Wydział Informatyki - Informatyka (S1)
Sylabus przedmiotu Przetwarzanie sygnałów transmisyjnych I:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Informatyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauki techniczne, studia inżynierskie | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Przetwarzanie sygnałów transmisyjnych I | ||
| Specjalność | systemy komputerowe i oprogramowanie | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Tomasz Mąka <Tomasz.Maka@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Tomasz Mąka <Tomasz.Maka@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | 10 | Grupa obieralna | 4 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Analiza matematyczna i algebra liniowa |
| W-2 | Podstawy fizyki |
| W-3 | Podstawy elektroniki |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Poznanie związków własności medium transmisyjnego z wydajnością transmisji danych cyfrowych |
| C-2 | Zdobycie wiedzy na temat podstaw analizy i syntezy sygnałów cyfrowych. |
| C-3 | Opanowanie podstawowych technik przetwarzania sygnałów w dziedzinie czasu i częstotliwości. |
| C-4 | Nabycie wiedzy związanej z projektowaniem systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów na platformie programowej. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Badania symulacyjne w środowisku MATLAB/Simulink dotyczące badania twierdzenia o próbkowaniu i procesu konwersji analogowo-cyfrowej | 2 |
| T-L-2 | Badania symulacyjne w środowisku MATLAB/Simulink dotyczące analizy częstotliwościowej sygnałów - wyznaczanie widma amplitudowego, fazowego, gęstości mocy oraz periodogramu | 2 |
| T-L-3 | Projektowanie cyfrowych filtrów FIR oraz IIR wybranymi metodami. | 4 |
| T-L-4 | Badania charakterystyk sygnałów z użyciem spectrogramów. Ekstrakcja informacji z sygnałów w dziedzinie czasu i częstotliwości. | 4 |
| T-L-5 | Symulacja warunków transmisyjnych poprzez realizację transmisji danych przez kanał transmisyjny o zmiennej charakterystyce. | 3 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie do analogowego i cyfrowego przetwarzania sygnałów. | 2 |
| T-W-2 | Klasyfikacja i reprezentacje sygnałów. | 2 |
| T-W-3 | Proces konwersji analogowo-cyfrowej. Twierdzenie o próbkowaniu. | 2 |
| T-W-4 | Reprezentacja i zagadnienia analizy sygnałów w dziedzinie częstotliwości. Zagadnienie przecieku widmowego. | 2 |
| T-W-5 | Wprowadzenie do przekształceń transformujących. Własności transformaty Fouriera. | 2 |
| T-W-6 | Algorytmy i techniki wyznaczania splotu liniowego i cyklicznego, korelacji wzajemnej i autokorelacji. | 2 |
| T-W-7 | Systemy liniowe niezmienne w czasie, podstawy filtracji cyfrowej. | 2 |
| T-W-8 | Podstawy projektowania filtrów o skończonej odpowiedzi impulsowej (FIR). Właśności, metody projektowania. | 2 |
| T-W-9 | Podstawy projektowania filtrów o nieskończonej odpowiedzi impulsowej (IIR). Właśności, metody projektowania. Problem stabilności. | 2 |
| T-W-10 | Wprowadzenie do filtracji adaptacyjnej. | 2 |
| T-W-11 | Techniki analizy wielorozdzielczej. | 2 |
| T-W-12 | Metody rekonstrukcji sygnałów transmisyjnych. | 2 |
| T-W-13 | Transmisja cyfrowa i własności kanałów transmisyjnych. | 2 |
| T-W-14 | Modelowanie sygnałów transmisyjnych w kontekście kodowania źródłowego. | 2 |
| T-W-15 | Charakterystyka systemów DSP stosowanych w telekomunikacji. | 2 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 15 |
| A-L-2 | Przygotowanie się do zajęć. | 10 |
| A-L-3 | Udział w zaliczeniu i konsultacjach. | 5 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 30 |
| A-W-2 | Przygotowanie się do egzaminu i studia literaturowe. | 26 |
| A-W-3 | Udział w egzaminie i konsultacjach. | 4 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny |
