FONDAMENTI DI TELECOMUNICAZIONI
Anno accademico 2021/2022 - 3° annoCrediti: 9
SSD: ING-INF/03 - Telecomunicazioni
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 146 di studio individuale, 49 di lezione frontale, 30 di esercitazione
Semestre: 2°
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Obiettivi formativi
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Gli obiettivi formativi dell'insegnamento di Fondamenti di Telecomunicazioni, sono i seguenti: 1.Conoscenza e comprensione (knowledge and understanding): lo studente apprenderà le conoscenze di base delle tecniche analogiche e digitali per la trasmissione a distanza dell’informazione e i fondamenti delle reti di telecomunicazione, in particolare l'architettura e i protocolli di rete; 2.Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding): le conoscenze di natura applicativa, acquisite attraverso le esecitazioni e il laboratorio, riguarderanno la capacità di progettare e configurare sistemi di telecomunicazioni partendo da una conoscenza e comprensione di tutte le tecniche che caratterizzano le diverse fasi di elaborazione del segnale e gestione dell'informazione tra sorgente e destinazione; lo studente acquisirà capacità di problem solving e di lavorare in gruppo. 3.Autonomia di giudizio (making judgements): l’insegnamento stimolerà autonomia di giudizio e di valutazione delle condizioni in cui applicare le tecniche e gli strumenti per la progettazione del livello fisico che caratterizza un sistema di telecomunicazioni; 4.Abilità comunicative (communication skills): l’insegnamento è basato sull’impiego di un linguaggio proprio degli studi relativi alle tecniche e ai sistemi di telecomunicazione che diverrà la base dell’attività di comunicazione posta in essere dallo studente; 5.Capacità di apprendimento (learning skills): la capacità di apprendimento sarà stimolata dalla conoscenza critica dei temi trattati nell’insegnamento resa possibile dalla frequenza alle lezioni, dalle attività laboratoriali e dallo studio dei testi di riferimento. |
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Il corso, che consiste in 89 ore di didattica, di esercitazioni e laboratorio, è erogato in co-docenza (6 + 3 CFU).
I 3 CFU riguardano in particolare la sezione n. 9 del programma.
I docenti sono disponibili anche a incontri di ricevimento in modalità telematica, previo appuntamento.
Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le
necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.
Prerequisiti richiesti
Teoria dei Segnali (Sviluppo in serie di Fourier, Teorema della modulazione, Filtri, Analisi in frequenza,
Campionamento, Indici statistici, Funzione densità di probabilità)
Frequenza lezioni
Il corso non prevede la frequenza obbligatoria, ma è fortemente suggerita per il superamento della prova scritta.
La partecipazione alle ore di laboratorio consentirà allo studente di acquisire un bonus del 10 % che si aggiunge alla valutazione della prova scritta.
Contenuti del corso
1.Introduzione: organizzazione del corso, la storia delle TLC, descrizione generale di un sistema di comunicazione, sorgenti analogiche e digitali, trasduttori. Caratteristiche del segnale telefonico. . Definizioni di bit-rate, SNR, BER, SER. Parametri prestazionali di un sistema di comunicazione. Frequenze audio, pressione sonora, distribuzione delle ampiezze del segnale vocale, perdita di sensibilità dell’udito.
2.Canali di comunicazione: ideale, perfetto, lineare e permanente, lineare e non permanente, non lineare. Distorsione di armonica. Rumore di intermodulazione. Equalizzazione. Canali rumorosi. Multiplazione a divisione di frequenza (FDM). Banda di guardia. Filtri di enfasi e di deenfasi. Esercitazioni.
3.Teoria dell’informazione: Misura dell’informazione ed entropia. Sorgenti discrete ed esempi. Codifica di sorgente: proprietà dei codici, lunghezza di un codice, efficienza di codifica, codifica a blocchi, codici di Gray, Shannon-Fano, Huffman. Esercitazioni.
4.PCM e codifica di linea: Conversione A/D. Campionamento. Quantizzazione uniforme e non uniforme. Codifica PCM, legge A e μ. Standard ITU-T e ETSI di codifica della voce. Telefonia su IP (cenni). Trasmissione e rigenerazione di segnali PCM su canali rumorosi. Principali codici di linea binari. Recupero del clock. Diagramma ad occhio. Codifica multilivello. Esercitazioni e laboratorio.
5.Codifica di canale: Codici a blocco. Rate del codice. Ritardo di codifica. Codice lineare e sistematico. Matrice generatrice. Codice a ripetizione e di parità. Peso e distanza di Hamming. Ritardo di decodifica. Interleaver.
6.Quadripoli rumorosi: Banda equivalente di rumore, temperatura equivalente di rumore, figura di rumore. Temperatura di sistema. Esercitazioni.
7.Modulazione e trasmissione di segnali analogici: modulazione e demodulazione d’ampiezza DSB, SSB, AM e VSB; modulazione angolare FM e PM; off-set di fase e frequenza; modulatore DSB bilanciato e ad interruzione; confronto delle tecniche di modulazione; SNR per trasmissioni analogiche in banda base e banda traslata.
8.Trasmissione numerica in banda base e traslata: Sistemi PAM binari ed M-ari in banda base. Modulazione numerica ASK, FSK, PSK, QAM, OFDM (cenni). Laboratorio.
9.Sistemi di rete: Generalità sulle reti di telecomunicazione e Internet; protocolli e servizi di rete; architetture a strati; tecniche di multiplazione e di commutazione; commutazione di circuito e di pacchetto; apparati e infrastrutture di rete; controllo di errore e di flusso; tecniche di accesso multiplo (CSMA, CSMA/CD, CSMA/CA, token passing) e loro applicazioni: reti Ethernet e WiFi; funzioni di instradamento; controllo di congestione; principali protocolli di Internet.
Testi di riferimento
[1] K. Sam, Shanmugam “Digital and Analog Communication Systems”, John Wiley & Sons.
[2] Couch Leon, “Fondamenti di Telecomunicazioni”, Apogeo Education, 2002.
[3] S. Haykin, M. Moher “Introduzione alle telecomunicazioni analogiche e digitali”, Casa Editrice Ambrosiana, 2007
[4] J. Kurose, K. Ross "Reti di calcolatori e Internet", Pearson
[5] Appunti del docente.
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Sez. 1 | 1, 4 |
| 2 | Sez. 2 | 4 |
| 3 | Sez. 3 | 2, 4 |
| 4 | Sez. 4 | 2, 4 |
| 5 | Sez. 5 | 4 |
| 6 | Sez. 6, 7 e 8 | 1 |
| 7 | Sez. 9 | 4 |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame consiste in una prova scritta e orale. La prova scritta, che include la possibilità di una o più prove in itinere, consiste tipicamente in 2 esercizi da svolgere in un tempo di non oltre le 2 ore. La valutazione è espressa in percentuale (0-100 %) di corretto svolgimento degli esercizi, la prova scritta si supera se si ottiene un punteggio minimo del 50 % di corretto svolgimento. Il voto finale tiene conto del voto dello scritto, in particolare se inferiore al 70 %. Eventuali bonus (es. 10 %) per tesine o partecipazione in attività di laboratorio non contribuiscono al superamento della soglia minima del 50 %. La prova in itinere ha validità 1 anno, la prova scritta per il relativo appello e per quello successivo.
La prova orale consiste in 2 o 3 domande su argomenti del programma.
La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
Learning assessment may also be carried out on line, should the conditions require it.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Le domande riguardano tutti gli argomenti svolti a lezione. Gli esercizi assegnati nelle prove scritte riguardano principalmente le sezioni n. 1, 2, 3, 4, 5 e 6.