INGEGNERIA delle TELECOMUNICAZIONI

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UNIVERSITÀ DI PISA
FACOLTÀ DI INGEGNERIA
Corso di Studio in
INGEGNERIA delle TELECOMUNICAZIONI
Informazioni e programmi degli insegnamenti
ANNO ACCADEMICO 2006/2007
http://www.tlc.ing.unipi.it
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INDICE
PREFAZIONE
PRESENTAZIONE della LAUREA TRIENNALE
PRESENTAZIONE della LAUREA SPECIALISTICA
1.
GLI ORGANI E LE COMMISSIONI DEL CORSO DI STUDIO
Il Consiglio Aggregato del Corso di Studio
Il Presidente
Le Commissioni
2.
LE PERSONE
I Docenti
La Presidenza del Corso di Studio
Il Coordinamento didattico
I Rappresentanti degli studenti
3.
LE STRUTTURE DI RIFERIMENTO
Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni
Centro di Servizi Informatici della Facoltà di Ingegneria
Centro Bibliotecario
4.
L’OFFERTA DIDATTICA
I periodi
I crediti
L’organizzazione didattica
I Percorsi di Eccellenza
Il manifesto della Laurea Triennale
Il manifesto della Laurea Specialistica
Il tirocinio: modalità di attivazione e svolgimento
La laurea: modalità per il conseguimento del titolo
5.
I PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI DELLA LAUREA TRIENNALE
Campi Elettromagnetici (Prof. Giuliano MANARA)
Circuiti per Telecomunicazioni (Prof. Stefano DI PASCOLI)
Compatibilità Elettromagnetica (Prof. Agostino MONORCHIO)
Comunicazioni con Mezzi Mobili (Prof. Ruggero REGGIANNINI)
Economia ed Organizzazione Aziendale (Dott.ssa Antonella MARTINI – Ing. Francesco MUSTO –
Prof.ssa Luisa PELLEGRINI)
Elaborazione e Trasmissione delle Immagini (Prof. Giovanni CORSINI)
Elettronica (Prof. Giuseppe IANNACCONE)
Elettrotecnica (Prof. Marco RAUGI)
Fisica Generale I (Prof. Giovanni BATIGNANI)
Fisica Generale II (Prof. Pier Luigi BRACCINI)
Fondamenti di Informatica (Prof. Luca SIMONCINI)
Matematica I (Prof. Massimo GOBBINO)
Matematica II, prima parte: Algebra Lineare (Dott. Marziano DOZIO)
Matematica II, seconda parte: Calcolo Numerico (Dott.ssa Lidia ACETO)
Matematica III (Prof. Vieri BENCI)
Microonde (Ing. Emanuele SALERNO)
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Misure su Apparati di Telecomunicazione (Ing. Francesco PIERI)
Progetto e Simulazione di Reti di Telecomunicazioni (Ing. Rosario GARROPPO)
Progetto e Simulazione di Sistemi a Microonde (Prof. Agostino MONORCHIO)
Progetto e Simulazione di Sistemi di Telerilevamento (Prof. Marco DIANI)
Progetto e Simulazione di Sistemi di Trasmissione (Prof. Filippo GIANNETTI)
Reti di Telecomunicazioni (Prof. Stefano GIORDANO)
Segnali e Sistemi, prima parte: Segnali determinati (Prof. Fabrizio BERIZZI)
Segnali e Sistemi, seconda parte: Segnali aleatori (Prof. Marco DIANI)
Sistemi di Elaborazione (Ing. Giuseppe LETTIERI)
Sistemi di Telecomunicazione, prima parte: Comunicazioni Elettriche (Ing. Antonio D’AMICO)
Sistemi di Telecomunicazione, seconda parte: Trasmissione Numerica (Prof. Michele MORELLI)
Sistemi di Telerilevamento (Prof. Fabrizio BERIZZI)
Tecniche e Sistemi di Elaborazione dei Segnali (Prof. Franco RUSSO)
Telematica (Ing. Michele PAGANO)
Teoria dei Fenomeni Aleatori (Prof. Fulvio GINI)
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6.
I PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI DELLA LAUREA SPECIALISTICA
Antenne e Propagazione (Prof. Paolo NEPA)
Compatibilità Elettromagnetica (Prof. Agostino MONORCHIO)
Comunicazioni a Larga Banda (Prof. Marco LUISE)
Comunicazioni con Mezzi Mobili (Prof. Ruggero REGGIANNINI)
Comunicazioni Elettriche (Prof. Aldo N. D’ANDREA)
Comunicazioni Ottiche (Prof. Filippo GIANNETTI)
Dispositivi ottici ed a microonde (Prof. Agostino MONORCHIO)
Elaborazione e Trasmissione delle Immagini I (Prof. Giovanni CORSINI)
Elaborazione e Trasmissione delle Immagini II (Prof. Giovanni CORSINI)
Elettronica delle Telecomunicazioni (Ing. Francesco PIERI)
Ingegneria del Teletraffico (Prof. Stefano GIORDANO)
Microonde (Prof. Giuliano MANARA)
Misure su Apparati di Telecomunicazione (Ing. Francesco PIERI)
Prestazione di Reti Multimediali (Ing. Michele PAGANO)
Progetto e Simulazione di Reti di Telecomunicazioni (Ing. Rosario GARROPPO)
Progetto e Simulazione di Sistemi a Microonde (Prof. Agostino MONORCHIO)
Progetto e Simulazione di Sistemi di Telerilevamento (Prof. Marco DIANI)
Progetto e Simulazione di Sistemi di Trasmissione (Prof. Filippo GIANNETTI)
Sicurezza nelle Reti (Ing. Michele PAGANO)
Sistemi di Radiocomunicazione (Prof. Ruggero REGGIANNINI)
Sistemi Operativi (Prof. Giuseppe ANASTASI)
Tecnica Radar I (Prof. Enzo DALLE MESE)
Tecnica Radar II (Prof. Enzo DALLE MESE)
Telematica (Ing. Michele PAGANO)
Teoria della Decisione e della Stima (Prof. Lucio VERRAZZANI)
Trasmissione Numerica (Prof. Marco LUISE – Prof. Michele MORELLI)
7.
DOPO LA LAUREA SPECIALISTICA
PREFAZIONE
Il settore delle telecomunicazioni è indicato in ambito internazionale come un settore trainante dell'economia
nei prossimi anni. Nelle sue diverse articolazioni (trasmissione numerica, telematica e sistemi multimediali,
reti di telecomunicazione, collegamenti satellitari, radiomobile, radar, telerilevamento, elaborazione dati, sistemi ottici e a microonde) esso rappresenta la direzione di sviluppo di gran parte dell’innovazione tecnologica,
fornisce molti strumenti di base per l'ammodernamento delle imprese e rappresenta un canale fondamentale per
la nascita di nuove attività nell'ambito della piccola e media industria. Rappresenta inoltre un'area di sviluppo
ad alto contenuto tecnologico, di scarso impatto ambientale e per sua stessa natura altamente decentrabile sul
territorio.
Il Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni è nato a Pisa presso la Facoltà di Ingegneria nell'anno 1989/1990 come percorso quinquennale. Dall’anno 2001 è stato attivato il Corso di Laurea Triennale del
Nuovo Ordinamento, mentre nell’anno accademico 2002/2003 è stato attivato il Corso di Laurea Specialistica.
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PRESENTAZIONE della LAUREA TRIENNALE
Il Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni si propone di formare tecnici con preparazione di livello universitario, qualificati anche per svolgere attività di supporto alla ricerca e per recepire e gestire
l’innovazione, adeguandosi all’evoluzione scientifica e tecnologica.
L’attività dell’Ingegnere delle Telecomunicazioni si esplica principalmente nei settori dei Sistemi di Trasmissione, dell’Elaborazione dei Segnali, dei Sistemi Radar e di Telerilevamento, delle Reti e dei Servizi di Telecomunicazioni, dell’Elettromagnetismo Applicato, con compiti di progettazione, collaudo, controllo, direzione
tecnica, programmazione, sia di risorse tecniche che di personale.
Il Corso di Laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni è articolato in due curricula: un Curriculum Applicativo ed un Curriculum Generale. Il Curriculum Applicativo risponde alle esigenze precedentemente descritte,
mentre il Curriculum Generale fornisce le conoscenze teoriche necessarie per affrontare senza debiti formativi
la laurea di secondo livello.
La preparazione di un Laureato di primo livello in Ingegneria delle Telecomunicazioni (Curriculum Applicativo) avrà riguardo, da un lato, alle prospettive di inserimento nell’industria manifatturiera (degli apparati per
rice-trasmissione, per reti di telecomunicazioni, per telematica, per sistemi radar e di radiolocalizzazione, per
sistemi ottici e a microonde) e, da un altro lato, all’inserimento negli enti di esercizio e servizi (pianificazione e
gestione di sistemi e reti di telecomunicazioni, gestione di sistemi radio e di telediffusione, controllo del traffico aereo, terrestre e marittimo, telerilevamento aereo e spaziale, monitoraggio ambientale, laboratori che fanno
ampio uso di elaborazione dei segnali e delle immagini e delle tecnologie elettromagnetiche).
In entrambi i casi una crescente interdisciplinarietà caratterizza le attività dei laureati: essi devono costantemente confrontare le soluzioni tecniche con le conseguenti implicazioni economiche e sovente sono direttamente coinvolti in attività con forti contenuti gestionali, quali la produzione, l’esercizio e la manutenzione.
Tenuto conto che gli obiettivi formativi del corso si conseguono in tre anni, il Laureato di primo livello potrà
presentarsi sul mercato del lavoro in età relativamente giovane rispetto agli ingegneri in possesso della Laurea
Specialistica.
I Laureati in Ingegneria delle Telecomunicazioni devono:
conoscere adeguatamente gli aspetti metodologico-operativi della matematica e delle altre scienze di
base ed essere capaci di utilizzare tale conoscenza per interpretare e descrivere i problemi
dell’Ingegneria delle Telecomunicazioni;
conoscere adeguatamente gli aspetti metodologico-operativi delle scienze dell’ingegneria in generale
e in modo approfondito quelli dell’Ingegneria delle Telecomunicazioni, per poter identificare, formulare e risolvere i problemi, utilizzando metodi, tecniche e strumenti aggiornati;
essere capaci di utilizzare tecniche e strumenti per la progettazione di componenti, sistemi e processi;
conoscere adeguatamente gli aspetti funzionali e di gestione (Network Management) dell’Internet attuale e delle reti di prossima generazione;
essere capaci di condurre esperimenti e di analizzarne e interpretarne i dati;
essere capaci di comprendere l’impatto delle soluzioni ingegneristiche nel contesto sociale e fisicoambientale;
conoscere i contesti aziendali e la cultura d’impresa;
conoscere i contesti contemporanei;
essere capaci di comunicare efficacemente in lingua inglese;
possedere gli strumenti cognitivi di base per l’aggiornamento continuo delle proprie conoscenze.
L’attività dell’Ingegnere delle Telecomunicazioni si esplica con compiti di progettazione, collaudo, controllo,
programmazione sia di risorse tecniche che di personale, principalmente nei settori sotto elencati:
Sistemi di Trasmissione (Comunicazioni wireless e cellulari)
Reti di Telecomunicazioni (Internet e reti su fibra ottica)
Elaborazione dei Segnali (Audio, video e immagini)
Elettromagnetismo Applicato (Antenne, propagazione radio, microonde)
Sistemi di Telerilevamento (Radar, meteorologia)
I Laureati in Ingegneria delle Telecomunicazioni svolgeranno attività professionali in diversi ambiti, quali la
progettazione assistita dal calcolatore, la produzione, la gestione ed organizzazione, l’assistenza alle strutture
tecnico-commerciali, sia nella libera professione che nelle imprese manifatturiere o di servizi e nelle amministrazioni pubbliche.
I principali sbocchi professionali si hanno:
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nelle industrie manifatturiere di apparati di Telecomunicazioni, quali telefoni cellulari, sistemi
radar, modem, router, sistemi radiomobili, sistemi satellitari e sistemi di elaborazione di segnali
ed immagini (Italtel, Siemens Telematica, Ericsson, Nokia, Alcatel, Alenia Spazio, Selex, Elsag
Bailey, Telespazio, TELECOM Lab., Contraves, Selex Communications, Galileo Avionica, Agenzia Spaziale Italiana, European Space Agency);
nelle imprese di servizi (RAI, Telecom Italia, TIM, Vodafone, Infostrada, Wind, Tiscali);
negli enti pubblici e studi professionali interessati al monitoraggio, alla protezione ambientale e
alla compatibilità elettromagnetica (ARPA, Protezione Civile, Ministero dell’Ambiente, Agenzia
Spaziale Italiana, European Space Agency);
nelle aziende di servizi telematici e di sistemi multimediali (Kataweb, Neticos, Intecs, Metaware);
nelle industrie che producono componenti per radiocomunicazione (Ericsson, Siemens, Fracarro
Radioindustrie, Kathrein, Rhode & Schwartz);
nelle attività di supporto alla ricerca (Università, enti di ricerca pubblici e privati, divisioni ricerca
e sviluppo delle imprese).
PRESENTAZIONE della LAUREA SPECIALISTICA
La rilevanza industriale delle Telecomunicazioni, nel più ampio settore dell’Ingegneria dell’Informazione, esige che l’allievo Ingegnere Specialista operante in questo ambito professionale abbia, oltre ad una solida preparazione di base nelle discipline matematiche, fisiche, economico-organizzative, elettroniche ed informatiche,
una approfondita conoscenza della scienza delle comunicazioni, della teoria dei segnali e del loro trattamento,
dei sistemi di trasmissione, delle reti e dei più avanzati servizi di telecomunicazioni, dei sistemi di telerilevamento, delle tecniche di elaborazione numerica di segnali e immagini, di elettromagnetismo applicato. Il profilo professionale risultante corrisponde ad un insieme di attività industriali e di esercizio riguardanti la pianificazione, la progettazione, lo sviluppo e la gestione di sistemi per la trasmissione, la distribuzione e
l’elaborazione delle informazioni, quali ad esempio: sistemi per servizi di telecomunicazioni in grado di integrare i tradizionali servizi telefonici, telematici e di trasmissione dati con servizi diffusivi radio e TV che diverranno progressivamente multimediali ed interattivi; sistemi di telerilevamento per il controllo del traffico aereo, navale e terrestre, per l’acquisizione di dati meteorologici, per il monitoraggio ambientale; sistemi di telemisura; reti di telecomunicazioni cablate e non, integrate nelle tecnologie e nei servizi in grado di utilizzare portanti eterogenei quali cavo, fibra ottica, trasmissione via radio sia terrestre che satellitare; elaborazione di immagini, sistemi ottici ed a microonde.
Tra le grandi aree di sviluppo in questo settore professionale si ricordano i sistemi radiomobili, la televisione
digitale terrestre e satellitare, la ricezione diretta da satellite, le reti a larga banda, l’elaborazione di immagini
per la diagnostica medica e per il monitoraggio ambientale, le tecnologie delle microonde, le antenne intelligenti e le metodologie per la compatibilità elettromagnetica.
Per soddisfare pienamente alle esigenze professionali appena esposte, la Laurea Specialistica è articolata su
quattro differenti percorsi di studio (curricula):
Sistemi di Trasmissione: l’attività in questo settore riguarda lo studio dei sistemi wireless e cellulari, dei sistemi su cavo e su fibra ottica, degli apparati di bordo per i satelliti e per le relative stazioni di terra. Sono inoltre tenute in considerazione le tecniche di modulazione e demodulazione, di codifica e decodifica, i metodi di
equalizzazione del canale e di sincronizzazione che consentono, una volta completato il collegamento, il trasferimento dell’informazione in forma numerica.
Elaborazione dei Segnali e Telerilevamento: in questo ambito vengono analizzati i metodi e le tecniche di elaborazione con applicazione alla codifica del segnale audio e video, al trattamento dei segnali radar e sonar,
all’estrazione di informazioni da immagini biomedicali o da telerilevamento, al riconoscimento di configurazioni. I sistemi di telerilevamento operano sull’ambiente per la localizzazione di oggetti fissi o in movimento
(controllo del traffico aereo, navale e terrestre), per l’acquisizione di dati meteorologici, per il monitoraggio
dell’inquinamento terrestre e atmosferico, per la individuazione di risorse geologiche, per la rivelazione e la
sorveglianza di rischi naturali.
Reti di Telecomunicazioni: i corsi di questo settore forniscono i concetti elementari necessari a comprendere
l’architettura, i componenti ed i servizi delle moderne reti a commutazione di pacchetto, cella e circuito. Viene
presentata inoltre l’evoluzione tecnologica che ha portato alla definizione di una rete Internet di nuova generazione capace di trasferire informazioni multimediali con qualità del servizio differenziata. Oltre alla rete telefonica tradizionale ed alla rete Internet vengono presentate le reti LAN, le reti cellulari e le reti satellitari. Si
affronta inoltre lo studio della rete ISDN, della rete B-ISDN (basata sul modo di trasporto ATM) e delle funzioni di rete per telefonia a pacchetto (Voice over IP). Alla trattazione teorica di tali argomenti vengono affiancate attività di laboratorio e di simulazione.
Elettromagnetismo Applicato: l’attività in questo settore riguarda lo studio della propagazione delle onde elettromagnetiche nello spazio libero e nelle guide d’onda. In particolare rappresentano oggetto di studio i sistemi
di irradiazione (antenne), le tecniche a microonde per la realizzazione di ponti radio terrestri e via satellite, lo
studio dei problemi di compatibilità elettromagnetica, i dispositivi elettronici e gli apparati (amplificatori,
mixer, oscillatori) per l’elaborazione dei segnali a microonde, le antenne intelligenti e la componentistica a radiofrequenza per la realizzazione delle reti wireless.
Il Laureato Specialista in Ingegneria delle Telecomunicazioni è essenzialmente un ingegnere sistemista, con il
compito precipuo di ideare a livello logico-funzionale il complesso sistema di telecomunicazione e di definire
le specifiche di progetto dei singoli sottosistemi; il suo compito è quindi fondamentalmente quello di innovare
sistemi e prodotti di telecomunicazioni spesso caratterizzati da problematiche interdisciplinari (trasmissione,
reti, informatica, telematica, elaborazione dei segnali, elettromagnetismo applicato). Dovrà inoltre avere conoscenze di base sui componenti elettronici ed ottici, nonché su hardware e software degli apparati, per potersi
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avvalere nella successiva fase di sviluppo e ingegnerizzazione del progetto delle competenze specifiche degli
Ingegneri Elettronici ed Informatici, con i quali sarà chiamato a collaborare.
Oltre a quanto sopra specificato, i Laureati Specialisti in Ingegneria delle Telecomunicazioni devono:
conoscere approfonditamente gli aspetti teorico-scientifici delle discipline matematiche e fisiche e
delle altre materie di base dell’ingegneria, con particolare riguardo a quelli dell’Ingegneria delle Telecomunicazioni, nella quale sono capaci di identificare, formulare, e risolvere anche in modo innovativo, problemi complessi che possono richiedere un approccio interdisciplinare;
essere capaci di ideare, pianificare, progettare e gestire sistemi, processi e servizi complessi e/o innovativi;
essere capaci di ideare e realizzare prototipi di sistemi sui quali condurre esperimenti di elevata complessità, nonché di analizzarne e interpretarne i dati;
essere capaci di comprendere l’impatto delle soluzioni ingegneristiche nel contesto sociale e fisicoambientale;
essere capaci di recepire le esigenze della pubblica amministrazione con riferimento allo sviluppo di
reti e servizi innovativi interni e rivolti al cittadino ed alle imprese del territorio;
conoscere i contesti aziendali e la cultura d’impresa;
conoscere i contesti contemporanei;
essere capaci di comunicare efficacemente in lingua Inglese;
possedere gli strumenti cognitivi di base per l’aggiornamento continuo delle proprie conoscenze.
I Laureati del Corso di Laurea Specialistica svolgeranno attività professionali in diversi ambiti, quali quelli
dell’innovazione e dello sviluppo della produzione, della progettazione avanzata, della pianificazione e della
programmazione, della gestione di sistemi complessi, dell’organizzazione e assistenza alle strutture tecnicocommerciali, sia nella libera professione che nelle imprese manifatturiere o di servizi e nelle amministrazioni
pubbliche.
I Laureati Specialisti potranno trovare occupazione:
nelle industrie manifatturiere delle telecomunicazioni con compiti primariamente di progettazione e di
sviluppo, oltre che di produzione, controllo e collaudo, programmazione e direzione tecnica;
nelle aziende fornitrici di servizi di telecomunicazione a livello nazionale e locale;
negli enti locali, su scala regionale e urbana, e negli studi professionali interessati al monitoraggio e
alla protezione ambientale;
nelle aziende di servizi telematici e di sistemi multimediali;
nelle industrie che producono componenti dedicati al DSP (Digital Signal Processing) per le telecomunicazioni;
nelle industrie che producono componenti a microonde, antenne, e che operano nel settore della compatibilità elettromagnetica;
nell’attività di ricerca (Università, uffici studio e ricerca di enti pubblici e privati, nel settore ricerca e
sviluppo delle imprese);
nelle scuole (Istituti Tecnici e Professionali).
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1. GLI ORGANI E LE COMMISSIONI DEL CORSO DI STUDIO
IL CONSIGLIO AGGREGATO DEL CORSO DI STUDIO1
Il Consiglio Aggregato del Corso di Studio in Ingegneria delle Telecomunicazioni si è costituito il 22 aprile
2002 con l’aggregazione dei consigli del Corso di Diploma Universitario, del Corso di Laurea quinquennale e
del Corso di Laurea triennale in Ingegneria delle Telecomunicazioni. In data 3 luglio 2003 allo stesso Consiglio di Corso di Studio si è aggregato anche il Consiglio di Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria delle
Telecomunicazioni.
Il Consiglio Aggregato del Corso di Studio in Ingegneria delle Telecomunicazioni è composto da:
- Docenti garanti del Corso di Laurea: Batignani Giovanni, Braccini Pier Luigi, Dalle Mese Enzo, Giannetti
Filippo, Giordano Stefano, Gobbino Massimo, Iannaccone Giuseppe, Luise Marco, Manara Giuliano, Monorchio Agostino, Pagano Michele, Petronio Carlo, Reggiannini Ruggero, Simoncini Luca, Vaglini Gigliola.
- Docenti garanti del Corso di Laurea Specialistica: Corsini Giovanni, D’Andrea Aldo Nunzio, Dalle Mese Enzo, Giannetti Filippo, Giordano Stefano, Luise Marco, Manara Giuliano, Mengali Umberto, Monorchio Agostino, Nepa Paolo, Reggiannini Ruggero, Verrazzani Lucio.
- Altri docenti afferenti al Corso di Studio: Aceto Lidia, Anastasi Giuseppe, Benci Vieri, Berizzi Fabrizio, Cei
Fabrizio, D’Amico Antonio Alberto, Diani Marco, Di Pascoli Stefano, Dozio Marziano, Garroppo Rosario,
Gini Fulvio, Greco Maria Valerina, Lettieri Giuseppe, Lombardini Fabrizio, Lottici Vincenzo, Martini Antonella, Martorella Marco, Morelli Michele, Moretti Marco, Musto Francesco, Pellegrini Luisa, Pieri Francesco,
Procissi Gregorio, Raugi Marco, Russo Franco, Salerno Emanuele.
- Coordinatrice didattica: dott.ssa Mancini Barbara.
- Segretario del Corso di Studio: dott. Antonio Colicelli
- Rappresentanti degli studenti: Baldini Matteo, Carnuccio Maria Concetta, Di Martino Marco, Erittu Federico,
Mannoni Andrea, Medico Giulio, Salvatore Alfredo, Valenza Alessandro.
Spetta al consiglio del Corso di Studio:
a) organizzare e coordinare le attività di insegnamento per il conseguimento del titolo accademico relativo al
Corso di Laurea;
b) esaminare ed approvare i piani di studio proposti dagli studenti per il conseguimento del titolo accademico;
c) sperimentare nuove modalità didattiche, nei limiti previsti dalle disposizioni di legge;
d) avanzare proposte di professori a contratto, ai fini della programmazione didattica della facoltà;
e) approvare la relazione annuale sull’attività didattica del Corso di Laurea, contenente anche una valutazione
complessiva dei risultati conseguiti e della funzionalità dei servizi didattici disponibili;
f) avanzare richieste per il potenziamento e l’attivazione dei servizi didattici;
g) presentare al Consiglio di Facoltà le proposte relative alla programmazione ed all’impiego delle risorse didattiche disponibili al fine di pervenire, con razionale ed equilibrato impegno dei docenti, alla individuazione
di una efficace offerta didattica;
h) formulare per il Consiglio di Facoltà proposte e pareri in merito alle modifiche statutarie attinenti al Corso
di Laurea, alla destinazione dei posti in organico di professore di ruolo e di ricercatore, alla richiesta di nuovi
posti in organico di professore di ruolo e di ricercatore, alla chiamata di professori di ruolo per gli insegnamenti impartiti nel Corso di Laurea;
i) deliberare il regolamento didattico del Corso di Laurea;
l) approvare il regolamento di funzionamento del Corso di Laurea;
m) deliberare, a richiesta degli interessati, sul riconoscimento degli studi compiuti e dei titoli conseguiti.
IL PRESIDENTE 2
Il Presidente del Corso di Studio in Ingegneria delle Telecomunicazioni è il Prof. Giuliano Manara. E’ stato
eletto il 3 luglio 2003, in seguito all’aggregazione del preesistente Consiglio di Corso di Studio con il Consiglio della Laurea Specialistica.
Spetta al Presidente del Corso di Studio:
a) convocare e presiedere il consiglio, coordinandone l’attività e provvedendo alla esecuzione delle relative deliberazioni;
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Università di Pisa, Statuto, art. 27, www.unipi.it/ateneo/documenti/statuto.doc_cvt.htm
Testo cit., art. 28
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b) adottare provvedimenti di urgenza su argomenti afferenti alle competenze del consiglio sottoponendoli allo
stesso, per ratifica, nella prima adunanza successiva;
c) partecipare alle riunioni del comitato di presidenza della facoltà, se istituito;
d) predisporre la relazione annuale sull’attività didattica;
e) sovrintendere alle attività del Corso di Studio e vigilare, su eventuale delega del Preside, al regolare svolgimento delle stesse;
f) proporre al Preside la commissione per il conseguimento del titolo accademico e nominare, su proposta dei
professori ufficiali, le commissioni per gli esami dei singoli insegnamenti.
LE COMMISSIONI
Presso il Corso di Studio sono attive le seguenti commissioni:
La Commissione Didattica Paritetica 3
La commissione ha funzioni analoghe a quelle previste per le commissioni didattiche di Facoltà di cui all'art.
26 dello Statuto: in particolare esprime parere sulla programmazione didattica annuale e sulla compatibilità tra
i crediti assegnati alle attività formative e gli obiettivi formativi del Corso di Studio determinati nel regolamento didattico di Ateneo e di Corso di Laurea. La Commissione ha il compito di individuare, impostare ed ottimizzare gli obiettivi didattici del CdS, coordinare i programmi dei singoli corsi e valutare possibili ottimizzazioni del processo formativo. La Commissione didattica paritetica è presieduta dal Presidente del Corso di Studio, Prof. G. Manara, ed è composta dai rappresentanti degli studenti nel Consiglio di Corso di Studio (M. Baldini, M.C. Carnuccio, M. Di Martino, F.Erittu, A. Mannoni, G. Medico, A. Salvatore, A.Valenza) e da un pari
numero di docenti garanti (G. Batignani, G. Corsini, F. Giannetti, F. Gini, S. Giordano, M. Gobbino, M. Luise,
M. Pagano). Su invito del Presidente partecipa alle sedute anche la Coordinatrice didattica dott.ssa B. Mancini.
La Commissione Piani di Studio
La Commissione studenti si pone quale interfaccia tra il corpo studentesco ed il Consiglio del Corso di Studio.
Compito principale della Commissione è l’istruzione delle domande degli studenti al Consiglio, cui spetta la
delibera finale. La Commissione che istruisce le richieste relative alla Laurea Triennale è composta dai docenti
P. Nepa e M. Pagano; la Commissione che istruisce le richieste relative alla Laurea Specialistica è composta
dai docenti M. Greco e M. Morelli. Quest’ultima in particolare si occupa di valutare la situazione debiti/crediti
per i laureati di primo livello che richiedono di accedere alla Laurea Specialistica provenendo sia da Corsi di
Laurea dell’Ateneo che da altre sedi universitarie.
La Commissione Rapporti con l’Esterno
La Commissione Rapporti con l’Esterno ha il compito di mantenere i contatti con il mondo del lavoro, gli enti
di servizio pubblici e privati, le associazioni industriali e gli ordini professionali, gli studenti e le loro famiglie.
In particolare cura i contatti con le aziende e le associazioni operanti nel settore delle telecomunicazioni, per
organizzare i tirocini e le attività connesse alla preparazione della tesi, come testimoniano le numerose convenzioni stipulate. La Commissione che cura gli aspetti legati alla Laurea Triennale è composta dai docenti F. Gini, S. Giordano, R. Reggiannini, dalla Coordinatrice didattica dott.ssa B. Mancini, e dai rappresentanti degli
studenti A. Mannoni, A. Salvatore e M. Baldini. La Commissione che cura gli aspetti legati alla Laurea Specialistica è composta dai docenti G. Manara, A. Monorchio, L. Verrazzani, dalla Coordinatrice didattica dott.ssa
B. Mancini, e dai rappresentanti degli studenti M. Di Martino, A.Valenza e F. Erittu.
La Commissione Orientamento e Tutorato
La Commissione Orientamento e Tutorato opera per dare informazioni a studenti delle scuole superiori tramite
incontri organizzati presso la Facoltà, le scuole superiori o nell’ambito dei Saloni dello Studente (organizzati a
livello di Ateneo) e agli studenti immatricolati, all’inizio di ogni anno accademico, per illustrare nel dettaglio
gli insegnamenti e i programmi e presentare il corpo docente e di supporto. Inoltre, segue gli studenti già iscritti prevedendo incontri mirati di approfondimento, e provvede al servizio di assistenza in itinere, con lo scopo
di offrire agli studenti un punto di riferimento per risolvere eventuali dubbi relativi alla scelta e ai contenuti dei
percorsi didattici.
La Commissione è composta dai docenti F. Berizzi, A. D’Amico, F. Lombardini e V. Lottici, dalla Coordinatrice didattica dott.ssa B. Mancini, e dai rappresentanti degli studenti M.C. Carnuccio, A. Mannoni, M. Baldini
e F. Erittu.
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Testo cit., art. 27.3
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La Commissione di Autovalutazione
La Commissione di Autovalutazione ha il compito di monitorare l’andamento del Corso di Studio da un punto
di vista qualitativo, per garantire una erogazione efficacia ed efficiente della didattica e dei servizi di supporto.
Si avvale di procedure definite dall’Ateneo (ad es. per la rilevazione della soddisfazione degli studenti attraverso la distribuzione di questionari di valutazione) e dalla CRUI (per il processo di autovalutazione). La Commissione ha curato la compilazione del formulario relativo alla richiesta di Accreditamento regionale, sia per
Laurea Triennale che per la Laurea Specialistica, e la stesura del Rapporto di Autovalutazione previsto dal modello CampusOne della CRUI per l’accreditamento del Corso di Studio. La Commissione della Laurea Triennale è composta dai docenti F. Berizzi, G. Manara, R. Reggiannini, dalla Coordinatrice didattica dott.ssa B.
Mancini e dal Segretario del CdS dott. A. Colicelli. La Commissione della Laurea Specialistica è composta dai
docenti G. Corsini, M. Diani, M. Luise, R. Reggiannini, dalla Coordinatrice didattica dott.ssa B. Mancini e dal
Segretario del CdS dott. A. Colicelli.
