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Ingegneria informatica

Telecomunicazioni
(DM. 509) in Ingegneria Informatica - secondo  anno - 5 CFU (non più erogato)

Programma Anno Accademico 2008-2009

Teoria della probabilita’ e modelli statistici. Concetti di base. Impostazioni frequentistica ed assiomatica. Legge dei grandi numeri. Variabili aleatorie continue e discrete. Funzione di distribuzione cumulativa, densita’ di probabilita’, funzione caratteristica. Indipendenza statistica di variabili aleatorie. Densita’ di probabilita’ congiunta, marginale, condizionata. Teorema della probabilita’ totale. Teorema di Bayes. Densita’ di probabilita’ gaussiana, uniforme, binomiale, esponenziale unilatera, esponenziale bilatera. Momenti statistici marginali e misti di variabili aleatorie. Valore atteso, varianza, valore quadratico medio e loro relazione. Stimatori di momenti statistici ed applicazione alla stima di valor medio, varianza, valore quadratico medio. Esempi: calcolo di valore atteso, varianza e valore quadratico medio di variabili aleatorie gaussiana, uniforme, binomiale, esponenziale unilatera, esponenziale bilatera. Incorrelazione di variabili aleatorie e relazione con l’indipendenza statistica.

Trasformazioni di variabili aleatorie ed elementi di elaborazione numerica. Trasformazioni di variabili aleatorie ed effetto sulla densita’ di probabilita’. Rettificazione e randomizzazione del segno di variabili aleatorie. Traslazione e cambio di scala. Trasformazione non lineare determinate dal cambio di variabile aleatoria. Esempio: angolo uniformemente distribuito e sue proiezioni sugli assi cartesiani. Densita’ di probabilita’ della somma (e combinazione lineare) di variabili aleatorie indipendenti. Teorema del limite centrale (enunciato). Esercizi: somma e combinazione lineare di variabili aleatorie uniformi, gaussiane, binomiali ed esponenziali. Esempio applicativo: ricezione di segnale binario in presenza di rumore additivo gaussiano. Introduzione ed implementazione di procedure di elaborazione numerica di segnali ed immagini. Generazione di variabili aleatorie pseudocasuali. Risoluzione di problemi statistici sui segnali aleatori.

Teoria dell’informazione, elaborazione di sorgente ed applicazioni per la codifica efficiente di segnali, immagini e video digitali. Teoria dell’informazione, contenuto informativo ed entropia. Codifica entropica di sorgente (ottima). Efficienza e ridondanza dei codici. Quantizzazione, campionamento e codifica ad impulsi di segnali (PCM). Codifica di sorgente senza memoria: codifica di Huffman. Codifica di sorgente con memoria: codifica run-length, codifica a trasformata (immagini e video). Cenni alla trasformata discreta di Fourier (DFT/FFT) e trasformata coseno discreta (DCT). Esempi applicativi: codifica di testo (ZIP), fax, segnale vocale telefonico (CELP), segnale musicale (MP3), musica elettronica (MIDI), figure (GIF), immagini fotografiche (JPEG), video digitale (MPEG) per applicazioni e servizi multimediali con codifica a blocchi (MPEG2) ed a oggetti (MPEG4).

Reti di telecomunicazioni.  Introduzione alle reti di telecomunicazioni: topologie e tipi di reti. Architetture a strati dei sistemi di telecomunicazione. La pila protocollare ISO/OSI e TCP/IP. Confronto tra i due modelli. Fondamenti di reti LAN. Fondamenti di reti LAN Ethernet. Algoritmi di accesso al mezzo (sottostrato MAC) per reti Ethernet. Cenni algoritmo CSMA/CD. Reapeter, hub e switch. Domini di collisione. Indirizzamenento Ethernet. Frame Ethernet. Rivelazione di errori in Ethernet. Panoramica delle funzioni del livello rete. Il processo di routing. Interazione del livello rete con il livello data-link. Protocollo IP. Formato del pacchetto IP. Indirizzamento IP. Classi di indirizzamento ed indirizzi privati. Subnetting. Subnet mask. Utilità del livello rete: cenni ai protocolli ARP, DNS, DHCP e ICMP.

