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Alessandro Falaschi

Trasmissione dei Segnali e Sistemi di Telecomunicazione

Trasmissione dei Segnali e Sistemi di Telecomunicazione

Un esperimento iniziato nel 2001, e divenuto con il tempo un riferimento culturale su scala nazionale. Ritengo che il fine del mio lavoro sia aiutare a comprendere, e che la cultura debba essere libera e senza ostacoli di accesso.


Storia

Download totali/mesi

Nel 2015 sono trascorsi quindici anni da quando il testo è on-line, superando i 22000 scaricamenti! A febbraio 2015 viene rilasciata la versione 1.3, che grazie alla produzione affidata a YouCanPrint, viene distribuita anche in forma di ebook presso molteplici canali.

L'idea di realizzare un compendio che travalichi i limiti di un singolo esame universitario si è sviluppata nel contesto dei corsi di Telecomunicazioni che ora tengo per la laurea in Ingegneria dell'Informazione, arricchendosi nel tempo di un insieme di argomenti che raramente si trovano raggruppati assieme, come teoria dei segnali, modulazione analogica e numerica, rumore, dimensionamento dei collegamenti, trasmissione radio, mobile, in cavo ed in fibra ottica, reti, trasmissione dati, teoria dell'informazione, della probabilità, del traffico, della decisione, codifica audio e video....

Di anno in anno la didattica svolta in aula ha stimolato lo sviluppo di nuovo materiale e la riorganizzazione dell’esistente, con i diversi argomenti sempre legati da un reticolo di rimandi e note che consentono di sviluppare percorsi di lettura alternativi. Si è da sempre tentato di realizzare un equilibrio tra rigore analitico, considerazioni di buon senso, ed esempi concreti di realizzazioni operative, realizzando una esposizione su livelli paralleli, mediante le numerose note ed appendici di approfondimento, e l'arricchimento di innumerevoli illustrazioni di schemi e curve.

Ma nel corso degli anni se la resa finale è sempre più migliorata, il merito (oltre a tutto il tempo dedicato) è anche merito di Linux, che ha reso possibile ottenere quel che volevo grazie ad una serie di magnifici strumenti Open Source sempre più perfetti.

Revisioni

Ma ecco la cronologia inversa dei rilasci che si sono succeduti nel tempo:

ver.datapagineformatostampatoedizioneisbn
1.3Febbraio 201554016x23YouCanprintVI978-88-91178-32-9
1.2Marzo 201448416x23YouCanPrintV9788891134882
1.1aAprile 201249215x23ilmiolibroIV978-88-910-1667-6
1.0aAprile 201146015x23ilmiolibroIII rist.-
1.0Febbraio 201146015x23ilmiolibroIII-
0.99Ottobre 2009420""II978-88-548-2798-1
0.98Luglio 2008418""I rist."
0.97Gennaio 2006377""I"
0.96.1Luglio 2003373"AracnePrima88-7999-477-8
0.96Aprile 2003399"---
0.94Dicembre 2001338a4---

La scelta dell'editore

Anziché affidarmi ad un editore tradizionale, ho deciso di pubblicare mediante YouCanPrint, che più che un editore è uno stampatore e distributore, perché è una azienda italiana e come tale, almeno che io sappia, ha la grande onestà fiscale di... pagare le tasse in Italia! ... e poi, sempre che io sappia, non è legato a grandi gruppi editoriali dalle mille testate!

Progetto culturale

Con il passare del tempo sono aumentati i collegamenti provenienti da diversi ed anche autorevoli altri siti, portandomi a ritenere quanto sviluppato in questi anni di interesse pubblico, arrivando a costituire un vero e proprio progetto culturale, che si affianca alle diverse opere di divulgazione della conoscenza, che costituirono una delle spinte primitive all'affermazione di Internet. Fin da studente ho sempre sostenuto l'importanza di grafici e tabelle per la comprensione della teoria, ed ora che ho l'opportunità di materializzare questo ideale, spero di riuscirvi al meglio. Sento quindi sempre maggiore l'importanza di mantenere aggiornate le informazioni, anche su segnalazione del pubblico, e di integrarle con nuovi argomenti, anche frutto dell'attività di revisione dinamica a cui il materiale è sottoposto durante i periodi didattici, mantenendolo così in continua evoluzione. Essendo le pagine ospitate su di un computer universitario, ho evitato di inserire pubblicità, senza rinunciare per questo ad altre forme di sostegno materiale al progetto.

