FONDAMENTI DI TELECOMUNICAZIONI

Anno accademico 2019/2020 - 3° anno
Docenti: Francesco BERITELLI e Sergio PALAZZO
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:
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Obiettivi formativi

Il corso ha la finalità di fornire le conoscenze di base relative alle tecniche analogiche e digitali per il

trasferimento dell’informazione e i fondamenti delle reti di telecomunicazione. Lo studente acquisirà le competenze necessarie per la progettazione di un sistema di comunicazione di base, quindi costituito da blocchi che riguardano la codifica della sorgente, la modulazione analogica e/o digitale, le codifiche di linea e le relative tecniche presenti in ricezione, le architetture e i protocolli di una rete di telecomunicazione.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Il corso, che consiste in 79 ore di didattica ed esercitazioni, è erogato in co-docenza (6 + 3 CFU). I 3 CFU riguardano in particolare la sezione n. 9 del programma.


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 delle prove in itinere.


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.

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).

9.Sistemi di rete: Generalità sulle reti di telecomunicazione e Internet; protocolli e servizi di rete; architetture protocollari; tecniche di multiplazione e di commutazione; apparati e infrastrutture di rete; controllo di errore e di flusso; tecniche di accesso multiplo; funzioni di instradamento; gestione della mobilità.



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

 ArgomentiRiferimenti testi
1Sez. 11, 4 
2Sez. 2
3Sez. 32, 4 
4Sez. 42, 4 
5Sez. 5
6Sez. 6, 7 e 8
7Sez. 9

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 prova 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 se inferiore al 75 %. Eventuali bonus (es. 10 %) per la 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.


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.