Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Przetwarzanie sygnałów - B
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. inż. Andrzej Jakubiak
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Telekomunikacja
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne - zaawansowane
Kod przedmiotu:
PSYB
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2012/2013
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Łącznie 90 godz., w tym: udział w wykładach 30 godz., udział w ćwiczeniach audytoryjnych 15 godz., przygotowanie do ćwiczeń audytoryjnych 30 godz., przygotowanie do sprawdzianów 15 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Wymagana jest ugruntowana wiedza z zakresu analizy matematycznej (rachunek różniczkowy i całkowy, szeregi funkcyjne), analizy częstotliwościowej sygnałów (transformata Fouriera, Laplace'a, Transformata Z), analizy i syntezy systemów liniowych (filtry analogowe i cyfrowe). Student powinien posiadać podstawową wiedzę z zakresu teorii procesów stochastycznych.
Limit liczby studentów:
90
Cel przedmiotu:
Przedmiot ma na celu ugruntowanie i poszerzenie wiedzy na temat analizy sygnałów oraz analizy i syntezy systemów liniowego przetwarzania sygnałów. Celem operacyjnym jest prezentacja jednolitego podejścia do opisu sygnałów ciągłych i dyskretnych w czasie oraz ich przetwarzania w systemach liniowych. Dotyczy to zarówno sygnałów zdeterminowanych jak i losowych. Przedmiot zawiera także elementy teorii estymacji parametrów i modelowania sygnałów oraz systemów.
Treści kształcenia:
Treść wykładu: Sygnały i systemy - pojęcia podstawowe Definicje sygnałów ciągłych i dyskretnych w czasie, sygnałów analogowych i cyfrowych. Modele sygnałów - funkcje czasu, ciągi, procesy stochastyczne ciągłe i dyskretne. Wybrane przykłady sygnałów (4h). Systemy przetwarzania sygnałów i ich klasyfikacja. Systemy liniowe, niezmienne w czasie. Równania różniczkowe i różnicowe jako związki opisujące zależności między sygnałami w systemach ciągłych i dyskretnych. Pojęcie transmitancji, odpowiedź impulsowa (4h). Reprezentacje sygnałów. Zbiory funkcji ortogonalnych i ortonormalnych. Przykłady zbiorów ortogonalnych - funkcje trygonometryczne, zespolone wykładnicze, funkcje i wielomiany Legendre'a, funkcje Laguerre'a, funkcje i wielomiany Czebyszewa, funkcje Hermite'a, Walsha-Hadamarda. Procedura Grama-Schmidta (2h). Rozwijanie sygnałów w szeregi. Reprezentacje całkowe. Transformaty Laplace'a, Fouriera, właściwości, pojęcie widma sygnału (2h). Transformata Z. Właściwości (2h). Algorytmy obliczania transformat sygnałów. Dyskretna transformata Fouriera, szybka transformata Fouriera (2h). Wprowadzenie do analizy czasowo-częstotliwościowej. Lokalna transformata Fouriera (2h). Próbkowanie sygnałów ciągłych, twierdzenie Shannona, częstotliwość Nyquista. Sygnały cyfrowe, błędy kwantyzacji, zniekształcenia "aliasing". Odtwarzanie z próbek (2h). Przetwarzanie sygnałów w systemach liniowych. Odpowiedź systemu na pobudzenie sygnałem. Operacja splotu, splotu dyskretnego i cyklicznego. Widmo sygnału na wyjściu systemu. Przetwarzanie sygnałów losowych (2h). Filtry analogowe i cyfrowe. Pasmo filtru, realizowalność i stabilność. Filtry rekursywne i nierekursywne, opis macierzowy. Analiza i synteza filtrów cyfrowych (2h). Sygnały użyteczne na tle zakłóceń. Stosunek sygnał/zakłócenie (sygnał/szum). Zakłócenia addytywne i multiplikatywne. Filtracja dopasowana. Filtracja Wienera (2h). Modelowanie sygnałów i systemów. Tworzenie modeli matematycznych sygnałów. Szacowanie parametrów sygnałów. Rodzaje estymatorów, ich ocena i konstrukcja. Nierówność Rao-Cramera. Estymatory największej wiarygodności i estymatory wyznaczone metodą momentów. Estymacja widma (2h). Modelowanie systemów. Modele parametryczne i nieparametryczne systemu liniowego. Modele parametryczne systemu nieliniowego(2h). Treść ćwiczeń audytoryjnych: Ćw. 1. Sygnał w przestrzeni metrycznej. Reprezentacje ortogonalne. Ortogonalizacja procedurą Grama-Schmidta. Ćw. 2. Transformaty całkowe. Wyznaczanie widma wybranych sygnałów. Ćw. 3. Projektowanie filtrów cyfrowych. Ćw. 4. Szum biały w systemach liniowych. Ćw. 5. Wyznaczanie wybranych estymatorów parametrów sygnałów. Ćw. 6. Modelowanie sygnałów zdeterminowanych i losowych. Ćw. 7. Modelowanie ARMA systemów liniowych.
