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TEORIA E TECNICA DELLE TELECOMUNICAZIONI

Stefano MARANO TEORIA E TECNICA DELLE TELECOMUNICAZIONI

0612700017
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA INFORMATICA
2017/2018

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2015
ANNUALE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
330ESERCITAZIONE
STEFANO MARANO T Curriculum
Obiettivi
UNA PARTE DELL’INSEGNAMENTO FORNISCE GLI ELEMENTI TEORICI E METODOLOGICI PER LA COMPRENSIONE DEL CONCETTO DI INFORMAZIONE E PER LA DETERMINAZIONE DEI LIMITI ULTIMI NEI SISTEMI DI COMUNICAZIONE DIGITALI. UN'ALTRA PARTE DELL’INSEGNAMENTO, SEMPRE A CARATTERE METODOLOGICO, VERTE SULL'ANALISI E IL PROGETTO DEI SISTEMI DI COMUNICAZIONE DIGITALI, CON ENFASI SULL'ANALISI DELLE PRESTAZIONI.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
MODELLI MATEMATICI E STATISTICI DEL CONCETTO DI INFORMAZIONE. SPAZIO DEI SEGNALI. SISTEMI DIGITALI PER LA TRASMISSIONE DELL'INFORMAZIONE. PRINCIPI DI TEORIA STATISTICA DELLA DECISIONE E DELLA STIMA.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE
CAPACITÀ DI MODELLARE ED ANALIZZARE SORGENTI E CANALI, IN RELAZIONE AGLI ASPETTI INFORMAZIONALI. CAPACITÀ DI PROGETTARE UN SEMPLICE SISTEMA DI TRASMISSIONE DIGITALE, E DI ANALIZZARNE I PARAMETRI PRESTAZIONALI.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI È RICHIESTO IL POSSESSO DI STRUMENTI METODOLOGICI DI BASE NEL CAMPO MATEMATICO E PROBABILISTICO, OLTRE ALLE CONOSCENZE DI TEORIA DEI SEGNALI.
Contenuti
ELEMENTI DI TEORIA DELL’INFORMAZIONE.
RICHIAMI DI CALCOLO DELLE PROBABILITÀ. CENNI STORICI SULLA TEORIA DI SHANNON E RELATIVO IMPATTO SUI SISTEMI MODERNI. DERIVAZIONE ASSIOMATICA DELL'ENTROPIA. CENNI SULLA RILEVANZA PRATICA IN TERMINI DI COMPRESSIONE. LA FUNZIONE ENTROPIA BINARIA. ENTROPIA CONGIUNTA ED ENTROPIA CONDIZIONATA. INFORMAZIONE MUTUA E DIVERGENZA. RELAZIONI TRA QUANTITÀ INFORMAZIONALI. DISUGUAGLIANZA LOG-SUM E SUE CONSEGUENZE. DISUGUAGLIANZA DI CHEBISHEV E LEGGE DEBOLE DEI GRANDI NUMERI. AEP, SEQUENZE TIPICHE E RELATIVE PROPRIETÀ. CODIFICA DI SORGENTE MEDIANTE AEP. TEOREMI DI CODIFICA DI SORGENTE. CODICI A PREFISSO. CODIFICA DI HUFFMAN. CODIFICA LEMPEL-ZIV. CATENE DI MARKOV. TEOREMA DEL TRATTAMENTO DEI DATI. ENTROPIA DIFFERENZIALE E MISURE INFORMAZIONALI PER VARIABILI CONTINUE. METODO DI LAGRANGE PER L’OTTIMIZZAZIONE VINCOLATA. DISTRIBUZIONI A MASSIMA ENTROPIA: METODO DI LAGRANGE E METODO INFORMAZIONALE. IL CONCETTO DI CAPACITÀ. CAPACITÀ DI CANALE DMC. CAPACITÀ DEL BSC. DISUGUAGLIANZA DI FANO. INTRODUZIONE AL SECONDO TEOREMA DI SHANNON. CODICI A RIPETIZIONE SU BSC. CODICE HAMMING(7,4) SU BSC. INTERPRETAZIONE GEOMETRICA DEL SECONDO TEOREMA SU BSC (CON APPROSSIMAZIONE DI STIRLING). ENUNCIATO FORMALE DEL SECONDO TEOREMA. LIMITE FONDAMENTALE DEL TASSO TRASMISSIVO IN PRESENZA DI PROBABILITÀ DI ERRORE. CAPACITÀ DEL CANALE GAUSSIANO CON VINCOLO DI POTENZA. TECNICA DI IMPACCHETTAMENTO DELLE SFERE.