| S-2 | Ocena formująca: Zaliczenie na podstawie oceny przeprowadzonych badań symulacyjnych układów cyfrowego przetwarzania sygnałów |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_O4/01_W01 Wiedza wymagana do projektowania oraz modyfikacji systemów transmisyjnych z punktu widzenia jakości transmisji. Znajomość zagadnień funkcjonowania i współpracy między modułowej systemów transmisji danych w postaci cyfrowej. Własności systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów jednowymiarowych. | I_1A_W09, I_1A_W16, I_1A_W18, I_1A_W19 | — | — | C-1, C-4, C-2, C-3 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-11, T-W-12, T-W-13, T-W-14, T-W-15 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_1A_O4/01_U01 Umiejętność analizy systemów transmisyjnych o dużej przepływności w warstwie fizycznej. Projektowanie systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów jednowymiarowych. | I_1A_U02, I_1A_U15, I_1A_U16, I_1A_U17 | — | — | C-4, C-2 | T-W-1, T-W-13, T-W-14, T-W-15, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-1 | M-1, M-2 | S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_O4/01_W01 Wiedza wymagana do projektowania oraz modyfikacji systemów transmisyjnych z punktu widzenia jakości transmisji. Znajomość zagadnień funkcjonowania i współpracy między modułowej systemów transmisji danych w postaci cyfrowej. Własności systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów jednowymiarowych. | 2,0 | nie spełnia wymogów na ocenę dostateczną |
| 3,0 | potrafi rozróżnić sygnał analogowy od cyfrowego, zna zasadę konwersji analogowo-cyfrowej, zna pojęcie kwantyzacji, twierdzenie o próbkowaniu, potrafi określić wpływ reprezentacji widmowej sygnału na ograniczenia transmisyjne | |
| 3,5 | jak na ocenę dostateczną oraz zna właściwości transformaty Fouriera oraz pojęcie przecieku widmowego, potrafi wykazać celowość stosowania okien czasowych | |
| 4,0 | jak na ocenę 3,5 oraz dodatkowo zna właściwości i zastosowanie technik korelacyjnych, zna pojęcie splotu liniowego i jego interpretacji częstotliwościowej. Potrafi zdefiniować zastosowanie filtrów, własności filtrów FIR oraz IIR. | |
| 4,5 | jak na ocenę 4,0 oraz zna własności i zastosowania filtrów adaptacyjnych. Potrafi wskazać zastosowanie analizy wielorozdzielczej w przetwarzaniu sygnałów. Zna zasady rekonstrukcji sygnałów. | |
| 5,0 | jak na ocenę 4,5 oraz zna techniki służące do kompensacji wpływu charakterystyki kanału transmisyjnego na przesyłany sygnał. Jest w stanie podać możliwości realizacji systemów przetwarzania sygnałów z wykorzystaniem platform DSP. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| I_1A_O4/01_U01 Umiejętność analizy systemów transmisyjnych o dużej przepływności w warstwie fizycznej. Projektowanie systemów cyfrowego przetwarzania sygnałów jednowymiarowych. | 2,0 | nie spełnia wymogów na ocenę dostateczną |
| 3,0 | potrafi zaprojektować i wykonać model symulacyjny służący do ilustracji procesu konwersji analogowo cyfrowej, potrafi wyjaśnić twierdzenie o próbkowaniu z wykorzystaniem reprezentacji częstotliwościowej | |
| 3,5 | jak na ocenę dostateczną oraz umie wyznaczać charakterystyki częstotliwościowe sygnałów, zbudować modele do weryfikacji twierdzeń związanych z transformatą Fouriera oraz wyznaczać odpowiedź impulsową układów LTI | |
| 4,0 | jak na ocenę 3,5 oraz potrafi wykonać model symulacyjny zaprojektowanego filtru FIR metodą okien czasowych | |
| 4,5 | jak na ocenę 4,0 oraz dodatkowo potrafi zbudować model filtru IIR z wykorzystaniem metody zer i biegunów. Potrafi przeprowadzać analizę własności sygnałów transmisyjnych. | |
| 5,0 | jak na ocenę 4,5 oraz potrafi zbudować model symulacyjny toru transmisyjnego z uwzględnieniem typowych zakłóceń. |
Literatura podstawowa
- J. Szabatin, Podstawy teorii sygnałów, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2000
- K. Wesołowski, Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2003
- M. Pasko, J. Walczak, Teoria sygnałów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2003
- C. Marven, G. Ewers, Zarys cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 1999
- R. G. Lyons, Wprowadzenie do cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2011
- T. Zieliński, Od teorii do cyfrowego przetwarzania sygnałów, Wydawnictwa AGH, Kraków, 2002
Literatura dodatkowa
- D. Stranneby, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów – metody, algorytmy, zastosowania, Wydawnictwo BTC, Warszawa, 2011
- B. Sklar, Digital Communications: Fundamentals and Applications, Prentice Hall, New York, USA, 2001
- J. Proakis, M. Salehi, Digital Communications, McGraw-Hill Science, New York, USA, 2007