511451 - TEORIA DEI SEGNALI E DELLE COMUNICAZIONI

insegnamento

ID:

511451

Durata (ore):

72

CFU:

SSD:

TELECOMUNICAZIONI

Anno:

2026

Periodo di attività

Secondo Semestre (01/03/2027 - 11/06/2027)

Obiettivi Formativi

Il corso mira a fornire allo studente gli strumenti e le conoscenze base per affrontare l'analisi e la comprensione della teoria dei segnali e del livello fisico dei sistemi di telecomunicazione. I risultati di apprendimento comprendono la conoscenza della rappresentazione in frequenza di un segnale deterministico; la comprensione del concetto di rumore come processo stocastico, la conoscenza delle tecniche più semplici per la trasmissione dell'informazione. Le competenze sviluppate sono invece l'abilità di analizzare segnali deterministici e casuali e di calcolarne le proprietà fondamentali (spettro, banda, potenza o energia), nonché quella di definire i parametri di trasmissione, progetto e prestazioni durante il funzionamento di sistemi di trasmissione analogici e digitali nella loro forma più semplice.

Prerequisiti

Conoscenze acquisite nei precedenti corsi di analisi matematica e teoria dei circuiti.

Metodi didattici

Lezioni (ore/anno in aula): 60 Esercitazioni (ore/anno in aula): 12,5 Attività pratiche (ore/anno in laboratorio): 0. Le lezioni vengono affrontate usando diapositive integrate con spiegazioni alla lavagna. Le esercitazioni consistono principalmente nella risoluzione di testi d’esame degli anni precedenti, adeguati al livello di preparazione progressivamente acquisito dagli studenti. Sono previste inoltre esercitazioni pratiche utili a verificare le architetture studiate mediante esempi realizzati in Matlab.

Verifica Apprendimento

L'esame consiste in una prova scritta, obbligatoria, e una orale, facoltativa. La prova scritta mira a valutare le competenze acquisite e in particolare la capacità di risolvere problemi reali di sistemi di telecomunicazioni; comprende almeno due problemi e una domanda di teoria a risposta aperta, con voto massimo 27/30. La prova orale, che mira ad una valutazione più dettagliata delle conoscenze acquisite, è facoltativa se il voto dello scritto è sufficiente, mentre è obbligatoria per superare l’esame se il voto dello scritto è compreso tra 16 e 17/30. Se lo studente, con voto sufficiente dello scritto, decide di non affrontare l’orale, il voto finale rimane quello dello scritto, se quest’ultimo non è superiore a 22/30; se lo studente non affronta l’orale e il voto dello scritto è superiore a 22/30, il voto finale è comunque limitato a 22/30. In caso di prova orale, il voto finale sarà determinato a partire da quello dello scritto, applicando una variazione conseguente alla preparazione constatata sugli argomenti oggetto della prova orale. La prova orale permette di superare l’esame anche con voto dello scritto compreso tra 16 e 17 se il voto finale è almeno 18. Il massimo voto ottenibile è 30 e lode.

Testi

(testo di riferimento) S. Haykin, M. Moher. Introduzione alle Telecomunicazioni Analogiche e Digitali. Casa Editrice Ambrosiana. ISBN-13:‎ 978-8840813875

(integrativo) Marco Luise, Giorgio M. Vitetta. Teoria dei segnali. McGraw-Hill Education, 2009 - EAN: 9788838665837

(integrativo) Ali Grami. Introduction to Digital Communications. Elsevier, Hardback ISBN: 9780124076822 eBook ISBN: 9780124076587

Contenuti

Definizione di segnale, tipi di segnali e loro proprietà. Potenza ed energia dei segnali.
Risposta impulsiva dei sistemi lineari e proprietà. Autofunzioni dei sistemi lineari e risposta in frequenza.
Analisi dei segnali deterministici nel dominio della frequenza. Serie di Fourier nelle sue diverse forme, ortogonalità delle componenti. Teorema di Parseval.
Densità spettrale di potenza e di energia. La trasformata di Fourier e le sue proprietà. Le funzioni di trasferimento, la condizione di causalità, i filtri.
Correlazione tra forme d'onda. Autocorrelazione. Potenza e correlazione incrociata. Il teorema di Wiener. Autocorrelazione delle funzioni periodiche.
Il concetto di modulazione. Segnale in banda base, segnale portante, segnale modulato. Traslazione in frequenza ed equivalente in banda base del segnale modulato. Cenni alle modulazioni analogiche di frequenza, di fase, e di ampiezza senza soppressione della portante.
I concetti di esperimento casuale, spazio campionario, evento casuale, variabile casuale, probabilità. Distribuzione di probabilità cumulativa, densità di probabilità. Caratterizzazione statistica delle variabili casuali; la distribuzione gaussiana. Variabili casuali indipendenti e non correlate. Teorema del limite centrale, teorema di Bayes. I processi aleatori e la loro caratterizzazione. Processi stazionari, processi ergodici. Il rumore come processo stocastico.
Teorema del campionamento e quantizzazione, ricostruzione del segnale campionato. Teorema di Nyquist.
I segnali digitali, la modulazione digitale. Rappresentazione in banda base e in banda passante, e spettro. Il filtro adattato.
Prestazioni dei sistemi di telecomunicazione in presenza di rumore. Rapporto segnale/rumore. Prestazioni delle modulazioni digitali, probabilità d’errore (Bit Error Rate o BER).
L’ambiente MATLAB, e le sue funzioni rilevanti per la teoria dei segnali e delle comunicazioni. Esempi pratici di funzioni di telecomunicazioni realizzati in MATLAB.