Metody oceny:
Stopień opanowania wiedzy jest oceniany na podstawie aktywności na ćwiczeniach, dwóch pisemnych sprawdzianów audytoryjnych (Spr1 i Spr2) oraz na podstawie pisemnego egzaminu w trakcie sesji (Egz)
Egzamin:
tak
Literatura:
1. J. Szabatin: Podstawy teorii sygnałów, WKiŁ 2000. 2. J. Izydorczyk i inni: Teoria sygnałów, Helion, 1999. 3. T. Białasiewicz: Falki i aproksymacje, WNT, 2000. 4. S. Haykin: Systemy telekomunikacyjne, WKiŁ, 1998. 5. A. Oppenheim, R. Shafer: Cyfrowe przetwarzanie sygnałów, WKiŁ, 1979. 6. K.S. Shanmugan, A.M. Breipohl: Random Signals, Detection, Estimation and Data Analysis, John Wiley & Sons, 1988. 7. L.W. Couch: Digital and Analog Communication Systems, Prentice-Hall, 1997. 8. A. Jakubiak, D. Radomski: Sygnały i systemy, OWPW, 2012. 9. P. Soedestroem, P. Stoica: Identyfikacja systemów, PWN, 1997.
Witryna www przedmiotu:
http://ztso.tele.pw.edu.pl/~ctom/PSYB/PSYB.html
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt PSYB_W01
Posiada zaawansowaną wiedzę na temat metod opisu sygnałów w dziedzinie czasu i częstotliwości
Weryfikacja: Ćw.1, Ćw.2, Spr1, Egz.
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01, K_W06, K_W07
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07
Efekt PSYB_W02
Posiada zaawansowaną wiedzę na temat metod opisu systemów liniowych w dziedzinie czasu i częstotliwości
Weryfikacja: Ćw.3, Ćw.4 , Spr1, Egz.
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01, K_W05, K_W10
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W04
Efekt PSYB_W03
Posiada zaawansowaną wiedzę na temat metod modelowania sygnałów i estymacji ich parametrów.
Weryfikacja: Ćw. 5, Ćw. 6, Spr2, Egz.
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01, K_W06, K_W07
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W07
Efekt PSYB_W04
Posiada zaawansowaną wiedzę na temat metod modelowania systemów liniowychparametrów.
Weryfikacja: Ćw. 7, Spr2, Egz.
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01, K_W05, K_W10
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W01, T2A_W03, T2A_W04, T2A_W04

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt PSYB_U01
Posiada umiejetność analizy i syntezy sygnałów zaawansowanymi metodami czasoymi i częstotliwościowymi
Weryfikacja: Ćw.1, Ćw.2, Spr1, Egz.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U07, K_U10
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U04, T2A_U07, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U07, T2A_U09, T2A_U15
Efekt PSYB_U02
Posiada umiejetność analizy i syntezy systemów liniowych i częstotliwościowymi
Weryfikacja: Ćw.3 , Ćw.4, Spr1, Egz.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U07
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U04, T2A_U07, T2A_U08, T2A_U09
Efekt PSYB_U03
Posiada umiejętność modelowania sygnałów zdeterminowanych i losowych oraz estymacji ich parametrów.
Weryfikacja: Ćw. 5, Ćw. 6, Spr2, Egz.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U09, K_U10
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U04, T2A_U05, T2A_U07, T2A_U09, T2A_U15, T2A_U07, T2A_U09, T2A_U15
Efekt PSYB_U04
Posiada umiejętność modelowania systemów liniowych .
Weryfikacja: Ćw. 7, Spr2, Egz.
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U06, K_U09
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U03, T2A_U04, T2A_U07, T2A_U09, T2A_U05, T2A_U07, T2A_U09, T2A_U15

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt PSYB_K01
Potrafi pracować w zespole i kreatywnie przetwarzać zdobytą wiedzę
Weryfikacja: Ćw.1-7. Spr1,2 , Egz
Powiązane efekty kierunkowe: K_K01
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K06