 ↑ Indice

Accesso pubblico

Le seguenti versioni e formati sono condivisi al dominio pubblico in adesione al principio di bene comune per le fonti di conoscenza.

Versione HTML on-line

E' leggibile con un qualunque browser. La sua versione è aggiornata al rilascio 1.3 del Febbraio 2015, e grazie al programma Elyxer adotta MathML per descrivere le formule presenti, oltre che mostrare le note in sovrapposizione al passaggio del mouse sul loro numero. E' stato anche aggiunta una ricerca per argomenti: provala!

Errata corrige

Durante la preparazione delle lezioni, ogni anno mi avvedo degli errori che ho introdotto, per correggere gli errori precedenti, o nell'introdurre nuovi argomenti. Anziché attendere la pubblicazione della prossima edizione, stavolta provo a stilare un elenco di correzioni in real-time, almeno per gli errori più importanti!

Download della versione 1.3 in HTML

Dal 2009 ad oggi è stato possibile scaricare la versione 0.99 in formato PDF, ma la quantità di modifiche e miglioramenti introdotti da allora, mi hanno convinto che fosse giunta l'ora di consentire il download anche per quest'ultima versione! Al tempo stesso, non volendo fare una sleale auto-concorrenza alla versione PDF che riservo per i sostenitori del progetto culturale, alla versione ebook che sto preparando, ed alla versione stampata, ho pensato di permettere il download dell'edizione 1.3 solo in formato HTML.

Puoi procedere al download dopo essere transitato/a per una innocua pagina di registrazione, che essenzialmente serve a contare i download effettuati, ed a farti accettare la licenza Creative Commons. Inserendo la tua email, potrai successivamente accettare (o meno) di rimanere in contatto, e ricevere gli annunci delle future versioni.

Il risultato dello scaricamento è un file zippato, da decomprimere in una directory del computer, dove troverai una nuova cartella con il titolo del libro in cui è contenuto un file index.html che devi cliccare per aprirlo con il tuo browser preferito. Puoi trasferire la cartella su di un dispositivo mobile (tablet o smartphone) per averlo sempre con te, in tal caso occorre specificare l'indirizzo file:///percorso/index.html.

Versione 0.99 in PDF

E' tuttora scaricabile, anche in questo caso, transitando per una innocua pagina di registrazione. Ma sinceramente, con tutte le correzioni che sono intervenute nel frattempo, consiglio caldamente la versione 1.3. E se proprio sei affezionato/a al PDF... perché non considerare di supportare il progetto culturale, e garantirti tutti gli aggiornamenti, per sempre?

Diritti

Questa opera è pubblicata sotto una Licenza Creative Commons
Attribuzione - Non Commerciale - Condividi allo stesso modo

Sei libero:
  • di riprodurre, distribuire, comunicare al pubblico, esporre in pubblico, rappresentare, eseguire e recitare quest'opera
  • di modificare quest'opera

Alle seguenti condizioni:

  • Attribuzione - devi attribuire la paternità dell'opera nei modi indicati dall'autore o da chi ti ha dato l'opera in licenza e in modo tale da non suggerire che essi avallino te o il modo in cui tu usi l'opera
  • Non commerciale - non puoi usare quest'opera per fini commerciali
  • Condividi allo stesso modo - se alteri o trasformi quest'opera, o se la usi per crearne un'altra, puoi distribuire l'opera risultante solo con una licenza identica o equivalente a questa
    • ogni volta che usi o distribuisci quest'opera, devi farlo secondo i termini di questa licenza, che va comunicata con chiarezza
    • in ogni caso, puoi concordare col titolare dei diritti di utilizzo di quest'opera non consentiti da questa licenza
    • questa licenza lascia impregiudicati i diritti morali.
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    Acquisto

