FONDAMENTI DI TELECOMUNICAZIONI

L’insegnamento è una delle attività formative obbligatorie del Corso di Laurea in Ingegneria Fisica, e consente allo studente di acquisire le basi dell'analisi dei segnali e della trasmissione dell’informazione via cavo e via radio. Nella prima parte del corso si forniscono le basi teoriche e si introducono gli strumenti matematici per l’analisi dei segnali nel dominio del tempo e in quello della frequenza. Nella seconda parte del corso si introducono le basi delle telecomunicazioni fisse e mobili, si descrivono i sistemi di telecomunicazione analogici e digitali, e si passano in rassegna i principali servizi di telecomunicazione. Data la multidipliscinarietà degli argomenti trattati a livello teorico, le conoscenze acquisite sono utili in molti corsi affrontati successivamente dallo studente.

Conoscenza e capacità di comprensione
• Comprendere le relazioni tra le diverse discipline scientifiche per lo studio di fenomeni complessi e nello sviluppo di nuovi materiali, dispositivi e sistemi
• Comprendere l’importanza della cultura scientifica nei processi di innovazione delle tecnologie moderne
• Conoscenza delle diverse classificazioni dei segnali. Conoscenza dell'analisi in frequenza, sia a tempo continuo che a tempo-discreto. Conoscenza dei sistemi lineari tempo-invarianti, e della loro rappresentazione nel tempo e nella frequenza. Conoscenza delle tipologie base di filtri.
• Conoscenza dei sistemi di trasmissione analogici e digitali, e dei principali servizi di telecomunicazione

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
• Capacità di classificare i segnali in base alle loro proprietà, di trasformare ed analizzare un segnale nel dominio delle frequenze. Capacità di classificare ed analizzare un sistema nel dominio del tempo e della frequenza.
• Capacità di progettazione di massima e relativo calcolo delle prestazioni e capacità di individuare il sistema di comunicazione più adeguato sulla base delle caratteristiche del servizio scelto
• Coniugare le conoscenze approfondite nelle scienze naturali ed in particolare nella fisica, con il "metodo dell'ingegneria", che permette di trasformare fenomeni naturali e concetti astratti in nuovi metodi, dispositivi e sistemi reali

Autonomia di giudizio
• Saper valutare la consistenza logica dei risultati a cui porta l’applicazione delle conoscenze apprese, sia in ambito teorico sia nel caso di dati sperimentali.
• Saper riconoscere eventuali errori tramite un’analisi critica del metodo applicato

Abilità comunicative
• Saper comunicare le conoscenze apprese e il risultato della loro applicazione utilizzando una terminologia appropriata, sia in ambito orale sia scritto
• Saper interagire con il docente e con i colleghi di corso in modo rispettoso e costruttivo

Capacità di apprendimento
• Saper prendere appunti, selezionando e raccogliendo le informazioni a seconda della loro importanza e priorità
• Saper essere sufficientemente autonomi nella raccolta di dati e informazioni rilevanti alla problematica investigata

Avere raggiunto gli obiettivi formativi dei precedenti corsi di Matematica. In particolare è opportuno che lo/la studente/studentessa sappia padroneggiare i concetti e i metodi relativi alle serie numeriche ed al calcolo integrale.

Teoria dei segnali: Segnali e sistemi lineari; transito dei segnali in sistemi low-pass; calcolo della convoluzione; sviluppo in serie di Fourier; teorema di Parseval; trasformata di Fourier e sue proprietà; trasformata di Laplace e sue proprietà; applicazioni delle trasformate di Fourier e di Laplace; banda di un segnale; funzione di trasferimento; filtri, sistemi lineari e permanenti; il campionamento; conversione analogico-digitale; principali problematiche dei livelli 2-3-4 della pila protocollare ISO-OSI (Accesso al mezzo condiviso, indirizzamento e instradamento, TCP/UDP), Telecomunicazioni fisse e mobili: Principi di elettrotecnica nelle telecomunicazioni; multiplazione nelle telecomunicazioni; i mezzi trasmissivi: dal cavo di rame alla fibra ottica; commutazione nelle telecomunicazioni via cavo; architetture per reti IP: LAN, MAN, WAN; introduzione alle reti mobili e wireless; reti Wi-Fi; cenni alle reti GSM e GPRS, rete UMTS-3G, sistema 4G-LTE, 5G ed Internet of Things.

Testo principale:
L.W. Couch, Fondamenti di telecomunicazioni, PEARSON, 2008.

Altro testo suggerito:
G. Cancellieri, Telecomunicazioni: Servizi, Sistemi, Segnali, Pitagora, 2000.

Il raggiungimento degli obiettivi dell'insegnamento viene valutato attraverso la partecipazione alle attività e alle esercitazioni assegnate durante il corso e un esame finale scritto (esame orale facoltativo, dietro indicazioni del docente).

L'esame scritto finale è composto da problemi simili a quelli svolti in classe durante il lavoro di gruppo. Durante il compito non è consentito l'uso di appunti, libri e altro materiale didattico (il docente indicherà eventuali formulari che potranno essere consultati). Un fac-simile del compito sarà reso disponibile.

Seminari: limitate lezioni frontali, lavoro di gruppo (peer-teaching, problem solving)
Esercitazioni: lavoro di gruppo (peer-teaching, problem solving)

Italiano

scritto e orale