Rok akademicki: 2017/2018 Kod: IET s Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Sygnały i systemy Rok akademicki: 2017/2018 Kod: IET s Punkty ECTS: 5 Wydział: Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji Kierunek: Elektronika i Telekomunikacja Specjalność: Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 3 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr inż. Rusek Krzysztof (krusek@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: prof. dr hab. inż. Papir Zdzisław (papir@kt.agh.edu.pl) dr inż. Rusek Krzysztof (krusek@agh.edu.pl) Stoch Stanisław (stoch@agh.edu.pl) Krótka charakterystyka modułu Moduł Sygnały i systemy jest poświęcony analizie częstotliwościowej systemów i sygnałów w telekomunikacji. Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie matematyki, obejmującą elementy algebry, analizy i probabilistyki niezbędne do opisu, analizy i modelowania sygnałów i systemów liniowych; ET1A_W01 Egzamin, Kolokwium M_W002 zna i rozumie zasady przedstawiania sygnałów telekomunikacyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości; zna cechy transmisji analogowych, właściwości kanału telekomunikacyjnego, techniki kodowania transmisyjnego, modulacji; ET1A_W07 Egzamin, Kolokwium Umiejętności M_U001 Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie. ET1A_U01 1 / 5

2 M_U002 Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i oceny działania elementów sieci telekomunikacyjnych i systemów przetwarzania danych; ET1A_U07 Kompetencje społeczne M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy. ET1A_K01 Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 Umiejętności M_U001 Ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę w zakresie matematyki, obejmującą elementy algebry, analizy i probabilistyki niezbędne do opisu, analizy i modelowania sygnałów i systemów liniowych; zna i rozumie zasady przedstawiania sygnałów telekomunikacyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości; zna cechy transmisji analogowych, właściwości kanału telekomunikacyjnego, techniki kodowania transmisyjnego, modulacji; Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie. 2 / 5

3 M_U002 Potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne, a także symulacje komputerowe do analizy i oceny działania elementów sieci telekomunikacyjnych i systemów przetwarzania danych; Kompetencje społeczne M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład w ramach modułu prowadzone są w postaci wykładu (28 godzin) oraz ćwiczeń audytoryjnych (28 godzin). WYKŁADY 00_Sygnały systemy Zasady organizacyjne. 01_ Sygnały systemy wstęp Zadania teorii sygnałów. Rodzaje sygnałów i systemów przetwarzania sygnałów. System telekomunikacyjny (filtracja, modulacja). 02_Systemy liniowe i stacjonarne Definicja i właściwości SLS. Odpowiedź SLS na wymuszenie wykładnicze. Szereg Fouriera. Przekształcenie Fouriera. 03_Właściwości przekształcenia Fouriera Wybrane właściwości przekształcenia Fouriera (liniowość, symetria, skalowanie, przesunięcie, splot ) 04_Filtracja sygnałów Transmitancja SLS. Operacja splotu w SLS. Rodzaje i przykłady filtrów. Idealny filtr dolnoprzepustowy. Charakterystyki a-cz i f-cz. Pojęcie decybela oraz dekady. Wykresy Bodego. Asymptotyczne wykresy Bodego. 05_Próbkowanie sygnałów Dystrybucja (delta) Diraca. Próbkowanie sygnału w dziedzinie czasu i częstotliwości. 06_Właściwości energetyczne sygnałów Definicja energii i mocy sygnału. Twierdzenie Parsevala. Widmo gęstości energii (mocy). Moc ułamkowa. Funkcja korelacji. 07_Sygnały losowe Sygnał losowy jako zbiór realizacji. Uśrednianie po zbiorze i po czasie. Proces ergodyczny. Twierdzenie Wienera-Chinczyna. 08_Szumy w systemach transmisyjnych Zniekształcenia i zakłócenia w kanale transmisyjnym. Addytywny szum biały (AWGN) w dziedzinie czasu i częstotliwości. Szum wąskpasmowy. Odstęp sygnał-szum. Zysk modulacyjny. 09_Modulacje AM i FM Koncepcja modulacji. Cele stosowania modulacji. Podział modulacji. Budowa systemu modulacyjnego. Modulacja amplitudy AM. Detekcja obwiedni i koherentna. Modulacja częstotliwości FM. 3 / 5

