ФЕДЕРАЛЬННОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА МАТЕМАТИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
ПРОГРАММА ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ
дисциплины
ЦИФРОВЫЕ МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ В ИТС
Специальности:
210406.65 «Сети связи и системы коммутации»
210405.65 «Радиосвязь, радиовещание и телевидение»
Составитель:
Белгород 2008
1. Пояснительная записка
Цели проведения промежуточной аттестации
Целью проведения промежуточной аттестации является выявление и оценка знаний студентов, полученных в ходе изучения дисциплины, а также умений, приобретенных в цикле лабораторных работ.
Формы контроля, которые необходимо выполнить студенту по специальностям, для которых читается дисциплина
Экзамен
Ожидаемые результаты обучения
Студенты должны:
- знать: основные понятия теории сигналов; принципы дискретизации и квантования по уровню отсчётов сигналов; математические основы обработки сигналов в ИТС; методы анализа и синтеза сигналов;
- уметь: осуществлять алгоритмическую реализацию методов формирования и обработки сигналов в ИТС; использовать существующие программные системы, реализующие методы формирования и обработки сигналов в ИТС;
- иметь представление: о наиболее распространенных подходах к анализу и формированию сигналов в ИТС; о методах обработки сигналов в цифровых системах связи.
2. Содержание разделов дисциплины
Тема 1. Сигналы и их обработка в ИТС
Задачи и проблемы цифровой обработки сигналов в ИТС. Основные понятия и определения цифровой обработки сигналов. Содержательная сущность определения и примеры сигналов в науке, технике и связи. Проблема анализа свойств сигналов. Обобщенная схема цифровой обработки сигналов.
Тема 2. Математические основы цифровой обработки сигналов
Цифровая обработка сигналов, основанная на использовании спектральных методов. Ряды и трансформанты Фурье. Интегральные преобразования и их роль в обработке сигналов. Теория дискретизации Найквиста. Теорема Котельникова и условия её применения. Интерполяционная формула Котельникова-Шеннона. Вариационный метод интерполяции. Элементы статистической теории квантования по уровню.
Тема 3. Цифровые методы анализа сигналов
Спектральный анализ в базисе Фурье. Спектральные окна. Алгоритмы дискретного и быстрого преобразований Фурье. Вычисление точных значений долей энергии отрезков сигналов, соответствующих заданным частотным диапазонам. Фильтрация сигналов: основные понятия и принципы; детерминированный и вероятностный подходы. КИХ - фильтрация и методы синтеза КИХ-фильтров. Синтез оптимальных по среднеквадратическому критерию фильтров.
3. Контролирующий модуль
Текущий контроль -
Форма проведения, требования:
Текущий контроль осуществляется проверкой выполнения лабораторных работ. Отчет о выполнении каждой лабораторной работы должен содержать все выполненные задачи и построенные графики.
Критерии оценки
Оценка выполнения лабораторных работ производится по зачетной системе. Зачет за выполнение лабораторной работы ставится за правильно выполненную работу и правильные ответы на контрольные вопросы. Не зачитывается работа в том случае, если не выполнено хотя бы одно из заданий работы, или при выполнении допущены грубые ошибки.
Рубежный контроль -
Форма проведения, требования
Рубежный контроль осуществляется проверкой выполнения тестов к разделам дисциплины.
Список вопросов к зачету
Тестовые задания представлены в УМК дисциплины
Критерии оценки
Зачет за выполнение теста ставится минимум за 80% правильных ответов, при условии анализа студентом вопросов, на которые были даны неверные ответы.
Итоговый контроль -
Форма проведения, требования
Экзамен
Список вопросов к экзамену
1. Задачи и проблемы цифровой обработки сигналов в ИТС.
2. Основные типы сигналов и их математическое описание.
3. Типовые дискретные сигналы.
4. Обобщенная схема ЦОС.
5. Проблема анализа свойств сигналов.
6. Преобразование Лапласа. Дискретное преобразование Лапласа.
7. Z-преобразование.
8. Ряды и трансформанты Фурье.
9. Теория дискретизации Найквиста.
