica, Trasduttori elettro-ottici, Prodotto banda-lunghezza e codici di linea, Massima lunghezza di tratta, Trasduttori ottico-elettrici. 15.4.3 Multiplazione a divisione di lunghezza d’onda - WDM, Ridondanza e pericoli naturali, Sonet e SDH, Dalle fibre ottiche alle reti ottiche. Esercizio A 10-7-2013. segue cap. 5 Trasmissione dati: 5.2.2 Segnale dati limitato in banda, 5.2.2.1 Requisiti per l’impulso di trasmissione: limitazione di banda, di durata, e di precisione.
mar 6/5: segue Trasmissione dati: 5.2.2.2 Condizioni di Nyquist, Caratteristica a coseno rialzato. Cap 7 Probabilità ed errori: 7.5 Errori nelle trasmissioni numeriche, Variabile aleatoria gaussiana e funzione erfc{.}, Calcolo della probabilità di errore per simbolo, Dipendenza di Pe da Eb/No, Contributo di Eb/No all’SNR, La componente di segnale, Espressione della Pe per simbolo, Diagramma ad occhio. Dal cap. 5: 5.2.2.4 Codice di Gray. Dal cap 7: 7.5.5 Uso del codice di Gray e Pe per bit, 7.6.2 Ricevitore ottimo. Esercizi: es. A 22 Luglio 2010, es. A 21 Settembre 2010, parte quantitativa 4 febbraio 2009. Di nuovo cap. 5: 5.3 Errori di trasmissione, Controllo di errore; 8.1 Distribuzione binomiale; 5.3.1.1 Errori su parole.
gio 8/5: segue Trasmissione dati: 5.3.2 Detezione di errore, Parità, Somma di controllo, Codici polinomiali e CRC. 5.3.3 Correzione di errore e codifica di canale, Codici a blocchi. 5.4.2.3 Efficienza dei protocolli ARQ. Cap. 17 Teoria dell’informazione e codifica: 17.3 Codici di canale, codici lineari a blocchi, codice di Hamming. Esercizio B 24 Giugno 2013.
gio 15/4: 10.1.2 Canale telefonico; cap. 13 Modulazione numerica: Modulazione di ampiezza e di frequenza, BPSK, confronto tra densità spettrale dell'impulso rettangolare e a banda minima, costellazione BPSK con rumore. 13.1.2 L-ASK, L-FSK (fino a FSK ortogonale). 13.1.4 Natura di Eb/No, Prestazioni di L-ASK, 13.2 Modulazione di fase, QPSK ed L-PSK, confronto tra densità spettrale QPSK e 8-PSK, traiettorie dell'inviluppo complesso, costellazione QPSK con rumore. 13.2.2 Prestazioni QPSK e L-PSK, QAM e prestazioni.
mar 20/5: 13.4 Schema riassuntivo delle prestazioni, 13.5 Altre possibilità. 11.4.2 Ricostruzione della portante mediante quadratura, 13.6.2 Sincronizzazione, 13.6.1 Codifica differenziale, Curve di prestazione, 13.6.5 Sistemi a spettro espanso. Sequenze pseudo-casuali, Sequenza diretta, Segnale espanso. 15.5.3 Allocazione delle frequenze radio, 15.3.4 Collegamenti radiomobili, Sistemi cellulari, Determinazione del margine, Path loss, Slow fading
gio 22/5: 15.5.1 Fading piatto e veloce, 15.3.4.4 Fast fading, 15.3.4.5 Dimensione di cella e velocità di trasmissione, banda di coerenza. 13.1.3 L-FSK, 13.6.3 FSK ortogonale
mar 27/5: 13.6.4 OFDM, Rappresentazione nel tempo ed in frequenza, Architettura di modulazione, Efficienza dell’OFDM, Architettura di demodulazione (il conto delle prestazioni non si porta), Equalizzazione, Sensibilità alla temporizzazione, Ottimalità, Codifica, Portanti pilota. Esercizio B 26/6/2012 6.9.1 Plain Old Telephone Service, 6.9.4 ADSL.

Prove di esame svolte

L'esame si svolge mediante una prova scritta, suddivisa in una parte quantitativa ed una descrittiva, potendo consultare testi ed altro materiale (ma non gli esercizi svolti e pubblicati sul sito) solo durante lo svolgimento della prima. In funzione della valutazione conseguita, la verbalizzazione può essere preceduta da una prova orale. Di seguito, i testi delle prove fin qui somministrati.

Nell'a.a. 2013-2014 alcuni argomenti svolti negli anni precedenti non sono stati trattati, come la teoria del traffico e la teoria dell'informazione, e quindi ai fini della preparazione degli esami possono essere omessi i seguenti esercizi:

19 Settembre 2013 - quantitativa b e c; descrittiva c
10 Luglio 2013 - quantitativa b
24 Giugno 2013 - quantitativa c; descrittiva d
25 Settembre 2012 - quantitativa a, b(1); descrittiva 2, 4
2 Marzo 2012 - quantitativa B; descrittiva 1, 2
5 Ottobre 2011 - quantitativa a, b(1). c
20 Luglio 2011 - quantitativa c; descrittiva 2, forse 3
28 Giugno 2011 - quantitativa 1, 2; descrittiva 1, 2