4 10_ Odporność AM i FM na szumy Charakterystyki szumowe systemu modulacji AM i FM. 11_Modulacja amplitudy impulsów Próbkowanie idealne, naturalne i równomierne. Efekt apertury. Multipleksacja sygnałów. 12_Interferencja międzysymbolowa Zjawisko interferencji międzysymbolowej. Kryterium Nyquista. 13_Kody transmisyjne Koncepcja kodu transmisyjnego. Analiza widmowa kodów transmisyjnych. Właściwości kodów transmisyjnych. 14_Modulacja kodowo-impulsowa Kwantowanie sygnałów. Kodowanie arytmetyczne. Modulacja PCM. Szum kwantowania. Modulacja DPCM. Modulacja delta. audytoryjne W ramach przedmiotu prowadzone są ćwiczenia audytoryjne odpowiadające tematyce kolejnych wykładów. Treści tych zajęć ugruntowują i rozszerzają wiedzę przekazywaną podczas wykładów, w szczególności uczą praktycznego posługiwania się metodami i modelami przedstawianymi w trakcie wykładu. audytoryjne mają charakter obliczeniowo-symulacyjny. W części teoretycznej przeprowadzane będą obliczenia związane z analizowanymi metodami i modelami, natomiast w części praktycznej zostaną wykonane badania symulacyjne związane w przeprowadzonymi obliczeniami. Sposób obliczania oceny końcowej 1. Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej niezbędne jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń audytoryjnych oraz zdanie egzaminu. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest posiadanie oceny pozytywnej z ćwiczeń audytoryjnych. 2. Obliczamy średnią ważoną z ocen z ćwiczeń audytoryjnych (50%) i egzaminu (50%) uzyskanych we wszystkich terminach. 3. Wyznaczamy ocenę końcową na podstawie zależności: if sr>4.75 then OK:=5.0 else if sr>4.25 then OK:=4.5 else if sr>3.75 then OK:=4.0 else if sr>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3 Wymagania wstępne i dodatkowe Wiadomości z zakresu przedmiotów: 1.Algebra i Analiza 2.Probabilistyka i podstawy statystyki 3. Fizyka 4. Teoria obwodów Zalecana literatura i pomoce naukowe 1.J. Szabatin: Podstawy teorii sygnałów. WKiŁ, Warszawa J. M. Wojciechowski: Sygnały i systemy. WKiŁ, Warszawa M. Kantor, Z. Papir: Modulacja i detekcja zbiór zadań z rozwiązaniami. UWND AGH, Kraków Z. Papir: Analiza częstotliwościowa sygnałów. UWND AGH, Kraków Z. Papir: Modulacja i detekcja. UWND AGH, Kraków R. E. Ziemer, W. H. Tranter: Principles of Communications Systems, Modulations, and Noise, John Wiley H. Baher: Analog and Digital Signal Processing, John Wiley Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu 4 / 5

5 Obiektywne pomiary jakości sekwencji wizyjnych M. Grega, L. Janowski, M. Leszczuk, Z. Papir, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów w telekomunikacji : podstawy multimedia transmisja, red. nauk.: T. P. Zieliński, P. Korohoda, R. Rumian, PWN, 2014, s Video quality assessment: subjective testing of entertainment scenes M. H. Pinson, L. Janowski, Z. Papir, IEEE Signal Processing Magazine, 2015 vol. 32 no. 1, s Informacje dodatkowe Całość wykładanego materiału znajduje się na serwerze KT: Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Przygotowanie do zajęć Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 28 godz 30 godz 60 godz 30 godz 2 godz 150 godz 5 ECTS 5 / 5