La Commissione Orario
La commissione ha il compito di armonizzare l’orario delle lezioni del Corso di Studio con l’orario della Facoltà. E’ composta dai docenti R. Garroppo, A. Monorchio, dalla Coordinatrice didattica dott.ssa B. Mancini, e
dal rappresentante degli studenti G. Medico.
La Commissione Laboratorio
La commissione ha il compito di monitorare e supportare le attività di laboratorio degli insegnamenti propri del
Corso di Studio, gestendo i fondi per le attività di laboratorio assegnati al Corso di Studio. E’ composta dai docenti M. Diani, R. Garroppo, F. Giannetti, e dai rappresentanti degli studenti M. Di Martino, G. Medico e A.
Valenza.
La Commissione Rapporti Internazionali
La Commissione Rapporti Internazionali mantiene i legami già consolidati con le Università estere, prevalentemente operanti nei paesi dell’Unione Europea e degli Stati Uniti, e si attiva per stabilire nuovi contatti con
Università estere di particolare interesse per il settore delle telecomunicazioni. La Commissione mira a favorire
la mobilità degli studenti nell’ambito dei programmi Socrates\Erasmus; definisce i criteri di riconoscimento
degli esami sostenuti all’estero (programmi, CFU). E’ composta dai docenti S. Giordano, F. Gini e A. Monorchio.
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2. LE PERSONE
I DOCENTI
I docenti degli insegnamenti del nuovo ordinamento sono:
Dott.ssa Lidia Aceto
Calcolo Numerico (IIa parte Matematica II)
Ricercatore Universitario, presso il Dipartimento di Matematica Applicata "U. Dini" .
Settore scientifico disciplinare: Analisi Numerica (cod. MAT/08).
Telefono: 0502217037
Fax: 0502217021
Email: [email protected]
Prof. Giuseppe Anastasi
Sistemi Operativi.
Professore Associato, presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni.
Settore scientifico disciplinare Sistemi di Elaborazione delle Informazioni ING-INF/05
Telefono: 050 2217559
Fax: 050 2217600
Sito Web: http://www.ing.unipi.it/~d8149
Prof. Giovanni Batignani
Fisica Generale I.
Professore Ordinario, presso il Dipartimento di Fisica "E. Fermi" . Settore scientifico disciplinare: Fisica Sperimentale (cod. FIS/01).
Fax: 0502214317
Prof. Benci Vieri
Matematica III
Professore Ordinario, presso il Dipartimento di Matematica Applicata "U. Dini" .
Settore scientifico disciplinare: Analisi Matematica (cod. MAT/05).
Fax: 0502217021
Prof. Fabrizio Berizzi
Segnali e Sistemi (primo modulo: Segnali Determinati), Sistemi di Telerilevamento.
Settore scientifico disciplinare: Telecomunicazioni (cod. ING-INF/03).
Telefono: 050 2217535
Fax: 050 2217522
Sito Web: www.ing.unipi.it/~d8150
Prof. Pier Luigi Braccini
Fisica Generale II.
Professore Ordinario, presso il Dipartimento di Fisica "E. Fermi".
Settore scientifico disciplinare: Fisica Sperimentale (cod. FIS/01).
Fax: 0502214317
14
Prof. Giovanni Corsini
Elaborazione e Trasmissione delle Immagini, Elaborazione e Trasmissione delle Immagini I-II.
Professore Ordinario, presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni.
Telefono: 050 2217551
Fax: 050 2217522
Ing. Antonio Alberto D'Amico
Comunicazioni Elettriche (Ia parte Sistemi di Telecomunicazione)
Ricercatore Universitario, presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni.
Telefono: 050 2217574
Fax: 050 2217522
Prof. Nunzio Aldo D’Andrea
Comunicazioni Elettriche.
Telefono: 050 2217631
Fax: 050 2217522
Prof. Enzo Dalle Mese
Tecnica Radar I, Tecnica Radar II
Telefono: 050 2217547
Fax: 050 2217522
Prof. Marco Diani
Segnali e Sistemi (secondo modulo: Segnali Aleatori), Progetto e Simulazione di Sistemi di Telerilevamento.
Telefono: 050 2217532
Fax: 050 2217522
Ing. Stefano Di Pascoli
Circuiti per Telecomunicazioni.
Settore scientifico disciplinare: Elettronica (cod. ING-INF/01).
Telefono: 050 2217636
Fax: 050 2217522
Dott. Marziano Dozio
Algebra Lineare (Ia parte Matematica II).
15
Assistente, presso il Dipartimento di Matematica Applicata "U. Dini" .
Settore scientifico disciplinare: Geometria (cod. MAT/03).
Fax: 0502217021
Ing. Rosario Giuseppe Garroppo
Progetto e Simulazione di Reti di Telecomunicazioni.
Telefono: 050 2217621
Fax: 050 2217522
Sito Web: netserv.iet.unipi.it/~garroppo/
Prof. Filippo Giannetti
Comunicazioni ottiche, Progetto e Simulazione di Sistemi di Trasmissione.
Telefono: 050 2217548
Fax: 050 2217522
Sito Web: www.iet.unipi.it/~filippo
Indirizzo: Dipartimento Ingegneria dell' Informazione, Via G.Caruso - 56122 Pisa
Prof. Fulvio Gini
Teoria dei Fenomeni Aleatori.
Telefono: 050 2217550
Fax: 050 2217522
Prof. Stefano Giordano
Ingegneria del Teletraffico, Reti di Telecomunicazioni.
Telefono: 050 2217539
Fax: 050 2217522
Sito Web: 131.114.9.85/staff/giordano.html
Prof. Massimo Gobbino
Matematica I.
Professore Associato, presso il Dipartimento di Matematica Applicata "U. Dini" .
Settore scientifico disciplinare: Analisi Matematica (cod. MAT/05).
Fax: 0502219451
Prof. Giuseppe Iannaccone
Elettronica.
16
Telefono: 050 2217677
Fax: 050 2217522
Ing. Giuseppe Lettieri
Sistemi di Elaborazione.
Settore scientifico disciplinare: Sistemi di Elaborazione delle Informazioni (cod. ING-INF/05).
Telefono: 050 2217649
Fax: 050 2217600
Prof. Marco Luise
Comunicazioni a Larga Banda, Trasmissione Numerica.
Telefono: 050 2217662
Fax: 050 2217522
Sito Web: www.iet.unipi.it/~luise
Prof. Giuliano Manara
Campi Elettromagnetici, Microonde.
Settore scientifico disciplinare: Campi Elettromagnetici (cod. ING-INF/02).
Telefono 050 2217552
Fax 050 2217522
Dott.ssa Antonella Martini
Economia ed Organizzazione Aziendale
Ricercatore, presso il Dipartimento di sistemi elettrici e automazione
Settore scientifico disciplinare: ingegneria economico-gestionale (cod. ING-IND/35).
Fax 050 2217333
Sito Web: www2.ing.unipi.it/~d9760/
Prof. Agostino Monorchio
Compatibilità Elettromagnetica, Dispositivi Ottici ed a Microonde, Progetto e Simulazione di Sistemi a Microonde.
Telefono: 050 2217542
Fax: 050 2217522
Sito Web: www.ing.unipi.it/homepages/agostino.monorchio
Prof. Michele Morelli
Trasmissione Numerica (IIa parte Sistemi di Telecomunicazione); Trasmissione Numerica.
17
Telefono: 050 2217614
Fax: 050 2217522
Ing. Francesco Musto
Economia e Organizzazione Aziendale.
Docente esterno, libero professionista.
Telefono: 050 2217511
Fax: 050 2217522
Prof. Paolo Nepa
Antenne e Propagazione.
Telefono: 050 2217571
Fax: 050 2217522
Ing. Michele Pagano
Prestazione di Reti Multimediali, Sicurezza nelle Reti, Telematica.
Telefono: 050 2217575
Fax: 050 2217522
Sito Web: 131.114.9.85/staff/pagano.html
Prof.ssa Luisa Pellegrini
Economia ed Organizzazione Aziendale
Professore Associato, presso il Dipartimento di sistemi elettrici e automazione
Settore scientifico disciplinare: ingegneria economico-gestionale (cod. ING-IND/35).
Fax 050 2217333
Sito Web: psa1.dsea.unipi.it:8080/Portale_DSEA/personale/Members/pellegrini
Ing. Francesco Pieri
Elettronica delle Telecomunicazioni, Misure su Apparati di Telecomunicazioni.
Telefono: 050 2217661
Fax: 050 2217522
Prof. Marco Raugi
Elettrotecnica.
Professore Ordinario, presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione.
Settore scientifico disciplinare: Elettrotecnica (cod. ING-IND/31).
Telefono: 050 2217325
Fax: 050 2217333
18
Prof. Ruggero Reggiannini
Comunicazioni con Mezzi Mobili, Sistemi di Radiocomunicazione
Telefono: 050 2217663
Fax: 050 2217522
Prof. Franco Russo
Tecniche e Sistemi di Elaborazione dei Segnali.
Telefono: 050 2217645
Fax: 050 2217522
Sito Web: 131.114.9.85/staff/russo.html
Ing. Emanuele Salerno
Microonde
Ricercatore, presso Istituto di Scienza e Tecnologie dell'Informazione “A Faedo”– Area della ricerca CNR di
Pisa
Telefono: 050 3153137
Fax: 050 3152810
Sito Web: www1.isti.cnr.it/~salerno
Prof. Luca Simoncini
Fondamenti di Informatica.
Settore scientifico disciplinare: Sistemi di Elaborazione delle Informazioni (cod. ING-INF/05).
Telefono: 050 2217667
Fax: 050 2217522
Prof. Lucio Verrazzani
Teoria della Decisione e della Stima
Telefono: 050 2217545
Fax: 050 2217522
19
LA PRESIDENZA DEL CORSO DI STUDIO
La sede degli uffici del Presidente del Corso di Studio, Prof. Giuliano Manara, e del Vicepresidente, Prof.
Marco Luise, è presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni, via Caruso, 16 - 56122 Pisa.
Tel. 050 2217 552/662
Fax 050 2217522
IL COORDINAMENTO DIDATTICO
La Coordinatrice didattica del Corso di Studio è la dott.ssa Barbara Mancini, il cui ufficio è situato presso il
Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni, via Caruso, 16 56122 Pisa.
Orario di ricevimento: Martedì e Giovedì dalle ore 11:00 alle ore 13:30.
Tel. 050 2217 564
Fax 050 2217 522
LA SEGRETERIA DEL CORSO DI STUDIO
Il segretario del Corso di Studio è il dott. Antonio Colicelli, il cui ufficio è situato presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni, via Caruso, 16 - 56122 Pisa.
Orario di ricevimento: Dal Lunedì al Venerdi dalle ore 10:00 alle ore 13:00.
Tel. 050 2217 563
Fax 050 2217 522
I RAPPRESENTANTI DEGLI STUDENTI
I rappresentanti degli studenti attualmente in carica sono:
Sig. Matteo BALDINI
Sig.ra Maria Concetta CARNUCCIO
Sig. Marco DI MARTINO
Sig. Federico ERITTU
Sig. Andrea MANNONI
Sig. Giulio MEDICO
Sig. Alfredo SALVATORE
Sig. Alessandro VALENZA
20
3. LE STRUTTURE DI RIFERIMENTO
Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni
Direttore: Prof. Bruno Neri
Sede: Via Caruso - 56122 Pisa
Telefono 050-2217511
Fax 050-2217522
http://www.iet.unipi.it
Centro di Servizi Informatici della Facoltà di Ingegneria
Via Giunta Pisano, 28 - 56126 Pisa
Telefono e Fax 050-553594
Presidente: Prof.ssa Gigliola Vaglini
Direttore Operativo: Dott.ssa Daniela Dorbolò
Orario di apertura:
dal lunedì al venerdì dalle ore 8.30 alle ore 19.00
il sabato dalle ore 8.30 alle ore 12.30
E-mail: [email protected]
http://www.ing.unipi.it/sifi
Centro Bibliotecario
Via Diotisalvi, 2 - 56126 Pisa
Telefono 050 2217010 Fax 050 2217002/03
Presidente: Prof. Giuseppe Forasassi
Direttore Operativo: Dott.ssa Edite Moscatelli
Orario di apertura:
dal lunedi al giovedì ore 8.30 -23.00
venerdì ore 8.30 -19.00
sabato ore 9.00 - 13.00
E-mail: [email protected]
http://biblioteca.ing.unipi.it
21
4. L’OFFERTA DIDATTICA
I PERIODI
Nell’anno accademico 2006/2007 le lezioni si svolgeranno in due periodi di 12 settimane ciascuno, indicativamente secondo il seguente calendario:
I° periodo: dal 2 ottobre 2006 al 23 dicembre 2006.
II° periodo: dal 26 febbraio 2007 al 4 aprile 2006 e dal 12 aprile 2007 al 26 maggio 2007.
Gli appelli di esame saranno sette, di cui tre nel periodo gennaio-febbraio 2007, tre nel periodo maggio-luglio
2007 e uno a settembre 2007. Sono previsti due appelli straordinari, riservati a studenti fuori corso e con sola
prova orale (con prova scritta già effettuata, qualora prevista), da tenersi nei mesi di novembre/dicembre 2006
e aprile 2007.
I CREDITI
Il carico di lavoro dello studente viene pesato attraverso i crediti. Il credito formativo universitario (CFU) è la
misura del volume di lavoro di apprendimento, richiesto ad uno studente in possesso di adeguata preparazione
iniziale, per l'acquisizione di conoscenze ed abilità nelle attività formative previste dall’ordinamento didattico
del Corso di Studio. Ad ogni credito corrispondono 25 ore di lavoro complessivo per lo studente, che comprende sia le lezioni e le esercitazioni in aula e in laboratorio (attività frontali), sia lo studio individuale, sia altri tipi di attività formative come il tirocinio. La quantità media di lavoro di apprendimento svolto in un anno
da uno studente impegnato a tempo pieno negli studi universitari è convenzionalmente fissata in 60 crediti. Ad
ogni attività formativa è associato un certo valore in crediti, che vengono acquisiti con il superamento di un
esame o con altra forma di verifica del profitto, e non sostituiscono il voto.
Secondo la regola generale stabilita dalla Facoltà, i crediti assegnati alle attività frontali hanno la seguente corrispondenza: per lezioni o esercitazioni svolte in aula, un credito comporta 8,3 ore in aula e 16,6 ore di studio
individuale; per le esercitazioni sperimentali svolte in laboratorio un credito comporta 12,5 ore in laboratorio e
12,5 ore di studio individuale. In questo modo un corso di 12 crediti corrisponde a 100 ore di didattica frontale,
uno di 6 crediti a 50 ore.
L’ORGANIZZAZIONE DIDATTICA
Il Corso di Studio in Ingegneria delle Telecomunicazioni ha recepito e attuato, fin dall’approvazione, la nuova
organizzazione didattica prevista dalla riforma degli studi universitari, articolata su due livelli in serie. Per questo il Corso di Studio in Ingegneria delle Telecomunicazioni si ispira ai seguenti criteri: flessibilità dei percorsi, modularità degli insegnamenti, spendibilità dei crediti ed armonizzazione degli studi a livello europeo.
Il Corso di Laurea Triennale è costituito da due curricula che si distinguono al terzo anno, dopo un biennio
comune: il Curriculum Generale ed il Curriculum Applicativo.
Il Curriculum Generale, oltre ad un notevole approfondimento delle discipline fisico-matematiche e di quelle
ingegneristiche di base, fornisce agli studenti una conoscenza approfondita delle discipline caratterizzanti
l’Ingegneria delle Telecomunicazioni non immediatamente finalizzata alle applicazioni, ma mirata
all’acquisizione dei principali fondamenti logici e metodologici. E’ consigliato a coloro che intendono proseguire gli studi conseguendo anche la Laurea Specialistica.
Il Curriculum Applicativo, accanto ad una buona formazione generale nella matematica, nella fisica e nelle discipline di base dell’ingegneria, fornisce adeguate capacità applicative nelle discipline caratterizzanti
l’Ingegneria delle Telecomunicazioni. Prevede un periodo di formazione all’interno di industrie del settore (tirocinio) ed è consigliato a coloro che intendono entrare nel mondo del lavoro subito dopo il conseguimento
della laurea.
Lo studente che intenda completare la sua preparazione con il successivo corso biennale della Laurea Specialistica in Ingegneria delle Telecomunicazioni può farlo senza alcun debito formativo se ha seguito il Curriculum
Generale, ovvero con un debito di 36 CFU se ha seguito il Curriculum Applicativo. A parziale compensazione
dei 36 CFU il Consiglio di Corso di Studio potrà riconoscere alcuni insegnamenti professionalizzanti dello
stesso Curriculum Applicativo (tipicamente 18 CFU).
Il Corso di Laurea Specialistica si articola su quattro curricula che si distinguono al secondo anno: Reti di Telecomunicazioni, Sistemi di Trasmissione, Elaborazione del Segnale e Telerilevamento, Elettromagnetismo
Applicato.
22
IL PERCORSO DI ECCELLENZA
1) Nella Laurea Triennale
A partire dal corrente anno accademico gli studenti particolarmente meritevoli possono seguire, all’interno dei
corsi di laurea triennale e di laurea specialistica, un Percorso di Eccellenza (P.E.). Le attività del Percorso di
Eccellenza, che consente di ottenere un attestato finale aggiuntivo al diploma di Laurea, hanno come obiettivo
l’integrazione della formazione individuale attraverso l’ampliamento della cultura generale, l’ approfondimento delle conoscenze tecnico-scientifiche e l’accrescimento delle abilità professionali.
Per il corso di laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni, il P.E. prevede attività formative per complessivi
18 CFU. Le attività sono svolte a partire dal secondo semestre di ogni anno accademico e sono attività didattiche frontali (lezioni, seminari) e pratiche (laboratori, programmazione, progetti, stage) con modalità conformi
al Regolamento Didattico d’Ateneo. Le attività del P.E. sono soggette a verifica con giudizio finale di idoneità.
L’ammissione al primo anno del P.E. della laurea triennale è subordinata al possesso da parte dell’allievo di
determinati requisiti che vengono accertati in sede di Prova di Ingresso. In particolare, in detta Prova, l’allievo
deve aver riportato una votazione maggiore o uguale all’ottanta per cento del voto di riferimento, inteso come
media aritmetica dei migliori dieci punteggi registrati a livello di Facoltà nella prova dell’anno corrente.
L’allievo che intenda seguire il P.E. è tenuto a presentare domanda individuale indirizzata al consiglio di corso
di laurea in Ingegneria delle Telecomunicazioni, entro il 1° marzo 2007. Il corso di laurea ammette al P.E. tutti
gli allievi che hanno presentato domanda e in possesso dei requisiti suddetti.
Per la permanenza nel P.E. gli allievi:
1) devono aver completato in tempo utile le attività previste dal manifesto del corso di laurea;
2) devono avere conseguito una votazione media complessiva nelle attività di profitto previste dal manifesto
non inferiore a 27/30;
3) non devono avere conseguito una votazione inferiore a 24/30 in alcuna prova;
4) devono aver acquisito l’idoneità nelle verifiche con giudizio finale del P.E.
La media complessiva dei voti è ponderata sui crediti. Nel calcolo della media, il punteggio 30 e lode è assimilato a 30. Eventuali attività che non prevedono votazione non sono considerate nel calcolo della media, ma sono considerate ai fini del completamento delle attività nei tempi definiti.
Conseguono l’attestato finale gli allievi che completano il P.E. rispettando i requisiti di permanenza e superano
l’esame di laurea nei tempi previsti dalla Disciplina dei P.E. di Ateneo.
Un allievo può presentare domanda di ammissione al P.E. anche al secondo anno. All’atto della domanda
l’allievo deve essere in possesso dei requisiti per il mantenimento del P.E. del primo anno (compresa l’idoneità
nelle verifiche con giudizio finale del P.E. del primo anno). Non è consentito invece l’ingresso nel P.E. al terzo
anno di corso.
2) Nella Laurea Specialistica
Il PE prevede attività formative per 9 CFU ogni anno, per complessivi 18 CFU. Le attività sono svolte a partire
dal secondo semestre di ogni anno accademico e possono prevedere attività didattiche frontali (lezioni, seminari..) e attività pratiche (laboratori, programmazione, progetti, stage..) con modalità conformi al Regolamento
Didattico d’Ateneo. L’ammissione al primo anno del P.E. della Laurea Specialistica è subordinata al possesso
da parte dell’allievo della Laurea triennale ottenuta con percorso di eccellenza triennale, oppure della Laurea
triennale ottenuta entro l’ultimo appello utile dell’ultimo anno di corso con votazione di 110/110 o 110/110 e
lode.
Per l’ammissione al primo anno, l’allievo è tenuto a presentare domanda individuale indirizzata al Consiglio di
Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria delle Telecomunicazioni, entro il primo marzo dell’anno accademico di immatricolazione.
Il corso di laurea ammette al P.E. tutti gli allievi che hanno presentato domanda e in possesso dei requisiti suddetti.
Il possesso dei requisiti per il mantenimento è verificato dal Consiglio di Corso di Laurea Specialistica
all’inizio del secondo semestre di ogni anno. Per la permanenza nel P.E. gli allievi:
1) devono aver completato le attività previste dal manifesto del corso di laurea per l’anno precedente;
2) devono avere conseguito una votazione media complessiva nelle attività di profitto previste dal manifesto
per l’anno precedente non inferiore a 27/30;
3) non devono avere conseguito una votazione inferiore a 24/30 in alcuna prova;
4) devono aver acquisito l’idoneità nelle verifiche con giudizio finale del P.E.
La media complessiva dei voti è ponderata sui crediti. Nel calcolo della media, il punteggio 30 e lode è assimilato a 30. Eventuali attività che non prevedono votazione non sono considerate nel calcolo della media, ma sono considerate ai fini del completamento delle attività nei tempi definiti.
23
Non è prevista l’ammissione al P.E. direttamente al secondo anno di corso.
24
IL MANIFESTO DELLA LAUREA TRIENNALE
PRIMO ANNO
Fondamenti di Informatica (12 CFU*– 1° per.) [ING-INF/05]
Matematica I (12 CFU – 1° per.) [MAT/05]
Matematica II (12 CFU – 1° e 2° per.)** [MAT/03, MAT/08]
Sistemi di Elaborazione (12 CFU – 2° per.) [ING-INF/05]
Fisica Generale I (12 CFU – 2° per.) [FIS/01]
SECONDO ANNO
Elettrotecnica (9 CFU - 1° per.) [ING-IND/31]
Fisica Generale II (6 CFU – 1° per.) [FIS/01]
Segnali e Sistemi (12 CFU – 1° e 2° per.)*** [ING-INF/03]
Economia e Organizzazione Aziendale (6 CFU – 1° per.) [ING-IND/35]
Elettronica (12 CFU – 2° per.) [ING-INF/01]
Campi Elettromagnetici (12 CFU - 2° per.) [ING-INF/02]
Prova di Conoscenza della Lingua Inglese (3 CFU)
TERZO ANNO
Reti di Telecomunicazioni (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/03]
Attività a scelta dello Studente # (12 CFU)
Prova Finale (6 CFU)
Curriculum Generale
Matematica III (12 CFU – 1° per.) [MAT/03, MAT/05]
Circuiti per Telecomunicazioni (6 CFU – 2° per.) [ING-INF/01]
Teoria dei Fenomeni Aleatori (6 CFU* – 2° per.) [ING-INF/03]
Tecniche e Sistemi di Elaborazione dei Segnali (12 CFU* – 1° per.) [ING-INF/03]
Curriculum Applicativo
Sistemi di Telecomunicazione (12 CFU – 1° e 2° per.)**** [ING-INF/03]
Sistemi di Telerilevamento (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/03]
Microonde (6 CFU – 2° per.) [ING-INF/02]
Misure su Apparati di Telecomunicazione (6 CFU***** – 2° per.) [ING-INF/01]
Tirocinio (6 CFU)
*
**
***
****
*****
di cui 3 CFU di laboratorio per l’acquisizione di abilità informatiche
insegnamento integrato composto da due moduli: Algebra Lineare, 1° per., 6 CFU, e Calcolo Numerico, 2° per., 6 CFU (sono
previsti esami distinti per i due moduli)
insegnamento integrato composto da due moduli: Segnali Determinati, 1° per., 6 CFU, e Segnali Aleatori, 2° per., 6 CFU
(l’esame è unico)
insegnamento integrato composto da due moduli: Comunicazioni Elettriche, 1° per., 6 CFU, e Trasmissione Numerica, 2° per.,
6 CFU (sono previsti esami distinti per i due moduli)
di cui 2 CFU di laboratorio
#
Scelte consigliate per il Curriculum Generale
Compatibilità Elettromagnetica (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/02]
Elaborazione e Trasmissione delle Immagini (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/03]
Telematica (6 CFU – 2° per.) [ING-INF/03]
#
Scelte consigliate per il Curriculum Applicativo
Orientamento Sistemi di Trasmissione
Progetto e Simulazione di Sistemi di Trasmissione (6 CFU+ – 2° per.) [ING-INF/03]
Comunicazioni con Mezzi Mobili (6 CFU – 2° per.) [ING-INF/03]
Orientamento Elaborazione dei Segnali e Telerilevamento
Progetto e Simulazione di Sistemi di Telerilevamento (6 CFU+ – 2° per.) [ING-INF/03]
Elaborazione e Trasmissione delle Immagini (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/03]
Orientamento Reti di Telecomunicazioni
Progetto e Simulazione di Reti di Telecomunicazioni (6 CFU+ – 2° per.) [ING-INF/03]
25
Orientamento Elettromagnetismo Applicato
Progetto e Simulazione di Sistemi a Microonde (6 CFU+ – 2° per.) [ING-INF/02]
+
PRECEDENZE TRA ESAMI [tra parentesi gli esami propedeutici consigliati]
Campi Elettromagnetici [Elettrotecnica, Fisica Generale II]
Circuiti per Telecomunicazioni [Elettronica]
Compatibilità Elettromagnetica [Campi Elettromagnetici, Segnali e Sistemi]
Comunicazioni con Mezzi Mobili [Sistemi di Telecomunicazione]
Elaborazione e Trasmissione delle Immagini [Segnali e Sistemi]
Elettronica [Elettrotecnica]
Elettrotecnica [Fisica Generale I]
Fisica Generale I [Matematica I]
Fisica Generale II [Fisica Generale I]
Matematica III [Matematica I e II]
Microonde [Campi Elettromagnetici, Sistemi di Telecomunicazione]
Misure su Apparati di Telecomunicazione [Elettronica, Campi Elettromagnetici, Sistemi di Telecomunicazione]
Progetto e Simulazione di Reti di Telecomunicazioni [Sistemi di Telecomunicazione]
Progetto e Simulazione di Sistemi a Microonde [Campi Elettromagnetici]
Progetto e Simulazione di Sistemi di Telerilevamento [Sistemi di Telecomunicazione]
Progetto e Simulazione di Sistemi di Trasmissione [Sistemi di Telecomunicazione]
Reti di Telecomunicazioni [Segnali e Sistemi]
Segnali e Sistemi [Matematica I, Elettrotecnica]
Sistemi di Elaborazione [Fondamenti di Informatica]
Sistemi di Telecomunicazione [Segnali e Sistemi, Campi Elettromagnetici]
Sistemi di Telerilevamento [Campi Elettromagnetici, Sistemi di Telecomunicazione]
Tecniche e Sistemi di Elaborazione dei Segnali [Segnali e Sistemi]
Telematica [Reti di Telecomunicazioni]
Teoria dei Fenomeni Aleatori [Segnali e Sistemi]
26
IL MANIFESTO DELLA LAUREA SPECIALISTICA
PRIMO ANNO
Comunicazioni Elettriche (12 CFU – 1° per.) [ING-INF/03]
Ingegneria del Teletraffico (9 CFU* – 2° per.) [ING-INF/03]
Elettronica delle Telecomunicazioni (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/01]
Antenne e Propagazione (9 CFU** – 2° per.) [ING-INF/02]
Teoria della Decisione e della Stima (12 CFU** – 1° per.) [ING-INF/03]
Trasmissione Numerica (12 CFU** – 2° per.) [ING-INF/03]
SECONDO ANNO
Attività a scelta dello studente # (6 CFU)
Prova finale (24 CFU)
Cinque moduli a scelta fra i seguenti di cui almeno 3 appartenenti allo stesso curriculum (per complessivi 30
CFU):
Curriculum Reti di Telecomunicazioni
Prestazioni di Reti Multimediali (6 CFU – 2° per.) [ING-INF/03]
Progetto e Simulazione di Reti di Telecomunicazioni (6 CFU*** - 2° per.) [ING-INF/03]
Sicurezza nelle Reti (6 CFU – 1° per) [ING-INF/03]
Curriculum Sistemi di Trasmissione
Sistemi di Radiocomunicazione (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/03]
Comunicazioni con Mezzi Mobili (6 CFU – 2° per.) [ING-INF/03]
Comunicazioni a Larga Banda (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/03]
Progetto e Simulazione di Sistemi di Trasmissione (6 CFU*** - 2° per.) [ING-INF/03]
Comunicazioni Ottiche (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/03]
Curriculum Elaborazione del Segnale e Telerilevamento
Elaborazione e Trasmissione delle Immagini I (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/03]
Elaborazione e Trasmissione delle Immagini II (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/03]
Tecnica Radar I (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/03]
Tecnica Radar II (6 CFU – 2° per.) [ING-INF/03]
Progetto e Simulazione di Sistemi di Telerilevamento (6 CFU*** - 2° per.) [ING-INF/03]
Curriculum Elettromagnetismo Applicato
Microonde (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/02]
Dispositivi Ottici ed a Microonde (6 CFU – 2° per) [ING-INF/02]
Progetto e Simulazione di Sistemi a Microonde (6 CFU*** - 2° per.) [ING-INF/02]
*
**
***
Di cui 3 CFU di laboratorio per l’acquisizione di abilità informatiche
Di cui 2 CFU di laboratorio per l’acquisizione di abilità informatiche
Di cui 2 CFU di laboratorio
# Scelte consigliate:
Misure su Apparati di Telecomunicazioni (6 CFU*** – 2° per.) [ING-INF/01]
Sistemi Operativi (6 CFU – 2° per.) [ING-INF/05]
PRECEDENZE TRA ESAMI [tra parentesi gli esami propedeutici consigliati]
Comunicazioni a Larga Banda [Comunicazioni Elettriche, Trasmissione Numerica]
Comunicazioni con Mezzi Mobili [Comunicazioni Elettriche, Trasmissione Numerica]
Comunicazioni Ottiche [Comunicazioni Elettriche, Trasmissione Numerica]
Dispositivi Ottici ed a Microonde [Antenne e Propagazione]
Elaborazione e Trasmissione delle Immagini I [Teoria della Decisione e della Stima]
Elaborazione e Trasmissione delle Immagini II [Teoria della Decisione e della Stima, Elaborazione e Trasmissione delle
Immagini I]
Microonde [Comunicazioni Elettriche, Antenne e Propagazione]
Prestazioni di Reti Multimediali [Ingegneria del Teletraffico, Telematica]
Progetto e Simulazione di Reti di Telecomunicazioni [Comunicazioni Elettriche, Ingegneria del Teletraffico]
Progetto e Simulazione di Sistemi di Telerilevamento [Comunicazioni Elettriche, Teoria della decisione e della Stima]
Progetto e Simulazione di Sistemi di Trasmissione [Comunicazioni Elettriche,Trasmissione Numerica]
Sicurezza nelle Reti [Telematica]
Sistemi di Radiocomunicazione [Comunicazioni Elettriche, Trasmissione Numerica]
27
Tecnica Radar I [Comunicazioni Elettriche, Teoria della decisione e della Stima]
Tecnica Radar II [Teoria della decisione e della Stima, Tecnica Radar I]
Trasmissione Numerica [Comunicazioni Elettriche]
28
IL TIROCINIO: MODALITÀ DI ATTIVAZIONE E SVOLGIMENTO
Gli studenti che seguono il Curriculum Applicativo della Laurea Triennale sono tenuti a svolgere un tirocinio
in un’azienda o in un ente esterno del settore delle Telecomunicazioni, sotto la guida di un tutor aziendale e di
un tutor accademico (docente del Corso di Laurea). In alternativa, il tirocinio può essere svolto nei laboratori
dell’Università; in tal caso il tutor aziendale è sostituito da un tutor accademico. Per essere in grado di intraprendere l’attività di tirocinio, lo studente deve trovarsi nella condizione di dover sostenere non più di tre esami fra quelli previsti dal proprio piano di studi.
