Relazione tra Segnali e Comunicazione
Un segnale è il portatore fisico dell'informazione; la comunicazione è il processo di trasmissione di tale informazione da una sorgente a una destinazione. I segnali sono gli "atomi" della comunicazione.
Segnale: Manifestazione Fisica
- Definizione: funzione di una o più variabili indipendenti (tempo, spazio, frequenza) che codifica informazione.
- Domini: tempo/ampiezza continuo (analogico), tempo discreto/ampiezza continuo (campionato), tempo/ampiezza discreto (digitale).
- Forme Fisiche: tensione, corrente, campo elettrico, intensità luminosa, pressione acustica, posizione meccanica, concentrazione chimica.
- Attributi Chiave: banda, potenza, SNR, modulazione, codifica, polarizzazione.
Comunicazione: Processo Sistemico
Modello di Shannon: Sorgente → Encoder → Trasmettitore → Canale → Ricevitore → Decoder → Destinazione.
- Sorgente: genera il messaggio (voce, dati, lettura sensore).
- Encoder: aggiunge ridondanza (correzione errori), compressione, cifratura.
- Trasmettitore: modula il segnale su portante (RF, ottica, basebassa).
- Canale: mezzo (filo, fibra, aria, acqua) + rumore, distorsione, fading.
- Ricevitore: amplifica, filtra, demodula, sincronizza.
- Decoder: corregge errori, decomprime, decifra.
- Destinazione: utente, attuatore, storage, rete.
Mappatura della Relazione
| Aspetto | Segnale | Comunicazione |
|---|---|---|
| Ruolo | Medium / Portatore | Processo / Protocollo |
| Ambito | Livello fisico (Layer 1) | Tutti i livelli (1–7 OSI) |
| Metriche | Banda, SNR, BER, EVM | Prodotto dati, latenza, affidabilità, capacità |
| Progettazione | Forma d'onda, modulazione, codifica | Architettura, protocolli, networking |
Esempi
- Wi-Fi: segnale = simboli OFDM su 2.4/5/6 GHz. Comunicazione = protocollo 802.11 (CSMA/CA, ACK, retry, roaming).
- UART: segnale = livelli tensione NRZ (bit di start/stop). Comunicazione = accordo su baud rate, parità, controllo di flusso.
- Neurone: segnale = potenziale d'azione (spike). Comunicazione = codifica temporale degli spike, codifica di popolazione.
- Semaforo: segnale = fotoni Rosso/Giallo/Verde. Comunicazione = protocollo (stop, preparati, vai) compreso dai conducenti.
Chiave di Lettura
La comunicazione riesce solo se il ricevitore è in grado di distinguere il segnale voluto da rumore/interferenze. Questo guida la scelta della modulazione, della codifica, del controllo di potenza, dell'allocazione di banda e della progettazione del protocollo. L'elaborazione del segnale (filtraggio, rilevamento, stima) è il set di strumenti che abilita la comunicazione al livello fisico.