Аннотация программы дисциплины «Цифровая обработка

Аннотация
программы дисциплины
«Цифровая обработка одномерных и двумерных сигналов»
направления 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
Цель и задачи изучения дисциплины: изучение теоретических основ
цифровой обработки сигналов: методов представления сигналов, базовых
преобразований сигналов, синтеза цифровых фильтров, эффективных
алгоритмов цифровой обработки сигналов, а также обучение основным
приложениям цифровой обработки сигналов в системах телекоммуникаций.
Содержание дисциплины: Основные определения и понятия.
Cодержание цифровой обработки сигналов (ЦОС). Операции над
комплексными числами. Преобразование Фурье. Дельта-функция во
временной и частотной областях. Преобразование Фурье функий sin и cos для
частоты fo. Преобразование Фурье от четной и нечетной функций. Свойство
четности преобразования Фурье. Свойство симметрии преобразования
Фурье. Прямоугольный импульс и его преобразование Фурье. Эффекты
конечной длины выборки.
Теорема о выборке. Дискретное преобразование Фурье. Выборочные
данные и частота Найквиста. Теорема о выборке. Дискретное преобразование
Фурье длины N. Свойства дискретного преобразования Фурье. Циклическая
свертка.
Алгоритмы вычисления дискретного преобразования Фурье.
Вычисление дискретного преобразования Фурье. Элементы теории.
Алгоритм вычисления спаренного преобразования Фурье. Алгоритм
преобразования двойной длины. Алгоритм вычисления обратного
преобразования Фурье.
Обратное преобразование Фурье двух функций. Вычисление обратного
преобразования Фурье посредством прямого дискретного преобразования
Фурье. Алгоритм быстрого пребразования Фурье (БПФ). Алгоритмы БПФ с
прореживанием по времени и по частоте. Вычислительная сложность
алгоритма БПФ. Схемы алгоритма БПФ.
Типы цифровых фильтров. Перелаточная функция цифрового фильтра.
Исследование устойчивости цифровых фильтров второго порядка.
Синтез цифровых рекурсивных фильтров. Метод инвариантной
импульсной характеристики. Синтез цифровых рекурсивных фильтров.
Метод билинейного Z-преобразования.
Передаточная
функция
цифрового
нерекурсивного
фильтра.
Характеристики цифровых нерекурсивных фильтров с линейной фазовой
характеристикой. Синтез цифровых нерекурсивных фильтров. Порядок
расчета фильтров. Модифицированный метод временного окна.
Обобщенное окно Хэмминга. Типы временных окон. Их основные
характеристики. Структуры цифровых нерекурсивных фильтров: прямая
четное и нечетное количество коэффициентов импульсной характеристики
фильтра), каскадная. Структура и расчет цифрового нерекурсивного фильтра
на основе частотной выборки.
Метод вычисления линейной свертки на основе алгоритма БПФ и
перекрытия с суммированием. Метод вычисления линейной свертки на
основе алгоритма u1041 БПФ и перекрытия с накоплением.
Децимация с целым коэффициентом компрессии М. Итерполяция
(обратная децимация) с целым коэффициентом М экспандера частоты.
Децимация с рациональным коэффициентом компрессии. Приведение двух
выборок сигнала с разными частотами дискретизации к общей частоте
дискретизации. Полифазная структура цифрового нерекурсивного фильтра.
Полосовой
фильтр-дециматор,
использующий
квадратурную
децимацию. Полосовая фильтрация на основе фильтров нижних частот.
Спектральная лупа.
Полифазная структура полосового цифрового нерекурсивного фильтра.
Структура синтеза. Структура анализа.
Применение ЦОС в задачах кодирования речевого сигнала. Структура
кодирования речевого сигнала на базе банка цифровых фильтров. Разностное
квантование. Структура кодера. Структура декодера. Линейное предсказание
сигнала.
Функциональная схема ЦПОС TMS320C2x и TMS320C542.
Организация и адресация памяти процессора. Основные функциональные
блоки процессора.
Система и форматы команд. Специальные команды процессора,
ориентированные на цифровую обработку сигналов. Программирование.
Место
дисциплины
в
структуре
ООП:Б3.В.ДВ.6.2,
Профессиональный цикл, вариативная часть, дисциплина по выбору.
Требования к предварительной подготовке студента: Дисциплина
базируется на материале ранее изученных дисциплин в процессе
специальной подготовки бакалавра.
Трудоемкость освоения учебной дисциплины:3 ЗЕТ, 108 час,
аудиторных - 36 час: (практические - 36 час), самостоятельная работа –
65 час.
Семестры изучения и формы итогового контроля: Дисциплина
«Цифровая обработка одномерных и двумерных сигналов» изучается в 7
семестре. Формы контроля – зачет (7 семестр).
Требования к результатам освоения дисциплины: в процессе
освоения дисциплины формируются следующие компетенции:
ПК-13 - готовностью к изучению научно-технической информации,
отечественного и зарубежного опыта по тематике инвестиционного проекта,
уметь собирать и анализировать информацию для формирования исходных
данных для проектирования средств и сетей связи и их элементов;
ПК-14 - уметь проводить расчеты по проекту сетей, сооружений и
средств связи в соответствии с техническим заданием с использованием как
стандартных методов, приемов и средств автоматизации проектирования, так
и самостоятельно создаваемых оригинальных программ; уметь проводить
технико-экономическое обоснование проектных расчетов с использованием
современных подходов и методов;
ПК-16 - готовностью изучать научно-техническую информацию,
отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования;
ПК-18 - способностью спланировать и провести необходимые
экспериментальные исследования, по их результатам построить адекватную
модель, использовать ее в дальнейшем при решении задач создания и
эксплуатации инфокоммуникационного оборудования;
По окончании изучения дисциплины «Цифровая обработка
одномерных и двумерных сигналов» студент должен:
знать:
методы
цифрового
представления
сигналов;
дискретное
преобразование Фурье и его свойства; эффективные алгоритмы цифрового
преобразования сигналов; методы синтеза цифровых фильтров; основные
приложения цифровой обработки сигналов в системах телекоммуникаций.
уметь:
выбрать эффективный алгоритм цифровой обработки сигналов под
заданный вычислительный ресурс; осуществлять синтез цифровых фильтров
как рекурсивных так нерекурсивных, писать программы в среде MATLAB
для моделирования основных приложений цифровой обработки сигналов;
работать на базовых процессорах цифровой обработки сигналов семейства
TMS320 фирмы Texas Instruments.
иметь представление:
о современном уровне и перспективах развития теории и приложений
цифровой обработки сигналов.
Виды занятий: практические, самостоятельная работа студента.