Lo svolgimento del tirocinio consente il riconoscimento dei corrispondenti 6 CFU che equivalgono a 150 ore
di impegno effettivo; lo studente può contestualmente preparare l’elaborato finale, al quale sono assegnati 6
CFU (150 ore), ed estendere l’esperienza fino a 300 ore complessive, pari ad un impegno che va da un mese e
mezzo a tre mesi.
Il tirocinio è un’attività finalizzata all’acquisizione di competenze professionali che viene valutata sulla base
del giudizio dei due tutor, contestualmente all’elaborato finale realizzato dallo studente.
Il Corso di Studio dispone di un elenco di aziende del settore, presso cui poter svolgere il tirocinio, convenzionate con il Dipartimento di Ingegneria della Informazione oppure con l’Ateneo. Per attivare il tirocinio dovrà
inoltre essere predisposto un progetto formativo che riporti gli obiettivi formativi e i dati delle parti coinvolte
(studente, tutor accademico, tutor aziendale). Le modalità di svolgimento e la documentazione necessaria sono
disponibili sul sito web del Corso di Studio alla pagina http://www.tlc.ing.unipi.it.
29
LA LAUREA: MODALITÀ PER IL CONSEGUIMENTO DEL TITOLO
Laurea Triennale
La prova finale per il conseguimento del titolo, corrispondente a 6 CFU, ha lo scopo di consentire una valutazione del grado di maturità tecnica e di autonomia operativa in campo professionale raggiunta dall’allievo, oltreché le abilità e le capacità conseguite. Essa consiste nella discussione di un elaborato, attinente le materie del
Corso di Laurea, realizzato in modo originale sotto la supervisione di uno o più relatori, tra i quali almeno uno
appartenente al Corso di Laurea. L’argomento dell’elaborato, proposto dallo studente e dai relatori, deve essere
approvato preventivamente dal Presidente del Corso di Laurea. L’elaborato, che può essere compilato anche in
lingua Inglese, viene esaminato dalla Commissione di Laurea e concorre a determinare il voto finale insieme al
curriculum degli studi. Nella valutazione sarà presa in considerazione, oltre la qualità del lavoro svolto, la capacità di sintesi e la qualità della presentazione (in forma scritta ed orale) effettuata dal candidato.
Nel caso in cui lo studente abbia effettuato un tirocinio in azienda o nei laboratori dell’Università (Curriculum
Applicativo), l’elaborato consiste in una relazione sulle attività professionali svolte nel corso del tirocinio ed è
realizzato sotto la guida dei tutori accademico ed aziendale.
La richiesta preliminare di discussione dell’elaborato finale, che dovrà essere firmata dai relatori, e le modalità
per la compilazione, sono disponibili sul sito web del Corso di Studio alla pagina http://www.tlc.ing.unipi.it.
Tale domanda deve essere inoltrata alla Segreteria del Corso di Studio almeno due mesi prima dell’appello di
laurea.
Laurea Specialistica
La prova finale per il conseguimento del titolo, corrispondente a 24 CFU, prevede la predisposizione di una
tesi di laurea, attinente le materie del Corso di Laurea Specialistica ed elaborata sotto la supervisione di più relatori, i primi due dei quali devono essere professori ufficiali o ricercatori confermati della Facoltà. Il primo
relatore deve appartenere al Corso di Laurea Specialistica. La tesi può essere compilata in lingua inglese.
L’attività di tesi può essere svolta presso i laboratori dell’Università, o in casi particolari presso laboratori industriali o di enti di ricerca pubblici o privati. L’argomento della tesi, proposto dallo studente e dai relatori, deve essere approvato preventivamente dal Presidente del Corso di Laurea Specialistica. Nella valutazione della
prova finale sarà presa in considerazione, oltre alla qualità del lavoro svolto, la capacità di sintesi e la qualità
della presentazione in forma scritta ed orale delle attività svolte.
La richiesta preliminare di discussione della tesi, che dovrà essere firmata dai relatori, e le modalità per la
compilazione, sono disponibili sul sito web del Corso di Studio alla pagina http://www.tlc.ing.unipi.it. Tale
domanda deve essere inoltrata alla Segreteria del Corso di Studio almeno sei mesi prima dell’appello di laurea.
30
I PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI della LAUREA TRIENNALE
31
CAMPI ELETTROMAGNETICI (12 CFU)
Docente: Giuliano MANARA
Numero totale di ore di lezione (L):
Numero totale di ore di esercitazione (E):
55
45
Prerequisiti: Conoscenze delle tecniche di analisi dei circuiti a parametri concentrati in regime impulsivo e
sinusoidale. Buona conoscenza del calcolo fasoriale e vettoriale. Conoscenze di base del calcolo differenziale
ed integrale. Operatori differenziali.
Obiettivi: Il corso si propone di far acquisire agli allievi conoscenze sulle proprietà generali dei campi elettromagnetici e sulle modalità di propagazione delle onde elettromagnetiche in mezzi con diverse caratteristiche
materiali. Vengono inoltre introdotte metodologie per lo studio della propagazione di onde elettromagnetiche
su supporti fisici, quali ad esempio cavi coassiali e guide d’onda. Infine, vengono definiti i parametri principali
delle antenne in ricezione e trasmissione, con il fine di analizzare le caratteristiche di un collegamento radio.
Programma di massima:
EQUAZIONI DI MAXWELL: Equazioni di Maxwell nel dominio del tempo e della frequenza. Relazioni costitutive. Condizioni di continuità e al contorno.
(L: 6; E: 4)
PROPAGAZIONE DI ONDE ELETTROMAGNETICHE NEI MEZZI MATERIALI: Onde piane nel dominio
del tempo e della frequenza. Polarizzazione di un’onda piana. Mezzi dispersivi. Velocità di fase e velocità di
gruppo. Riflessione e rifrazione di onde piane alla superficie di separazione fra due mezzi diversi. (L: 8; E: 5)
ENERGIA ASSOCIATA AD UN CAMPO ELETTROMAGNETICO: Teorema di Poynting nel dominio del
tempo. Teorema di Poynting nel dominio della frequenza.
(L: 3; E: 4)
TEORIA CIRCUITALE DELLE LINEE DI TRASMISSIONE: Analisi nel dominio del tempo e della frequenza. Costanti primarie e secondarie di una linea. Tensione e corrente lungo una linea. Impedenza d’ingresso di
una linea di trasmissione, coefficiente di riflessione e rapporto d’onda stazionaria. Linee con piccole perdite.
Adattamento di una linea al carico. Carta di Smith e suo uso.
(L: 10; E: 12)
PROPAGAZIONE GUIDATA: Discussione dei risultati che derivano dalla trasversalizzazione delle equazioni
di Maxwell. Modi trasversi elettromagnetici (TEM). Modi trasversi elettrici (TE) e trasversi magnetici (TM).
Propagazione e cut-off in guida. Guide d’onda rettangolari. Cenni sulle cavità risonanti.
(L: 10; E: 6)
ANTENNE E PROPAGAZIONE LIBERA: Potenziali elettromagnetici. Dipolo elettrico elementare. Teorema
di dualità. Dipolo magnetico elementare. Spira elementare. Antenne filiformi in trasmissione. Antenne marconiane. Teorema delle immagini. Parametri caratteristici di un’antenna in trasmissione: impedenza d’ingresso,
altezza efficace, diagramma d’irradiazione, direttività, guadagno, efficienza d’irradiazione. Teorema di reciprocità. Altezza efficace in ricezione, area efficace. Circuito equivalente di un’antenna in ricezione.(L: 12; E:
8)
COLLEGAMENTI RADIO: Formula del collegamento fra due antenne. Collegamenti per riflessione ionosferica. Collegamenti via satellite.
(L: 6; E: 6)
Testi di riferimento:
G. Manara, A. Monorchio, P. Nepa, Appunti di Campi Elettromagnetici, SEU, Pisa.
G. Manara, A. Monorchio, P. Nepa, Esercizi di Campi Elettromagnetici, Edizioni ETS, Pisa.
G. Conciauro, L. Perregrini, Fondamenti di onde elettromagnetiche, McGraw-Hill Libri Italia srl, Milano.
G. Franceschetti, Campi Elettromagnetici, Boringhieri.
Modalità di svolgimento dell’esame:
Prova scritta e prova orale.
Modalità di iscrizione all’esame on-line sul sito web http://servizi.ing.unipi.it/hamasy
32
CIRCUITI PER TELECOMUNICAZIONI (6 CFU)
Docente: Stefano DI PASCOLI
30
20
Propedeuticità consigliate: Elettronica, Elettrotecnica, Sistemi di Elaborazione, Segnali e Sistemi.
Prerequisiti: Trasformate di Fourier e Laplace, Diagrammi di Bode, Elettronica ed Elettrotecnica di base, elementi di reti logiche.
Obiettivi: il corso espone le tecniche principali usate per realizzare radioricevitori e trasmettitori per segnali
analogici e digitali. Definisce i parametri fondamentali per definirne e misurarne le prestazioni. Si analizzano i
blocchi principali, anche dal punto di vista circuitale, con cui sono realizzati i sistemi di radiotrasmissione. Il
corso è completato dall’esposizione dello schema di massima di applicazioni tipiche.
RADIOTRASMISSIONE: Lo spettro elettromagnetico, il rumore ed i disturbi. I parametri fondamentali: cifra
di rumore, indici di distorsione.
(L: 3; E: 2)
RICEVITORI: ricevitore diretto, ricevitore a singola e a doppia conversione, ricevitore low IF, ricevitore omodina. Frequenza immagine e rumore nei circuiti elettronici. Controllo di ampiezza e frequenza. Mixer. Filtri.(L:
5; E: 6)
TRASMETTITORI: amplificatori di potenza lineari e non lineari, modulazione ad alto e basso livello. (L: 2)
MODULATORI E DEMODULATORI: rivelatore di inviluppo, rivelatore sincrono, modulatori e demodulatori
di frequenza, modulatori e demodulatori digitali.
(L: 9; E: 5)
ANELLI AD AGGANCIO DI FASE (PLL): teoria di base, sintesi di frequenza, ricostruzione di portante, modulazione e demodulazione di fase e frequenza.
(L: 7; E: 4)
TELEVISIONE IN B/N ED A COLORI: principio di funzionamento schema a blocchi.
(L: 4; E: 3)
Leon W. Couch II, Digital and analog communication systems, Prentice Hall (trad. It, Fondamenti di Telecomunicazioni, Apogeo).
Dispensa del docente: Note sui PLL, SEU, Pisa.
Dispensa del Prof. Aldo Grattarola dell’Università di Genova, Il segnale televisivo (scaricare da sirio.iet.unipi.it ), per gentile concessione.
Prova scritta ed orale.
Iscrizione all’esame on-line sul sito web http://servizi.ing.unipi.it/hamasy .
33
COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA (6 CFU)
Docente: Agostino MONORCHIO
Numero totale ore di esercitazione (E):
35
15
Prerequisiti: Conoscenze delle tecniche di calcolo del campo elettromagnetico acquisite nel corso di Campi
Elettromagnetici e di analisi acquisite nel corso di Segnali e Sistemi.
Obiettivi: Il corso analizza gli aspetti fondamentali della compatibilità elettromagnetica. Vengono forniti agli
allievi strumenti atti alla determinazione di soluzioni robuste, dal punto di vista della compatibilità, nel progetto di sistemi elettronici ad alta frequenza. Particolare attenzione viene inoltre rivolta alle attrezzature e ai metodi per la verifica, o sperimentale o mediante simulazione numerica, del rispetto di normative predisposte da
organismi nazionali e internazionali.
Ulteriori attività di apprendimento: Attività di misure in laboratorio, ulteriore attività sperimentale presso
laboratori esterni.
INTRODUZIONE: L’ambiente elettromagnetico. Concetti di interferenza elettromagnetica (EMI) e di compatibilità elettromagnetica (EMC). Condizioni di compatibilità e di interferenza, immunità e suscettibilità.
(L: 3)
SORGENTI DI INTERFERENZA: Disturbi condotti e disturbi radiati. Disturbi a banda larga e a banda stretta.
Disturbi coerenti e incoerenti. Banda equivalente impulsiva. Caratterizzazione delle principali sorgenti di interferenza condotta e radiata. Disturbi impulsivi: scarica elettrostatica, fulmine, impulso nucleare.
(L: 6, E: 4)
SCHERMI ELETTROMAGNETICI: Schermi metallici continui. Efficacia schermante. Schermi sottili.
Schermi multistrato. Aperture in schermi metallici. Schermi discontinui: reti, superfici metalliche forate, fessure, guarnizioni. Schermi ferromagnetici.
(L: 6, E: 4)
NORMATIVE E METODOLOGIE DI MISURA: Principali normative civili e militari. Norme per la sicurezza
umana in presenza di campi elettromagnetici. Standard di misura. Misure di disturbi radiati e condotti. Sonde
di misura per i campi elettromagnetici e antenne standard. Celle TEM. Cabine schermate. Camere semianecoiche ed anecoiche. Camere riverberanti. Siti di prova all’aperto. Line Impedance Stabilization Network-LISN.
Cenni ai filtri per disturbi condotti.
(L: 8, E: 3)
DIAFONIA: Linee di trasmissione multiconduttore. Modelli circuitali per l’accoppiamento induttivo e capacitivo. Eliminazione del cross-talk mediante cavi schermati e mediante cavi intrecciati. Configurazioni circuitali
robuste. Disposizione dei componenti circuitali. Messa a terra di sistemi.
(L: 12, E: 4)
Appunti del corso disponibili in formato .pdf al sito www.ing.unipi.it/homepages/agostino.monorchio.
C.R. Paul, Introduction to Electromagnetic Compatibility, John Wiley & Sons, 1992 (per consultazione).
Prova orale.
34
COMUNICAZIONI CON MEZZI MOBILI (6 CFU)
Docente: Prof. Ruggero REGGIANNINI
Numero totale di ore di esercitazioni e laboratorio (E):
36
14
Propedeuticità consigliate: Segnali e Sistemi, Comunicazioni Elettriche, Trasmissione Numerica.
Prerequisiti: Conoscenze di base sui sistemi di telecomunicazione e sulla teoria delle antenne acquisite dagli
insegnamenti di Comunicazioni Elettriche, Trasmissione Numerica e Campi Elettromagnetici.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di presentare allo studente una panoramica delle principali problematiche relative alle radiocomunicazioni terrestri con mezzi mobili. Inizialmente si forniscono alcune nozioni sulla fenomenologia della propagazione elettromagnetica nell’atmosfera, con particolare attenzione alla modellistica
della propagazione per cammini multipli. Successivamente si illustrano i tipi principali di accesso multiplo (a
divisione di frequenza, di tempo e di codice). Si trattano quindi le reti radiomobili cellulari, ponendo l’accento
sugli aspetti progettuali inerenti sia alla scelta del tipo di segnalazione e di accesso, sia alla pianificazione territoriale della rete. Vengono infine illustrate le caratteristiche dei principali sistemi radiomobili cellulari di seconda e terza generazione.
tecniche di accesso multiplo: Accesso multiplo a divisione di frequenza (FDMA) e di tempo (TDMA). Tecniche di espansione spettrale e di recupero del segnale. Accesso multiplo a divisione di codice (CDMA) di tipo
sincrono e asincrono.
(L: 3; E: 1)
MODELLISTICA DEL CANALE RADIOMOBILE: Canali selettivi nel tempo ed in frequenza. Banda ed intervallo di coerenza di un canale. Modelli deterministici e statistici a breve, medio e lungo termine, stazionari e
non stazionari.
(E: 5; E: 2)
sistemi di radiocomunicazione con mezzi mobili: Concetto di rete cellulare. Panoramica dei sistemi radiomobili cellulari analogici e digitali. Cluster di celle e tecniche di riuso di frequenza. Interferenza da accesso multiplo. Densità geografica di utenti e capacità della rete. Confronto tra le capacità di rete ottenibili con le diverse
tecniche di accesso multiplo. Cenno ai servizi offerti dalle reti radiomobili cellulari.
(L: 8; E: 6)
SISTEMI CELLULARI DI SECONDA E TERZA GENERAZIONE: Il sistema GSM. Elementi costituenti la
rete GSM (stazione mobile, stazione radio base, centro di controllo, centro di commutazione). Caratteristiche
del segnale radio: codifica di sorgente e di canale, modulazione e accesso, modellistica del canale. Cenni al sistema americano IS-95. Architettura della rete UMTS. Assegnazione delle frequenze. Modalità di accesso
FDD-CDMA e TDD-CDMA.
(L: 13; E: 5)
SISTEMI DI RADIODIFFUSIONE TERRESTRE E RETI WIRELESS: Cenni agli standard DVB-T, IEEE
802.11 e IEEE 802.16.
(L: 7)
T. S. Rappaport, Wireless Communications, Prentice-Hall, 1996.
H. Holma and A. Toskala, WCDMA for UMTS – Radio Access for Third Generation Mobile Communications,
Wiley, 2000.
Materiale integrativo fornito dal docente.
Prova orale.
35
ECONOMIA ED ORGANIZZAZIONE AZIENDALE (6 CFU)
Docente: Antonella MARTINI – Francesco MUSTO – Luisa PELLEGRINI
Numero totale di ore di lezione (L)
31
19
Obiettivi: L’obiettivo didattico generale del corso consiste nel presentare i principali modelli e strumenti di
gestione e organizzazione d’impresa. Dalla frequenza del corso gli studenti dovranno trarre una maggiore capacità di comprensione dei criteri e delle modalità secondo le quali, all’interno delle imprese – e in particolare
in quelle di telecomunicazioni - si prendono decisioni e si organizzano le attività.
Prerequisiti: Funzioni e loro rappresentazione grafica.
PARTE 1: IMPRESA, ORGANIZZAZIONE E STRATEGIA
SISTEMA AZIENDA ED AMBIENTE: VISione economica delle aziende (introduzione ai concetti base). Microeconomia: la produzione ed i costi; il mercato: la domanda e l’offerta; il prezzo. Complessità dell’ambiente esterno all’azienda (mercato-materie prime). Mercato globale. Strategia di mercato e di prodotto.
(L:5; E:3 )
ORGANIZZAZIONE: fattori di competitività: innovazione, flessibilità, costi e qualità. Variabili organizzative.
Tipologie di strutture. Evoluzione delle forme di organizzazione. Modelli per le aziende di telecomunicazioni.
I flussi delle informazioni in azienda. Architetture di sistemi informativi integrati. Processo informativo di gestione “Customer Centered”. Il caso delle aziende di telecomunicazioni
(L:5 ; E:2 )
LA GESTIONE DELLA PRODUZIONE E DELLA QUALITÀ: Organizzazione della produzione e management operativo. Tecniche di programmazione e di controllo della produzione. Programmazione operativa (scheduling e
sequencing). Tecniche di PERT e GANTT (cenni). Il Just in Time. Attività di supporto alla produzione.
Il Total Quality Management ed il PM (Project Management). Gli strumenti del PM (PERT, GANTT, Stati
Avanzamento, ecc.). Esempi di PM in campo spaziale e delle telecomunicazioni
(L:4; E:2 )
PARTE 2: I SISTEMI DI RILEVAZIONE E CONTROLLO
BILANCIO ED ANALISI: il concetto di economicità; il modello contabile e il ruolo della contabilità esterna; il
bilancio d’esercizio; stato patrimoniale e conto economico riclassificati; l’analisi di bilancio
(L: 10; E: 5)
CONTABILITÀ ANALITICA: il ruolo della contabilità interna; i principali sistemi di rilevazione dei costi; il controllo di gestione
(L: 1; E: 2)
PARTE 3: I SISTEMI DI DECISIONE
ANALISI DEGLI INVESTIMENTI: le scelte di investimento; il concetto di attualizzazione, i metodi di valutazione
Discounted Cash Flow ed i loro limiti
(L: 4; E: 3)
DECISIONI DI BREVE TERMINE: la classificazione dei costi; la dinamica dei costi, le principali decisioni: break
even, mix, introduzione nuovo prodotto, accettazione ordine e make or buy.
(L: 2; E: 2)
Lo strumento di riferimento è costituito dal sito dei docenti dove è possibile scaricare i file contenenti il materiale fornito (slide, dispense, domande di studio, esercizi, soluzioni) e dove vengono inserite le comunicazioni
riguardanti il corso.
G. Bellandi, Economia e Gestione dell’Impresa, UTET, 1993.
Ray H. Garrison, Eric W. Noreen, Programmazione e Controllo – Managerial Accounting per le Decisioni Aziendali, McGraw-Hill, 2004.
L’esame consiste in una prova orale preceduta dallo svolgimento di esercizi in forma scritta che costituiranno
oggetto di successiva discussione con i docenti.
36
ELABORAZIONE E TRASMISSIONE DELLE IMMAGINI (6 CFU)
Docente: Giovanni CORSINI
34
16
Prerequisiti: Conoscenze di base di analisi, sintesi, di segnali come impartite nel corso di segnali e sistemi.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di presentare allo studente i principali metodi di analisi, sintesi, codifica ed elaborazione numerica di immagini. Inizialmente, dopo aver introdotto le nozioni di base legate alle problematiche dell’analisi e sintesi di immagini multidimensionali ed ai modelli di sistemi di elaborazione delle immagini
vengono illustrati i metodi di miglioramento della qualità e di filtraggio. Si passa poi ad introdurre i metodi di
analisi automatica con particolare riferimento ai problemi di classificazione.
Ulteriori attività di apprendimento: Sono previste esercitazioni al calcolatore per lo sviluppo di programmi
per l’elaborazione di immagini in ambiente MATLAB.
INTRODUZIONE: Grandezze radiometriche e fotometriche. La percezione della luce e dei colori. Modelli di
rappresentazioni dei colori.
(L: 2)
RAPPRESENTAZIONE DI SEGNALI MULTIDIMENSIONALI: Richiami sulla trasformata di Fourier di segnali bidimensionali continui. Il campionamento di funzioni bidimensionali. Interpolazione. Quantizzazione.
Rappresentazione in forma matriciale e vettoriale di un immagine. Rappresentazione di immagini numeriche
mediante sviluppo su basi di funzioni ortonormali: le principali trasformate (2D-FT, DCT, DST, la trasformata
di Haar e di Karhunen-Loève). Processi stocastici continui e discreti multidimensionali.
(L: 10, E: 5)
Metodi per il miglioramento della qualità di una immagine: Trasformazioni del contrasto e della dinamica: espansione, trasformazioni non lineari, equalizzazione dell’istogramma. Trasformazioni geometriche. Il filtraggio spaziale: filtri passa-basso e passa-alto, tecniche per la messa in risalto dei contorni, filtraggio del rumore.
Progetto di filtri nel dominio della frequenza. Il filtro a mediana.
(L: 8, E: 5)
RESTAURO DI UNA IMMAGINE: Modelli di distorsione. Filtraggio inverso. Il filtro di Wiener bidimensionale. Restauro cieco.
(L: 3, E: 1)
Analisi ed interpretazione automatica di immagini: Rivelazione del contorno (Operatori gradiente e Laplaciano). La trasformata di Hough. Operatori morfologici: chiusura ed apertura. Descrizione delle regioni (momenti
e tessitura). Metodi per la segmentazione di un’immagine in regioni. Criteri per il raggruppamento (clustering)
in classi. Algoritmi a minima distanza. Metodi di classificazione di tipo statistico.
(L: 8, E: 3)
CODIFICA DI IMMAGINI: Cenni ai principali metodi di compressione. Lo standard JPEG per la codifica di
immagini fisse e quello MPEG per la codifica di segnali video.
(L: 3, E: 2)
K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processing, Prentice-Hall, 1989.
Appunti dalle Lezioni
Prova orale.
37
ELETTRONICA (12 CFU)
Docente: Giuseppe IANNACCONE
68
32
Prerequisiti: Conoscenze di Matematica I e II, Elettrotecnica, Teoria dei Segnali I.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di presentare allo studente una panoramica delle principali tematiche inerenti
l’elettronica analogica e digitale.
INTRODUZIONE: Introduzione all'elettronica. Semiconduttori estrinseci ed intrinseci.
(L: 2, E: 0)
DISPOSITIVI ELETTRONICI: diodo a giunzione, diodo zener, transistore a giunzione, transistore a effetto di
campo a giunzione (JFET), MOSFET: funzionamento qualitativo, regioni di funzionamento, caratteristiche
corrente-tensione, analisi in continua e modello per i piccoli segnali.
(L: 8, E: 3)
CONFIGURAZIONI ELEMENTARI DI AMPLIFICATORI A BASSA FREQUENZA: Amplificatori con
BJT: progetto e analisi. Configurazione a emettitore comune e a collettore comune. Amplificatori multistadio.
Amplificatori differenziali. Amplificatori con FET: progetto e analisi.
(L: 9, E: 3)
SIMULAZIONE NUMERICA DI CIRCUITI ELETTRONICI: Il programma di simulazione di circuiti elettronici SPICE.
(L: 1, E: 6)
CIRCUITI CON AMPLIFICATORI OPERAZIONALI: Nozioni di base sugli amplificatori operazionali e sulla loro analisi. Amplificatore invertente, non invertente, sommatore, integratore, convertitori I-V e V-I. Nonidealità degli amplificatori operazionali.
(L: 5, E: 0)
RISPOSTA IN FREQUENZA DEI CIRCUITI ELETTRONICI. Calcolo dei limiti di banda di un circuito elettronico e progettazione di un amplificatore a partire dalle specifiche. Filtri realizzati con operazionali.
(L:10, E: 4)
REAZIONE: Concetto di reazione e proprietà degli amplificatori in reazione
(L: 4, E: 3)
OSCILLATORI E CIRCUITI A SCATTO: Criterio di Barkhausen. Oscillatori a rete di sfasamento e a ponte di
Wien, oscillatori basati sul teorema dei tre punti, oscillatori di Colpitts e di Hartley. Oscillatori al quarzo.
Compatori, generatori di forma d'onda e monostabili.
(L: 9, E: 4)
ALIMENTATORI: Schemi a blocchi. Raddrizzatori e filtri raddrizzatori. Regolatori serie, regolatori monolitici
e loro impiego.
(L: 5, E: 2)
CIRCUITI DIGITALI CMOS: porte elementari e complesse, comportamento statico e dinamico. Sintesi di una
rete combinatoria CMOS. Dimensionamento dei transistori.
(L: 9, E: 4)
CIRCUITI DIGITALI COMBINATORI E SISTEMI SEQUENZIALI: Decodificatori, buffer, codificatori,
multiplexer, comparatori, latch, flip-flop, timer. Memorie ROM, RAM statiche e dinamiche.
(L: 6, E: 3)
J. Millmann, A. Grabel, Microelettronica, McGraw-Hill, 1994.
D. Sedra, K. C. Smith, Microelectronic Circuits, Oxford University Press, 1998.
Consegna degli esercizi con SPICE assegnati durante il corso.
Ulteriori informazioni: homepage del docente http://www.ing.unipi.it/~d8666
38
ELETTROTECNICA (9 CFU)
Docente: Marco RAUGI
39
36
Prerequisiti: Conoscenze dei principi dell’elettromagnetismo (Fisica Generale I) e della soluzione di equazioni differenziali (Analisi Matematica).
Obiettivi: Il corso tratta argomenti della teoria dei circuiti con l’approfondimento necessario per l’allievo ingegnere delle Telecomunicazioni al fine di effettuare l’analisi delle reti elettriche lineari a regime periodico e
aperiodico.
CIRCUITI RESISTIVI: Principi fondamentali. Principi di Kirchhoff. Teorema di Thevenin, Norton. Metodo
del tableau, delle correnti di maglia e delle tensioni nodali. Generatori dipendenti.
(L: 9; E: 10)
CIRCUITI IN REGIME SINUSOIDALE. Rappresentazione delle grandezze sinusoidali. Metodo fasoriale. Relazione V-I su L, R, C. Induttori mutuamente accoppiati. Potenza ed energia. Teoremi sulla potenza. Risposta
in frequenza. Circuiti risonanti.
(L: 11; E: 9)
CIRCUITI IN REGIME PERIODICO NON SINUSOIDALE. Analisi armonica delle grandezze periodiche.
Calcolo dei circuiti lineari alimentati con generatori di grandezze periodiche non sinusoidali. Potenza.
(L: 3; E: 2)
CIRCUITI IN REGIME APERIODICO. Soluzione nel dominio del tempo. Trasformata di Laplace. Circuiti Ltrasformati. Antitrasformazione. Risposta dei circuiti del primo e secondo ordine.
(L: 6; E: 6)
FUNZIONE DI TRASFERIMENTO. Poli e zeri. Stabilità. Diagrammi di Bode.
(L: 3; E: 3)
CIRCUITI A DUE PORTE. Matrici a parametri Z, Y, h, T. Connessioni di reti due porte in serie, in cascata, in
parallelo.
(L: 4; E: 4)
IL TRASFORMATORE. Circuiti Magnetici. Circuito equivalente del trasformatore ideale e reale. (L: 3; E: 2)
M. Raugi, Lezioni di elettrotecnica, SEU, Pisa, 2002.
F. Bertoncini, Esercizi di Elettrotecnica, SEU, Pisa, 2002.
39
FISICA GENERALE I (12 CFU)
Docente: Giovanni BATIGNANI
48
54
Prerequisiti: Geometria euclidea nel piano e nello spazio, trigonometria. Calcolo vettoriale. Studi di funzione,
derivate ed integrali.
Obiettivi: Il corso si propone di addestrare gli studenti all’utilizzo delle metodologie fisiche, tramite lo studio
dei fenomeni sperimentali e delle principali leggi della Meccanica classica, dell’elettrostatica e della magnetostatica.
MECCANICA CLASSICA: Grandezze fisiche: scalari e vettori. Unita’ di misura. Errori di misura e propagazione degli errori. Sistemi di coordinate cartesiane e polari. Elementi di calcolo vettoriale. Punto materiale,
legge oraria, traiettoria, velocita' ed accelerazione. Il moto rettilineo uniforme e il moto uniformemente accelerato. Moto armonico e smorzato esponenzialmente. Moto parabolico. Moto circolare uniforme. Velocita' angolare, accelerazione angolare. Definizione di sistema di riferimento. Sistemi di riferimento inerziali. Velocita'
relativa ed accelerazione relativa (relativita' galileiana). La forza come azione fra corpi. Il principio di inerzia
di Galileo (prima legge di Newton). La legge fondamentale della meccanica (seconda legge di Newton) ed il
principio di azione e reazione. Le forze fondamentali della natura: gravitazionale (alla superficie terrestre e
non), elettrostatica (di Coulomb). La carica elettrica; la carica elettrica fondamentale. Le forze nel contatto fra
corpi: forze elastiche ed anelastiche, forze vincolari, attrito statico, dinamico e viscoso, spinta idrostatica (principio di Archimede). Moto in sistemi accelerati e le forze apparenti. Sistemi discreti e continui: densita' di massa di volume, superficiale e lineare. Il centro di massa e la prima equazione cardinale. La quantita' di moto e
la sua conservazione. Teorema dell'impulso. Urti. Principio del motore a reazione. Lavoro di una forza. Energia cinetica e teorema dell'energia cinetica (o delle forze vive). Potenza. Forze conservative ed energia potenziale. Energia potenziale gravitazionale, elastica ed elettrostatica. Conservazione dell'energia. Momento delle
forze e momento angolare. Conservazione del momento angolare. Quantizzazione del momento angolare: costante di Plank e l'atomo di idrogeno secondo Bohr. Il corpo rigido: energia cinetica di traslazione e di rotazione: momento di inerzia. Teorema di Steiner (o degli assi paralleli). Momento angolare di un corpo rigido. II
equazione cardinale.
