TEORIA DEI SEGNALI - canale 1

Anno accademico 2017/2018 - 2° anno
Docente: Alfio LOMBARDO
Crediti: 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:
ENGLISH VERSION

Obiettivi formativi

Acquisire capacita’ di analisi di problemi semplici descritti in termini probabilistici; Capacita’ di analizzare le caratteristiche di segnali determinati e aleatori; capacita’ di formalizzare matematicamente i risultati di trasformazioni di sistemi lineari su segnali determinati e aleatori. Conoscenze delle trasformazione operate dai componenti di base di un sistema di comunicazione


Prerequisiti richiesti

Familiarità con le disequazioni; Capacita’ di risoluzione di integrali e derivate, conoscenza di numeri complessi, capacita’ di analisi di circuiti elettrici elementari di tipo RC


Frequenza lezioni

La frequenza non è richiesta, seppure fortemente consigliata per sostenere la prova di esame

Lo studente è fortemente invitato a frequentare almeno il 70% delle lezioni del corso per poter sostenere con profitto le prove in itinere


Contenuti del corso

Parte 1. Teoria della Probabilita

*Esperimento aleatorio; probabilita’, *teorema di Bayes; *teorema della probabilita’ totale; *Variabili aleatorie; *funzione densita’ di probabilita’ e distribuzione cumulativa di variabili aleatorie notevoli; *trasformazione di una variabile aleatoria; *indici caratteristici di una distribuzione; *variabile aleatoria Gaussiana; altre variabili aleatorie notevoli; coppie di variabili aleatorie; *teorema del limite centrale.

Parte 2. Analisi dei segnali determinati periodici e aperiodici a tempo continuo

*Definizione ed esempi di segnali; *proprieta’ elementari dei segnali; Analisi armonica dei segnali periodici;*spettri di ampiezza e fase e loro proprieta’; segnali pari, dispari, alternativi; sintesi di un segnale a partire da un numero limitato di armoniche; * L’integrale di Fourier; *proprieta’ della trasformata di Fourier; teoremi sulla trasformata di Fourier (linearita’, dualita’, ritardo, cambiamento di scala, *modulazione, derivazione, integrazione, prodotto, convoluzione); *trasformata di Fourier della funzione generalizzata impulsiva d di Dirac e trasformate notevoli; *Periodicizzazione e formule di Poisson; *Teorema del campionamento.

Parte 3.Sistemi lineari e stazionari, e trasformazioni di segnali determinati

*Concetto di “sistema” e trasformazione di un segnale; proprieta’ dei sistemi monodimensionali; *caratterizzazione e analisi dei sistemi lineari stazionari (risposta impulsiva e risposta in frequenza); decibel; *sistemi in cascata e in parallelo; *Filtri ideali passa_basso, *passa_alto, passa_banda,elimina_banda; flltri reali; *banda di un segnale e di un sistema; cenni sulle distorsioni introdotte da filtri; *Teorema di Parseval e densita’ spettrale di energia; *densita’ spettrale di potenza; *funzione di autocorrelazione; teorema di Wiener-Khintchine; densita’ spettrale di potenza di segnali periodici.

Parte 4. Segnali aleatori e trasformazioni elementari di segnali aleatori

*Processi aleatori tempo continuo; *processi aleatori parametrici; Indici statistici di I e II ordine di un processo aleatorio; *Stazionarieta’; Filtraggio di un processo aleatorio stazionario in senso lato; densita’ spettrale di potenza di un processo a tempo continuo stazionario; *Rumore bianco e processi aleatori gaussiani a tempo continuo;* Ergodicita’.

 

* Contenuti minimi richiesti


Testi di riferimento

Marco Luise, Giorgio Vitetta: Teoria dei Segnali, Mc Graw Hill



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Probabilità, teoremi di Bayes e della probabilità totale;Variabili aleatorie, funzione pdf e cdf e momenti; trasformazione di variabile aleatoria (va);coppie di va; var.aleatoria Gaussiana; teorema limite centrale (20ore) Marco Luise, Giorgio Vitetta: Teoria dei Segnali, Mc Graw Hill 
2esempi di segnali e proprieta’ elementari; Analisi armonica dei segnali periodici; spettri di ampiezza e fase e loro proprieta’; segnali pari, dispari, alternativi; sintesi di un segnale a partire da un numero limitato di armoniche (10 ore)Marco Luise, Giorgio Vitetta: Teoria dei Segnali, Mc Graw Hill 
3L’integrale di Fourier; proprieta’ della trasformata di Fourier e relativi teoremi; trasformata di Fourier della funzione generalizzata impulsiva di Dirac e trasformate notevoli; Periodicizzazione e formule di Poisson; Teorema del campionamento (15ore)Marco Luise, Giorgio Vitetta: Teoria dei Segnali, Mc Graw Hill 
4Concetto di “sistema” e trasformazione di un segnale; proprieta’ dei sistemi monodimensionali; caratterizzazione e analisi dei sistemi lineari stazionari (risposta impulsiva e risposta in frequenza); ; decibel; sistemi in cascata e in parallelo (10 ore)Marco Luise, Giorgio Vitetta: Teoria dei Segnali, Mc Graw Hill 
5Filtri ideali passa_basso, passa_alto, passa_banda,elimina_banda; flltri reali; banda di un segnale e di un sistema; cenni sulle distorsioni introdotte da filtri (4 ore)Marco Luise, Giorgio Vitetta: Teoria dei Segnali, Mc Graw Hill 
6Teorema di Parseval e densita’ spettrale di energia; densita’ spettrale di potenza; funzione di autocorrelazione; teorema di Wiener-Khintchine; densita’ spettrale di potenza di segnali periodici (8ore)Marco Luise, Giorgio Vitetta: Teoria dei Segnali, Mc Graw Hill 
7Processi aleatori(PA) tempo continuo, parametrici; Indici di un PA; Stazionarietà; Filtraggio di PA stazionario in senso lato; densità spettrale di potenza di PA continuo stazionario; PA gaussiani e Rumore bianco; Ergodicità; (12ore)Marco Luise, Giorgio Vitetta: Teoria dei Segnali, Mc Graw Hill 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame scritto costituito da due esercizi e due domande di teoria; se superato lo studente ha facolta’ di accettare il voto ottenuto allo scritto o di sostenere l’esame orale. In questo caso il voto finale e’ costituito dalla votazione riportata nello scritto opportunamente incrementata/decrementata in accordo all’andamento dell’esame orale.

E’ prevista una prova in itinere finalizzata a testare la capacita’ di trattare problemi descritti in termini probabilistici

Le competenze minime richieste sono: trasformazioni operate su variabili casuali; trasformazioni operate da filtri ideali su segnali determinati; trasformazioni operate da filtri ideali su segnali aleatori


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

vedi STUDIUM