SISTEMI DI TRASMISSIONE DIGITALE SU AWGN.
RAPPRESENTAZIONE DI SEGNALI E SISTEMI PASSA-BANDA. CENNI SULLE TRASMISSIONI ANALOGICHE DI AMPIEZZA E DI ANGOLO. INTRODUZIONE ALLE TRASMISSIONI NUMERICHE E CENNI STORICI. MODELLI DI CANALE. PRINCIPI DI STRATIFICAZIONE DEL SISTEMA. IL CONCETTO DI INTERFACCIA BINARIA. CENNI DI CODIFICA DI SORGENTE E DI CANALE. SPAZI VETTORIALI: ASSIOMI, DIMENSIONALITÀ, PRODOTTO INTERNO, ESPANSIONI ORTONORMALI, PROIEZIONI SU VETTORI E SU SOTTOSPAZI, PROCEDURA DI GRAM-SCHMIDT. SPAZIO DEI SEGNALI: SPAZI DI FUNZIONI L1 E L2, CLASSI DI EQUIVALENZA PER LO SPAZIO L2, PRODOTTO INTERNO IN L2, PROCEDURA DI GRAM-SCHMIDT NELLO SPAZIO L2. MODULAZIONE NUMERICA COME SERIE ORTONORMALE. INTERFERENZA INTERSIMBOLICA (ISI) E CRITERIO DI NYQUIST. FILTRI A COSENO RIALZATO. SCHEMI DI MODULAZIONE BINARI ED M-ARI. TASSO DI SIMBOLO E TASSO DI BIT. TRASFORMAZIONI BANDA-BASE BANDA-TRASLATA. MODULAZIONI DIGITALI IN ASSENZA DI ISI: PAM, ORTOGONALE, PSK, QAM, FSK. RICHIAMI SU PROBABILITÀ, VARIABILI ALEATORIE E PROCESSI STOCASTICI. ELEMENTI DI TEORIA STATISTICA DELLA DECISIONE. IL CANALE AWGN. RIVELAZIONE DI FORME D’ONDA E TEOREMA DELL’IRRILEVANZA. PRESTAZIONI DEI SISTEMI DI MODULAZIONE PAM, ORTOGONALI, PSK, QAM. LEGAMI PROBABILITÀ DI ERRORE DI SIMBOLO E DI BIT. CODIFICA DI GRAY. RUOLO DELLA DISTANZA MINIMA DELLA COSTELLAZIONE E RELATIVI LIMITI SULLE PRESTAZIONI. USO DELL’ “UNION BOUND” NELLA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI PER SPECIFICHE COSTELLAZIONI. I CONCETTI DI BANDA DI FOURIER E DI SHANNON. DIMENSIONALITÀ E TEOREMA 2BT. EFFICIENZA SPETTRALE. IL CONCETTO DI SNR. CONFRONTO TRA I SISTEMI DI TRASMISSIONE DIGITALE. LIMITI DI SHANNON. RICHIAMI SULLA TEORIA DELLA STIMA. APPROCCIO BAYESIANO: FUNZIONI DI COSTO E RISCHIO; STIMATORE MMSE, STIMATORE ABS, STIMATORE MAP. STIMA ML. INFORMAZIONE DI FISHER. PROPRIETÀ DELLA STIMA ML: ASINTOTICA NORMALITÀ, POLARIZZAZIONE, EFFICIENZA. CENNI SULL’ESTENSIONE AL CASO VETTORIALE. ELEMENTI DI SINCRONIZZAZIONE DEI SISTEMI DIGITALI: SINCRONIZZAZIONE BASATA SU SEQUENZA DI TRAINING, ASSISTITA DALLE DECISIONI, E TECNICHE BLIND. APPLICAZIONI ALLA STIMA DI AMPIEZZA E FASE PER SEGNALAZIONE QAM, E ALLA STIMA ML DELL’AMPIEZZA NELLA SEGNALAZIONE BPSK.
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE, CORREDATE DA NUMEROSI ESEMPI NUMERICI E APPLICATIVI.

PER POTER SOSTENERE LA VERIFICA FINALE DEL PROFITTO E CONSEGUIRE I CFU RELATIVI ALL’ATTIVITÀ FORMATIVA, LO STUDENTE DOVRÀ AVERE FREQUENTATO ALMENO IL 70% DELLE ORE PREVISTE DI ATTIVITÀ DIDATTICA ASSISTITA.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UNA PROVA SCRITTA DELLA DURATA DI DUE ORE ARTICOLATA IN DIVERSI ESERCIZI (TIPICAMENTE 3), O QUESITI A CARATTERE TEORICO, SEGUITA DA UN COLLOQUIO ORALE.
LA PROVA SCRITTA CONSISTE NELLA RISOLUZIONE DI PROBLEMI TIPICI DELLA TEORIA DELL'INFORMAZIONE, SIA LATO SORGENTE CHE LATO CANALE, E DELLE COMUNICAZIONI DIGITALI (AD ESEMPIO: ANALISI DI SEMPLICI SCHEMI DI MODULAZIONE, VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI, TEST DI IPOTESI, STIMA DI PARAMETERI,...). ALLA PROVA SCRITTA È ATTRIBUITA UNA VALUTAZIONE IN DIPENDENZA DELLA CORRETTEZZA ED EFFICACIA DELL'IMPOSTAZIONE, DEI RISULTATI CONSEGUITI, E DELLA CHIAREZZA ESPOSITIVA. IL NON SUPERAMENTO DELLA PROVA SCRITTA IMPEDISCE L'ACCESSO ALLA PROVA ORALE E RICHIEDE LA RIPETIZIONE DELLA PROVA SCRITTA MEDESIMA. NEL COLLOQUIO ORALE SI MIRA A VALUTARE IL GRADO DI MATURAZIONE ACQUISITO, LA CAPACITÀ DI APPROFONDIMENTO CRITICO, LA CAPACITÀ ESPOSITIVA ED IL LIVELLO DI VISIONE ORGANICA DELLA MATERIA.
Testi
J. G. PROAKIS, M. SALEHI, COMMUNICATION SYSTEMS ENGINEERING, 2ND ED., PRENTICE HALL, 2002.
T. M. COVER, J. A. THOMAS, ELEMENTS OF INFORMATION THEORY, JOHN WILEY & SONS, 1991.
R. G. GALLAGER, PRINCIPLES OF DIGITAL COMMUNICATION, CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS, 2008
Altre Informazioni
L'INSEGNAMENTO È EROGATO IN ITALIANO.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-05-14]