(L: 26; E: 28)
ELETTROSTATICA E MAGNETOSTATICA: Carica elettrica e densita' di carica elettrica. Campo elettrico
di una distribuzione di cariche. Moto di una particella carica in un campo elettrico. Linee di forza del campo
elettrico, flusso elettrico. Legge di Gauss ed applicazioni. Conduttori in equilibrio elettrostatico. Teorema di
Coulomb. Differerenza di potenziale e circuitazione del campo elettrostatico. Potenziale elettrico dovuto a
distribuzioni discrete o continue di cariche. Come ricavare il campo elettrico a partire dal potenziale. Capacita'
e condensatori. Energia immagazzinata in un condensatore e densita' di energia elettrica. Condensatori con
dielettrici. Cenni alle cariche di polarizzazione elettrostatica. Legge di Gauss modificata. Corrente elettrica e
densita' di corrente. Conservazione della carica ed equazione di continuita'. Legge di Ohm, resistivita' e conducibilita'. Modello della conduzione elettrica. Potenza dissipata in un resistore. Circuito RC e suo bilancio energetico. Le calamite ed i campi magnetici. Definizione operativa di campo magnetico. La forza su un filo rettilineo in un campo magnetico e la forza di Lorentz. La legge di Biot-Savart, II legge di Laplace ed applicazioni. Legge di Ampere ed applicazioni. Il campo magnetico in un solenoide. Forze e momenti su una spira percorsa da coirrente in un campo magnetico. Il momento magnetico di una spira e momento delle forze su un
momento magnetico in un campo uniforme. Applicazione: il principio di funzionamento del motore elettrico.
Dipolo magnetico e cenni alla magnetizzazione dei materiali. Flusso magnetico.
(L: 22; E: 26)
Testo di riferimento:
SERWAY, Principi di Fisica, 2ª ed., Edi SES, 1999 oppure SERWAY-BEICHNER, Fisica per Scienze e Ingegneria, 3ª ed., Edi SES, 2003.
Prova scritta (da superare con >18/30) e prova orale.
40
FISICA GENERALE II (6 CFU)
Docente: Pier Luigi BRACCINI
30
20
Prerequisiti: corso di base di meccanica e di elettromagnetismo nel vuoto (equazioni di Maxwell in forma integrale).
Obiettivi: le basi dell’elettromagnetismo nel vuoto e nella materia.
LE EQUAZIONI DI MAXWELL NEL VUOTO. Ricapitolazione: la carica elettrica ed i campi. La forza di
Lorentz e la misura dei campi. Conservazione della carica. Le eq. di Maxwell in forma integrale.
(L: 2)
CAMPI SCALARI E VETTORIALI. Gradiente, divergenza, rotazione, operatore “nabla”. Le equazioni di
Maxwell in forma locale.
(L: 3; E: 3)
IL CAMPO ELETTROSTATICO IN PRESENZA DI CONDUTTORI. Il problema generale dell’elettrostatica.
Capacità e condensatori.
(L: 2; E: 1)
I DIELETTRICI. Generalità sui corpi dielettrici. Esempi di fenomeni di polarizzazione statica. Meccanismi di
polarizzazione. Cariche di polarizzazione. Il vettore polarizzazione P. Relazione fra P ed E. Divergenza di P e
cariche di polarizzazione. Cariche di polarizzazione nell’interno ed alla superficie dei corpi dielettrici. Il vettore D. Il teorema di Gauss per il vettore D. Relazioni fra D ed E La costante dielettrica. Condizioni al contorno
per E e per D.
(L: 4; E: 3)
IL MAGNETISMO NELLA MATERIA. Il campo B macroscopico in presenza di corpi magnetizzabili. Meccanismi di magnetizzazione statica. Correnti di magnetizzazione. Il vettore magnetizzazione M. Circuitazione
M e correnti di magnetizzazione. Correnti di magnetizzazione nell’interno ed alla superficie dei corpi. Il vettore H. Circuitazione di H. Relazione fra M e H. Relazioni fra B e H. La permeabilità magnetica. Condizioni al
contorno per B e per H. Ferromagnetismo.
(L: 4; E: 2)
LE EQUAZIONI DI MAXWELL NELLA MATERIA. Equazioni di collegamento fra E e D e fra B ed H. Dipendenza dalla frequenza delle costanti dielettriche e magnetiche. Onde e.m. monocromatiche nei materiali. Il
teorema dell’energia: lavoro sulle cariche, energia e densità di energia del campo, il vettore di Poynting.
(L: 6; E:5)
PROPAGAZIONE TRASMISSIONE E RIFLESSIONE DELLE ONDE. Dielettrici e conduttori. Onde stazionarie. Modi. I principi della propagazione guidata. La costante dielettrica complessa. Attenuazione e assorbimento. Plasmi e frequenza di plasma.
(L: 4; E: 3)
ELEMENTI DI OTTICA. Ottica geometrica. Riflessione e rifrazione. Principio di Huygen e principio di Fermat. Lenti. Strumenti ottici. Formazione delle immagini.
(L: 5; E: 3)
E. Irodov, Le basi dell’elettromagnetismo, ETS, Pisa, testo che contiene anche numerosi esercizi.
Libri utili: W.N. Cottingham., Electricity and Magnetism, Cambridge.
I classici trattati sull’elettromagnetismo di Stratton e di Jackson contengono quasi tutti gli argomenti con maggiori approfondimenti e ampliamenti.
Saranno anche distribuiti appunti riguardanti argomenti specifici.
41
FONDAMENTI DI INFORMATICA (12 CFU)
Docente: Luca SIMONCINI
50
Numero totale di ore di esercitazione (E): 25
Numero totale di ore di laboratorio (Lab): 36
Obiettivi: Il corso si propone di illustrare i principi e le tecniche della programmazione, attraverso l’analisi del
problema da risolvere, l’individuazione dei tipi di dato e degli algoritmi migliori per esso, attraverso un processo metodico di analisi e sintesi, che privilegi la correttezza dei programmi sviluppati. Vengono analizzati alcuni aspetti dei linguaggi di programmazione ad alto livello con l’obiettivo di porre i fondamenti per un inquadramento generale dei principali concetti e costrutti. Come linguaggio di riferimento si utilizza il C++ per la
sua ampia diffusione in ambito produttivo ed industriale nel settore delle telecomunicazioni. Infine si danno
cenni sulla rappresentazione delle informazioni sia numeriche che non numeriche all’interno del calcolatore e
sulla aritmetica del calcolatore.
Al fine di consentire un approfondimento delle abilità informatiche, è prevista un’attività di laboratorio consistente nella programmazione in linguaggi di uso comune nell’ambito delle telecomunicazioni, anche diversi dal
C++, per un totale di 3 CFU. (Lab: 36).
Sviluppo di un programma. Il linguaggio C++. La sintassi del C++. Tipi fondamentali. Istruzioni semplici,
strutturate e di salto. Ingresso e uscita dei dati. Funzioni. Ricorsione. Puntatori e riferimenti. Array. Stringhe.
Strutture e unioni. Tipi funzione e puntatori a funzione. Argomenti default e overloading. Dichiarazioni di oggetti e funzioni e dichiarazioni typedef. Memoria libera. Liste semplici e multiple. Operazioni sulle liste. Alberi
binari e visite. Visibilità e moduli. Regole di visibilita’. Alcuni algoritmi comuni. Cenni sulla complessita’ di
algoritmi. Tipi di dato astratti. Classi. Tipi classe e oggetti classe Visibilita’ a livello classe. Operazioni su oggetti classe. Modularita’ e ricompilazione. Funzioni globali. Costruttori e distruttori. Ulteriori proprietà delle
classi. Tipi di dato comuni: tipi pila e tipi coda.
(L: 45; E: 21)
Rappresentazione dell’informazione. Rappresentazione di testi e figure. Le basi di numerazione. Rappresentazione dei numeri all’interno dei calcolatori. Rappresentazione di unsigned. Rappresentazione di integer in modulo e segno ed in complemento a due. Aritmetica su unsigned e su integer in complemento a due. Rappresentazione dei double e cenni sull’errore indotto da rappresentazione e aritmetica.
(L: 5; E: 4)
Domenici, G. Frosini, Introduzione alla Programmazione ed Elementi di Strutture Dati con il Linguaggio
C++, Franco Angeli, Milano.
P. Corsini, G. Frosini, Note su Organizzazione di un Calcolatore e Rappresentazione dell’Informazione, SEU,
Pisa.
Modalità di iscrizione all’esame scritto via web http://servizi.ing.unipi.it/hamasy.
42
MATEMATICA I (12 CFU)
Docente: Massimo GOBBINO
Numero totale di esercitazione (E):
50
50
Prerequisiti: Manipolazione algebrica di espressioni. Risoluzione di equazioni e disequazioni elementari.
Funzioni trigonometriche elementari: seno, coseno, tangente. Piano cartesiano.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di introdurre lo studente all’utilizzo delle principali tecniche del calcolo differenziale e del calcolo integrale per funzioni di una o più variabili.
PRELIMINARI: Insiemi e operazioni tra insiemi. Numeri naturali, interi, razionali, reali. Massimo, minimo,
estremo inferiore e superiore di un sottoinsieme dei numeri reali. Funzioni tra insiemi. Funzione inversa. Funzioni e funzioni inverse elementari. Grafico di una funzione. Interpretazione grafica di equazioni e disequazioni. Principio di induzione.
(L: 5; E: 5)
LIMITI: Successioni di numeri reali. Principali teoremi sui limiti di successioni e criteri per calcolarli. Successioni monotone. Sottosuccessioni. Limiti di funzioni. Limiti notevoli. Cambio di variabile nei limiti. Linguaggio degli infinitesimi. Utilizzo del teorema di de l’Hopital e della formula di Taylor per il calcolo di limiti.
Successioni per ricorrenza.
(L: 10; E: 10)
SERIE: Definizione di serie. Condizione necessaria per la convergenza di una serie. Criteri di convergenza.
Assoluta convergenza. Serie di potenze e raggio di convergenza. Serie di Taylor. Calcolo esplicito della somma di serie particolari.
(L: 4; E: 4)
FUNZIONI: Continuità e teoremi sulle funzioni continue. Derivabilità e teoremi per il calcolo delle derivate.
Relazioni tra monotonia e segno della derivata. Massimi e minimi. Studio di funzione e applicazioni.
(L: 8; E: 8)
CALCOLO DIFFERENZIALE IN PIÙ VARIABILI: Nozione di limite per funzioni di più variabili. Derivate
parziali, differenziale, gradiente e loro interpretazione geometrica. Derivate successive e teorema di inversione
dell’ordine di derivazione. Massimi e minimi liberi e vincolati. Moltiplicatori di Lagrange.
(L: 7; E: 7)
INTEGRALI: Integrale di funzioni limitate su intervalli limitati. Teorema fondamentale del calcolo integrale.
Primitiva di una funzione. Integrali per parti e per sostituzione. Integrazione delle funzioni razionali. Integrali
impropri.
(L: 6; E: 6)
CALCOLO INTEGRALE IN PIÙ VARIABILI: Integrali doppi: riduzione al calcolo di due integrali semplici
mediante sezioni. Integrali tripli: formule di riduzione per sezioni e per colonne. Coordinate polari, cilindriche,
sferiche e loro utilizzo per il calcolo di integrali. Calcolo di aree, volumi, baricentri mediante integrali multipli.
Lunghezza di una curva e integrali di funzioni lungo curve. Area di una superficie.
(L: 5; E: 5)
EQUAZIONI DIFFERENZIALI: Problema di Cauchy. Equazioni del primo ordine a variabili separabili. Equazioni lineari del primo ordine. Equazioni lineari di ordine qualunque a coefficienti costanti, omogenee e
non omogenee.
(L: 5; E: 5)
M.Ghisi, M. Gobbino; Schede di Analisi Matematica, SEU, Pisa.
M.Ghisi, M. Gobbino; Esercizi di Analisi Matematica, SEU, Pisa.
M.Ghisi, M. Gobbino; Prove d’esame di Analisi Matematica, SEU, Pisa.
Prova scritta e prova orale. Maggiori dettagli saranno forniti all’inizio del corso.
43
MATEMATICA II (12 CFU)
PRIMA PARTE: ALGEBRA LINEARE (6 CFU)
Docente: Marziano DOZIO
32
18
Prerequisiti: Matematica I
NUMERI COMPLESSI: Rappresentazioni dei numeri complessi; funzione esponenziale; teorema fondamentale dell’algebra; fattorizzazioni di polinomi in una indeterminata.
(L: 3; E: 2)
ALGEBRA LINEARE: Spazi vettoriali e dipendenza lineare; rango; determinante; algebra matrici; algebra
matrici quadrate; sistemi lineari: metodi di Gauss e del rango; applicazioni lineari; autovalori, autovettori e autospazi; polinomio caratteristico; esistenza di basi di autovettori e diagonalizzabilità di matrici.
(L: 16; E: 10)
SPAZI VETTORIALI CON PRODOTTO SCALARE E HERMITIANO: Ortonormalizzazione; coefficienti di
Fourier; proiezione ortogonale; spazio ortogonale; matrici ortogonali e unitarie; diagonalizzazione di matrici
simmetriche reali e hermitiane.
(L: 5; E: 2)
GEOMETRIA AFFINE ED EUCLIDEA: Vettori; sistemi di riferimento e coordinate; rappresentazioni parametrica e cartesiana di rette e piani; relazioni tra due sistemi di riferimento; norma, distanza, ortogonalità, prodotto scalare; rappresentazione cartesiana di circonferenze, sfere e coniche.
(L: 8; E: 4)
Dispense del docente
(COPISTERIA SPEEDY, Via S. Lorenzo, 10/B, Pisa).
Modalità di svolgimento degli esami:
44
MATEMATICA II (12 CFU)
SECONDA PARTE: CALCOLO NUMERICO (6 CFU)
Docente: Lidia ACETO
30
20
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di Matematica I e di Algebra Lineare.
Obiettivi: Il corso ha l’obiettivo di illustrare, sia da un punto di vista teorico che implementativo, alcuni algoritmi numerici per risolvere problemi la cui soluzione esatta è difficile da calcolare. In particolare, la maggior
parte dei metodi numerici sono descritti al fine di determinare un’approssimazione delle soluzioni di problemi
classici: sistemi lineari, equazioni non lineari, autovalori, approssimazioni polinomiali, integrali definiti.
MATLAB: Nozioni di base per la manipolazione di vettori e matrici. Built-in functions. Script files e function
files. Istruzioni di controllo. Comandi per la grafica.
(L: 2; E: 2)
ANALISI DELL’ERRORE: Rappresentazione in base dei numeri reali. Numeri di macchina. Troncamento e
Arrotondamento. Errori di rappresentazione. Operazioni con i numeri di macchina. Cancellazione numerica.
Condizionamento di un problema. Stabilità di un algoritmo.
(L: 2; E: 2)
RICHIAMI di ALGEBRA LINEARE: Autovalori ed autovettori. Trasformazione di matrici per similitudine.
Localizzazione degli autovalori: teoremi di Gerschgorin. Norme di vettori e di matrici.
(L: 2; E: 2)
SISTEMI LINEARI: Condizionamento del problema. Metodi diretti: sistemi lineari con matrice triangolare;
metodo di eliminazione di Gauss; strategia del pivoting; fattorizzazioni LU, LLT e QR. Metodi iterativi: costruzione dei metodi; condizioni di convergenza; criteri di arresto. Metodi iterativi classici: Jacobi e GaussSeidel.
(L: 7; E: 4)
EQUAZIONI NON LINEARI: Convergenza e ordine di convergenza di una successione. Metodo di bisezione.
Metodo delle secanti. Metodo di Newton. Metodi iterativi stazionari ad un punto: teorema di convergenza locale; ordine di convergenza. Criteri di arresto. Equazioni algebriche: successione e teorema di Sturm. Metodo di
Newton per l’approssimazione di uno zero di un polinomio. Algoritmo di Ruffini-Horner. Condizionamento
degli zeri di un polinomio.
(L: 6; E: 4)
AUTOVALORI: Metodo delle potenze. Metodo di Givens. Matrici di Hessenberg. Metodo QR per il calcolo di
autovalori.
(L: 2; E: 2)
INTERPOLAZIONE ED APPROSSIMAZIONE: Interpolazione polinomiale: esistenza ed unicità del polinomio interpolante. Formula di Lagrange. Differenze divise e polinomio interpolante nella base di Newton. Errore nella interpolazione polinomiale. Interpolazione di Hermite. Errore. Interpolazione mediante funzioni spline.
Approssimazione polinomiale: metodo dei minimi quadrati nel discreto.
(L: 4; E: 2)
INTEGRAZIONE NUMERICA: Formule di quadratura di tipo interpolatorio. Errore e grado di precisione.
Formule di Newton-Cotes. Formule di Newton-Cotes generalizzate: formula dei trapezi e di Simpson. Polinomi ortogonali. Formule di quadratura di tipo gaussiano: nodi, pesi, errore.
(L: 5; E: 2)
Testi consigliati:
Dispensa di Calcolo Numerico (disponibile on-line alla pagina: http://docenti.ing.unipi.it/~d10561).
J. F. Epperson. Introduzione all’Analisi Numerica, McGraw-Hill, 2003.
L. Brugnano, C. Magherini, A. Sestini. Calcolo Numerico, Master, Università & Professioni, 2005.
Modalità di svolgimento degli esami:
Prova orale.
Ulteriori informazioni: homepage del docente http://www2.ing.unipi.it/~d10561
45
MATEMATICA III (12 CFU)
Docente: Vieri BENCI
50
50
Prerequisiti: I contenuti dei corsi di “Matematica I” e “Algebra Lineare”. In particolare: numeri reali e complessi, calcolo differenziale ed integrale in una e più variabili, formula di Taylor, spazi vettoriali, applicazioni
lineari, determinante, prodotti scalari ed hermitiani.
Obiettivi: Sviluppo delle basi matematiche su cui appoggiano strumenti di calcolo di fondamentale importanza
per le applicazioni ingegneristiche: integrali di linea e superficie, equazioni differenziali, funzioni di variabile
complessa, formula dei residui, sistemi dinamici.
RICHIAMI. Limiti, derivazione, integrazione.
(L: 3; E: 3)
FORME DIFFERENZIALI E ANALISI VETTORIALE. Integrali curvilinei e superficiali, formule di Stokes.
Divergenza e rotore. Differenziale, chiusura ed esattezza di una forma.
(L: 8; E: 8)
FUNZIONI IMPLICITE. Massimi e minimi vincolati, metodo dei moltiplicatori di Lagrange. Teorema delle
funzioni implicite.
(L: 4; E: 4)
EQUAZIONI DIFFERENZIALI. Equazioni a coefficienti costanti, enunciato del teorema di esistenza e unicità, sistemi, cenni sullo studio qualitativo delle soluzioni. Equazioni alle differenze.
(L: 8; E: 8)
SERIE DI FUNZIONI. Richiami sulle serie numeriche. Tipi di convergenza di serie di funzioni. Operazioni
sulle serie di funzioni. Funzioni analitiche reali.
(L: 4; E: 4)
VARIABILE COMPLESSA. Funzioni analitiche complesse. Raggio di convergenza. Esponenziale complessa.
Equazioni di Cauchy-Riemann, formula di Cauchy. Singolarità isolate, sviluppo di Laurent, formula dei residui.
(L: 13; E: 13)
SISTEMI DINAMICI. Sistemi dinamici continui e discreti. Punti stazionari e orbite periodiche. Cenni alla teoria della stabilità. Mappa di Poincarè. Fenomeni di biforcazione. Cenni alla teoria del caos. Analisi di alcuni
esempi notevoli: equazione del pendolo, equazione logistica, equazioni di Volterra, mappa del panettiere, mappa logistica. (L: 10; E: 10)
.
Vari testi per ciascuno degli specifici argomenti saranno indicati sulla home page del docente.
46
MICROONDE (6 CFU)
Docente: Emanuele SALERNO
Numero totale di ore di laboratorio (Lab):
35
15
Prerequisiti: Conoscenza delle leggi fondamentali dell’elettromagnetismo e della propagazione delle onde elettromagnetiche in strutture guidanti e nello spazio libero.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di mettere gli studenti in grado di comprendere le caratteristiche base della propagazione guidata dei segnali con frequenza nella gamma delle microonde, e dei più comuni dispositivi e metodi per la loro generazione, trattamento e misura.
PROPAGAZIONE GUIDATA: Richiami sulle guide d’onda rettangolari e circolari. Parametri caratteristici
della propagazione in guida. Struttura e parametri caratteristici di altre strutture guidanti: linee a microstriscia,
triplate, stripline, slotline.
(L: 8; Lab: 2)
COMPONENTI PASSIVI A MICROONDE: Caratterizzazione dei dispositivi mediante la matrice di diffusione. Proprietà della matrice di diffusione. Terminazioni adattate, cortocircuiti variabili, adattatori di impedenza,
attenuatori, sfasatori, isolatori, derivazioni in guida, circolatori, accoppiatori direzionali, T ibrido e T magico,
anello ibrido in microstriscia. Cavità risonanti rettangolari e cilindriche. Fattore di merito. Ondametri ad assorbimento ed a trasmissione. Risonatori dielettrici.
(L: 15; Lab: 2)
COMPONENTI ATTIVI A MICROONDE: Klystron reflex. Magnetron. Klystron amplificatore. TWT. Cenni
sui componenti attivi allo stato solido.
(L: 5)
ANTENNE A MICROONDE: Principio di funzionamento di un’antenna ad apertura. Antenne a tromba, dielettriche, a lente e a riflettore parabolico. Cenni sulle antenne in microstriscia.
(L: 4; Lab: 1)
MISURE A MICROONDE: Cenni sull’errore e l’incertezza nella misura. Misure di impedenza. Misure di potenza. Misure di frequenza. Misure di spettro. Misura dei parametri di diffusione. Struttura e utilizzo
dell’analizzatore di reti vettoriale.
(L: 3; Lab: 10)
Appunti e materiale forniti dal docente.
R.E. Collin, Foundations for Microwave Engineering, McGraw Hill, 1992.
D.M. Pozar, Microwave Engineering, Wiley, 1998.
T. Laverghetta, Modern Microwave Measurements and Techniques, Artech House, 1988
Prova orale.
Iscrizione all’esame on-line sul sito web http://servizi.ing.unipi.it/hamasy.
47
MISURE SU APPARATI DI TELECOMUNICAZIONE (6 CFU*)
Docente: Francesco PIERI
33
25
Prerequisiti: Fondamenti di teoria dei circuiti e di teoria dei segnali; conoscenza dei componenti elettronici di
base (transistori, amplificatori operazionali, porte logiche, registri, contatori ecc.).
Obiettivi: Gli obiettivi formativi del Corso sono: i) illustrare la terminologia ed i principi delle misure elettriche ed elettroniche; ii) descrivere il principio di funzionamento e l’architettura dei più diffusi strumenti elettronici analogici e numerici, individuando le principali cause di errore nel loro utilizzo e le relative contromisure.
Introduzione: Definizione di misura. Campioni. Precisione, accuratezza, errore, incertezza. Effetti perturbatori
dell’inserzione. Standard primari, secondari e di lavoro. Standard di frequenza, di tensione, di resistenza.
(L: 3)
strumenti elettromeccanici: Principio di funzionamento e costituzione; strumenti in DC e in AC.
(L: 4)
SISTEMI di condizionamento del segnale: Raddrizzatori. Amplificatori differenziali per strumentazione. Convertitori corrente tensione e resistenza tensione. Amplificatori logaritmici ed esponenziali. Porte di campionamento e tenuta.
(L: 2)
STRUMENTI numerici: Convertitori AD e DA. Voltmetri numerici. Convertitori AD a contatore, ad approssimazioni successive, flash, a bilanciamento continuo, a singola e doppia rampa, integratori. Multimetro digitale.
(L: 6; Lab: 4)
Oscilloscopi: Tubi a raggi catodici: struttura, pilotaggio, distorsioni, risposta in frequenza. Basi dei tempi e loro sincronizzazione. Amplificatori per oscilloscopi. Oscilloscopi numerici. Sonde. Impiego e applicazioni
dell’oscilloscopio.
(L: 4; Lab: 8)
Generatori di forme d’onda e di segnale: Caratteristiche dei generatori da laboratorio e loro applicazioni. Sintetizzatori di frequenza analogici e digitali.
(L: 4; Lab: 6)
MISURE DI FREQUENZA E DI SFASAMENTO: Frequenzimetro analogico, misure mediante contatori.
Strumenti e tecniche per effettuare misure di sfasamento.
(L: 4)
Analizzatori di spettro a scansione e in tempo reale.
(L: 4; Lab: 2)
SISTEMI AUTOMATICI DI MISURA.
(L: 2; Lab: 5)
D.Buchla, W.MCLachlan, Applied Electronic Instrumentation and Measurement, Maxwell Macmillan International Eds., New York, 1992.
C. F. Coomb, Jr., Electronic Instrument Handbook, McGraw-Hill, New York, 1995.
Materiale fornito dal Docente, reso disponibile via Internet.
Prova orale, previa iscrizione. Conferma della partecipazione all’orale mediante appello nominale prima
dell’inizio dell’esame: i candidati che non risulteranno presenti verranno depennati dalla lista. È prevista una
verifica delle conoscenze relative ai CFU di laboratorio.
* di cui 2 CFU di laboratorio
48
PROGETTO E SIMULAZIONE DI RETI DI TELECOMUNICAZIONI (6 CFU*)
Docente: Rosario G. GARROPPO
33
24
Prerequisiti: Conoscenze dei concetti base delle reti a commutazione di pacchetto e dei protocolli TCP e IP.
Obiettivi: Gli obiettivi del corso sono di mostrare sperimentalmente problematiche e soluzioni relative
all’instradamento del traffico in una rete a commutazione di pacchetto, e di descrivere le architetture dei nuovi
servizi multimediali sviluppati per le reti IP. Inoltre il corso, mediante l’uso di strumenti di misura e di simulazione (CAMAD), si prefigge l’obiettivo di trasferire agli allievi la sensibilità necessaria per il dimensionamento, la progettazione, la gestione e il controllo delle reti a commutazione di pacchetto.
MISURE SU RETI A COMMUTAZIONE DI PACCHETTO. Richiami sulla pila protocollare TCP/IP, Strumenti per la valutazione sperimentale delle prestazioni di reti IP: Netperf e analizzatori di protocollo, Tecniche
per l’individuazione di malfunzionamenti delle reti, Funzionamento delle applicazioni Ping e Traceroute.(L: 2;
Lab: 2)
INSTRADAMENTO IN RETI IP. Dispositivi per internetworking, Tecniche di instradamento, Routing statico,
dinamico, distribuito e gerarchico, Algoritmi Link State e Distance Vector, Classi di indirizzi in reti IP, Subnetting, Domini di routing, Caratteristiche dei router multiprotocollo, Configurazione base dei router, Progetto
di un piano di indirizzi in una rete IP, Configurazioni di routing statico, Protocolli di routing RIP e OSPF e loro
caratteristiche operative, Configurazione di una rete di router basata sui protocolli RIP e OSPF, Analisi sperimentale del funzionamento dei protocolli RIP e OSPF, Analisi dei Link State Database OSPF.
(L: 9; Lab: 4)
ARCHITETTURE PER SERVIZI MULTIMEDIALI SU IP: Introduzione ai servizi MoIP (Multimedia over
IP), Standard per servizi MoIP, Funzionalità delle entità dell’architettura H.323, Segnalazione H.323, Architettura e segnalazione SIP, Trasporto delle informazioni audio-video su reti IP: i protocolli RTP e RTCP, Problematiche di qualità del servizio nelle architetture MoIP, Prove sperimentali con apparati H.323 e SIP.(L:
11;
Lab: 6)
CONCETTI BASE DI SIMULAZIONE: Simulazione ad eventi discreti: concetti base, Generatori di numeri
casuali, Tecniche per la generazione di osservazioni di distribuzioni note ed empiriche, Analisi dei risultati di
una simulazione: Intervalli di confidenza e problema dei transitori.
(L: 4)
STRUMENTI DI SIMULAZIONE: Descrizione del CAMAD NS2, Organizzazione di uno script per NS2, Esecuzione della simulazione e della sua visualizzazione con NAM, Descrizione degli oggetti Nodo, Link, Agent, Application e Eventi del simulatore NS2, Costruzione di un modello di simulazione, Impostazioni ottime
dei parametri di simulazione e interpretazioni corrette dei risultati di simulazione, Acquisizione di dati numerici su NS2: monitoraggio delle code di trasmissione e creazione dei file Trace, Valutazione delle prestazioni di
un sistema a coda M/D/1/K: verifica sperimentale degli effetti dei transitori e stima degli intervalli di confidenza dei parametri prestazionali.
(L: 4; Lab: 6)
PROTOCOLLO TCP: Agenti TCP nel simulatore NS2, Studio degli algoritmi base del protocollo TCP, Problematiche relative al prodotto Banda-Ritardo, Analisi funzionale degli algoritmi TCP Tahoe e TCP Reno,
Confronto delle prestazioni di diverse implementazioni del TCP (Old Tahoe, Tahoe, Reno, New Reno, con
SACK etc.) in differenti condizioni di lavoro.
(L: 3; Lab: 6)
Mario Baldi, Pietro Nicoletti, Internetworking – Seconda Edizione, Ed. McGraw-Hill, 2004
J. Banks, J.S. Carson, B.L. Nelson, Discrete-Event System Simulation, Ed. Prentice Hall,1996
J. Davidson, J. Peters, Fondamenti di Voice over IP, Ed. McGraw-Hill, 2000
R. G. Garroppo, Appunti di Progetto e Simulazione di reti di Telecomunicazioni: Network Simulator vers. 2 e
sue Applicazioni, SEU, Pisa, 2005
Materiale integrativo fornito dal docente
49
Prova orale e sperimentale con simulatore NS2 e analizzatore di protocollo.
Iscrizione all’esame on-line sul sito web http://servizi.ing.unipi.it/hamasy
50
PROGETTO E SIMULAZIONE DI SISTEMI A MICROONDE (6 CFU*)
33
24
Propedeuticità consigliate: Campi Elettromagnetici.
Prerequisiti: Conoscenze delle tecniche di analisi e di calcolo del campo elettromagnetico acquisite nel corso
di Campi Elettromagnetici.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di introdurre gli allievi ad alcune metodologie di progetto assistito dal calcolatore di sistemi a microonde. Vengono dapprima descritti i metodi numerici più frequentemente utilizzati nella
realizzazione di programmi commerciali per l’analisi e la sintesi di sistemi a microonde. Infine, gli allievi sono
chiamati a finalizzare alcuni strumenti software del tipo suddetto al progetto di dispositivi comunemente impiegati nella sezione a radiofrequenza di sistemi per telecomunicazioni.
