Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Sygnały i systemy
Tok studiów:
2014/2015
Kod:
ITE-1-301-s
Wydział:
Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Teleinformatyka
Semestr:
3
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Papir Zdzisław (papir@kt.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Bułat Jarosław (kwant@agh.edu.pl)
dr inż. Kantor Mirosław (kantor@kt.agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Papir Zdzisław (papir@kt.agh.edu.pl)
Wszołek Jacek (jwszolek@kt.agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Zieliński Tomasz (tzielin@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Moduł “Sygnały i systemy” jest poświęcony analizie częstotliwościowej sygnałów i systemów telekomunikacyjnych.

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, technik kodowania i modulacji; TE1A_W01 Egzamin,
Kolokwium
M_W002 Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu teorii sygnałów oraz modulacji; TE1A_W03 Egzamin,
Kolokwium
M_W003 zna i rozumie zasady przedstawiania sygnałów telekomunikacyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości; zna cechy transmisji analogowych, właściwości kanału telekomunikacyjnego, techniki kodowania transmisyjnego, modulacji; TE1A_W04 Egzamin,
Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Potrafi dokonać analizy sygnałów i prostych systemów przetwarzania sygnałów w dziedzinie czasu i częstotliwości, stosując techniki analogowe oraz odpowiednie narzędzia sprzętowe i programowe; TE1A_U08 Projekt
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; TE1A_U07 Projekt
M_U003 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. TE1A_U01 Projekt
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy. TE1A_K01 Projekt
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
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, technik kodowania i modulacji; + + - - - - - - - - -
M_W002 Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu teorii sygnałów oraz modulacji; + + - - - - - - - - -
M_W003 zna i rozumie zasady przedstawiania sygnałów telekomunikacyjnych w dziedzinie czasu i częstotliwości; zna cechy transmisji analogowych, właściwości kanału telekomunikacyjnego, techniki kodowania transmisyjnego, modulacji; + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi dokonać analizy sygnałów i prostych systemów przetwarzania sygnałów w dziedzinie czasu i częstotliwości, stosując techniki analogowe oraz odpowiednie narzędzia sprzętowe i programowe; - + - - - - - - - - -
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; - + - - - - - - - - -
M_U003 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. + + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi myśleć i działać w sposób kreatywny i przedsiębiorczy. - + - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Wprowadzenie do wykładu. (2 godz.)
Zasady organizacyjne. Zadania teorii sygnałów. Rodzaje sygnałów i systemów przetwarzania sygnałów. System telekomunikacyjny (filtracja, modulacja).
2. System liniowy i stacjonarny (SLS). (2 godz.)
Definicja i właściwości SLS. Odpowiedź SLS na wymuszenie wykładnicze. Szereg Fouriera. Przekształcenie Fouriera.
3. Przekształcenie Fouriera. (2 godz.)
Wybrane właściwości przekształcenia Fouriera.
4. Filtracja sygnałów. (2 godz.)
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.
5. Twierdzenie o próbkowaniu. (2 godz.)
Dystrybucja (delta) Diraca. Próbkowanie sygnału w dziedzinie czasu i częstotliwości.
6. Właściwości energetyczne sygnałów. (2 godz.)
Definicja energii i mocy sygnału. Twierdzenie Parsevala. Widmo gęstości energii (mocy). Moc ułamkowa. Funkcja korelacji.
7. Proces losowy. (2 godz.)
Proces losowy jako zbiór realizacji. Uśrednianie po zbiorze i po czasie. Proces ergodyczny. Twierdzenie Wienera-Chinczyna.
8. Kanał transmisyjny. (2 godz.)
Zniekształcenia i zakłócenia w kanale transmisyjnym. Addytywny szum biały (AWGN) w dziedzinie czasu i częstotliwości. Szum wąskpasmowy.
9. Modulacje amplitudy i częstotliwości. (2 godz.)
Koncepcja modulacji. Cele stosowania modulacji. Podział modulacji. Budowa systemu modulacyjnego. Modulacja amplitudy AM. Detekcja obwiedni i koherentna. Modulacja częstotliwości FM.
10. Odporność na szum modulacji AM i FM. (2 godz.)
Odstęp sygnał-szum. Zysk modulacyjny. Charakterystyki szumowe systemu modulacji AM i FM.
11. Modulacje kodowo-impulsowe. (2 godz.)
Kwantowanie sygnałów. Kodowanie arytmetyczne. Modulacja PCM. Szum kwantowania. Modulacja DPCM. Modulacja delta.
12. Kodowanie transmisyjne. (2 godz.)
Koncepcja kodu transmisyjnego. Pożądane właściwości kodów transmisyjnych. Interferencja międzysymbolowa. Kryterium Nyquista.
13. Detekcja impulsów w obecności zakłóceń (2 godz.)
14. Transmisja sygnału cyfrowego w kanale radiowym. (2 godz.)
Kluczowanie amplitudy, fazy, częstotliwości. Kluczowanie QPSK i pochodne. Detekcja koherentna i niekoherentna.

Ćwiczenia 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.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 148 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 50 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 30 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

1. Aby uzyskać pozytywną ocenę końcową 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 (SW) z ocen z ćwiczeń audytoryjnych (50%) i egzaminu (50%) uzyskanych we wszystkich terminach.
3. Wyznaczamy ocenę końcową na podstawie zależności:
if SW>4.75 then OK:=5.0 else
if SW>4.25 then OK:=4.5 else
if SW>3.75 then OK:=4.0 else
if SW>3.25 then OK:=3.5 else OK:=3
4. Zaliczenie poprawkowe odbywa się przez kolokwium z całości materiału wykładanego oraz omawianego w trakcie ćwiczeń audytoryjnych.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Wiadomości z zakresu przedmiotów:
1. Algebra i Analiza
2. Probabilistyka i podstawy statystyki
3. Podstawy elektroniki

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. J. Szabatin: Podstawy teorii sygnałów. WKiŁ, Warszawa 2004.
2. J. M. Wojciechowski: Sygnały i systemy. WKiŁ, Warszawa 2008.
3. M. Kantor, Z. Papir: Modulacja i detekcja – zbiór zadań z rozwiązaniami. UWND AGH, Kraków 2008.
4. Z. Papir: Analiza częstotliwościowa sygnałów. UWND AGH, Kraków 1995.
5. Z. Papir: Modulacja i detekcja. UWND AGH, Kraków 1992.
6. R. E. Ziemer, W. H. Tranter: Principles of Communications – Systems, Modulations, and Noise, John Wiley 2010.
7. H. Baher: Analog and Digital Signal Processing, John Wiley 2001.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

“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. 740-766.

“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. 101–114, http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6978034.

Informacje dodatkowe:

Całość wykładanego materiału znajduje się na serwerze KT:
www.kt.agh.edu.pl/~papir