    Libro cartaceo

    • Presso YouCanPrint è possibile acquistare per posta una bellissima copia cartacea con rilegatura cucita e carta bianca (due buoni motivi per cambiare stampatore) della versione 1.3, aggiornata a Febbraio 2015.
    • Anche presso svariati altri bookstore puoi ugualmente ordinare il libro, scontato, anche in versione Ebook! Ad esempio, presso Amazon, Mondadori, Hoelpi, IBS...
    • Ma puoi anche recarti presso una libreria a te più vicina e ordinare la copia cartacea, per ritirarla con comodo non appena pronta!

    Ebook

    La stessa versione 1.2 esce anche in formato elettronico Epub, leggibile oltre che da computer, anche da tablet e smartphone!. Anche qui, rivolgersi al proprio bookstore di fiducia. Poi per carità, per studiare seriamente, io ritengo indispensabile il libro cartaceo, e lo stare comodi... ma è pur vero che la possibilità di consultazione in ogni luogo può essere veramente utile!

    Pdf

    Che dire... il pdf non è in vendita! Semmai lo regalo a chi me lo chiede, vuoi perché è un collega, vuoi perché è un mio studente, vuoi perché mi sta simpatico! E sicuramente chi acquista una copia lo è molto, e così ho inserito in fondo a libro ed ebook, il codice di accesso al download gratuito del formato Pdf. Lo stesso codice che sarà inviato a chi in passato ne ha acquistata una versione precedente, od ha effettuato una donazione, in segno di gratitudine per il loro supporto. Non abbiate paura a chiedere :-)

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    Community

    Contatti

    Locandina

    Anche se questo è un libro e non uno spettacolo (o forse si?), ho predisposto un semplice pdf: perché non darmi una mano nella promozione, affiggendolo in giro per atenei ed altri luoghi di lavoro? Grazieeee

    Social Feed

    Segui gli ultimi eventi tramite la pagina facebook!

    Sondaggio

    Ti va di perdere due minuti per contribuire alla qualità edizioni future? Ho predisposto un sondaggio a tal fine, e per farne una cosa seria, devi prima accedere con un account Google... che io non verrò a sapere.

    Strumenti di sviluppo

    Gli strumenti utilizzati sono ovviamente tutti OpenSource, ed integrati in modo nativo con le distribuzioni Linux. Ecco cosa ho usato:

    • Lyx è un editor visuale che permette di utilizzare LaTeX senza conoscerlo neanche un pò, l'ho usato fin dall'inizio, è magnifico!
    • Gnuplot è lo strumento per la grafica di forma d'onda, supporta una infinità di diversi dispositivi di output;
    • Octave è il tool matematico usato per produrre grafici di funzioni, del tutto analogo al più "famoso" Matlab;
    • Skencil è (o meglio era) lo strumento di grafica vettoriale basato su Python, usato fin dall'inizio per realizzare gran parte dei grafici presenti nel testo;
    • Inkscape permette di realizzare figure di qualunque tipo, con una ottima compatibilità per tutti i formati vettoriali, ed ha degnamente rimpiazzato Skencil, offrendo nuovi strumenti;
    • Gimp effettua tutti i ritocchi di immagine possibili ed immaginabili;
    • Latex2html è stato usato per generare le precedenti versioni HTML del testo;
    • Pdflatex permette di passare direttamente dal file TeX al PDF, senza i formati intermedi dvi e/o postscript, come invece occorreva fare usando ps2pdf e dvipdfm.
    • Elyxer effettua la conversione diretta dal formato dei files Lyx in HTML, idonei alla visualizzazione web, utilizzando MathML od altro per visualizzare le formule, e consentendo di lavorare sul CSS per personalizzare l'aspetto del risultato.
    • Sigil realizza un Ebook in formato Epub a partire dalle pagine HTML, geniale!

