PROGRAMMA DI FONDAMENTI DI TELECOMUNICAZIONI Prof. A. M. Tulino Anno 2015/16 Fondamenti Esperimento aleatorio. Spazio dei campioni. Eventi. Operazioni tra eventi. Gi assiomi della probabilità. Esempi di spazi di probabilità: lancio di una coppia di dadi; sorgente binaria senza memoria; spazio dei campioni discreto; coppia di arrivi in (0, T]. Definizioni alternative di probabilità. Definizione classica. Frequenza relativa. Tecniche di conteggio. Eventi indipendenti. Probabilità condizionata. Leggi fondamentali. Probabilità, incertezze ed informazione. Esercizi. (Cap. 1, [1]) Variabili e vettori aleatori Variabili aleatorie. Funzione di distribuzione cumulativa. CDF empirica. Proprietà della CDF. Variabili aleatorie discrete. Variabili aleatorie continue. Distribuzione e densità condizionate. Vettori aleatori. CDF congiunta di v.a. doppie. Variabili aleatorie discrete doppie. Variabili aleatorie continue doppie. V.a. doppie: CDF, pmf e pdf condizionate. Coppie di v.a. discrete : pmf condizionate. Coppie di v.a. continue: pdf condizionate. Caratterizzazione probabilistica di ve.a. Distribuzioni e densità condizionate. Variabili aleatorie indipendenti. Esercizi. (Cap. 2, [1]) Trasformazioni di variabili e vettori aleatori Trasformazioni di variabili aleatorie. Determinazione della CDF di Y = g(X). Determinazione della pmf di Y = g(X). Determinazione della pdf di Y = g(X). Trasformazione di vettori aleatori. Esercizi. (Cap. 3, [1], Escluso Paragrafo 3.2) Medie e momenti Valore medio e momenti di una variabile aleatoria. Proprietà della media statistica. Entropia di una sorgente discreta. Momenti di una variabile aleatoria. Medie condizionate. Momenti congiunti di coppie di v.a. Interpretazione della correlazione. Incorrelazione ed indipendenza. Vettori aleatori. Coppie di ve.a. (Cap. 4, [1], Esclusi Paragrafi 4.2.3, 4.5 e 4.6) Segnali elementari deterministici Impulso rettangolare, garadino unitario, esponenziale complesso, segnale sinusoidale, impulsi di Dirac e Kronecker. Media temporale. Energia e Potenza di segnali deterministici. Sistemi nel dominio del tempo Generalità sui sistemi. Dispersività. Causalità. Invertibilità. Invarianza temporale. Stabilità. Linearità. Sistemi lineari: somma ed integrale di sovrapposizione. Sistemi lineari tempo invarianti. Sistemi LTI discreti. Sistemi LTI continui. (Cap. 2, [2]). Analisi nel dominio della frequenza Funzione di trasferimento di un sistema LTI. Risposta in frequenza di un sistema LTI. Trasformata di Fourier. Esempi di trasformate. Trasformate di Fourier al limite. Proprietà della trasformata di Fourier. Linearità. Proprietà di simmetria della trasformata di Fourier. Cambiamento di scala. Traslazione nel dominio del tempo. Traslazione nel dominio della frequenza; modulazione. Convoluzione. Derivazione e integrazione. Replicazione e campionamento. Spettro di segnali periodici – Serie di Fourier. Analisi di sistemi LTI nel dominio della frequenza. Proprietà dei sistemi LTI nel dominio della frequenza. La distorsione. Distorsione di ampiezza. Distorsione di fase. Distorsione non lineare. Egualizzazione. (Cap. 3, [2]) Campionamento dei segnali Campionamento di segnali. Campionamento ideale. Il campionamento in pratica. Conversione Analogico/Numerica. Conversione t/n. Quantizzazione e codifica. Elaborazione numerica dei segnali. Decimazione. (Cap. 4, [2]). Trasformata discreta di Fourier Trasformata discreta di Fourier (DFT). Interpretazione della DFT come campionamento in frequenza. Interpretazione della DFT come DFS . Interpretazione della DFT come banco di filtri adattati . Proprietà della DFT. Linearità. Traslazione circolare. Traslazione in frequenza. Dualità. Convoluzione. Analisi Spettrale basata sulla DFT. Segmentazione temporale. Effetto del campionamento in frequenza. (Cap. 5, [2]) Segnali aleatori Segnali aleatori. Caratterizzazione statistica di segnali aleatori. Caratterizzazione sintetica. Segnali aleatori stazionari. Processi ad incrementi indipendenti. Conteggio di Bernoulli e processi collegati. Processi gaussiani. Processo di Poisson. Ergodicità. Caratterizzazione congiunta. Processi complessi. Caratterizzazione energetica dei segnali. Segnali di energia e di potenza. Segnali PAM. Esercizi. (Cap. 5, [1], Esclusi Paragrafi 5.5, 5.10.2 e 5.11). Testi di Riferimento [1] E. Conte e C. Galdi: “Fenomeni Aleatori”, Aracne Editrice, 2006. [2] E. Conte: “Lezioni di Teoria dei Segnali”, Liguori Editore, 1996. [3] C. Prati: “Segnali e sistemi per le telecomunicazioni”, McGraw-Hill, II ed., 2010. [4] Note di Lezione Ulteriori Testi Consigliati [4] G. Gelli e F. Verde: “Segnali e Sistemi”, disponibile on-line. [5] M. Luise, G. M. Vitetta: “Teoria dei segnali”, McGraw-Hill, II ed., 2002.