Strato di collegamento ed accesso al mezzo nelle reti di telecomunicazione. Funzioni del livello di trasporto. Header di TCP. Confronto TCP e UDP. Multiplexing. Numeri di porta. Recupero degli errori, affidabilità, controllo di flusso e segmentazione di TCP. Concetto di qualità del servizio. Wireless LAN: IEEE 802.11, architettura, strato di collegamento e strato fisico. Cenni sull'algoritmo di accesso al mezzo CSMA/CA. Cenni sulla sicurezza delle WLAN.

Trasmissione di segnali ed elaborazione per l'accesso e la condivisione del canale di comunicazione. Canale di comunicazione e capacita’ di canale. Mezzi trasmissivi: cavo, fibra ottica, radio. Codifica di linea binaria e multilivello. Principi di modulazioni numeriche ed accesso al canale condiviso: modulazioni a divisione di frequenza (FDMA), a divisione di tempo (TDMA), miste, ed a divisione di codice (CDMA). Scrambling. Forma tipica degli impulsi per ridurre l'interferenza. Tipi di modulazione numerica e loro caratteristiche: modulazione numerica di ampiezza (ASK, OOK), di frequenza (FSK, MSK), di fase (BPSK, QPSK, m-PSK), ampiezza e fase (QAM). Esempi applicativi: collegamento dati asimmetrico a banda larga (ADSL), telefonia cellulare di nuova generazione (GSM ed UMTS).

Docente

Prof. Francesco Benedetto

News

 

Avvisi

  • Orario: il corso si è svolto nel 2o periodo di dicembre/gennaio nei giorni di lunedi, martedi, giovedi e venerdi (ore 15.45-17.15 in aula N11).

  • Ricevimento studenti: Dipartimento di Elettronica Applicata, Via della Vasca Navale 84, 1° piano stanza n. 108. (inviare e-mail per appuntamenti).

 

 
  • NOTA. All'esame non è consentito l'uso di appunti, libri o qualsiasi altro materiale. E' consentito l'uso della calcolatrice scientifica NON programmabile.
  • Attivato il sito UMTS e GPRS (sperimentale) per il corso di Telecomunicazioni

  • NEW. NOTA PER LA RICHIESTA VERBALI FUORI FACOLTA’ e FUORI CORSO DI LAUREA. La Segreteria Studenti richiede che lo studente che ha inserito nel proprio piano di studi insegnamenti erogati in altri Corsi di Studi debba fare esplicita richiesta alla Segreteria Studenti stessa (almeno 20 giorni prima dell'esame) per ottenere la trasmissione di un verbale d’esame alla Commissione esaminatrice. A tal fine, lo studente iscritto a Corsi di Laurea diversi da Ingegneria Informatica  (ad esempio: Ingegneria Meccanica o Civile) deve seguire le modalità di trasmissione telematica specificate nell'avviso sul link seguente: http://didattica.dia.uniroma3.it/avvisi/schedaAvviso.php?id=480

Testi consigliati e materiale didattico online

  • A.B. Carlson, P.B. Crilly, J.C. Rutledge, "Communication Systems: an introduction to signals and noise in electrical communication", McGraw-Hill international Edition publ., 2002 (hyper-link al riferimento bibliografico).

  • Leon W. Couch II, "Fondamenti di Telecomunicazioni: Sistemi di comunicazione analogici e digitali", settima edizione, Pearson-Prentice Hall, 2008.

  • James Irvine, David Harle, "Data Communications and Networks: An Engineering Approach", John Wiley & Sons publ., 2001 (hyper-link al riferimento bibliografico).