    Esercizi svolti

    Non ho realizzato un libro di esercizi, anche se ne sarei tentato, ma considero il mettersi alla prova un ottimo metodo per migliorare il proprio livello di comprensione delle teorie studiate. Per questo, pubblico sempre i testi di esame (per l'esame di segnali o di trasmissione) che propongo. Anche se le soluzioni sono scritte a matita e scansionate, credo possa essere di aiuto - o almeno lo spero!

    Donazioni

    Mentre vi lascio approfondire le le differenze tra Gratis e Libero dico subito che, con il mio lavoro, non intendo propriamente arricchirmi. Ma se il tempo è denaro, non è giusto che io investa il mio, solo per risparmiare il vostro :-) Per cui, chi avesse trovato valido il mio lavoro editoriale, e vorrebbe vederlo continuare (ma non prometto nulla), ci pensi un attimo, e consideri di materializzare il suo apprezzamento. Donando un minimo di 3€ riceverete il codice di accesso al download dei PDF, presso l'email utilizzata per la donazione:

    Il processo non è automatico, sarò comunque io ad occuparmene, dunque se ritardo, contattatemi pure. Con lo stesso codice potrete accedere a tutti i testi dell'autore, ed a tutti i loro futuri aggiornamenti, annunciati via Newsletter.

    Cliccando sull'immagine soprastante, sarete trasferiti sul sito di PayPal, personalizzato dal logo , e potrete effettuare la donazione con oggetto Alef Bookshop, mediante la forma di pagamento più adatta, come lo stesso credito PayPal, o una tra diverse carte di credito. Dopodiché il browser sarà automaticamente rediretto presso questa pagina.

    Il meccanismo dei micropagamenti è un pilastro su cui basare un nuovo modello economico che privilegia il rapporto diretto, o la filiera corta, abolendo la dipendenza dall'intermediazione, in questo caso di un editore. Peccato però, che ci sia sempre chi ostacola il progresso... o forse dovrei metter su una campagna di crowdfunding ? Oppure prendermi un dominio e metterci su la pubblicità?

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    News

    Edizione 1.3

    Come meglio descritto nella prefazione, oltre al consueto lavoro di correzione, chiarimento, collegamento, miglioramento della sintassi e della coerenza terminologica, re-impaginazione, le novità posso essere riassunte in

