MODULO DI TEORIA DELL'INFORMAZIONE E DELLA TRASMISSIONE | Università degli studi di Bergamo

MODULO DI TEORIA DELL'INFORMAZIONE E DELLA TRASMISSIONE

Modulo Generico
Codice dell'attività formativa: 
38021-1

Scheda dell'insegnamento

Per studenti immatricolati al 1° anno a.a.: 
2020/2021
Insegnamento (nome in italiano): 
MODULO DI TEORIA DELL'INFORMAZIONE E DELLA TRASMISSIONE
Tipo di attività formativa: 
Attività formativa Affine/Integrativa
Tipo di insegnamento: 
Opzionale
Settore disciplinare: 
TELECOMUNICAZIONI (ING-INF/03)
Anno di corso: 
1
Anno accademico di offerta: 
2020/2021
Crediti: 
6
Responsabile della didattica: 
Mutuazioni

Altre informazioni sull'insegnamento

Modalità di erogazione: 
Didattica Convenzionale
Lingua: 
Italiano
Ciclo: 
Secondo Semestre
Obbligo di frequenza: 
No
Ore di attività frontale: 
48
Ambito: 
Attività formative affini o integrative
Prerequisiti

Conoscenze di analisi matematica e calcolo delle probabilita'.

Obiettivi formativi

Acquisizione dei concetti di base della teoria dell'informazione, dei codici correttori e della teoria della trasmissione. Acquisizione della capacita' di progettare tecniche efficienti per la memorizzazione e la trasmissione di informazione in presenza di rumore.

Contenuti dell'insegnamento

Elementi di teoria dell'informazione:
Misura dell'informazione di una sorgente.
Sorgenti senza memoria e con memoria.
Teorema di Shannon sulla codifica di sorgente.
Esempi di tecniche di codifica di sorgente.
Cenni alla codifica audio con perdita (MP3).

Modelli di canale.
Informazione trasmessa attraverso un canale.
Capacità di canale. Effetti della lunghezza del blocco.
Teorema di Shannon sulla codifica di canale.

Codici a blocco:
Cifre di parità. Sistematicità. Linearità. Distanza tra parole. Capacità di correzione e rivelazione.
Rappresentazione polinomiale.

Algebra dei campi finiti:
Elementi primitivi.
Rappresentazione degli elementi del campo.
Operazioni nel campo.
Estensioni del campo.
Proprietà e Trasformata di Fourier nei campi.

Codici ciclici
Polinomio generatore.
Codici binari e non binari.
Codificatori.
Codici BCH e Reed-Solomon.
Decodifica algebrica.

Elementi di teoria della trasmissione
Teoria dei segnali.
Analisi spettrale tramite trasformata di Fourier.
Sistemi Lineari Tempo Invarianti.
Campionamento e quantizzazione.
Rappresentazione geometrica dei segnali.
Trasmissione in banda base di segnali numerici modulati in ampiezza.
Ricevitore ottimo in presenza di disturbi.
Interferenza intersimbolica e criterio di Nyquist.
Trasmissione in banda passante.
Modulazioni multilivello.

Codici concatenati e decodificati iterativa:
Progetto e analisi di codici LDPC su canale con cancellazioni.
Decodifica iterativa di codici LDPC.
Esempi di applicazione.

Metodi didattici

Lezione frontale

Modalità verifica profitto e valutazione

Esame scritto e orale

Altre informazioni

L'esame scritto consiste nella soluzione di un breve esercizio. L'orale completa la verifica approfondita della preparazione del candidato.

Prerequisites

Knowledge and skill in mathematical analysis and probability theory and calculus.

Educational goals

The goal of this course is to introduce the basic concepts of coding, information and transmission theory, and to provide guidelines for the analysis and the design of efficient techniques for information storage and transmission over noisy channels.

Course content

Information theory basic concepts:
Information definition and measure.
Memoryless sources and sources with memory.
Shannon theorem on source coding.
Examples.
Basics of audio source compression (MP3).

Channel models.
Transmission of Information over a noisy channel.
Channel capacity.
Shannon theorem on channel coding.

Block codes:
Parity checks. Systematic and linear codes. Hamming weight and distance. Error correction and error detection capability.

Finite fields (Galois) algebra:
Primitive elements.
Elements representation.
Field operators.
Extended fields.
Fourier transform in finite fields.

Cyclic codes.
Generator polynomial.
Binary and non binary codes.
Encoders.
BCH and Reed-Solomon codes.
Algeraic decoding.

Fundamentals of transmission theory.
Signal theroy.
Fourier transform and spectral analysis.
Linear Time Invariant systems.
Sampling and quantization.
Geometrical representation of signals.
Baseband amplitude modulated signals.
Optimal receivers of noisy signals.
Intersymbol interference and Nyquist waveforms.
Pass-band signals.
Multi-level modulation.

Iterative decoding of concatenated codes:
Design and analysis of LDPC codes for the erasure channel.
Iterative decoding of LDPC codes on the erasure and gaussian channel.
Applications.

Teaching methods

Classroom lectures

Assessment and Evaluation

Written and oral test

Further information

In the written test a simple exercise solution is required. The oral exam follows, to test the student competence.