Ulteriori attività di apprendimento: Attività di progettazione presso il centro di calcolo mediante CAD
commerciali, verifica sperimentale del progetto tramite misure in laboratorio di alcuni prototipi di antenne e
circuiti a microonde.
INTRODUZIONE ALLA PROGETTAZIONE ASSISTITA DAL CALCOLATORE. Preprocessing e postprocessing. Analisi full-wave.
(L:2)
METODI DI SIMULAZIONE ELETTROMAGNETICA. Il Metodo dei Momenti. Il Metodo degli Elementi
Finiti (FEM). Analisi modale (Mode Matching). Il metodo delle differenze finite nel dominio del tempo (Finite
Difference Time Domain, FDTD). Metodi a raggi: ottica geometrica, teoria geometrica della diffrazione. Ottica
fisica. Teoria fisica della diffrazione. Metodi numerici ibridi.
(L:20)
PROGETTO DI CIRCUITI A MICROONDE. Discontinuità in guida d’onda e in circuiti a microstriscia. Reti
di adattamento. Giunzioni a microonde di uso più comune. Cavità risonanti. Filtri a microonde. (L:5, Lab:12)
SISTEMI RADIANTI. Progetto di alcuni tipi specifici di antenne (filari, a microstriscia, a riflettore). Adattamento di antenne. Valutazione delle prestazioni di una antenna nell’ambiente operativo. Stima della copertura
radio in ambienti complessi.
(L:4, Lab:12)
SINTESI ED OTTIMIZZAZIONE. Ottimizzazione multiparametrica. Metodi classici. Metodi evoluzionari basati su algoritmi genetici.
(L:2)
Esecuzione di un progetto di un componente o di un dispositivo a microonde concordato con il docente. Prova
orale basata sulla parte teorica del corso e sulla presentazione del progetto finale dello studente.
Iscrizione all’esame on-line sul sito web http://servizi.ing.unipi.it/hamasy.
* Di cui 2 CFU di laboratorio.
51
PROGETTO E SIMULAZIONE DI SISTEMI DI TELERILEVAMENTO (6 CFU*)
Docente: Marco DIANI
33
24
Prerequisiti: Segnali e Sistemi.
Obiettivi: L’insegnamento si propone di illustrare il principio di funzionamento ed i criteri di progetto di sistemi per il telerilevamento. Vengono introdotte le tecniche per simulare tali sistemi e presentati gli algoritmi
per l’elaborazione dei dati. Un nucleo di 2 CFU e’ dedicato ad attività di laboratorio.
Ulteriori attività di apprendimento: sono previste attività di laboratorio che prevedono l’impiego del calcolatore per 1) la simulazione di sistemi per telerilevamento, 2) l’analisi di dati telerilevati. Gli algoritmi, implementati dagli allievi in linguaggio MATLAB, verranno utilizzati per elaborare dati reali acquisiti da sensori
multispettrali ed iperspettrali.
INTRODUZIONE: Classificazione dei sistemi di telerilevamento. Sistemi di telerilevamento attivi e passivi:
sistemi a microonde ed elettro-ottici. Principali applicazioni.
(L: 2)
RICHIAMI DI RADIOMETRIA: Cenno alla principali grandezze radiometriche: Energia radiante, flusso radiante, irradianza e radianza. Flusso di fotoni. Radiatori ideali: la teoria del corpo nero: legge di Planck, legge
di Stefan-Boltzmann e di Wien. Radiatori ideali: il corpo grigio, l’emissività. Proprietà ottiche della materia:
riflettanza, emittanza e trasmittanza, legge di Kirchhoff. Propagazione dell’energia e.m. in un mezzo: legge di
Lambert-Bouguer, estinzione, diffusione ed assorbimento. Il sole come sorgente di radiazione e.m. Esercitazione: introduzione a MATLAB. Esempi di calcolo radiometrico.
(L: 3; E: 3)
MODELLI PER LA RADIAZIONE E.M. RICEVUTA DAL SENSORE: principali finestre spettrali utilizzate
per il telerilevamento. La firma spettrale. Modello per la radiazione al sensore per le bande VIS, NIR, SWIR e
TIR. Codice MODTRAN per la simulazione della radiazione al sensore.
(L: 7; E: 3)
ELABORAZIONE DEI DATI: Tecniche per la visualizzazione delle immagini multispettrali: RGB, CIR, a
falsi colori. Analisi statistica dei dati. Vettori di v.a.: il modello gaussiano. Analisi preliminare dei dati mediante lo scatterogramma. Studio ed implementazione su calcolatore degli algoritmi di cui sopra.
(L: 5; E: 3)
CLASSIFICAZIONE: Schema di principio di un sistema di classificazione. Estrazione delle caratteristiche (feature extraction): selezione di bande ed analisi delle componenti principali (PCA). Il fenomeno di Hughes nei
dati iperspettrali. Classificazione senza supervisione (clustering): l’algoritmo k-means. Classificazione con supervisione: criteri MAP, MV ed a minima distanza. Creazione di mappe tematiche a partire da dati telerilevati
Thematic Mapper (TM) ed AVIRIS.
(L: 10; E: 9)
RIVELAZIONE IN DATI TELERILEVATI: Il problema della rivelazione in dati multidimensionali. Il caso
dei dati iperspettrali: rivelazione di anomalie e rivelazione di oggetti aventi una firma spettrale nota. Il caso di
sequenze di immagini: rivelazione di bersagli in movimento.
(L: 6; E: 6)
R. A. Schowengerdt, Remote Sensing: models and methods for image processing, II Ed., Academic Press,
1997.
J. A. Richards, X. Jia, Remote Sensing Digital Image analysis: An introduction, III Edition, Springer, 1999.
R. G. Driggers, P. Cox, T. Edwards, Introduction to Infra-Red and Electro-Optical Systems, Artech-House,
1998.
52
Prova pratica seguita da una prova orale.
La prova pratica ha lo scopo di verificare le capacità acquisite dallo studente nell’attività di laboratorio. Sono
previste prove scritte in itinere (facoltative) in sostituzione della prova orale.
*
53
PROGETTO E SIMULAZIONE DI SISTEMI DI TRASMISSIONE (6 CFU*)
Docente: Filippo GIANNETTI
21
29
Prerequisiti: Conoscenza dei sistemi di trasmissione e delle principali tecniche di modulazione/accesso. Fondamenti di propagazione radio e su cavo. Conoscenza di componenti, apparati elettronici e strumentazione di
misura per telecomunicazioni. Fondamenti di programmazione.
Obiettivi: L’insegnamento illustra i criteri di progetto di un sistema di trasmissione, sia via radio che su fibra
ottica, e descrive le tecniche più utilizzate per la valutazione delle sue prestazioni, con particolare riferimento
alle tecniche basate sulla simulazione numerica. Vengono inoltre proposti alcuni esempi significativi di dimensionamento di un sistema di trasmissione. Un nucleo di 2 CFU fra quelli assegnati all’insegnamento è dedicato
ad attività di laboratorio. In particolare, sono previste esercitazioni di laboratorio su segnali e sistemi di trasmissione, ed anche esercitazioni al calcolatore con l’uso di programmi specifici per il progetto, la simulazione
e lo studio di sistemi di trasmissione.
PROGETTO DI UN SISTEMA DI TRASMISSIONE: Criteri e parametri per la valutazione delle prestazioni
di un sistema di trasmissione: banda, efficienza spettrale, rapporto segnale rumore, efficienza energetica, probabilità di errore, sensibilità. Limite di Shannon. Distanza di tratta. Modelli di radio propagazione in ambiente
urbano. Link budget di un radio collegamento. Attenuazione in un collegamento su cavo coassiale ed in fibra
ottica. Calcolo di link budget per collegamenti satellitari utilizzando Excel e MATLAB. Cavi coassiali: caratteristiche e prestazioni. Calcolo del rapporto segnale rumore e della BER per un ricevitore a più stadi. Progetto di
un collegamento satellitare. Calcolo della copertura di un sistema cellulare. Codici per correzione di errore.
Fuori servizio e relativa probabilità. Dimensionamento ed analisi di collegamenti di tipo radiomobile e satellitare utilizzando MATLAB. Misure su segnali modulati effettuate tramite il software LabView. Dimensionamento di un collegamento in fibra ottica. Calcolo di un link budget ottico utilizzando Excel.
(L: 10; E: 14)
SIMULAZIONE DI UN SISTEMA DI TRASMISSIONE Rappresentazione di segnali modulati tramite inviluppi complessi. Schema a blocchi funzionale di un sistema di trasmissione numerico. Modellizzazione di un
canale di propagazione tramite equivalenti in banda base: canale AWGN, canale con errori di frequenza e fase,
canale con amplificatore lineare, fading piatto lognormale, fading piatto di Rayleigh, canale dispersivo nel
tempo (selettivo in frequenza). Modello semistazionario per un canale tempo variante. Algoritmi per la simulazione di variabili aleatorie (uniformi, Gaussiane, discrete). Registri LFSR per la generazione di sequenze binarie pseudo-casuali. Calibrazione di un generatore di rumore Gaussiano in una simulazione. Implementazione
numerica dei filtri di sagomatura degli impulsi. Perdite per implementazione. Procedura automatica di riallineamento: falso allarme e mancato riconoscimento. Simulazione di un errore di campionamento. Stima della probabilità di errore tramite il metodo Monte Carlo. Media, varianza e intervalli di fiducia per la stima della probabilità di errore. Accuratezza nella misura della probabilità di errore in un sistema numerico con il metodo
Monte Carlo. Struttura di un programma di simulazione di un sistema numerico e criteri di arresto di una simulazione. Stima della probabilità di errore con il metodo Importance Sampling. Stima della probabilità di errore
con i metodi Semianalitico e Tail Extrapolation. Programmi di simulazione di un sistema numerico. Simulazione di un sistema CDMA. Simulatori di sistemi numerici sviluppati in ambiente LabView.
(L: 11; E: 15)
F. Giannetti, Appunti di Progetto e Simulazione di Sistemi di Trasmissione, (dispensa fornita dal docente).
E. Amodei, A. D’Andrea, F. Giannetti, Guida alle Esercitazioni Sperimentali di Comunicazioni Elettriche, Edizioni ETS, Pisa, 1996.
Leon W. Couch II, Digital and Analog Communication Systems, 6th ed., Prentice Hall, New Jersey, 2001.
Materiale fornito dal docente su CD.
Materiale fornito via Internet: www.iet.unipi.it/~filippo
54
Prova pratica di laboratorio seguita da una prova orale.
*
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RETI DI TELECOMUNICAZIONI (6 CFU)
Docente: Stefano GIORDANO
36
14
Obiettivi: Il modulo fornisce i concetti elementari necessari a comprendere l’architettura, gli elementi componenti ed i servizi offerti dalle moderne reti a commutazione di pacchetto, cella e circuito. Vengono trattate in
particolare le architetture della rete telefonica, delle reti ottiche di trasporto SDH e WDM, della rete ISDN, della rete ATM e delle reti MPLS. Sono inoltre introdotte le reti LAN, le reti radiomobili cellulari e le reti satellitari. Il corso è rivolto a presentare le principali tecnologie di rete e e l’architettura di Internet cercando sempre
di evidenziare non solo le problematiche del piano dati ma anche egli aspetti del piano di controllo e del piano
di gestione della rete.
GENERALITÀ SULLE RETI di telecomunicazioni. Introduzione all’ internetworking; Topologie logiche e
fisiche; Architettura ISO-OSI e TCP/IP; Multiplazione statistica e deterministica; Commutazione di messaggio, di pacchetto e di circuito; Throughput e ritardo in una rete di telecomunicazioni; Natura delle sorgenti e
requisiti prestazionali; servizi connection-less e connection-oriented; Commutazione di pacchetto a circuito
virtuale e datagram
(L: 5; E: 3)
LE RETI DI TRASPORTO: Mezzi trasmissivi; La gerarchia digitale plesiocrona (PDH); Struttura della trama
T1 ed E1; Segnalazione associata al canale ed allineamento di trama nei sistemi E1 e T1. Il sistema SONET e
la gerarchia digitale sincrona (SDH); Componenti fondamentali di una rete ottica di trasporto ADM, DXC, Rigeneratori; Sincronizzazione in reti plesiocrone e sincrone. Le reti D-WDM. Tecniche di automatic protection
switching
(L: 5; E: 4)
LE RETI TELEFONICHE: Architettura dei commutatori multistadio. La condizione di Clos. La formula di
Lee. Il time slot interchanger, la matrice spaziale a divisione di tempo. Routing gerarchico e dinamico non gerarchico. Le reti IDN. La segnalazione a canale comune SS#7. Cenni sui servizi di Rete Intelligente; Traffico
nelle reti a commutazione di circuito; Formula B di Erlang
(L: 4)
LA RETE ISDN Generalità e architettura di rete. I servizi ISDN. Interfacce BRI e PRI; codifica AMI mod. e
2B/1Q; Trama all’interfaccia S/T ed U; Accoppiatore ibrido direzionale; Cancellatore d’eco; Attacco d’utente
(L:2)
LE RETI CELLULARI: La rete AMPS, la rete GSM, le reti cellulari satellitari
(L: 3)
RETI A COLLEGAMENTO DIRETTO. Nodi di rete; Link Logici e Link Fisici. Comunicazione seriale sincrona ed asincrona; Alternative d’accesso xDSL; Codifiche elementari: NRZ, NRZI, Manchester, Manchester
Differenziale e 4B/5B; Framing BSC, DDCMP, PPP, HDLC; Error Detection: Parità bidimemensionale, Checksum, CRC; Trasmissione affidabile: ARQ Stop and wait, Sliding Window, Concurrent Logical Channels.
Reti ad accesso multiplo: Aloha, Slotted-Aloha, CSMA, CSMA/CD; la rete Ethernet e lo standard IEEE 802.3,
la rete Token Ring la rete FDDI; reti wireless; CSMA/CA; IEEE 802.11.
(L: 7; E: 2)
RETI DI COMMUTATORI: switching e forwarding; Datagram, Virtual Circuit (PVC, SVC), Source Routing;
Self-learning Bridge; Extended LAN, Algoritmo Spanning Tree, Virtual LAN; Cenni sulla rete X.25 e la rete
Frame Relay; Dispositivi per l’internetworking: Repeater, Bridge, Router, Gateway.
(L: 2; E: 1)
RETI ATM: Il modo di trasporto ATM. Formato della Cella, VPI/VCI, Segmention and reassembly, Adaptation Layers AAL3/4 ed AAL5, Trasporto di ATM su SDH, Pure ATM (TAXI). ATM LAN Emulation. Classical IP over ATM, Cenni su MPOA. Architetture di commutazione (cross-bar switches, Knockout switch,
switch a memoria condivisa); Input Queueing, HoL Blocking; Output Queueing Speed-up factor. (L: 2; E: 1)
INTERNETWORKING: Indirizzi IP; Il formato del pacchetto IP, frammentazione, ARP, DHCP, ICMP. Tunneling. Interior Gateway protocols; Algoritmi e protocolli di Routing intradominio: Distance Vector (RIP) e
Link State (OSPF), Algoritmo di Djikstra, Metriche; Subnetting e Supernetting; Class Less Interdomain Routing, Routing interdominio: BGP-4;
(L: 4; E: 2)
RETI MPLS: LSR, Inoltro basato sulla destinazione, Instradamento esplicito, Traffic engineering; Reti private
Virtuali Label Stacking
(L: 2; E:1)
Per la parte di reti a commutazione di cella e pacchetto:
Larry Peterson Bruce Davie, Computer Networks, 3rd Edition, Morgan Kaufmann, 2003 (Cap.1-4).
Per la parte di telefonia digitale, reti cellulari e satellitari:
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Alberto Leon-Garcia Indra Widjaja, Communication Networks: Fundamental concepts and key architectures,
2nd Edition, Mac Graw Hill, 2003 (Cap.4).
Copia dei lucidi presentati a lezione forniti dal docente in formato pdf (A.A. 2006/2007)
Registrazione completa delle lezioni mediante impiego di Tablet-PC ed accesso al server di e-learning del corso.
Prova orale.
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SEGNALI E SISTEMI (12 CFU)
Primo Modulo: SEGNALI DETERMINATI
Docente: Fabrizio BERIZZI
Secondo Modulo: SEGNALI ALEATORI
30
20
30
20
Prerequisiti: Matematica I, Matematica II.
PRIMA PARTE: SEGNALI DETERMINATI
Obiettivi: L'insegnamento ha lo scopo fondamentale di illustrare le tecniche di analisi e sintesi dei segnali a
tempo continuo e discreto, di tipo periodico e non periodico, basate sulla trasformata di Fourier. Tali concetti
vengono utilizzati per fornire le nozioni elementari di analisi dei sistemi monodimensionali a tempo continuo e
discreto, con particolare enfasi sulle applicazioni nel campo dell’elaborazione del segnale per i sistemi di telecomunicazione.
SEGNALI e SISTEMI A TEMPO CONTINUO: La trasformata continua di Fourier (TCF) e relativi teoremi.
L'integrale di convoluzione. La funzione di Dirac. Trasformata continua di Fourier generalizzata. Formule di
Poisson. Trasformata continua di Fourier di segnali periodici. Sviluppo in serie di Fourier di un segnale periodico. Relazione durata-banda di un segnale. Densità spettrali di potenza e di energia. Funzioni di autocorrelazione. Teorema di Wiener-Kintchine. Proprietà dei sistemi monodimensionali. Risposta impulsiva e risposta in
frequenza di un sistema lineare e stazionario. Distorsioni di ampiezza e fase. Filtri ideali.
(L: 16, E: 8)
CAMPIONAMENTO DI SEGNALI
Campionamento ideale di un segnale a tempo continuo. Interpolatore cardinale, di ordine zero e lineare. Campionamento naturale e a tenuta.
(L: 6, E:4)
SEGNALI E SISTEMI A TEMPO DISCRETO: Trasformata discreta di Fourier (TDF) e relativi teoremi. Applicazioni: calcolo della TCF di un segnale passa-basso, filtri numerici, interpolazione numerica.
(L:8, E:3)
L. Verrazzani, G. Corsini, Teoria dei segnali - Segnali determinati, Edizioni ETS, Pisa.
M. Luise, G. Vitetta, Teoria dei Segnali, 2a edizione, McGraw-Hill Italia.
M. Luise, G. Vitetta, A. D’Amico, Teoria dei Segnali analogici, McGraw-Hill Italia.
A.V. Oppenheim, A.S. Willsky, S.H. Nawab, Signals and Systems, Prentice Hall.
SECONDA PARTE: SEGNALI ALEATORI
Obiettivi del corso: L'insegnamento introduce i principali temi della teoria della probabilità, delle variabili
aleatorie e dei processi stocastici. Il suo scopo è quello di far acquisire allo studente familiarità con la descrizione probabilistica di fenomeni non deterministici e mostrare le potenzialità della teoria dei processi aleatori
nelle applicazioni di interesse per un ingegnere delle telecomunicazioni.
ELEMENTI DI TEORIA DELLA PROBABILITÀ: Concetto di esperimento casuale. Definizione assiomatica di probabilità e sua interpretazione come limite della frequenza di presentazione. Probabilità congiunta e
probabilità condizionata, indipendenza statistica. Teoremi di Bayes e della probabilità totale. Esperimenti composti: il problema delle prove ripetute. Esercizi.
(L:6, E: 4)
VARIABILI ALEATORIE: Definizione di variabile aleatoria. Funzioni di distribuzione e densità di probabilità. Definizione delle distribuzioni più comuni: gaussiana, uniforme, esponenziale negativa, Poisson, Rayleigh ecc.Valor medio e varianza. Momenti di ordine superiore. Indici di posizione e dispersione. Funzioni di
una variabile aleatoria. Sistemi di variabile aleatorie. Funzioni di distribuzione e di densità di probabilità congiunta e condizionata. Analisi dell’istogramma. Correlazione e covarianza. Vettori aleatori. Vettori Gaussiani
e loro proprietà
. (L: 14, E: 10)
PROCESSI STOCASTICI: Definizione di processo stocastico. Statistiche di ordine N-esimo. Funzione di
autocorrelazione e di autocovarianza. Processi stazionari in senso lato ed in senso stretto. Densità spettrale di
potenza. Trasformazioni lineari e non lineari di processi casuali. Il concetto di ergodicità. Processi gaussiani.
Applicazioni: filtro adattato, rumore termico, segnale telegrafico casuale.
(L: 10, E: 6)
58
M.Ciampi, G. Del Corso, L. Verrazzani: Teoria dei segnali (Segnali Aleatori), ETS, PISA
H. Hsu, Probabilità variabili casuali e processi stocastici, Collana Schaum’s, McGrawHill, 1998.
A. Papoulis, Probabilità Variabili Aleatorie e Processi Stocastici, Boringhieri, 1973.
Y. Viniotis, Probability and Random Processes for Electrical Engineers, McGraw Hill, 1998.
Lucidi delle lezioni forniti dal docente.
Prova scritta e prova orale – Ammissione alla prova orale con votazione minima di 16/30 - Nessun vincolo su
salto di appelli in caso di esito negativo.
59
SISTEMI DI ELABORAZIONE (12 CFU)
Docente: Giuseppe LETTIERI
60
40
Prerequisiti: Fondamenti di Informatica.
Obiettivi: L'insegnamento ha lo scopo di fornire le basi concettuali e metodologiche per comprendere le principali funzioni dei sistemi di elaborazione. Si propone inoltre di descrivere l'organizzazione di un calcolatore ai
vari livelli: il livello della logica digitale (reti combinatorie e sequenziali), il livello del linguaggio macchina, il
livello del sistema operativo.
RETI COMBINATORIE: Le porte AND, OR, NOT, NAND, NOR; decodificatore, multiplatore/demultiplatore, sommatore, ROM; le porte a tre stati e le loro applicazioni. Modalità di descrizione, trattazione algebrica e sintesi ottima delle reti combinatorie.
(L: 12, E: 8)
RETI SEQUENZIALI: Modelli funzionali, modalità di descrizione e modelli implementativi. Reti asincrone: I
flip-flop SR, D latch e D edge-triggered; le memorie RAM. Reti sincronizzate: modelli di Mealy e di Moore; i
registri.
(L: 8, E: 4)
ARCHITETTURA E ORGANIZZAZIONE DI UN CALCOLATORE: Blocchi funzionali. Formato delle istruzioni e modi di indirizzamento. Principali istruzioni. Programmi. Sottoprogrammi. Bus. Memoria centrale
e memoria cache. RAM statiche e dinamiche. Interfacce. Interruzioni. Bus Mastering. L'esempio del PC IBM:
i processori Intel x86, tipi di RAM in commercio. I bus PCI e USB. Periferiche.
(L: 20, E: 14)
MODULI DI PROGRAMMA: Assemblatore, Collegatore, Caricatore rilocatore. Corrispondenza tra C e
Assembler.
(L: 5, E: 4)
SISTEMI OPERATIVI: Unix: il nucleo, le primitive, i processi, il file system, comandi di base. (L: 15, E: 10)
Andrew S. Tanenbaum, Architettura dei Computer, un approccio strutturato, UTET Libreria, 2000 (Edizione
italiana del testo Structured Computer Organization, 4th Edition. Prentice-Hall).
Giacomo Bucci, Architetture dei calcolatori elettronici, Mc Graw Hill, 2001
Lucidi delle lezioni forniti dal docente.
60
SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE (12 CFU)
PRIMA PARTE: COMUNICAZIONI ELETTRICHE (6 CFU)
Docente: Antonio Alberto D’AMICO
31
19
Prerequisiti: Segnali e Sistemi, Campi Elettromagnetici, Elettronica.
Obiettivi: L’insegnamento riguarda i concetti e le problematiche fondamentali relative ai sistemi di comunicazioni via radio e su fibra ottica; in particolare, sono illustrati i principali metodi di modulazione, sia analogici
che numerici, le architetture degli apparati ricetrasmittenti e le relative prestazioni. Il corso mira allo sviluppo
di una serie di capacità pratiche nella progettazione e nel dimensionamento di sistemi di comunicazione con
particolare attenzione al link budget.
IL RUMORE NEI SISTEMI DI COMUNICAZIONE: Sorgenti di rumore. Modelli di rumore. Temperatura
equivalente di rumore. Cifra di rumore. Formule di Friis. Rumore d’antenna. Rumore di un cavo coassiale.
(L: 5; E: 4)
RADIOCOMUNICAZIONI: Spettro RF. Radiopropagazione. Equazione del radiocollegamento in spazio libero. Sistemi satellitari. Footprint di un satellite. Antenna parabolica. Convertitore LNB. Link budget per un collegamento satellitare. Propagazione in ambiente urbano. Architettura e capacità di un sistema cellulare. Riuso
di frequenza. Accesso multiplo FDMA e TDMA. Ricevitore supereterodina. Caratteristiche di un radioricevitore: sensibilità e selettività.
(L: 8; E: 4)
TECNICHE DI MODULAZIONE: Segnali e sistemi passa-banda. Sistemi a modulazione di ampiezza (AM,
DSB, SSB, VSB). Sistemi a modulazione d’angolo (PM, FM). Il PLL.
(L: 7; E: 4)
SISTEMI NUMERICI: Codifica PCM. Rumore di quantizzazione. Trasmissione numerica binaria in banda base. Ricevitore a filtro adattato per trasmissioni binarie. Probabilità di errore per trasmissioni binarie.
(L: 4; E: 3)
TRASMISSIONI SU FIBRA OTTICA: Struttura di una fibra ottica. Propagazione in fibra ottica. Dispersione e
attenuazione. LED e LASER. Fotorivelatori. Limite quantistico. Sensitività. Sistemi ottici WDM. Amplificatori ottici.
(L: 7; E: 4)
Leon W. Couch II, Digital and Analog Communication Systems, 6th edition,. Prentice Hall, New Jersey, 2001.
Simon Haykin, An Introduction to Analog and Digital Communications, John Wiley and Sons, New York,
1989.
M. Luise, Sistemi di Trasmissione su fibra ottica, Ed. ETS, Pisa, 1996.
Materiale fornito via Internet sulla Homepage del docente: www.iet.unipi.it/~filippo
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SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE (12 CFU)
SECONDA PARTE: TRASMISSIONE NUMERICA (6 CFU)
Docente: Michele MORELLI
35
15
Prerequisiti: Segnali e Sistemi, Comunicazioni Elettriche.
Obiettivi: L’insegnamento tratta argomenti specifici della trasmissione numerica, spaziando dalle nozioni di
base, quali le tecniche di mo-demodulazione e co-decodifica, le metodologie di analisi e valutazione delle prestazioni dei sistemi trasmissivi, fino alla descrizione delle principali caratteristiche di sistemi di comunicazione
attualmente operanti nelle reti terrestri, sia di tipo fisso che mobile.
TRASMISSIONE NUMERICA PAM IN BANDA BASE: Richiami su strategia ottima di ricezione per trasmissione su canale Gaussiano bianco. Interferenza intersimbolica e condizione di Nyquist. Progetto dei filtri
di trasmissione e ricezione. Probabilità di errore sul simbolo e sul bit. Diagramma ad occhio.
(L: 8; E: 5)
TRASMISSIONE NUMERICA IN BANDA PASSANTE: Modulazioni PSK e QAM. Densità spettrali di potenza. Demodulazione coerente. Codifica differenziale e mappatura Gray.
(L: 7; E: 5)
TECNICHE DI CODIFICA: Codici FEC a blocco. Struttura del codificatore e del decodificatore. Calcolo delle
prestazioni con decodifica hard e soft. Codici FEC convoluzionali. Struttura del codificatore e del decodificatore di Viterbi, sia di tipo hard che soft. Calcolo delle prestazioni.
(L: 8; E: 5)
TRASMISSIONE SU CANALI AFFETTI DA FADING: Modello del canale radiomobile. Fading di Rayleigh
e di Rice. Canali piatti e selettivi in frequenza. Banda Doppler. Diversità di trasmissione e ricezione. Il codice
spazio-tempo di Alamouti.
(L: 8; E: 0)
TECNICHE DI ACCESSO MULTIPLO: Accesso multiplo a divisione di frequenza (FDMA) e di tempo
(TDMA). Trasmissioni multiportante e algoritmo a riempimento di acqua.
(L: 4; E: 0)
U. Mengali e M. Morelli, Trasmissione Numerica, McGraw-Hill, 2001.
J. Proakis, Digital communications, McGraw-Hill, 1995.
Materiale didattico distribuito del docente.
Prova scritta seguita da una prova orale.
Iscrizione all’esame tramite moduli disponibili presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione.
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SISTEMI DI TELERILEVAMENTO (6 CFU)
Docente: Fabrizio BERIZZI
37
13
Prerequisiti: Matematica, Campi elettromagnetici, Segnali e sistemi.
Obiettivi: Il corso tratta argomenti relativi ai sistemi per l’osservazione e la misura a distanza. Il corso si propone di fornire agli studenti le nozioni teoriche di base per comprendere il funzionamento dei principali sensori
attivi usati per il telerilevamento e la descrizione dei principali apparati utilizzati a tale scopo. Lo studente dovrà conseguire gli strumenti di base per la progettazione di massima e l’analisi delle prestazioni di tali sistemi.
INTRODUZIONE AI SISTEMI DI TELERILEVAMENTO (tlv): Generalità sui sist. di TLV. I sistemi di TLV
basati su reirradiazione e.m. . Classificazione dei sist. TLV. I sist. di TLV a microonde. I sist. di TLV ottici e
ad infrarossi (cenni).
(L: 2)
IL FILTRO ADATTATO (fa): Teoria del FA. FA ad un impulso Radio Frequenza (RF), FA ad un treno
d’impulsi a coerente.
(L: 3; E: 3)
I SISTEMI RADAR: Storia del radar. Principio di funzionamento. Classificazione dei radar, Equazione classica del radar. Equazione del radar per bersagli estesi. Radar ad impulsi. Radar coerente. Radar ad onda continua
(CW) non modulati e modulati in frequenza (FM-CW). I radar a compressione d’impulso.
(L: 16; E: 5)
SCATTEROMETRI E RADAR ALTIMETRI: Principi di funzionamento. Tecniche di elaborazione del segnale ricevuto. Schemi a blocchi. Criteri di progettazione. Applicazioni in ambiente marino. Dimensionamento di
massima dei sistemi
(L: 4; E: 2)
RADAR AD APERTURA REALE (RAR): Principio di funzionamento. Ricostruzione dell’immagine. Schema
a blocchi.
(L: 2)
RADAR AD APERTURA SINTETICA (SAR) Definizione. Geometria del sistema. Principio di funzionamento. Algoritmi di ricostruzione delle immagini. Speckle nelle immagini SAR. Criteri di progetto. Esempi di dimensionamento di massima.
(L: 12; E: 3)
F. Berizzi, E. Dalle Mese, I sistemi di telerilevamento attivi a microonde, Libro multimediale
F. T. Ulaby, R.K.Moore, A.K. Fung, Microwave remote sensing: Active and Passive, Volume II: Radar remote
sensing and surface scattering and emission theory, Artech House, 1986.
Prova orale.
63
TECNICHE E SISTEMI DI ELABORAZIONE DEI SEGNALI (12 CFU)
Docente: Franco RUSSO
Numero totale di ore di Laboratorio (Lab):
42
33
36
Prerequisiti: Elementi di calcolo matematico e teoria dei segnali.
Obiettivi: L’insegnamento tratta i principali temi dell’elaborazione numerica dei segnali di interesse per
l’Ingegneria delle Telecomunicazioni. Il suo scopo è quello di far acquisire allo studente familiarità con le tecniche di analisi e sintesi dei segnali e dei sistemi tempo discreti e con alcuni metodi di progetto.