    • in fondo al testo ora è presente un indice analitico
    • affrontato il tema della equalizzazione14.6), in particolare per via numerica: minimizzazione dell’errore quadratico medio (MMSE) e filtro di Wiener, con coefficienti calcolati da equazioni, o con la discesa del gradiente, od in modo adattativo (LMS); un accenno decision feedback equalizer o DFE, e la teoria della maximum likelihood sequence detection o MLSD;
    • approfondito il tema delle comunicazioni radiomobili15.3.4), distinguendo meglio tra fading su grande e piccola scala, completando l’analisi delle condizioni per fading piatto, e migliorando l’esposizione del fading di Rayleigh. Aggiunto il fading selettivo in frequenza, la banda di coerenza, e la dispersione spettrale causata dal movimento espressa mediante il tempo di coerenza;
    • introdotti degli elementi di statistica7.5) come la verifica di ipotesi, il criterio di massima verosimiglianza, la stima di parametro applicata a media e varianza, di cui si ricava l'espressione della varianza di stima;
    • aggiunta la trasformata di Fourier a tempo discreto o DTFT4.3) messa in relazione con DFT e trasformata z, assieme a nuove figure;
    • armonizzata l’esposizione di campionamento, quantizzazione ed elaborazione numerica, anche citando la somma di Poisson e l’ortogonalità dei sinc (§ 4.1.3);
    • ampliata la discussione sul filtro adattato9.5), come decisione di massima verosimiglianza, circuito integrate and dump, calcolo della Pe per segnalazione unipolare o antipodale, e realizzazione come correlatore;
    • spostamento di argomenti tra capitoli: quello sulla probabilità perde quantizzazione, calcolo della probabilità di errore, e filtro di ricezione ottimo, per cederli al capitolo sul campionamento e sulle trasmissioni numeriche di banda base;
    • revisione approfondita di capitoli tra i primi ad essere scritti, come l’11 e il 12, ora più chiari; il cap. sulla modulazione numerica vede l’aggiunta di diverse nuove figure, ed una diverso ordine di esposizione, mentre lo spread spectrum13.8) si è arricchito di accenni al frequency e time hopping, e la citazione dei sistemi MIMO ed cognitive radio. Il cap. sulla teoria dell’informazione è stato ampliato con un cenno al soft decision decoding ed ai codici ciclici come BCH e Reed-Solomon; nel cap. 18 si è estesa la parte relativa alla fonetica, con forma d’onda e spettrogramma, ed approfondita l’analisi LPC, con la stima del periodo di pitch mediante autocorrelazione;
    • correzione di sviste (o meglio errori!), come sulla distanza di Hamming, sul disegno della autocorrelazione, sulla densità spettrale di un segnale OFDM, e (§ 17.1.1.2) sulla fb in uscita dal codificatore binario;
    • esternazione della risposta alla domanda: perché se il filtro adattato deve avere risposta in frequenza coniugata a quello di trasmissione, si usa invece un filtro di ricezione passa-banda ideale? Perché nel caso di segnalazione a banda minima, il filtro adattato è appunto rettangolare!
    • per marzo 2013 è disponibile l'edizione 1.2, con il nuovo capitolo sulla codifica di sorgente multimediale in cui oltre a video ed immagine si tratta anche la codifica audio, ossia DPCM, ADPCM, LPC, multipulse, quantizzazione vettoriale, CELP, ACELP, codifica psicoacustica, MP3. Si svolge un primo approfondimento sulle comunicazioni radiomobili, sul fading piatto, e sullo spread spectrum. Viene affrontata la codifica differenziale, accennata la sincronizzazione nel tempo ed in frequenza, ed approfonditi PLL, QPSK, QAM, L-ASK ed equalizzazione zero forcing. Alcune modifiche minori, riguardano la DFT, la gaussiana multidimensionale, il filtro adattato, la segnalazione antipodale e ortogonale, il rapporto di verosimiglianza. Poi, correzioni e miglioramenti come compromesso velocità distorsione, gli errori su parole, i codici polinomiali come CRC. Miglioramenti come la figura dell’impulso a radice di coseno rialzato, la sommatoria di Bernoulli, il legame tra potenza e varianza, la definizione di Eb/No, le condizioni di applicabilità del primo teorema di Shannon, la figura delle funzioni di Bessel, la trasformata del triangolo. Aggiunti nuovi esempi, come la palette dei colori, il codice di Huffman, il grafico della capacità di canale, il codice di Hamming, ed il calcolo della sindrome.