10. Спектры дискретизованных сигналов.
11. Теорема Котельникова и условия её применения.
12. Интерполяционная формула Котельникова - Шеннона.
13. Вариационный метод интерполяции.
14. Элементы статистической теории квантования по уровню.
15. Квантование по уровню и восстановление сигналов.
16. Спектральный анализ в базисе Фурье. Основные понятия.
17. Дискретное преобразование Фурье.
18. Связь ДПФ и спектра дискретного сигнала
19. Спектральные окна и их применение.
20. БПФ с прореживанием по времени.
21. БПФ с прореживанием по частоте.
22. Вычисление энергии отрезка сигнала в заданном частотном интервале.
23. Фильтрация сигналов: основные понятия и принципы.
24. КИХ-фильтрация.
25. Методы синтеза КИХ-фильтров.
26. Синтез оптимальных по среднеквадратическому критерию фильтров.
Критерии оценки
Экзаменационная оценка выставляется по пятибалльной системе.
Отметка «отлично» выставляется студенту, глубоко и прочно усвоившему программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагающему, в ответе которого увязывается теория с практикой, он показывает знакомство с монографической литературой, правильно обосновывает решение задачи.
Отметка «хорошо» выставляется студенту, твердо знающему программный материал, грамотно и по существу излагающему его, который не допускает существенных неточностей в ответе на вопрос, правильно применяет теоретические положения при решении практических вопросов и задач.
Отметка «удовлетворительно» выставляется студенту, который знает только основной материал, но не усвоил его деталей, допускает в ответе неточности, недостаточно правильно формулирует основные законы и правила, затрудняется в выполнении практических задач.
Отметка «неудовлетворительно» выставляется студенту, который не знает значительной части программного материала, допускает существенные ошибки, с затруднениями выполняет практические задания.
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература:
1. , , и др. Основы цифровой обработки сигналов. – СПб: БХВ-Петербург, 2003
2. Сергиенко обработка сигналов. – СПб:Питер, 2003
3. Рабинер, Л. Теория и применение цифровой обработки сигналов [Текст] / Л. Рабинер, Г. Голд. – М.: Мир, 1988. – 512 с.
4. Гольденберг, обработка сигналов [Текст]: учеб. пособие / , , . – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Радио и связь, 1990. – 256 с. : ил.
5. Блейхут, Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов/ Р. Блейхут; пер. с англ. . – М.: Мир, 1989. – 448 с.: ил.
Дополнительная литература:
1. Рабинер, обработка речевых сигналов [Текст]: Пер. с англ. / , ; под ред. , . – М.: Радио и связь 1981. – 495 с.
2. Васюков обработка сигналов и сигнальные процессоры в системах подвижной радиосвязи.- Новосибирск, НГТУ, 2003
3. Гантмахер, матриц [Текст] / . – М.: Физматлит, 2004. – 560с.
4. Хургин, функции в физике и технике [Текст] / , . – М.: Наука, 1971. – 408 с.: ил.
5. Шульгин, теории передачи информации [Текст]: Учебное пособие / . – Харьков: Нац. аэро-косм. ун-т. «Харьк. авиац. ин-т», 2003. – 102 с.
6. Нуссбаумер, Г. Быстрое преобразование Фурье и алгоритмы вычисления сверток [Текст] / Г. Нуссбаумер ; ред.: , ; пер. с англ.: , . – М. : Радио и связь, 1985. – 248 с. : ил., табл., граф.
Воеводин, и вычисления [Текст] / , . – М.: Наука, 1984. – 318 с. Голд, Б. Цифровая обработка сигналов [Текст] : пер. с англ./ Б. Голд, Ч. Рейдер. – М.: Сов. радио, 1973. – 376 с.Периодическая литература:
1. Научно-технический журнал «Цифровая обработка сигналов»
2. Журнал «Вопросы радиоэлектроники»
Internet-ресурсы:
1. Московский технический университет связи и информатики (МТУСИ) www. *****/
2. Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. -Бруевича (ГУТ) www. *****/
3. Научно-технический журнал «Цифровая обработка сигналов» www. *****/