SEGNALI E SISTEMI DISCRETI MONODIMENSIONALI. Definizioni e proprietà. Rappresentazione nel
dominio della frequenza. Trasformazioni continuo-discrete e discreto-continue. Trasformazioni nell’ambito del
tempo discreto. Interpolazione e decimazione a passi multipli. Segnali passa-banda.
(L: 8; E: 6; Lab: 6)
TRASFORMATA DI FOURIER DISCRETA (DFT). Definizioni e proprietà. Convoluzione e correlazione circolari, lineari e sezionate. Trasformata di Fourier evolvente e sue applicazioni. Algoritmi per la trasformata di
Fourier veloce (FFT). Applicazioni.
(L: 8; E: 5; Lab: 6)
ANALISI E SINTESI DEI SISTEMI DISCRETI MONODIMENSIONALI. Trasformata z. Impiego della trasformata z e delle equazioni alle differenze finite per lo studio dei sistemi discreti. Sintesi di sistemi discreti
con risposta impulsiva finita (FIR) o infinta (IIR).
(L: 10; E: 9; Lab: 9)
FILTRI FIR. Proprietà. Progetto di filtri FIR: metodo delle finestre, dei minimi quadrati, di tipo iterativo, di
campionamento della risposta in frequenza. Applicazioni e strutture realizzative di filtri FIR.
(L: 8; E: 3; Lab: 3)
FILTRI NUMERICI IIR. Strutture IIR del primo e del secondo ordine. Metodi di progetto indiretto da modelli
analogici: invarianza all’impulso unitario ed all’impulso rettangolare, risoluzione numerica delle equazioni differenziali, trasformazione bilineare. Metodo di progetto diretto: minimizzazione dell’errore quadratico medio:
Applicazioni e strutture realizzative di filtri IIR.
(L: 8; E: 10; Lab: 12)
Appunti delle lezioni ed esercitazioni.
M. Bellanger, Digital processing of signals. Theory and practice, John Wiley & Sons, 1986.
A. Oppenheim, R.W. Scharfer, Elaborazione numerica dei segnali, Franco Angeli, 1981.
Boaz Porat, A course in digital signal processing, J. Wiley & Sons, 1997.
Iscrizione all’esame tramite moduli disponibili presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione almeno
due giorni prima della data dell’appello.
64
TELEMATICA (6 CFU)
Docente: Michele PAGANO
30
20
Propedeuticità consigliate: Reti di Telecomunicazioni.
Prerequisiti: Architettura delle reti a commutazione di pacchetto (incluso il livello di rete e il protocollo IP).
Obiettivi: Il modulo fornisce i concetti elementari necessari a comprendere l’architettura, gli elementi componenti ed i servizi delle moderne reti a commutazione di pacchetto, con particolare riguardo ai protocolli di trasporto, alle architetture per la garanzia della Qualità di Servizio e alle nuove architetture peer-to-peer.
IPV6: Datagramma IPv6, indirizzamento IPv6, migrazione da IPv4 a Ipv6, ICMPv6, MIPv4 e MIPv6.
(L: 7; E: 6)
MULTICAST: Indirizzi multicast, instradamento multicast, protocollo IGMP.
(L: 2; E: 2)
PROTOCOLLI DI TRASPORTO: UDP: concetto di porta e formato del segmento. TCP: funzionalità del protocollo e formato del datagramma, macchina a stati finiti del TCP, algoritmi di flow control e congestion
control, opzioni del TCP. Protocolli di trasporto per sistemi distribuiti (RPC, SunRPC e DCE).
(L: 9; E: 4)
ARCHITETTURE PER LA GARANZIA DELLA QUALITA’ DEL SERVIZIO IN RETI IP. Classificazione
delle applicazioni e loro requisiti. Politiche di gestione delle code: code con priorità, scheduler, RED, RIO. Architettura IntServ: classi di servizio, descrizione del traffico e funzioni di policing (Leaky Bucket), protocollo
RSVP, limiti di scalabilità. DiffServ: concetto di Per-hop behavior e sua implementazione.
(L: 6; E: 4)
PRESENTAZIONE DEI DATI: Procedure di marshalling e unmarshalling: formati di rappresentazione dei dati, strategie di conversione, standard. Cenni sulle tecniche di compressione.
(L: 2; E: 1)
NETWORK SECURITY: Principali primitive crittografiche: algoritmi a chiave segreta e a chiave pubblica,
funzioni hash. Servizi di sicurezza: segretezza, autenticazione, integrità, distribuzione delle chiavi pubbliche.
(L: 2; E: 1)
ARCHITETTURA GRID: modello architetturale e principali applicazioni. Reti peer-to-peer.
(L: 2; E: 2)
Larry Peterson, Bruce Davie, Reti di Calcolatori, Apogeo, 2004.
James Kurose, Keith Ross, Internet e reti di calcolatori, McGraw-Hill, 2003.
Materiale fornito dal docente.
L’esame consiste della sola prova orale.
65
TEORIA DEI FENOMENI ALEATORI (6 CFU*)
Docente: Fulvio GINI
Numero totale di ore in di esercitazione (E):
20
30
Prerequisiti: Conoscenze di base di analisi, di teoria dei segnali determinati, di teoria della probabilità e delle
variabili aleatorie, come impartite nei corsi precedenti, in particolare nel corso di Segnali e Sistemi.
Obiettivi: L’insegnamento tratta i temi basilari della teoria dei processi aleatori di interesse per l’ingegneria
delle telecomunicazioni. Lo scopo è quello di far acquisire allo studente familiarità con la descrizione e
l’analisi statistica di fenomeni non deterministici. Tre crediti sono dedicati all’attività di laboratorio informatico, mirata all’acquisizione di ulteriori conoscenze nell’ambito della simulazione e dell’analisi statistica di fenomeni aleatori. A tale attività saranno dedicate otto esercitazioni sperimentali.
VARIABILI ALEATORIE: Momenti ordinari e momenti centrali, skewness e kurtosis e loro utilizzo per la caratterizzazione di variabili aleatorie non gaussiane, funzione caratteristica, teorema dei momenti e suo utilizzo,
teorema di De Moivre-Laplace.
(L: 2; E: 2)
SISTEMI DI VARIABILI ALEATORIE: Complementi sui vettori aleatori. Distribuzioni condizionate e teorema di Bayes e teorema della probabilità totale per v.a. continue. Medie e varianze condizionate. Proprietà dei
vettori Gaussiani. Generatori di numeri casuali. Analisi dell’istogramma e concetto di scatter-plot.
(L: 6; E: 8)
FUNZIONI DI VARIABILI ALEATORIE: Funzioni di due v.a. Teorema fondamentale per le trasformazioni
di vettori aleatori. Statistiche ordinate e filtro a mediana. Trasformazioni lineari di vettori Gaussiani. Teorema
di Bernoulli (legge dei grandi numeri) e Teorema-Limite Centrale. Misura empirica del valor medio e della varianza. Misura della probabilità di eventi. Misura di un segnale costante immerso in rumore additivo Gaussiano.
(L:4; E: 7)
PROCESSI STOCASTICI: Complementi sui processi aleatori tempo-continui. Descrizione in potenza. Funzione di autocorrelazione (ACF) e densità spettrale di potenza (PSD), teorema di Einstein-Wiener-Khintchine.
Processi aleatori parametrici. Il concetto di ergodicità. Misura empirica della funzione valor medio, dell’ACF e
della PSD. Trasformazioni lineari e non lineari di processi casuali. Cenni ai processi tempo-discreti. Processi
Gaussiani tempo-discreti. Stazionarietà in senso lato e in senso stretto. Definizione di ACF e PSD per processi
tempo-discreti. Campionamento di processi tempo-continui. Processo di rumore bianco tempo-discreto. DFT di
un processo bianco tempo-discreto. Processo di Markov o autoregressivo del primo ordine, AR(1). Analisi in
potenza mediante simulazione delle principali caratteristiche di un processo AR(1).
(L: 8; E: 13)
M. Ciampi, G. Del Corso, L. Verrazzani, Teoria dei Segnali (Segnali Aleatori), Edizioni ETS, Pisa.
F. Berizzi, G. Corsini, F. Giannetti, M. Luise, G. Vitetta, Esercizi di Teoria dei Segnali I, Edizioni ETS, Pisa,
1996.
F. Gini, F. Lombardini, Laboratorio di Teoria dei Fenomeni Aleatori, Editrice Tecnico Scientifica, Pisa, 2004
(anche in formato ppt, fornito dal docente).
Prova scritta, prova Matlab e prova orale.
*
66
di cui 3 CFU di laboratorio per l'acquisizione di abilità informatiche
I PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI della LAUREA SPECIALISTICA
67
ANTENNE E PROPAGAZIONE (9 CFU*)
Docente: Paolo NEPA
44
11
22
Prerequisiti: Conoscenze della teoria delle linee di trasmissione, e dei principi della propagazione e irradiazione di onde elettromagnetiche.
Obiettivi: Descrivere il principio di funzionamento e le principali caratteristiche delle antenne più diffuse nei
sistemi di telecomunicazione, negli apparati radar e per il telerilevamento. Illustrare gli aspetti essenziali della
propagazione guidata e della propagazione nell’atmosfera anche in presenza di ostacoli.
Ulteriori attività di apprendimento: Sono previste esercitazioni di laboratorio che riguarderanno misure su
dispositivi a microonde e utilizzo di software per l’analisi della propagazione guidata e della sintesi di antenne.
RICHIAMI: Parametri caratteristici delle onde elettromagnetiche. Polarizzazione delle onde sferiche. Caratterizzazione di un’antenna trasmittente o ricevente.
(L: 4 E: 1)
ANTENNE FILARI: Dipolo corto e dipolo a mezz’onda. Antenna a “V”. Dipolo ripiegato. Antenne a spira elementari e risonanti. Avvolgimenti di più spire. Variazione dei parametri caratteristici di un’antenna filare in
funzione della sua lunghezza elettrica. Il Metodo dei Momenti per l’analisi di antenne filari. Il teorema delle
immagini. Monopoli su piano di massa. Corner reflector. Variazione dei parametri caratteristici di un’antenna
filare in funzione della distanza da uno schermo metallico.
(L: 10 E: 3 Lab: 8)
ALLINEAMENTI DI ANTENNE: Array lineari: Fattore di array e fattore di elemento, array broadside e endfire, tapering dell’eccitazione. Array planari. Esempi. Accoppiamento elettromagnetico tra elementi adiacenti
di un array. Antenna Yagi-Uda.
(L: 10, E: 3 Lab: 6)
ANTENNE A MICROSTRISCIA E AD APERTURA: Principio di equivalenza. Antenne a microstriscia: diagrammi di irradiazione, tecniche di alimentazione e criteri di progetto. Campo irradiato attraverso un’apertura
rettangolare o circolare in un piano di massa. Antenne a tromba settoriali e piramidali, in guida d’onda rettangolare o circolare. Antenne a singolo riflettore parabolico. Antenne a doppio riflettore e in offset. Antenne multi-band per terminali mobili, antenne in guida d’onda fessurata.
(L: 10 E: 2 Lab: 6)
PROPAGAZIONE GUIDATA: Rappresentazione modale dei campi in una struttura guidante. Relazione di
dispersione. Cavi coassiali, guide d’onda, linee a microstriscia, stripline: proprietà e parametri caratteristici.
(L: 5 E: 1 Lab: 1)
RADIOPROPAGAZIONE: Propagazione nello spazio libero in condizioni di visibilità ed in presenza di ostacoli; effetti atmosferici. Meccanismi di propagazione: riflessione, trasmissione, diffrazione e diffusione.
Fading. Modelli di propagazione in ambiente urbano. Propagazione ionosferica e troposferica.
(L: 5., E: 1, Lab: 1)
D.M.Pozar, Microwave Engineering, Wiley, 1998
S.R. Saunders, Antennas and propagation for wireless communication systems, Wiley, 1999
A. Paraboni, M. D’Amico, Radiopropagazione, McGraw-Hill Libri Italia srl, Milano, 2002.
W.L. Stutzman and G.A. Thiele, Antenna Theory and Design, John Wiley & Sons, 2nd edition, 1999.
Prova orale.
* Di cui 2 CFU per l’acquisizione di abilità informatiche.
68
COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA (6 CFU)
35
15
Prerequisiti: Conoscenze delle tecniche di calcolo del campo elettromagnetico acquisite nel corso di Campi
Elettromagnetici e di analisi acquisite nel corso di Segnali e Sistemi.
Obiettivi: Il corso analizza gli aspetti fondamentali della compatibilità elettromagnetica. Vengono forniti agli
allievi strumenti atti alla determinazione di soluzioni robuste, dal punto di vista della compatibilità, nel progetto di sistemi elettronici ad alta frequenza. Particolare attenzione viene inoltre rivolta alle attrezzature e ai metodi per la verifica, o sperimentale o mediante simulazione numerica, del rispetto di normative predisposte da
organismi nazionali e internazionali.
Ulteriori attività di apprendimento: Attività di misure in laboratorio, ulteriore attività sperimentale presso
laboratori esterni.
INTRODUZIONE: L’ambiente elettromagnetico. Concetti di interferenza elettromagnetica (EMI) e di compatibilità elettromagnetica (EMC). Condizioni di compatibilità e di interferenza, immunità e suscettibilità.
(L: 3)
SORGENTI DI INTERFERENZA: Disturbi condotti e disturbi radiati. Disturbi a banda larga e a banda stretta.
Disturbi coerenti e incoerenti. Banda equivalente impulsiva. Caratterizzazione delle principali sorgenti di interferenza condotta e radiata. Disturbi impulsivi: scarica elettrostatica, fulmine, impulso nucleare.
(L: 6, E: 4)
SCHERMI ELETTROMAGNETICI: Schermi metallici continui. Efficacia schermante. Schermi sottili.
Schermi multistrato. Aperture in schermi metallici. Schermi discontinui: reti, superfici metalliche forate, fessure, guarnizioni. Schermi ferromagnetici.
(L: 6, E: 4)
NORMATIVE E METODOLOGIE DI MISURA: Principali normative civili e militari. Norme per la sicurezza
umana in presenza di campi elettromagnetici. Standard di misura. Misure di disturbi radiati e condotti. Sonde
di misura per i campi elettromagnetici e antenne standard. Celle TEM. Cabine schermate. Camere semianecoiche ed anecoiche. Camere riverberanti. Siti di prova all’aperto. Line Impedance Stabilization Network-LISN.
Cenni ai filtri per disturbi condotti.
(L: 8, E: 3)
DIAFONIA: Linee di trasmissione multiconduttore. Modelli circuitali per l’accoppiamento induttivo e capacitivo. Eliminazione del cross-talk mediante cavi schermati e mediante cavi intrecciati. Configurazioni circuitali
robuste. Disposizione dei componenti circuitali. Messa a terra di sistemi.
(L: 12, E: 4)
Appunti del corso disponibili in formato .pdf al sito www.ing.unipi.it/homepages/agostino.monorchio
C.R. Paul, Introduction to Electromagnetic Compatibility, John Wiley & Sons, 1992 (per consultazione).
Prova orale.
69
COMUNICAZIONI A LARGA BANDA (6 CFU)
Docente: Marco LUISE
40
10
Propedeuticità consigliate: Comunicazioni Elettriche, Ingegneria del Teletraffico, Trasmissione Numerica.
Prerequisiti: Oltre alle propedeuticità di cui sopra, lo studente, deve padroneggiare le conoscenze fondamentali di probabilità e statistica e di reti di telecomunicazione.
Obiettivi: Il corso tratta argomenti connessi agli sviluppi più recenti delle tecniche di comunicazione (principalmente a larga banda) sia su portante radio (sistemi di broadcasting digitali, reti locali radio), sia su portante
in rame (come i modem in banda vocale e le tecniche xDSL). Sebbene primariamente centrato su aspetti sistemistici di elaborazione dei dati e del segnale derivanti da criteri di teoria dell’informazione, il corso indulge
anche su questioni connesse alle tecnologie realizzative dei vari sistemi.
TEORIA DELL’INFORMAZIONE E TRASMISSIONE: Sorgenti di informazione - Misura
dell’informazione ed entropia - Codifiche di sorgente a minima lunghezza - Il canale di trasmissione rumoroso
- Teoremi di Shannon per la capacità di canale - La codifica a protezione d’errore: codici Turbo - Codifiche
con perdita: JPEG, MPEG, MP3 - Funzione Tasso-distorsione.
(L: 19, E: 6)
RADIODIFFUSIONE DI SEGNALI TELEVISIVI: Architettura di un sistema DVB-T - Canali selettivi in
frequenza - Trasmissione a larga banda per canali selettivi: OFDM - Stima del canale e formato della trama
DVB-T - Codifica concatenata - Interlacciamento - Trasmissione gerarchica - DVB-S.
(L: 11, E: 2)
SISTEMI DI COMUNICAZIONE SU RAME: Caratterizzazione del canale telefonico - Generazioni di modem in banda fonica: Modem half- e full-duplex e standard ITU-T - Trasmissione asimmetrica e facsimile Caratterizzazione del doppino telefonico - Gli standard xDSL - Capacità del canale Gaussiano colorato - Trasmissione con tecnica DMT - Algoritmi di allocazione ottima del bit-rate per modulazione DMT.
(L:10, E: 2)
Appunti tratti dal corso tenuto negli anni precedenti.
Materiale fornito dal docente disponibile via Internet al sito http://www.iet.unipi.it/~luise.
Solo prova orale - Nessun vincolo su salto di appelli in caso di esito negativo.
70
COMUNICAZIONI CON MEZZI MOBILI (6 CFU)
Docente: Ruggero REGGIANNINI
36
14
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di presentare allo studente una panoramica delle principali problematiche relative alle radiocomunicazioni terrestri con mezzi mobili. Inizialmente si forniscono alcune nozioni sulla fenomenologia della propagazione elettromagnetica nell’atmosfera, con particolare attenzione alla modellistica
della propagazione per cammini multipli. Successivamente si illustrano i tipi principali di accesso multiplo (a
divisione di frequenza, di tempo e di codice). Si trattano quindi le reti radiomobili cellulari, ponendo l’accento
sugli aspetti progettuali inerenti sia alla scelta del tipo di segnalazione e di accesso, sia alla pianificazione territoriale della rete. Vengono infine illustrate le caratteristiche dei principali sistemi radiomobili cellulari di seconda e terza generazione.
tecniche di accesso multiplo: Accesso multiplo a divisione di frequenza (FDMA) e di tempo (TDMA). Tecniche di espansione spettrale e di recupero del segnale. Accesso multiplo a divisione di codice (CDMA) di tipo
sincrono e asincrono.
(L: 3; E: 1)
MODELLISTICA DEL CANALE RADIOMOBILE: Canali selettivi nel tempo ed in frequenza. Banda ed intervallo di coerenza di un canale. Modelli deterministici e statistici a breve, medio e lungo termine, stazionari e
non stazionari.
(E: 5; E: 2)
sistemi di radiocomunicazione con mezzi mobili: Concetto di rete cellulare. Panoramica dei sistemi radiomobili cellulari analogici e digitali. Cluster di celle e tecniche di riuso di frequenza. Interferenza da accesso multiplo. Densità geografica di utenti e capacità della rete. Confronto tra le capacità di rete ottenibili con le diverse
tecniche di accesso multiplo. Cenno ai servizi offerti dalle reti radiomobili cellulari.
(L: 8; E: 6)
SISTEMI CELLULARI DI SECONDA E TERZA GENERAZIONE: Il sistema GSM. Elementi costituenti la
rete GSM (stazione mobile, stazione radio base, centro di controllo, centro di commutazione). Caratteristiche
del segnale radio: codifica di sorgente e di canale, modulazione e accesso, modellistica del canale. Cenni al sistema americano IS-95. Architettura della rete UMTS. Assegnazione delle frequenze. Modalità di accesso
FDD-CDMA e TDD-CDMA.
(L: 13; E: 5)
SISTEMI DI RADIODIFFUSIONE TERRESTRE E RETI WIRELESS: Cenni agli standard DVB-T, IEEE
802.11 e IEEE 802.16.
(L: 7)
T. S. Rappaport, Wireless Communications, Prentice-Hall, 1996.
H. Holma and A. Toskala, WCDMA for UMTS – Radio Access for Third Generation Mobile Communications,
Wiley, 2000.
Prova orale.
71
COMUNICAZIONI ELETTRICHE (12 CFU)
Docente: Aldo N. D’ANDREA
56
48
Prerequisiti: Conoscenze di teoria dei segnali, sia analogici che numerici, e di teoria dei fenomeni aleatori.
Obiettivi: Il corso tratta gli aspetti fondamentali della teoria delle comunicazioni e fornisce gli strumenti idonei all’analisi ed al progetto dei sistemi di comunicazione, con l’approfondimento e il rigore adeguati alla formazione di un ingegnere delle Telecomunicazioni. La prima parte del corso è dedicata alla teoria della informazione, all’analisi spettrale ed alla caratterizzazione dei sistemi rumorosi. La seconda parte tratta invece la
numerizzazione dei segnali di sorgente ed i sistemi di comunicazione in banda base, con particolare riferimento
al sistema PAM numerico. La terza parte è infine dedicata allo studio dei sistemi di comunicazione passa banda ed alla rappresentazione complessa in banda base.
Ulteriori attività di apprendimento: Sono previste circa 12 ore di laboratorio, durante le quali lo studente
svolgerà attività di esercitazione su alcuni argomenti del corso, utilizzando strumentazione e software realizzati
appositamente. Sono inoltre previste 8 ore per lo svolgimento di prove in itinere tendenti a verificare il grado
di apprendimento.
INTRODUZIONE: Struttura di un sistema di comunicazione. Generalità sui sistemi analogici e su quelli numerici; confronto tra sistemi analogici e numerici. La informazione di una sorgente e il limite di Shannon.
(L: 4; E: 2)
ELEMENTI DI ANALISI SPETTRALE: Densità spettrale di potenza; teorema di Wiener-Khintchine e sue
applicazioni a processi ciclostazionari.
(L: 4; E: 5)
Il rumore NEI SISTEMI DI COMUNICAZIONE: Bipoli rumorosi; teorema di Nyquist; temperatura di antenna. Quadripoli rumorosi; temperatura equivalente di rumore; cifra di rumore; formula di Friis. Studio di alcuni
sistemi di comunicazione; sistemi radio in visibilità ottica e sistemi su cavo; sistemi con ripetitori.
(L: 8; E: 9)
NUMERIZZAZIONE DI SEGNALI GENERATI DA SORGENTI ANALOGICHE: Modulazione PCM; modulazione PCM differenziale; modulazione delta e modulazione delta adattativa.
(L: 6; E: 4)
SISTEMI DI COMUNICAZIONE IN BANDA BASE: Sistemi analogici e sistemi numerici in banda base. La
modulazione PAM numerica; la condizione di Nyquist; dimensionamento ottimo dei filtri di trasmissione e ricezione; valutazione delle prestazioni. Equalizzazione di canale.
(L: 10; E: 10)
SISTEMI DI COMUNICAZIONE IN BANDA PASSANTE: Rappresentazione complessa in banda base di
segnali e processi. Stazionarietà in senso lato di un processo e del suo inviluppo complesso; Trasmettitori e ricevitori per segnali passa banda; equivalente in banda base di un sistema di comunicazione passa banda.
(L: 9; E: 6)
MODULAZIONI ANALOGICHE PASSA BANDA: Generalità sulle modulazioni di ampiezza. Le modulazioni AM, DSB, SSB, VSB, QM; demodulazione di segnali modulati in ampiezza; calcolo delle prestazioni.
Generalità sulle modulazioni di angolo. Modulazioni di fase, di frequenza e di angolo a banda stretta; demodulazione di un segnale modulato di angolo; calcolo delle prestazioni.
(L: 9; E: 8)
ANELLI AD AGGANCIO DI FASE: Analisi in regime lineare e valutazione delle prestazioni; impiego del
PLL come demodulatore di frequenza. Analisi di un PLL con eccitazione a gradino di fase e di frequenza; valutazione delle prestazioni. Impiego di un PLL come sincronizzatore di portante.
(L: 4; E: 4)
Testi di Riferimento:
A.D’Andrea, Comunicazioni Elettriche, Edizioni ETS, Pisa.
E.Amodei, A.D’Andrea, F.Giannetti, Guida alle esercitazioni sperimentali di Comunicazioni Elettriche, Ed.
ETS, Pisa.
Prova scritta e prova orale. Se la maggioranza delle prove di valutazione svolte durante il corso dà esito positivo, lo studente è esonerato dal sostenere la prova scritta.
Iscrizione all’esame tramite moduli affissi presso il Dipartimento di Ingegneria della Informazione.
72
COMUNICAZIONI OTTICHE (6 CFU)
31
19
Prerequisiti: Fondamenti di meccanica ondulatoria e propagazione guidata. Conoscenza delle principali proprietà dei materiali semiconduttori ed in particolare della struttura a bande dei livelli energetici. Conoscenza
del funzionamento di una giunzione PN. Conoscenza delle tecniche di trasmissione numerica e delle relative
tecniche di rivelazione del segnale.
Obiettivi: Illustrare i concetti di base dei sistemi di trasmissione ottica ed i relativi principi fisici, descrivere il
funzionamento dei componenti e degli apparati utilizzati per la trasmissione su fibra ottica presentando lo stato
dell’arte delle varie tecnologie, fornire gli strumenti analitici per la caratterizzazione dei segnali ottici e la valutazione delle prestazioni dei sistemi ottici, mettere lo studente in condizione di comprendere il funzionamento
di un sistema ottico di trasmissione, nonché di progettare e dimensionare una rete di trasmissione su fibra ottica.
INTRODUZIONE: Classificazione delle radiazioni elettromagnetiche. Introduzione alla propagazione in fibra.
Capacità di una fibra ottica. Stato dell’arte nella tecnologia delle fibre ottiche commerciali. Cavi transatlantici
ed intercontinentali. Rete FLAG. Rete Interoute. Confronto fibra-radio. Cenni alle tecniche di posa dei cavi
sottomarini.
(L: 3)
FIBRE OTTICHE: Legge di Snell. Apertura numerica. Angolo di accettazione. Fibra Step-Index (SI). Fibra
multimodo (MM). Dispersione intermodale e capacità di una fibra MM-SI. Fibra MM Graded-Index (GI). Capacità di una fibra MM-GI. Determinazione della distribuzione del campo elettromagnetico in fibra. Modi di
propagazione. Fibre a mantello depresso. Dispersione cromatica. Risposta in frequenza di un mezzo dispersivo.
Fibre a dispersione traslata e a dispersione appiattita. Attenuazione di una fibra. Fenomeni non lineari in fibra.
Four Wave-Mixing. Tecniche di realizzazione di una fibra ottica. Raccomandazioni ITU per le fibre ottiche.
Data sheet di fibre commerciali.
(L: 6; E: 4)
SORGENTI: Interazione luce-materia: assorbimento ed emissione. Emissione di un semiconduttore in regime
di equilibrio ed equazioni di Einstein. Semiconduttori a gap diretto ed indiretto. Il LED. Tecniche di giunzione
di una fibra ottica ad una sorgente luminosa. Eterogiunzione. Tecniche di realizzazione di un LED. Emissione
in sistemi a più di due livelli. Il LASER a cavità Fabry-Perot. Aspetti realizzativi di un LASER. Laser monomodo DFB e DBR. Caratteristica luce-corrente di un LASER. Package di un LASER: funzioni di termoregolazione e controllo della potenza emessa. Rumore di intensità e di fase. Pilotaggio ON/OFF e chirp di frequenza.
(L: 5; E: 4)
FOTORIVELATORI: Fotorivelatori. Assorbimento in un semiconduttore. Efficienza quantistica. Responsivity.
Fotodiodi PIN e APD. Rumore shot Rapporto segnale-rumore. Fattore di rumore in eccesso. Corrente di buio.
Rumore termico in un ricevitore ottico. Stadio frontale con amplificatore ad alta impedenza e con amplificatore
a trans-impedenza.
(L: 5; E: 4)
TRASMISSIONI IN FIBRA: Trasmissioni IM. Ricevitore DD a conteggio di fotoni. Probabilità di errore. Limite quantistico. Sensibilità di un ricevitore al limite quantistico. Probabilità di errore per ricevitori ottici in
presenza di rumore. Fattore Q. Sensibilità di ricevitori ottici in presenza di rumore.
(L: 4; E: 2)
AMPLIFICATORI OTTICI: Modalità di impiego degli amplificatori ottici. Amplificatori ottici SLA e EDFA.
Cifra di rumore di un amplificatore ottico. Prestazioni di ricevitori con preamplificatore ottico. Amplificatori
ottici in cascata.
(L: 3; E: 2)
PROGETTO DI SISTEMI OTTICI: Gerarchia SONET/SDH. Progetto di sistemi ottici: perdite per attenuazione e per dispersione. Link budget di un collegamento ottico. Sistemi WDM, DWDM, CWDM.. Laser sintonizzabili. Multiplatori e demultiplatori ottici. Filtri ottici. Optical add and drop multiplexer (OADM). Data sheet
componenti e sistemi per comunicazioni ottiche.
(L: 5; E: 3)
M. Luise, Sistemi di Trasmissione su Fibra Ottica, Edizioni ETS, 1996.
B.E.E. Saleh and M.C. Teich, Fundamentals of Photonics, John Wiley and Sons, 1991.
Materiale fornito dal docente su CD.
Materiale fornito via Internet: www.iet.unipi.it/~filippo
73
Prova orale.
74
DISPOSITIVI OTTICI E A MICROONDE (6 CFU)
Numero totale ore di lezione (L) :
32
18
Prerequisiti: Conoscenze acquisite nei corsi di Campi Elettromagnetici, Antenne e Propagazione, Elettronica
delle Telecomunicazioni.
Obiettivi: Illustrare il principio di funzionamento, le specifiche tipiche, i criteri e le metodologie di progetto
dei dispositivi ottici e di quelli operanti nella gamma delle microonde e onde millimetriche, con riferimento
alle loro applicazioni nei settori dei sistemi di comunicazione e apparati radar più avanzati.
Ulteriori attività di apprendimento:
Sono previste esercitazioni di laboratorio che riguarderanno misure su dispositivi a microonde e utilizzo di
CAD commerciali (Ansoft Designer, HFSS, CFDTD) per l’analisi e il progetto di dispositivi a microstriscia e
in guida d’onda.
ANTENNE PER APPLICAZIONI SPECIFICHE: Antenne multi-banda per i terminali mobili dei sistemi di
comunicazione (GSM, UMTS, WLAN). Tecniche di miniaturizzazione di antenne. Antenne in polarizzazione
circolare: antenne per sistemi GPS. Antenne ad alte prestazioni per satelliti di telecomunicazione e applicazioni radioastronomiche. Il rumore nelle antenne. Reflectarray. Array di antenne a scansione elettronica del fascio: architettura di phased array per radar multi-funzione e smart antennas. Antenne a lente e ad onda leaky.
Antenne attive integrate.
(L: 8, E: 6)
COMPONENTI ALLO STATO SOLIDO E TUBI A MICROONDE: Componenti attivi a microonde e onde
millimetriche. Amplificatori, oscillatori, mixer, sfasatori. Reti di adattamento. Magnetron, TWT, Klystron Reflex, Klystron a due cavità.
(L: 10, E: 2)
FILTRI: Criteri di progetto e tecniche di realizzazione di filri a microonde e onde millimetriche. Filtri a microstriscia e in guida d’onda. Proprietà radiative di strutture periodiche. Realizzazione di superfici selettive in frequenza o in polarizzazione: specchi dicroici, radome selettivi, conduttori magnetici artificiali.
(L: 8, E: 8)
DISPOSITIVI OTTICI: Ottica quantistica. Ottica elettronica. Fluorescenza ed emissione stimolata. Laser e altre sorgenti ottiche. Rivelatori. Fibre ottiche.