    • Ad aprile 2012 esce l'edizione 1.1, in cui è introdotto l’argomento codifica video, che a partire dalle immagini jpeg, arriva all’mpeg2, e vorrebbe approdare (prima o poi) a spiegare il digitale terrestre. Si è migliorata la parte di teoria della informazione, a cui si aggiunge il codice di Hamming. Un'altra aggiunta riguarda la tecnica di espansione spettrale DSSS, mentre la trattazione del filtro adattato è stata rivista. Altre piccole aggiunte sono l’equalizzazione zero-forcing, e la Discrete Cosine Transform. Infine, il consuleto lavoro di piccoli aggiustamenti sintattici, chiarimenti, reimpaginazione e ritocco delle figure
    • A Febbraio 2011 è pronta la versione 1.0, ed un numero di versione così rotondo segnala il raggiungimento di alcuni obbiettivi di qualità come di contenuto, come ad esempio: una buona trattazione del ritardo di gruppo, il calcolo dell'SNR complessivo dovuto a più fonti di distorsione, le dimostrazioni sulle condizioni per il massimo trasferimento di potenza e sulla trasformata di Hilbert di segnale modulato, la densità spettrale dell'onda PAM, uno schema mentale delle relazioni tra rappresentazioni di segnali modulati, linea ADSL e cosa c'è dietro, una procedura di dimensionamento per trasm. numeriche, la spiegazione grafica della relazione tra densità spettrale del rumore e sua potenza totale, uso di lettere greche nei grafici, svariati rimandi aggiuntivi, ricollocazione di alcuni argomenti, realizzazione di un indice a due colonne, ed uniformato il colore degli iperlinks
    • A Ottobre 2009 esce la versione 0.99, dove si migliora l'esposizione della teoria dell'informazione, del traffico, dei collegamenti satellitari, demodulatore eterodina, formato delle trame Ethernet, derivazione del nucleo della trasformata di Hilbert e della definizione di misura in decibel; inoltre, si è inserito un accenno ai tipi di rete di accesso ed alla transizione verso le reti ottiche, si è aggiunto un confronto tra finestra rettangolare e triangolare, si è uniformato l'uso di Eb/No, aggiunto grafico di onda quadra per diversi duty-cycle, attualizzata la versione HTML.
    • A Luglio 2008 è pronta l'edizione 0.98, in cui hanno trovato posto alcuni approfondimenti e nuovi argomenti, come la relazione tra DFT e F-trasformata, accenni sulla rete intelligente, la multiplazione SDH e la rete in fibra, ed un primo accenno di teoria dell’informazione, con la compressione dati e la codifica di immagine Jpeg.
    • A Luglio 2005 esce l'edizione 0.97, contenente le correzioni alla versione precedente, un cambiamento di dedica (ciao paparino!), una reimpaginazione, una versione pdf navigabile, e l'adesione alla licenza Creative Commons
    • In Aprile 2003 esce l'Edizione 0.96 (la 0.95 la salto)
    • Il Dicembre 2002 è pronta l'Edizione 0.94 (unpublished)
    • Il 21/12/2001 viene rilasciata la versione 0.93. La prossima revisione dovrebbe contenere qualcosa in più sui radiomobili e l'SDH.
    • Il 22/11/2001 viene rilasciata la versione 0.92, con excursus in direzione dell'elaborazione del segnale e le reti.
    • Il 25/7/2001 viene rilasciata la versione 0.9, con piccole aggiunte tra le probabilità
    • Il 22/2/2001 è rinnovata la versione On-Line (finalmente !!!!)
    • Il 21/2/2001 viene rilasciata la versione 0.88 con nuovi cap. 11, 12, 13 e 14.
    • Il 22/12/2000 viene rilasciata la versione 0.87 con nuovi cap. 11, e 12.
    • Il 21/11/2000 viene rilasciata la versione 0.85 con nuovi cap. 8, 9 e 10.
    • Il 7/11/2000 viene rilasciata la versione 0.84 con nuovi cap. 6 e 7.
    • Il 25/10/2000 sono rilasciati il quarto e quinto capitolo riveduti come 0.83.
    • Il 11/10/2000 sono rilasciati i primi 3 capitoli riveduti come 0.81.
    • Il 14/7/2000 viene rilasciata la versione 0.8.

    Changelog

    Per verificare tutti cambiamenti tra una versioni e l'altra, potete consultare questo file di testo in cui sono riportate le date degli eventi di manutenzione, assieme alla descrizione dei cambiamenti introdotti.

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    Da Fare

    Anche se le intenzioni di prosecuzione sono sempre state le migliori, il tempo è come sempre tiranno. Sono rimasti in sospeso:

    • WiFi
    • Digitale terrestre
    • Codice di Reed-Solomon
    • Capitolo su radiomobili / GSM / UMTS /LTE

    Mentre invece per altri argomenti a cui pure tengo, come la Telematica Multimediale, ho scritto un nuovo libro!

    ↑ Indice

    Backlinks

    A volte scopro che questa pagina è linkata da altre che sono presenti in rete, che a loro volta spesso consistono in raccolte di materiali utili. Ricambio ben volentieri la cortesia !

    ...se ne conoscete altri, segnalatemelo!

     ↑ Indice
    


    Page last modified on May 21, 2015, at 10:37 PM