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Teoria dei Segnali
Signal Theory
Franco Chiaraluce

Sede Ingegneria
A.A. 2016/2017
Crediti 6
Ore 48
Periodo I
Lingua ITA

Prerequisiti
Il Corso richiede la conoscenza dei concetti base dell'analisi matematica.

Risultati di apprendimento attesi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
L’insegnamento mira a far conoscere e comprendere gli elementi di base per la descrizione e la caratterizzazione dei segnali, sia determinati che aleatori, e le problematiche che si pongono nella loro elaborazione. Saper applicare, in contesti specifici, le tecniche di analisi acquisite, con particolare riferimento alla rappresentazione in frequenza e all’uso degli strumenti di base del calcolo probabilistico.
CAPACITA' DI APPLICARE LE CONOSCENZE:
Al fine di modellizzare correttamente i segnali (in particolare quelli di interesse nell'ambito delle telecomunicazioni) lo studente dovrà saper utilizzare correttamente gli strumenti teorici e software preposti alla loro analisi ed elaborazione. Tale capacità si estrinsecherà attraverso una serie di abilità quali: 1) la capacità di descrivere, negli appropriati domini, un segnale assegnato e di estrarne i parametri fondamentali; 2) la capacità di valutare l’entità della modifica che il segnale subisce a seguito di manipolazioni controllate o incontrollate; 3) la capacità di utilizzare strumenti software, come Matlab, per la descrizione automatica del segnale stesso. Le competenze relative all’utilizzo di Matlab verranno acquisite tramite esercitazioni specifiche in aula, complementari alle lezioni frontali.
COMPETENZE TRASVERSALI:
Capacità di utilizzare gli strumenti della matematica classica (trasformata di Fourier, calcolo probabilistico, ecc.) in contesti applicativi diversi. Capacità di utilizzare strumenti software adattabili ad altri contesti (come Matlab). Capacità di discutere criticamente i risultati ottenuti sulla base del confronto tra dato numerico e aspettativa qualitativa. Capacità di presentare in modo chiaro e conciso il risultato del proprio studio e della propria elaborazione.

Programma
Contenuti (Lezioni frontali, 36 ore) - Classificazione dei segnali: segnali determinati e segnali aleatori. - Rappresentazione dei segnali nel dominio della frequenza: segnali periodici a tempo continuo e segnali aperiodici a tempo continuo. - Sistemi monodimensionali lineari a tempo continuo: risposta impulsiva, funzione di trasferimento e condizioni di non distorsione lineare. Interferenza di intersimbolo. - Teorema del campionamento: campionamento ideale, naturale e istantaneo. - Altre Trasformate. - Richiami di teoria delle variabili aleatorie. - Processi stocastici stazionari ed ergodici. Rumore termico. Esercitazioni in aula (12 ore) - Software per la rappresentazione e caratterizzazione dei segnali.

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione del livello di apprendimento dello studente si articola in due prove: - Una prova scritta, consistente nella soluzione di un esercizio numerico, da completare in circa un'ora (la definizione esatta del tempo disponibile è determinata dal livello di difficoltà assunto per l'esercizio). - Una prova orale, consistente nella discussione su due o più temi trattati nel corso e nel riesame critico di eventuali errori commessi nella prova scritta. Nella prova scritta lo studente deve affrontare un problema di analisi di segnali oppure di applicazione del calcolo probabilistico, utilizzando le metodologie, i modelli e gli strumenti matematici illustrati durante le lezioni. Nella prova orale allo studente si chiede di esporre gli elementi di base per la descrizione e la caratterizzazione dei segnali, sia determinati che aleatori, e le problematiche che si pongono nella loro elaborazione. Si chiede inoltre di illustrare i concetti fondamentali del calcolo probabilistico. La prova scritta è propedeutica alla prova orale, per accedere alla quale lo studente deve aver ottenuto almeno la sufficienza nella prova scritta. La prova orale deve essere sostenuta, preferibilmente, nello stesso appello della prova scritta. Deroghe a questa regola sono possibili, ma devono essere concordate con il docente prima dell'inizio della prova scritta. Nel caso di esito negativo per la prova orale, lo studente può mantenere lo scritto, ovvero ripeterlo, se lo preferisce. La comunicazione sull'opzione scelta deve essere fornita al docente prima dell'inizio della nuova sessione d'esame cui lo studente intende partecipare.

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione dell'apprendimento si basa sulla verifica, attraverso le prove d'esame, che lo studente abbia acquisito un sufficiente livello di comprensione ed un'adeguata capacità di utilizzo dei concetti esposti nell'ambito del corso, sia per quanto riguarda i fondamenti teorici che la loro applicazione per risolvere problemi numerici specifici.

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Durante le prove d'esame, viene valutata la capacità dello studente di modellizzare correttamente i segnali e di utilizzare correttamente gli strumenti teorici e software preposti alla loro analisi ed elaborazione. Per la prova scritta, il docente assegna, in funzione della qualità dell'elaborato, un giudizio: insufficiente, sufficiente, discreto, buono, molto buono, ottimo. Lo studente non viene ammesso all'orale se ha ottenuto un giudizio insufficiente. Ognuno dei giudizi positivi, e per i quali lo studente è ammesso all'orale, consente il raggiungimento del punteggio massimo (trenta, con eventuale dichiarazione di lode) se lo studente saprà dimostrare che le eventuali lacune riscontrate nello scritto non corrispondono ad effettive mancanze nella preparazione. Il voto complessivo, in trentesimi, è il risultato della valutazione globale che il docente assegnerà a quanto espresso dallo studente nel contesto delle due prove.

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
Perché l'esito complessivo della valutazione sia positivo, lo studente deve conseguire almeno la sufficienza nella prova scritta e dimostrare un'idonea preparazione nella prova orale. La valutazione massima è raggiunta dimostrando una conoscenza approfondita dei contenuti del corso nell'ambito delle prove. La lode è riservata agli studenti che abbiano dimostrato una particolare brillantezza nell'esposizione orale, tale da compensare in modo eccellente anche eventuali lacune nella redazione dell'elaborato scritto.

Testi consigliati
1. Dispense a cura del docente, reperibili dalla piattaforma Moodle di Ateneo. 2. Marco Luise, Giorgio M. Vitetta, “Teoria dei Segnali”, Terza Edizione, McGraw-Hill, 2009.

Corsi di laurea

• Ingegneria Elettronica (Corso di Laurea Triennale (DM 270/04))