(L: 6, E: 2)
D.M.Pozar, Microwave Engineering, Wiley, 1998.
R.E. Collin, Foundations for Microwave Engineering, McGraw-Hill, 1992.
C. Balanis, Antenna Theory and Design, Wiley, 1999.
W.L. Stutzman and G.A. Thiele, Antenna Theory and Design, John Wiley & Sons, 2nd edition, 1999.
Prova orale.
75
ELABORAZIONE E TRASMISSIONE DELLE IMMAGINI I (6 CFU)
34
16
Prerequisiti: Conoscenze di base di analisi, sintesi, di segnali come impartite nel corso di segnali e sistemi.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di presentare allo studente i principali metodi di analisi, sintesi, codifica ed elaborazione numerica di immagini. Inizialmente, dopo aver introdotto le nozioni di base legate alle problematiche dell’analisi e sintesi di immagini multidimensionali ed ai modelli di sistemi di elaborazione delle immagini
vengono illustrati i metodi di miglioramento della qualità e di filtraggio. Si passa poi ad introdurre i metodi di
analisi automatica con particolare riferimento ai problemi di classificazione.
INTRODUZIONE: Grandezze radiometriche e fotometriche. La percezione della luce e dei colori. Modelli di
rappresentazioni dei colori.
(L: 2)
RAPPRESENTAZIONE DI SEGNALI MULTIDIMENSIONALI: Richiami sulla trasformata di Fourier di segnali bidimensionali continui. Il campionamento di funzioni bidimensionali. Interpolazione. Quantizzazione.
Rappresentazione in forma matriciale e vettoriale di un immagine. Rappresentazione di immagini numeriche
mediante sviluppo su basi di funzioni ortonormali: le principali trasformate (2D-FT, DCT, DST, la trasformata
di Haar e di Karhunen-Loève). Processi stocastici continui e discreti multidimensionali.
(L: 10; E: 5)
Metodi per il miglioramento della qualità di una immagine: Trasformazioni del contrasto e della dinamica: espansione, trasformazioni non lineari, equalizzazione dell’istogramma. Trasformazioni geometriche. Il filtraggio spaziale: filtri passa-basso e passa-alto, tecniche per la messa in risalto dei contorni, filtraggio del rumore.
Progetto di filtri nel dominio della frequenza. Il filtro a mediana.
(L: 8; E: 5)
RESTAURO DI UNA IMMAGINE: Modelli di distorsione. Filtraggio inverso. Il filtro di Wiener bidimensionale. Restauro cieco.
(L: 3; E: 1)
Analisi ed interpretazione automatica di immagini: Rivelazione del contorno (Operatori gradiente e Laplaciano). La trasformata di Hough. Operatori morfologici: chiusura ed apertura. Descrizione delle regioni (momenti
e tessitura). Metodi per la segmentazione di un’immagine in regioni. Criteri per il raggruppamento (clustering)
in classi. Algoritmi a minima distanza. Metodi di classificazione di tipo statistico.
(L: 8; E: 3)
CODIFICA DI IMMAGINI: Cenni ai principali metodi di compressione. Lo standard JPEG per la codifica di
immagini fisse e quello MPEG per la codifica di segnali video.
(L: 3; E: 2)
Test di riferimento:
K. Jain, Fundamentals of Digital Image Processing, Prentice-Hall, 1989.
Appunti dalle Lezioni.
Prova orale.
76
ELABORAZIONE E TRASMISSIONE DELLE IMMAGINI II (6 CFU)
34
16
Prerequisiti: Conoscenze di base di analisi, sintesi, rivelazione e stima parametrica di segnali come impartite
nei corsi di Teoria dei segnali I e II.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di presentare allo studente le principali metodologie per la misura a distanza e
mappaggio di grandezze fisiche che hanno interesse in problemi diagnostici e di previsione. Vengono illustrati
da un punto di vista sistemistico i sensori di tipo optoelettronico e radar approfondendo in particolare gli aspetti progettuali della definizione delle specifiche prestazionali. Le metodologie di osservazione vengono presentate ricorrendo a modelli concettuali che rappresentano in maniera sintetica sia gli aspetti fisici che quelli tipici
dell’elaborazione dei segnali multidimensionali.
INTRODUZIONE: Lo spettro elettromagnetico. La misura a distanza di grandezze fisiche. Accuratezza della
misura e problemi di rappresentazione.
(L: 1)
Ricostruzione di Immagini o Sezioni da Proiezioni: La trasformata di Radon. Il teorema della proiezionesezione. Il metodo di retroproiezione. Ricampionamento nel dominio della frequenza. Cenno ai principali metodi di tomografia.
(L: 3; E: 2)
IL TELERILEVAMENTO PASSIVO: Richiami di teoria della radiazione. Emissione e riflessione diffusa. Sostanze otticamente attive. Il trasferimento radiativo in atmosfera. Richiami di ottica geometrica e ottica fisica.
La risposta impulsiva di un sistema ottico. Funzione di trasferimento e funzione di trasferimento della modulazione. Aberrazioni. Sistemi optoelettronici: Conversione analogico-numerica. Indici di prestazione: risoluzione, campo di vista, sensitività, potenza equivalente di rumore. Telecamere e termocamere. Sistemi a scansione.(L: 9; E: 3)
SENSORI E SISTEMI PASSIVI PER L’OSSERVAZIONE DELLA SUPERFICIE TERRESTRE: Classificazione delle piattaforme satellitari. Legge delle orbite, frequenza di passaggio, copertura. Radiometri, spettroradiometri, scanner multispettrali.
(L: 2)
Analisi di dati multispettrali: Modello del metodo di misura. Correzione radiometrica. Correzioni degli effetti
atmosferici e di riflessione. Stima dei parametri otticamente attivi. E Stima della temperatura superficiale. Sistemi di coordinate geografiche e metodi di rimappaggio dei dati. Cenno al problema della validazione. Metodi
di analisi di sequenze temporali di immagini multidimensionali.
(L: 9; E: 5)
IL TELERILEVAMENTO ATTIVO: La diffusione dell’energia elettromagnetica da una superficie. Coefficiente di retrodiffusione e superficie equivalente radar. Il Radar ad apertura sintetica. Risoluzione in azimut. Il
SAR non focalizzato e quello focalizzato. Risoluzione in distanza. Algoritmi per la ricostruzione di immagini
radar ad elevata risoluzione. Compressione in distanza e compressione in azimut. Cenni alle tecniche interferometriche. Parametri di progetto dei sistemi SAR da piattaforma satellitare. Esempi di applicazione per studi
oceanografici.
(L: 10; E: 6)
R.A. Schowengerdt, Remote Sensing: Models and methods for Image Processing, Academic Press, 1997.
Appunti dalle Lezioni.
Prova orale.
77
ELETTRONICA DELLE TELECOMUNICAZIONI (6 CFU)
30
20
Prerequisiti: Teoria dei circuiti. Analisi di circuiti con componenti attivi. Teoria delle linee di trasmissione.
Fondamenti di comunicazioni elettriche.
Obiettivi: Il corso si propone di fornire gli strumenti di base per la progettazione elettronica dei blocchi di un
sistema di radiocomunicazione: oscillatori, amplificatori per piccolo segnale ed amplificatori di potenza. In
particolare, utilizzando sia la descrizione a parametri Y che quella a parametri S, vengono descritti i diversi criteri di progetto (minimo rumore, massimo guadagno, massimo rendimento) in funzione delle specifiche richieste dal sistema.
AMPLIFICATORI A RADIOFREQUENZA. Parametri di conduttanza (Y). Componenti attivi per alte frequenze. Analisi di amplificatori mediante l’uso dei parametri Y: stabilità, caratteristiche di rumore. Reti di adattamento a parametri concentrati. Metodi di sintesi.
(L: 10; E: 7)
OSCILLATORI A RADIOFREQUENZA. Principio di funzionamento. Criterio di Barkhausen. Analisi e sintesi. Principali topologie di oscillatore.
(L: 4; E: 3)
AMPLIFICATORI ED OSCILLATORI PER MICROONDE. Parametri di diffusione (scattering). Transistori
per microonde, caratteristiche di rumore. Metodi di sintesi di amplificatori ed oscillatori mediante l’uso dei parametri di scattering.
(L: 11; E: 7)
AMPLIFICATORI DI POTENZA. Componenti attivi per amplificatori di potenza a radiofrequenza. Principali
topologie circuitali ad alta efficienza di conversione. Esempi di progetto.
(L: 5; E: 3)
H.L.Krauss, C.W.Bostian, F.H.Raab, Solid State Radio Engineering, Wiley.
S.Y Liao, Microwave Circuit analysis and Amplifier Design, Prentice-Hall.
78
INGEGNERIA DEL TELETRAFFICO (9 CFU*)
Docente: Stefano GIORDANO
50
36
Prerequisiti: Il corso richiede conoscenze di base di reti di telecomunicazioni (a commutazione di pacchetto e
circuito), di informatica e di teoria dei fenomeni aleatori
Obiettivi: Il modulo presenta i concetti fondamentali relativi alla teoria ed all’ingegneria del traffico nelle reti
di telecomunicazioni. Vengono introdotti i processi di Markov a tempo discreto (catene) e quelli a tempo continuo. Viene inoltre presentata la teoria elementare ed intermedia delle code utili alla trattabilità dei modelli
fondamentali di sistemi ad attesa e a perdita impiegati per l’analisi di reti a commutazione di pacchetto e di circuito. La trattazione degli indici prestazionali fondamentali viene presentata passando ove necessario a domini
trasformati (Laplace, Zeta). Sono infine presentati i teoremi fondamentali per la trattazione di reti di code markoviane aperte e chiuse e le reti di tipo BCMP. Il corso presenta inoltre i metodi numerici fondamentali per la
trattazione di problemi di analisi delle prestazioni riconducibili a soluzioni basate su approcci markoviani. Sono trattate le tecniche fondamentali per la misura della capacità e/o dell’utilizzazione di singoli link o di interi
percorsi in reti a commutazione di pacchetto.
I PROCESSI DI MARKOV A TEMPO DISCRETO (CATENE) : Definizione; Notazione vettoriale; Equazioni
di Chapman-Kolmogorov; Classificazione degli stati; Ergodicità della catena; Condizioni sufficienti
all’esistenza di una soluzione ergodica; Valutazione delle probabilità di occupazione di stato in regime transitorio ed in regime asintotico. Principio di conservazione del flusso per la soluzione delle catene di Markov.
Sviluppo di funzioni MATLAB per l’analisi dei transitori e delle probabilità di stato asintotiche. (L: 7; Lab: 3)
I PROCESSI DI MARKOV A TEMPO CONTINUO: Definizione; Notazione vettoriale; Classificazione degli
stati; Equazioni di Chapman-Kolmogorov; Ergodicità del processo; Condizioni sufficienti all’esistenza di una
soluzione ergodica; Valutazione delle probabilità di occupazione di stato in regime transitorio ed in regime asintotico. Principio di conservazione del flusso per la trattazione dei processi di Markov. Sviluppo di funzioni
MATLAB per l’analisi dei transitori e delle probabilità di stato asintotiche.
(L: 7; Lab: 2)
IL PROCESSO DI POISSON: Processi di sola nascita e di sola morte. Processo di Bernoulli a tempo discreto.
Definizione assiomatica del processo di Poisson. Tempo di interarrivo di ordine 1 e di ordine n. Il processo di
Poisson come processo di Markov a tempo continuo di sola nascita. Processo di Poisson Troncato. Proprietà di
composizione di processi di Poisson indipendenti, proprietà di decomposizione casuale. Processo di Bernoulli
TC.
(L: 4; Lab: 3)
I PROCESSI DI NASCITA E MORTE: Diagramma delle frequenze di transizione, condizioni di ergodicità;
valutazione dei momenti di primo e secondo ordine.
(L: 4; Lab: 3)
GENERALITA’ SULL’ANALISI DEL TRAFFICO IN RETE. Modelli di sistemi stocastici per l’analisi di reti
a commutazione di pacchetto e di circuito. Il problema della valutazione delle prestazioni, il problema del dimensionamento,il problema della gestione delle risorse. Traffico stazionario e ora di punta. TCBH e ADPH.
(L: 4; Lab: 2)
MODELLI DI TRAFFICO ELEMENTARI. Definizione dell’intensità media di traffico offerto, smaltito, rifiutato. Analisi di traffico di chiamata nel caso telefonico e del traffico a pacchetto in reti datagramma ed a circuito virtuale.
(L: 4; Lab: 2)
CODE MARKOVIANE: Definizione di coda markoviana, notazione di Kendall, caratteristiche di alcune code
markoviane fondamentali (Geo/Geo/1, M/M/Ns, M/M/Ns/0, M/M/1/Nw); Formula B di Erlang, Formula C di
Erlang, Formula di Engset. Percentili della distribuzione del numero di utenti in coda. Problemi e relative soluzioni per il calcolo numerico delle formule Erlang B e Erlang C. Sviluppo di funzioni MATLAB per il calcolo
delle probabilità di perdita in code M/M/1/Ns e M/M/Ns/Nw. Soluzione mediante MATLAB di sistemi a coda
M/Cox2/1/Nw, M/H2/1/Nw e M/E2/1/Nw. Approccio Matrix-Geometric per la soluzione di Catene di Markov
descritte da matrici di Hessenberg a blocchi. Applicazione dell’approccio Matrix-Geometric per lo studio di
sistemi a coda M/Cox2/1.
(L: 7; Lab: 8)
ANALISI DI CODE NON MARKOVIANE: La trattazione di una semplice coda non markoviana: la coda
M/G/1; la catena di Markov immersa; analisi della coda in regime asintotico. Code M/G/1 con classi di utenza
e con priorità
(L: 6; Lab: 3)
79
RETI DI CODE: Reti di code markoviane aperte e chiuse. Reti di code acicliche. Teorema di Burke. Teorema
di Jackson. Teorema di Gordon-Newell. Algoritmo della convoluzione e approccio Mean Value Analysis per la
soluzione delle reti di code di Gordon-Newell. Reti di code BCMP. Indici prestazionali in reti di code markoviane chiuse e BCMP.
(L: 5; Lab: 2)
TECNICHE NUMERICHE PER LA SOLUZIONE DI CATENE DI MARKOV: Librerie MATFUN e STATS
di MATLAB. Generazione di osservazioni di vv.aa. di Erlang k, iperesponenziale, ipoesponenziale e di Coxn.
Grafico quantile-quantile. Decomposizione agli autovalori per il calcolo del transitorio in Catene di Markov.
Metodi diretti per il calcolo delle probabilità asintotiche di stato di Catene di Markov.
(Lab: 8)
MISURE DI TRAFFICO IN RETI IP Differenze tra modello di Jackson ed astrazioni di una rete reale. Ipotesi
di indipendenza di Kleinrock. Definizione di percorso, percorso ad n salti, capacità di link e di percorso. Definizioni di banda disponibile, banda allocata o utilizzata, banda ottenibile. Capacità a livello 2 ed a livello 3.
Definizioni di Narrow link e tight link. Cenni alle problematiche di misura di throughput per connessioni TCP.
Stima di capacità di link mediante tecniche di Variable Racket Size Probing (VPS); Stima della capacità di un
percorso mediante tecniche di Packet Pair/Train Dispersion; Stima della banda disponibile su un percorso mediante Self-loading periodic streams (SLoPS) e Train of Packet Pairs.
(L: 2; Lab: 3)
M. Ajmone-Marsan, Appunti dalle lezioni del Corso “Teoria del Traffico”.
G. Bolch et. Al., Queueing Networks and Markov Chains, Wiley, 1998.
W. J. Stewart, Introduction to the numerical solutions of Markov Chains, Princeton Univ. Press, 1994.
S. Giordano, Esercizi di Reti di Telecomunicazioni, ETS, 2000.
Copia del materiale presentato a lezione fornito dal docente sul sito web del corso in formato pdf
(A.A.2006/2007)
Registrazione del contenuto completo delle lezioni mediante l’impiego di Tablet-PC ed accesso al server di elearning del corso
Prova di Laboratorio, Prova Scritta e Prova orale. Solo gli studenti che hanno superato sia la prova scritta che
la prova di laboratorio possono sostenere la prova orale. Durante il corso gli studenti possono sostenere 3 prove
scritte intermedie: se la maggioranza delle prove di valutazione svolte durante il corso produce un esito positivo, lo studente è esonerato dal sostenere la prova scritta.
80
MICROONDE (6 CFU)
Docente: Giuliano MANARA
30
20
Propedeuticità consigliate: Antenne e Propagazione.
Prerequisiti: Conoscenza delle leggi fondamentali dell’elettromagnetismo e della propagazione delle onde elettromagnetiche in strutture guidanti. Calcolo di parametri in linea di trasmissione mediante la carta di Smith.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di far acquisire agli studenti gli strumenti principali per la progettazione di alcune giunzioni a microonde, nonché illustrare i principi di funzionamento dei componenti e dei dispositivi passivi più frequentemente usati per il trattamento dei segnali con frequenza nella gamma delle microonde.
PROPAGAZIONE GUIDATA: Richiami sulle guide d’onda. Guide d’onda circolari. Potenza trasmessa. Perdite di volume e nelle pareti. Coefficiente di attenuazione di un modo. Discontinuità in guida d’onda. Eccitazione
di modi in guida d’onda. Accoppiamenti elettromagnetici tramite aperture. Altre strutture guidanti. (L: 6; E: 4)
CAVITA’ RISONANTI: Cavità rettangolari e cavità cilindriche. Fattore di merito. Ondametri ad assorbimento
ed a trasmissione. Risonatori dielettrici.
(L: 4; E: 3)
ANALISI DI CIRCUITI A MICROONDE: Impedenze, tensioni e correnti equivalenti. Matrici delle ammettenze e delle impedenze. Matrice di diffusione. Proprietà della matrice di diffusione. Autovalori ed autovettori.
Connessione di giunzioni a più bocche. Generatori a microonde: potenza progressiva, potenza disponibile, potenza utile. Teorema di composizione del ROS. Perdite d’inserzione. Matrice di trasmissione.
(L: 5; E: 4)
CRITERI DI PROGETTO DI COMPONENTI PASSIVI A MICROONDE: Giunzioni ad una bocca: terminazioni adattate, cortocircuiti variabili. Uso delle ferriti: effetto Faraday. Giunzioni a due bocche: adattatori di
impedenza, attenuatori reciproci, sfasatori fissi e variabili, isolatori ad effetto Faraday ed a risonanza. Giunzioni a tre bocche: T serie e T parallelo, circolatori. Giunzioni a quattro bocche: accoppiatori direzionali, T ibrido
e T magico, anello ibrido in microstriscia, giunzione ibrida di Riblet.
(L: 12; E: 6)
MISURE A MICROONDE: Misure di impedenza. Misure di potenza. Misure di frequenza.
(L: 3; E: 3)
Prova orale.
81
MISURE SU APPARATI DI TELECOMUNICAZIONE (6 CFU*)
33
25
Prerequisiti: Fondamenti di teoria dei circuiti e di teoria dei segnali; conoscenza dei componenti elettronici di
base (transistori, amplificatori operazionali, porte logiche, registri, contatori ecc.).
Obiettivi: Gli obiettivi formativi del Corso sono: i) illustrare la terminologia ed i principi delle misure elettriche ed elettroniche; ii) descrivere il principio di funzionamento e l’architettura dei più diffusi strumenti elettronici analogici e numerici, individuando le principali cause di errore nel loro utilizzo e le relative contromisure.
Introduzione: Definizione di misura. Campioni. Precisione, accuratezza, errore, incertezza. Effetti perturbatori
dell’inserzione. Standard primari, secondari e di lavoro. Standard di frequenza, di tensione, di resistenza. (L: 3)
strumenti elettromeccanici: Principio di funzionamento e costituzione; strumenti in DC e in AC.
(L: 4)
SISTEMI di condizionamento del segnale: Raddrizzatori. Amplificatori differenziali per strumentazione. Convertitori corrente tensione e resistenza tensione. Amplificatori logaritmici ed esponenziali. Porte di campionamento e tenuta.
(L: 2)
STRUMENTI numerici: Convertitori AD e DA. Voltmetri numerici. Convertitori AD a contatore, ad approssimazioni successive, flash, a bilanciamento continuo, a singola e doppia rampa, integratori. Multimetro digitale.
(L: 6; Lab: 4)
Oscilloscopi: Tubi a raggi catodici: struttura, pilotaggio, distorsioni, risposta in frequenza. Basi dei tempi e loro sincronizzazione. Amplificatori per oscilloscopi. Oscilloscopi numerici. Sonde. Impiego e applicazioni
dell’oscilloscopio.
(L: 4; Lab: 8)
Generatori di forme d’onda e di segnale: Caratteristiche dei generatori da laboratorio e loro applicazioni. Sintetizzatori di frequenza analogici e digitali.
(L: 4; Lab: 6)
MISURE DI FREQUENZA E DI SFASAMENTO: Frequenzimetro analogico, misure mediante contatori.
Strumenti e tecniche per effettuare misure di sfasamento.
(L: 4)
Analizzatori di spettro a scansione e in tempo reale.
(L: 4; Lab: 2)
SISTEMI AUTOMATICI DI MISURA.
(L: 2; Lab: 5)
D.Buchla, W.MCLachlan, Applied Electronic Instrumentation and Measurement, Maxwell Macmillan International Eds., New York, 1992.
C. F. Coomb, Jr., Electronic Instrument Handbook, McGraw-Hill, New York, 1995.
Materiale fornito dal Docente, reso disponibile via Internet.
Prova orale, previa iscrizione. Conferma della partecipazione all’orale mediante appello nominale prima
dell’inizio dell’esame: i candidati che non risulteranno presenti verranno depennati dalla lista. È prevista una
verifica delle conoscenze relative ai CFU di laboratorio.
82
PRESTAZIONI DI RETI MULTIMEDIALI (6 CFU)
30
20
Propedeuticità consigliate: Telematica, Ingegneria del Teletraffico.
Prerequisiti: Architettura delle reti a commutazione di pacchetto, elementi di ingegneria del teletraffico.
Obiettivi: il modulo fornisce i concetti elementari necessari per affrontare le problematiche relative alla valutazione delle prestazioni delle moderne reti a commutazione di pacchetto, con particolare riguardo ai meccanismi di inoltro affidabile dell’informazione e alle architetture legate alla gestione di flussi multimediali con garanzie di qualità del servizio. Saranno analizzati sia tradizionali approcci di carattere probabilistico (in relazione all’analisi di eventi rari e alla modellizzazione di funzioni e protocolli di rete) che metodologie basate
sull’analisi di worst-case, alla base del dimensionamento di reti IntServ e DiffServ.
MODELLI DI TRAFFICO A LIVELLO DI CELLA E DI BURST: Modello di Anick-Mitra-Sondhi, processi
MMPP (Markov Modulated Poisson Process). Modelli per flussi di traffico multimediale. Cenni sulle proprietà
di lunga memoria dei traffici multimediali. Concetto di Effective Bandwidth.
(L: 7; E: 5)
FUNZIONI DI CONTROLLO DEL TRAFFICO: Sistemi ad Accesso Multiplo (slotted Aloha, CSMA/CD).
Flow e Congestion Control; analisi di meccanismi di ARQ a finestra; modelli semplificati di una rete con sorgenti TCP e meccanismi di AQM
(L: 9; E: 6)
NETWORK CALCULUS: Concetti generali: curve di arrivo e di servizio, bound relativi a backlog e delay.
Caratterizzazione degli elementi di rete: scheduler, shaper e packetizer. Applicazioni a Internet: architetture
IntServ e DiffServ.
(L: 7; E: 5)
ANALISI DI EVENTI RARI: Cenni sulla Teoria delle Grandi Deviazioni e sue applicazioni allo studio di sistemi a coda. Tecniche efficienti per la simulazione di Eventi Rari: Importance Sampling e RESTART.
(L: 7; E: 4)
Ingemar Kay, Stochastic modelling in Communication Systems, SIAM, 2002.
Jean-Yves Le Boudec, Patrick Thiran, Network Calculus, Springer Verlag LNCS 2050, 2001.
Mischa Schwartz, Broadband Integrated Networks, Prentice Hall, 1996.
83
PROGETTO E SIMULAZIONE DI RETI DI TELECOMUNICAZIONI (6 CFU*)
Docente: Rosario G. GARROPPO
33
24
Prerequisiti: Conoscenze dei concetti base delle reti a commutazione di pacchetto e dei protocolli TCP e IP.
Obiettivi: Gli obiettivi del corso sono di mostrare sperimentalmente problematiche e soluzioni relative
all’instradamento del traffico in una rete a commutazione di pacchetto, e di descrivere le architetture dei nuovi
servizi multimediali sviluppati per le reti IP. Inoltre il corso, mediante l’uso di strumenti di misura e di simulazione (CAMAD), si prefigge l’obiettivo di trasferire agli allievi la sensibilità necessaria per il dimensionamento, la progettazione, la gestione e il controllo delle reti a commutazione di pacchetto.
MISURE SU RETI A COMMUTAZIONE DI PACCHETTO: Richiami sulla pila protocollare TCP/IP, Strumenti per la valutazione sperimentale delle prestazioni di reti IP: Netperf e analizzatori di protocollo, Tecniche
per l’individuazione di malfunzionamenti delle reti, Funzionamento delle applicazioni Ping e Traceroute.(L: 2;
Lab: 2)
INSTRADAMENTO IN RETI IP: Dispositivi per internetworking, Tecniche di instradamento, Routing statico,
dinamico, distribuito e gerarchico, Algoritmi Link State e Distance Vector, Classi di indirizzi in reti IP, Subnetting, Domini di routing, Caratteristiche dei router multiprotocollo, Configurazione base dei router, Progetto
di un piano di indirizzi in una rete IP, Configurazioni di routing statico, Protocolli di routing RIP e OSPF e loro
caratteristiche operative, Configurazione di una rete di router basata sui protocolli RIP e OSPF, Analisi sperimentale del funzionamento dei protocolli RIP e OSPF, Analisi dei Link State Database OSPF.
(L: 9; Lab: 4)
ARCHITETTURE PER SERVIZI MULTIMEDIALI SU IP: Introduzione ai servizi MoIP (Multimedia over
IP), Standard per servizi MoIP, Funzionalità delle entità dell’architettura H.323, Segnalazione H.323, Architettura e segnalazione SIP, Trasporto delle informazioni audio-video su reti IP: i protocolli RTP e RTCP, Problematiche di qualità del servizio nelle architetture MoIP, Prove sperimentali con apparati H.323 e SIP.
(L: 11; Lab: 6)
CONCETTI BASE DI SIMULAZIONE: Simulazione ad eventi discreti: concetti base, Generatori di numeri
casuali, Tecniche per la generazione di osservazioni di distribuzioni note ed empiriche, Analisi dei risultati di
una simulazione: Intervalli di confidenza e problema dei transitori.
(L: 4)
STRUMENTI DI SIMULAZIONE: Descrizione del CAMAD NS2, Organizzazione di uno script per NS2, Esecuzione della simulazione e della sua visualizzazione con NAM, Descrizione degli oggetti Nodo, Link, Agent, Application e Eventi del simulatore NS2, Costruzione di un modello di simulazione, Impostazioni ottime
dei parametri di simulazione e interpretazioni corrette dei risultati di simulazione, Acquisizione di dati numerici su NS2: monitoraggio delle code di trasmissione e creazione dei file Trace, Valutazione delle prestazioni di
un sistema a coda M/D/1/K: verifica sperimentale degli effetti dei transitori e stima degli intervalli di confidenza dei parametri prestazionali.
(L: 4; Lab: 6)
PROTOCOLLO TCP: Agenti TCP nel simulatore NS2, Studio degli algoritmi base del protocollo TCP, Problematiche relative al prodotto Banda-Ritardo, Analisi funzionale degli algoritmi TCP Tahoe e TCP Reno,
Confronto delle prestazioni di diverse implementazioni del TCP (Old Tahoe, Tahoe, Reno, New Reno, con
SACK etc.) in differenti condizioni di lavoro.
(L: 3; Lab: 6)
Mario Baldi, Pietro Nicoletti, Internetworking – Seconda Edizione, Ed. McGraw-Hill, 2004
J. Banks, J.S. Carson, B.L. Nelson, Discrete-Event System Simulation, Ed. Prentice Hall,1996
J. Davidson, J. Peters, Fondamenti di Voice over IP, Ed. McGraw-Hill, 2000
R. G. Garroppo, Appunti di Progetto e Simulazione di reti di Telecomunicazioni: Network Simulator vers. 2 e
sue Applicazioni, SEU, Pisa, 2005. Materiale fornito dal docente.
Prova orale e sperimentale con simulatore NS2 e analizzatore di protocollo.
84
PROGETTO E SIMULAZIONE DI SISTEMI A MICROONDE (6 CFU*)
33
24
Propedeuticità consigliate: Campi Elettromagnetici.
Prerequisiti: Conoscenze delle tecniche di analisi e di calcolo del campo elettromagnetico acquisite nel corso
di Campi Elettromagnetici.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di introdurre gli allievi ad alcune metodologie di progetto assistito dal calcolatore di sistemi a microonde. Vengono dapprima descritti i metodi numerici più frequentemente utilizzati nella
realizzazione di programmi commerciali per l’analisi e la sintesi di sistemi a microonde. Infine, gli allievi sono
chiamati a finalizzare alcuni strumenti software del tipo suddetto al progetto di dispositivi comunemente impiegati nella sezione a radiofrequenza di sistemi per telecomunicazioni.
Ulteriori attività di apprendimento: Attività di progettazione presso il centro di calcolo mediante CAD
commerciali, verifica sperimentale del progetto tramite misure in laboratorio di alcuni prototipi di antenne e
circuiti a microonde.
INTRODUZIONE ALLA PROGETTAZIONE ASSISTITA DAL CALCOLATORE. Preprocessing e postprocessing. Analisi full-wave.
(L:2)
METODI DI SIMULAZIONE ELETTROMAGNETICA. Il Metodo dei Momenti. Il Metodo degli Elementi
Finiti (FEM). Analisi modale (Mode Matching). Il metodo delle differenze finite nel dominio del tempo (Finite
Difference Time Domain, FDTD). Metodi a raggi: ottica geometrica, teoria geometrica della diffrazione. Ottica
fisica. Teoria fisica della diffrazione. Metodi numerici ibridi.
(L:20)
PROGETTO DI CIRCUITI A MICROONDE. Discontinuità in guida d’onda e in circuiti a microstriscia. Reti
di adattamento. Giunzioni a microonde di uso più comune. Cavità risonanti. Filtri a microonde. (L:5, Lab:12)
SISTEMI RADIANTI. Progetto di alcuni tipi specifici di antenne (filari, a microstriscia, a riflettore). Adattamento di antenne. Valutazione delle prestazioni di una antenna nell’ambiente operativo. Stima della copertura
radio in ambienti complessi.
(L:4, Lab:12)
SINTESI ED OTTIMIZZAZIONE. Ottimizzazione multiparametrica. Metodi classici. Metodi evoluzionari basati su algoritmi genetici.
(L:2)
Esecuzione di un progetto di un componente o di un dispositivo a microonde concordato con il docente. Prova
orale basata sulla parte teorica del corso e sulla presentazione del progetto finale dello studente.
85
PROGETTO E SIMULAZIONE DI SISTEMI DI TELERILEVAMENTO (6 CFU*)
33
24
Prerequisiti: Segnali e Sistemi.
Obiettivi: L’insegnamento si propone di illustrare il principio di funzionamento ed i criteri di progetto di sistemi per il telerilevamento. Vengono introdotte le tecniche per simulare tali sistemi e presentati gli algoritmi
per l’elaborazione dei dati. Un nucleo di 2 CFU e’ dedicato ad attività di laboratorio.
Ulteriori attività di apprendimento: sono previste attività di laboratorio che prevedono l’impiego del calcolatore per 1) la simulazione di sistemi per telerilevamento, 2) l’analisi di dati telerilevati. Gli algoritmi, implementati dagli allievi in linguaggio MATLAB, verranno utilizzati per elaborare dati reali acquisiti da sensori
multispettrali ed iperspettri.
INTRODUZIONE: Classificazione dei sistemi di telerilevamento. Sistemi di telerilevamento attivi e passivi:
sistemi a microonde ed elettro-ottici. Principali applicazioni.
(L: 2)
RICHIAMI DI RADIOMETRIA: Cenno alla principali grandezze radiometriche: Energia radiante, flusso radiante, irradianza e radianza. Flusso di fotoni. Radiatori ideali: la teoria del corpo nero: legge di Planck, legge
di Stefan-Boltzmann e di Wien. Radiatori ideali: il corpo grigio, l’emissività. Proprietà ottiche della materia:
riflettanza, emittanza e trasmittanza, legge di Kirchhoff. Propagazione dell’energia e.m. in un mezzo: legge di
Lambert-Bouguer, estinzione, diffusione ed assorbimento. Il sole come sorgente di radiazione e.m. Esercitazione: introduzione a MATLAB. Esempi di calcolo radiometrico.
(L: 3; E: 3)
MODELLI PER LA RADIAZIONE E.M. RICEVUTA DAL SENSORE: principali finestre spettrali utilizzate
per il telerilevamento. La firma spettrale. Modello per la radiazione al sensore per le bande VIS, NIR, SWIR e
TIR. Codici LOWTRAN e MODTRAN per la simulazione della radiazione al sensore.
(L: 7; E: 3)
ELABORAZIONE DEI DATI: Tecniche per la visualizzazione delle immagini multispettrali: RGB, CIR, a
falsi colori. Analisi statistica dei dati. Vettori di v.a.: il modello gaussiano. Analisi preliminare dei dati mediante lo scatterogramma. Studio ed implementazione su calcolatore degli algoritmi di cui sopra.
(L: 5; E: 3)
RIVELAZIONE IN DATI TELERILEVATI: Il problema della rivelazione in dati multidimensionali. Il caso
dei dati iperspettrali: rivelazione di anomalie e rivelazione di oggetti aventi una firma spettrale nota . Il caso di
sequenze di immagini: rivelazione di bersagli in movimento.
(L:6; E:6)
CLASSIFICAZIONE: Schema di principio di un sistema di classificazione. Estrazione di attributi (feature extraction): selezione di bande ed analisi delle componenti principali (PCA). Il fenomeno di Hughes nei dati iperspettrali. Classificazione senza supervisione (clustering): l’algoritmo k-means. Classificazione con supervisione: criteri MAP, MV ed a minima distanza. Creazione di mappe tematiche a partire da dati telerilevati.
Thematic Mapper (TM) ed AVIRIS.
(L: 10; E: 9)
R. A. Schowengerdt, Remote Sensing: models and methods for image processing, II Ed., Academic Press,
1997.
J. A. Richards, X. Jia, Remote Sensing Digital Image analysis: An introduction, III Edition, Springer, 1999.
R. G. Driggers, P. Cox, T. Edwards, Introduction to Infra-Red and Electro-Optical Systems, Artech-House,
1998.
Prova pratica seguita da una prova orale.
La prova pratica ha lo scopo di verificare le capacità acquisite dallo studente nell’attività di laboratorio.
86
PROGETTO E SIMULAZIONE DI SISTEMI DI TRASMISSIONE (6 CFU*)
22
33
Prerequisiti: Conoscenza dei sistemi di trasmissione e delle principali tecniche di modulazione/accesso. Fondamenti di propagazione radio e su cavo. Conoscenza di componenti, apparati elettronici e strumentazione di
misura per telecomunicazioni. Fondamenti di programmazione.
Obiettivi: L’insegnamento illustra i criteri di progetto di un sistema di trasmissione, sia via radio che su fibra
ottica, e descrive le tecniche più utilizzate per la valutazione delle sue prestazioni, con particolare riferimento
alle tecniche basate sulla simulazione numerica. Vengono inoltre proposti alcuni esempi significativi di dimensionamento di un sistema di trasmissione. Un nucleo di 2 CFU fra quelli assegnati all’insegnamento è dedicato
ad attività di laboratorio. In particolare, sono previste esercitazioni di laboratorio su segnali e sistemi di trasmissione, ed anche esercitazioni al calcolatore con l’uso di programmi specifici per il progetto, la simulazione
e lo studio di sistemi di trasmissione.
PROGETTO DI UN SISTEMA DI TRASMISSIONE: Criteri e parametri per la valutazione delle prestazioni
di un sistema di trasmissione: banda, efficienza spettrale, rapporto segnale rumore, efficienza energetica, probabilità di errore, sensibilità. Limite di Shannon. Distanza di tratta. Modelli di radio propagazione in ambiente
urbano. Link budget di un radio collegamento. Attenuazione in un collegamento su cavo coassiale ed in fibra
ottica. Calcolo di link budget per collegamenti satellitari utilizzando Excel e MATLAB. Cavi coassiali: caratteristiche e prestazioni. Calcolo del rapporto segnale rumore e della BER per un ricevitore a più stadi. Progetto di
un collegamento satellitare. Calcolo della copertura di un sistema cellulare. Codici per correzione di errore.
Fuori servizio e relativa probabilità. Dimensionamento ed analisi di collegamenti di tipo radiomobile e satellitare utilizzando MATLAB. Misure su segnali modulati effettuate tramite il software LabView. Dimensionamento di un collegamento in fibra ottica. Calcolo di un link budget ottico utilizzando Excel.
(L: 11; E: 16)
SIMULAZIONE DI UN SISTEMA DI TRASMISSIONE Rappresentazione di segnali modulati tramite inviluppi complessi. Schema a blocchi funzionale di un sistema di trasmissione numerico. Modellizzazione di un
canale di propagazione tramite equivalenti in banda base: canale AWGN, canale con errori di frequenza e fase,
canale con amplificatore lineare, fading piatto lognormale, fading piatto di Rayleigh, canale dispersivo nel
tempo (selettivo in frequenza). Modello semistazionario per un canale tempo variante. Algoritmi per la simulazione di variabili aleatorie (uniformi, Gaussiane, discrete). Registri LFSR per la generazione di sequenze binarie pseudo-casuali. Calibrazione di un generatore di rumore Gaussiano in una simulazione. Implementazione
numerica dei filtri di sagomatura degli impulsi. Perdite per implementazione. Procedura automatica di riallineamento: falso allarme e mancato riconoscimento. Simulazione di un errore di campionamento. Stima della probabilità di errore tramite il metodo Monte Carlo. Media, varianza e intervalli di fiducia per la stima della probabilità di errore. Accuratezza nella misura della probabilità di errore in un sistema numerico con il metodo
Monte Carlo. Struttura di un programma di simulazione di un sistema numerico e criteri di arresto di una simulazione. Stima della probabilità di errore con il metodo Importance Sampling. Stima della probabilità di errore
con i metodi Semianalitico e Tail Extrapolation. Programmi di simulazione di un sistema numerico. Simulazione di un sistema CDMA. Simulatori di sistemi numerici sviluppati in ambiente LabView.
(L: 11; E: 17)
F. Giannetti, Appunti di Progetto e Simulazione di Sistemi di Trasmissione, (dispensa fornita dal docente).
E. Amodei, A. D’Andrea, F. Giannetti, Guida alle Esercitazioni Sperimentali di Comunicazioni Elettriche, Edizioni ETS, Pisa, 1996.
Leon W. Couch II, Digital and Analog Communication Systems, 6th edition,. Prentice Hall, New Jersey, 2001.
Materiale fornito dal docente su CD. Materiale fornito via Internet: www.iet.unipi.it/~filippo
Prova pratica di laboratorio seguita da una prova orale.
87
SICUREZZA NELLE RETI (6 CFU)
30
20
Propedeuticità consigliate: Telematica.
Prerequisiti: conoscenza dell’architettura e dei protocolli delle reti a commutazione di pacchetto.
Obiettivi: Il corso si propone di presentare gli aspetti di base relativi agli algoritmi di crittografia e alle problematiche della sicurezza nelle reti. Più precisamente, verranno affrontati i temi della riservatezza, integrità,
autenticazione e distribuzione delle chiavi, illustrando le diverse soluzioni proposte. Saranno inoltre descritte le
principali tipologie di attacco da parte di utenti non autorizzati e i possibili approcci per prevenire o quantomeno rilevare tali attacchi.
CONCETTI GENERALI: Cenni su servizi e meccanismi di sicurezza; attacchi alla sicurezza
(L: 1; E: 1)
BASI MATEMATICHE: Aritmetica Modulare, Aritmetica Polinomiale; Generazione di Numeri Random;
Numeri Primi e relativi teoremi; Logaritmi Discreti
(L: 4; E: 4)
CIFRATURA SIMMETRICA: Cenni sulle tecniche classiche di crittografia; Algoritmo DES e relative varianti; standard AES; algoritmi della famiglia RC; problematiche di riservatezza dei dati e di distribuzione delle
chiavi
(L: 7; E: 5)
CRITTOGRAFIA A CHIAVE PUBBLICA: algoritmo RSA e problematiche di riservatezza; crittografia basata
sulle curve ellittiche; gestione delle chiavi pubbliche e private
(L: 4; E: 2)
FUNZIONI HASH: autenticazione dei messaggi e funzioni hash; MD5; HMAC; firma digitale
(L: 4; E: 2)
APPLICAZIONI PER LA SICUREZZA DELLA RETE: cenni sulla sicurezza nel Web (SSL, TLS e SET) e a
livello IP (IPSec); problematiche di sicurezza in reti wireless IEEE 802.11
(L: 6; E: 3)
SICUREZZA A LIVELLO DI SISTEMA: tecniche di intrusione e di rilevazione delle intrusioni; sicurezza nei
sistemi operativi; virus e relative contromisure; firewall: principi progettuali, architettura e configurazione
(L: 4; E: 3)
William Stallings, Crittografia e Sicurezza delle Reti, McGraw-Hill, 2003.
88
SISTEMI DI RADIOCOMUNICAZIONE (6 CFU)
Docente: Ruggero REGGIANNINI
35
15
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di presentare allo studente una panoramica delle principali tecniche di radiocomunicazione basate sull’impiego di un satellite, di evidenziarne gli aspetti più rilevanti e quelli maggiormente
critici dal punto di vista progettuale, e di fornire infine i criteri di base per il loro dimensionamento. Vengono
inoltre illustrate le tecniche di accesso multiplo a divisione di frequenza, di tempo e di codice e le principali
applicazioni delle reti satellitari ai servizi (radionavigazione, diffusione di segnali TV, accesso alle reti globali
fonia/dati). Si forniscono infine alcune nozioni complementari sulle modulazioni comunemente impiegate nelle
applicazioni suddette.
Ulteriori attività di apprendimento: Sono previsti seminari di approfondimento di argomenti specifici
dell’insegnamento. Numero massimo di ore: 4.
INTRODUZIONE AI SISTEMI DI COMUNICAZIONE VIA SATELLITE: Definizioni e concetti base relativi alla dinamica del satellite. Struttura della stazione di terra e del satellite. Caratteristiche dei componenti comunemente impiegati. Equazioni di collegamento. Effetto dell’interferenza e della pioggia. Progetto di un collegamento via satellite.
(L: 12; E: 6)
COMPLEMENTI SULLE TECNICHE DI MODULAZIONE: Modulazioni per sistemi di comunicazione via
satellite. Modulazioni di fase e di frequenza. Modulazioni con offset. Modulazioni a fase continua (in particolare MSK). Analisi dell’effetto del canale non lineare sul segnale trasmesso.
(L: 4)
tecniche di accesso multiplo: Accesso multiplo a divisione di frequenza (FDMA). Calcolo del rapporto portante-intermodulazione. Accesso multiplo a divisione di tempo (TDMA). Struttura della trama e del burst TDMA.
Acquisizione e sincronizzazione della trama. Interfaccia con la rete terrestre. Tecniche di espansione spettrale e
di recupero del segnale. Accesso multiplo a divisione di codice (CDMA) di tipo sincrono e asincrono.(L: 12;
E: 7)
PROPAGAZIONE TERRESTRE E RETI SATELLITARI ORIENTATE AI SERViZI: Ponti radio terrestri.
Propagazione elettromagnetica nell’atmosfera. Modelli del canale a cammini multipli. Fading piatto e selettivo
e tecniche idonee a ridurne gli effetti. Radiodiffusione di segnali audio e televisivi da satellite. Reti satellitari
per la radiolocalizzazione.
(L: 7; E: 2)
R. Reggiannini, Appunti di Sistemi di Radiocomunicazione, SEU, Pisa, 1996.
G. Maral, M. Bousquet, Satellite Communications Systems: Systems, Techniques and Technologies, IV ed.,
Wiley, 2002.
Prova orale.
89
SISTEMI OPERATIVI (6 CFU)
Docente: Giuseppe ANASTASI
Numero totale di ore di esercitazione (E)
35
20
Prerequisiti: Capacità di programmare con il linguaggio C/C++. Conoscenza dell’architettura di un calcolatore. Propedeuticità di Informatica e Calcolatori.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di illustrare l’organizzazione interna di un sistema operativo multiprogrammato, e di presentare i concetti di base e le tecniche per la programmazione concorrente e distribuita.
Alla fine del corso lo studente sarà in grado di sviluppare applicazioni concorrenti e/o distribuite.
ORGANIZZAZIONE DEI SISTEMI OPERATIVI. Concetti introduttivi. Gestione dei processi. Gestione della
memoria principale. Gestione dei dispositivi di ingresso/uscita. Sistema per la gestione dei file. Sistema di networking. Interprete dei comandi. Sistemi distribuiti. Esemplificazioni con Windows e UNIX. (L: 24, E: 3).
SICUREZZA. Sicurezza di sistema e sicurezza di rete. Controllo degli accessi. Intrusioni e Virus. Auditing.
Crittografia a chiave segreta e a chiave pubblica. Segretezza delle comunicazioni. Autenticazione. Integrità.
Firme digitali. Distribuzione delle chiavi e certificazioni. Applicazioni sicure (PGP). Firewall. (L: 8, E: 2).
PROGRAMMAZIONE CONCORRENTE E DISTRIBUITA. Applicazioni concorrenti. Thread Posix. Applicazioni distribuite. Modello client-server e peer-to-peer. Interfaccia socket. Sviluppo di applicazioni concorrenti e/o distribuite. (L: 3, E: 15).
A. Silberschatz, P. Galvin, “Sistemi Operativi, VII Edizione”, Pearson Education Italia
Appunti forniti dal docente
Prova orale + realizzazione di un progetto. La discussione del progetto avviene preliminarmente alla prova
orale. Quest’ultima ha luogo solo se il progetto ha ottenuto una valutazione almeno sufficiente.
90
TECNICA RADAR I (6 CFU)
Docente: Enzo DALLE MESE
35
15
Prerequisiti: Campi Elettromagnetici, Comunicazioni Elettriche, Segnali e Sistemi.
Obiettivi: Il corso tratta argomenti relativi ai sistemi per l’osservazione e la misura a distanza. Il corso si propone di fornire agli studenti le nozioni teoriche di base per comprendere il funzionamento di tali apparati.
INTRODUZIONE: Breve storia del radar. Equazione semplificata del radar. Classificazione e nomenclatura
essenziale. Rumore termico e clutter. Caratteristiche e prestazioni di alcuni apparati radar.
(L: 5; E: 3)
RIVELAZIONE DI ECHI RADAR: Il filtro adattato. Il problema della decisione binaria. La rivelazione di echi radar. Il rivelatore radar. La rivelazione digitale.
(L: 9; E: 5)
SCHEMA A BLOCCHI DI UN SISTEMA RADAR: Il radar incoerente: trasmettitore, antenna, ricevitore, presentazione. Il radar coerente: recupero dell’informazione di fase, trasmettitore, ricevitore, ricevitore a doppio
canale, applicazioni.
(L: 10; E: 2)
RADAR A COMPRESSIONE DI IMPULSO: Principi della compressione di impulso. Compressione analogica. Compressione digitale. Schema del ricevitore.
(L: 5; E: 5)
RADAR AD APERTURA SINTETICA (L: SAR): La geometria dei sistemi SAR. Il principio del SAR. SAR
non focalizzato. SAR focalizzato.
(L: 6)
E. Dalle Mese, Appunti al corso di Teoria e Tecnica Radar: parte 1, Servizio Editoriale Università di Pisa.
F. Berizzi, Radar a compressione di impulso, Servizio Editoriale Università di Pisa.
G. Galati ed altri, Elementi di Sistemi Radar, Casa Editrice Aracne, Roma.
È in fase di preparazione un CD-ROM multimediale che verrà posto in vendita al più presto.
Prova orale.
91
TECNICA RADAR II (6 CFU)
Docente: Enzo DALLE MESE
30
20
Propedeuticità consigliate: Sistemi di telerilevamento.
Prerequisiti: Telerilevamento, Campi Elettromagnetici, Comunicazioni Elettriche, Teoria dei Segnali.
Obiettivi: Il corso tratta argomenti relativi ai sistemi radar per applicazioni civili e militari. Il corso si propone
di fornire agli studenti le nozioni teoriche di base per comprendere il funzionamento dei principali sistemi radar usati per la sorveglianza e la difesa e in fase di studio per applicazioni future. Lo studente dovrà conseguire
gli strumenti per la progettazione di massima e l’analisi delle prestazioni di tali sistemi.
L’EQUAZIONE DEL RADAR GENERALIZZATA: Generalizzazione dell’equazione semplificata. Densità
spettrale di potenza del rumore. Perdite nei sistemi radar. Dimensionamento di massima di un sistema radar.
(L: 2; E: 6)
IL CLUTTER: Definizione del clutter. Caratterizzazione del clutter (L: tempo e frequenza). Degrado delle prestazioni radar in presenza di clutter. Rivelazione in presenza di clutter. La tecnica MTI. La tecnica MTD. La
tecnica CFAR.
(L: 8; E: 6)
IL RADAR AD ONDA CONTINUA: Principio di funzionamento. Schema a blocchi. Problemi di funzionamento. Il radar ad onda continua modulato in frequenza (L: FM-CW).
(L: 4; E: 4)
IL RADAR DI TRACKING: Principio di funzionamento di un radar di tracking. La scelta del sistema di coordinate e il modello dinamico del sistema. Tracking angolare. Tracking in distanza. La tecnica TWS (TrackWhile-Scan)
(L: 5)
RADAR DI IMMAGINE: Principio di funzionamento e geometria. Modello del segnale ricevuto. Funzione di
riflettività. Tecnica di ricostruzione dell’immagine. Focalizzazione dell’immagine. Schema a blocchi di un radar di immagine.
(L: 11; E: 4)
E. Dalle Mese, Appunti al corso di Teoria e Tecnica Radar: parte 1, Servizio Editoriale Università di Pisa.
G. Galati ed altri, Elementi di Sistemi Radar, Casa Editrice Aracne, Roma
È in fase di preparazione un CD-ROM multimediale che verrà posto in vendita al più presto.
Prova orale.
92
TELEMATICA (6 CFU)
30
20
Propedeuticità consigliate: Reti di Telecomunicazioni.
Prerequisiti: Architettura delle reti a commutazione di pacchetto (incluso il livello di rete e il protocollo IP).
Obiettivi: Il modulo fornisce i concetti elementari necessari a comprendere l’architettura, gli elementi componenti ed i servizi delle moderne reti a commutazione di pacchetto, con particolare riguardo ai protocolli di trasporto, alle architetture per la garanzia della Qualità di Servizio e alle nuove architetture peer-to-peer.
IPV6: Datagramma IPv6, indirizzamento IPv6, migrazione da IPv4 a Ipv6, ICMPv6, MIPv4 e MIPv6.
(L: 7; E: 6)
MULTICAST: Indirizzi multicast, instradamento multicast, protocollo IGMP.
(L: 2; E: 2)
PROTOCOLLI DI TRASPORTO: UDP: concetto di porta e formato del segmento. TCP: funzionalità del protocollo e formato del datagramma, macchina a stati finiti del TCP, algoritmi di flow control e congestion
control, opzioni del TCP. Protocolli di trasporto per sistemi distribuiti (RPC, SunRPC e DCE).
(L: 9; E: 4)
ARCHITETTURE PER LA GARANZIA DELLA QUALITA’ DEL SERVIZIO IN RETI IP. Classificazione
delle applicazioni e loro requisiti. Politiche di gestione delle code: code con priorità, scheduler, RED, RIO. Architettura IntServ: classi di servizio, descrizione del traffico e funzioni di policing (Leaky Bucket), protocollo
RSVP, limiti di scalabilità. DiffServ: concetto di Per-hop behavior e sua implementazione.
(L: 6; E: 4)
PRESENTAZIONE DEI DATI: Procedure di marshalling e unmarshalling: formati di rappresentazione dei dati, strategie di conversione, standard. Cenni sulle tecniche di compressione.
(L: 2; E: 1)
NETWORK SECURITY: Principali primitive crittografiche: algoritmi a chiave segreta e a chiave pubblica,
funzioni hash. Servizi di sicurezza: segretezza, autenticazione, integrità, distribuzione delle chiavi pubbliche.
(L: 2; E: 1)
ARCHITETTURA GRID: modello architetturale e principali applicazioni. Reti peer-to-peer.
(L: 2; E: 2)
Larry Peterson, Bruce Davie, Reti di Calcolatori, Apogeo, 2004.
James Kurose, Keith Ross, Internet e reti di calcolatori, McGraw-Hill, 2003.
93
TEORIA DELLA DECISIONE E DELLA STIMA (12 CFU*)
Docente: Lucio VERRAZZANI
55
28
24
Prerequisiti: Conoscenze sull’analisi dei segnali acquisite nei corsi di “Segnali e Sistemi” e di “Teoria dei Fenomeni Aleatori”.
Obiettivi: Il corso ha lo scopo di approfondire lo studio dei segnali aleatori e di fornire le basi teoriche su fondamentali argomenti della teoria delle comunicazioni e della elaborazione dei segnali (Digital Signal
Processing) quali: la stima di parametri di un segnale in presenza di rumore, la ricostruzione del messaggio originale contenuto in dati corrotti da rumore (filtraggio lineare ottimo in media quadratica), la stima dello spettro di potenza, la modellistica dei processi casuali, i fondamenti della decisione statistica.
RAPPRESENTAZIONE DEI SEGNALI IN FORMA DISCRETA - Spazio dei segnali determinati ad energia
finita. Basi di sviluppo. Procedimento di ortonormalizzazione di Gram-Schmidt. Teorema delle proiezioni.
Rappresentazione discreta di processi casuali. Teorema di Karhunen-Loeve. Applicazione ai processi gaussiani
e bianchi. Dimensione dello spazio dei segnali.
(L: 7; E: 2)
MODELLI DI PROCESSI CASUALI - Modelli discreti autoregressivi (AR), a media mobile (MA) e ibridi
(ARMA). Algoritmo di Levinson-Durbin.
(L: 4; E: 3; Lab: 5)
ELEMENTI DI TEORIA DELLA STIMA - Proprietà degli stimatori: correttezza, consistenza, efficienza. Stima di parametri costanti: criterio della massima verosimiglianza. Stima di parametri aleatori secondo Bayes:
criterio del minimo errore quadratico medio (MMSE) e della massima densità di probabilità a posteriori
(MAP). Limite di Cramer-Rao. Stima dei parametri di un segnale nel caso di modulazione lineare e non lineare.
(L: 15; E: 8)
STIMA LINEARE OTTIMA IN MEDIA QUADRATICA - Principio di ortogonalità: equazioni di YuleWalker Ortonormalizzazione dei dati (processo dell’innovazione). Filtraggio, predizione pura, filtraggio e predizione. Il filtro di Kalman scalare e vettoriale. Il filtro di Wiener non causale e causale. (L: 9; E: 6; Lab: 5)
STIMA SPETTRALE - Metodo diretto (periodogramma) e indiretto (correlogramma). Metodi non parametrici
(di Bartlett, di Welch, di Blackman-Tukey). Metodi parametrici basati sui modelli AR. (L: 10; E: 3; Lab: 8)
ELEMENTI DI TEORIA DELLA DECISIONE - Modello di decisione statistica. Criterio di Bayes nel caso
binario. Criterio MAP in presenza di rumore additivo, gaussiano e bianco. Criterio di Neyman-Pearson. Filtro
adattato per la rivelazione di segnali di forma nota. Concetto di statistica sufficiente: teorema della irrilevanza.
Decisione in presenza di rumore colorato: teorema della reversibilità. Ipotesi composte: test UMP, GLRT e di
Bayes.
(L: 10; E: 6; Lab: 6)
L. Verrazzani, La teoria della decisione e della stima nelle applicazioni di telecomunicazione, Edizioni ETS,
Pisa 1996.
F. Gini, Esercizi di teoria dei segnali II, Edizioni ETS, Pisa, 1996
Prova scritta e prova orale; durante il corso vengono effettuate due prove di valutazione che, se positive, esonerano dalla prova scritta finale; la prova scritta è valida per una sessione.
94
TRASMISSIONE NUMERICA (12 CFU*)
Docenti: Marco LUISE – Michele MORELLI
Numero totale ore di laboratorio (Lab):
55
28
24
Prerequisiti: Conoscenze elementari di probabilità, segnali, sistemi e nozioni fondamentali di comunicazioni
analogiche e di codifica dell’informazione.
Obiettivi: L’obiettivo generale è la conoscenza dei metodi di trasmissione dell’informazione per via digitale.
Ciò richiede la comprensione delle le principali tecniche di segnalazione a banda stretta e banda larga e di codifica di canale, nonché la modellistica e la conoscenza delle distorsioni subite dal segnale durante la trasmissione, e dei metodi di rivelazione che tengano conto di queste distorsioni.
TRASMISSIONE A BANDA STRETTA SU CANALE GAUSSIANO: Modulazioni lineari. Demodulazione
coerente. Rivelazione a massima verosimiglianza. Condizione di Nyquist. Probabilità di errore. Bound di unione sulla probabilità di errore. Rivelazione differenziale.
(L: 10; E: 6)
TRASMISSIONE SU CANALE WIRELESS: Propagazione con cammini multipli. Fading selettivo e fading
piatto. Probabilità di errore con fading piatto. Ricezione in diversità. Trasmissione in diversità con il metodo di
Alamouti. Modello di canale selettivo a linea di ritardo.
(L: 7; E: 3)
TRASMISSIONE A BANDA STRETTA SU CANALI SELETTIVI: Equalizzatori lineari a spaziatura intera
di tipo “zero” forcing” e ad errore quadratico medio minimo. Algoritmo “least mean square”. Equalizzatori a
spaziatura frazionata. Equalizzatori a reazione.
(L: 8; E: 5)
CODIFICA DI CANALE: Generalità sulla codifica di canale - Codici convoluzionali. Diagramma di stato e a
traliccio. Distanza libera. Decodifica hard e soft con algoritmo di Viterbi. Probabilità di errore. Cenno alle modulazioni codificate a traliccio. Codici concatenati e rivelazione iterativa (turbo). Codci LDPC e algoritmo di
decodifica a scambio di messaggi.
(L: 13; E: 6)
TRASMISSIONE A SPETTRO ESPANSO
Espansione a sequenza diretta o a salto di frequenza – Fattore di spreading – Codici di spreading a massima
lunghezza e di Gold – Ricezione del segnale a spettro espanso sul canale Gaussiano – Interferenza a banda
stretta – Ricezione su canale multipath con ricevitore a rastrello (rake) – Accesso multiplo a divisione di codice
(CDMA) – L’interferenza da accesso multiplo – Confronto con TDM ed FDM
(L: 9; E: 4)
TRASMISSIONE MULTIPORTANTE: Modulazione multiportante per canali selettivi – Condizione di ortogonalità tra le sottoportanti – La OFDM – Densità spettrale di potenza del segnale– Ricevitore OFDM – Implementazione efficiente di un modem OFDM – Portanti virtuali –Intervallo di guardia e prefisso ciclico con
esempi – Equalizzazione per segnali OFDM in ambito frequenziale – Stima del canale con portanti pilota
(L: 8; E: 4)
U.Mengali - M.Morelli, Trasmissione Numerica, McGraw-Hill Companies, Milano, 2001.
S. Haykin, Communication Systems, Wiley, 5th Edition
Materiale fornito dai docenti disponibile via Internet al sito http://www.iet.unipi.it/~luise
Prova scritta e prova orale. – Ammissione alla prova orale con votazione minima di 16/30 - Nessun vincolo su
salto di appelli in caso di esito negativo
Modalità di iscrizione all’esame (prova orale): on-line tramite il sistema Hamasy di Facoltà
http://servizi.ing.unipi.it/hamasy/
95
7. DOPO LA LAUREA SPECIALISTICA
Il laureato specialista in Ingegneria delle Telecomunicazioni, oltre a potersi introdurre immediatamente nel
mondo produttivo, ha davanti a sé l’opportunità di accrescere la propria formazione accedendo a corsi di studio
di livello superiore quali i Master universitari di secondo livello, di durata tipicamente annuale e attivati anno
per anno e i Dottorati di Ricerca, di durata triennale. Per i laureati specialisti in Ingegneria delle Telecomunicazioni sono disponibili ogni anno alcune borse di studio nell’ambito dei corsi di Dottorato di Ricerca, che consentono di seguire insegnamenti finalizzati a perfezionare la loro preparazione e di partecipare attivamente alla
ricerca universitaria.
I Master universitari di secondo livello vengono attivati su proposta di Enti o Aziende esterne e su argomenti di
specifico interesse industriale.
Il Dottorato di Ricerca in Ingegneria dell'Informazione, istituito presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni dell'Università di Pisa, ha lo scopo di formare nuovi
ricercatori nel settore dell'ingegneria elettronica, informatica e delle telecomunicazioni, cioè nell'area culturale,
scientifica e tecnologica dell'acquisizione, elaborazione, trasmissione, memorizzazione ed utilizzo dell'informazione. Il programma formativo è ispirato al criterio di fornire ai futuri ricercatori dell'università e del mondo
esterno una preparazione di base ed un'apertura metodologica adeguate ad affrontare il continuo processo di
innovazione in campo scientifico e tecnico e, ad un tempo, a consentire loro una esperienza diretta di ricerca in
ambiti più specifici del settore. Nell’ambito di questo Dottorato di Ricerca sono attivi tre curricula relativi
all’Ingegneria delle Telecomunicazioni: Elaborazione del Segnale e Sistemi Radar, Reti di Telecomunicazione,
Sistemi di Comunicazione. Ulteriori dettagli sono disponibili sul sito web del Dottorato di Ricerca
http://www.iet.unipi.it/dottinformazione/. Presso il Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione: Elettronica,
Informatica, Telecomunicazioni dell'Università di Pisa è anche attivo il Dottorato di Ricerca in Telerilevamento, che affronta in particolare i problemi connessi alla misura a distanza di parametri ambientali, attraverso
l’osservazione condotta da sensori installati su vari tipi di piattaforma (aerea, spaziale, terrestre). Le applicazioni tipiche riguardano i sistemi di monitoraggio, sorveglianza e controllo che richiedono lo sviluppo di metodi di analisi ed elaborazione di segnali multidimensionali, l’analisi di modelli matematici di fenomeni fisici
complessi, lo sviluppo di modelli elettromagnetici per la simulazione di scenari, e la progettazione di sensori
tecnologicamente avanzati. Il Corso di Dottorato è organizzato in collaborazione con il Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni dell’Università di Firenze e con il Southampton Oceanography Center, Southampton, Regno Unito.
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