Tantárgy » BMEVIHIAV28
Híradástechnikai jelfeldolgozás
Signal Processing in Communication
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
—
Hatályosság vége:
—
| Tantárgy neve (magyarul, angolul) |
Híradástechnikai jelfeldolgozás
Signal Processing in Communication
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tantárgykód | BMEVIHIAV28 | ||||||||||||
| Tantárgyjelleg | — | ||||||||||||
| Képzési szint | — | ||||||||||||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) |
|
||||||||||||
| Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa | vizsga | ||||||||||||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | ||||||||||||
| Tantárgyfelelős |
Dr. Gaál József
beosztás: adjunktus
elérhetőség:
gaal@hit.bme.hu
|
||||||||||||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység |
—
|
||||||||||||
| Kar | |||||||||||||
| Tantárgy weboldala | — | ||||||||||||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | — | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény | nincs | ||||||||||||
| Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel | nincs |
Célkitűzés
Tantárgyprogram
• A digitális jelfeldolgozás jel-, rendszer-, hálózat- és algoritmuselméleti alapjainak összefoglalása: idő-, frekvencia- és operátortartománybeli matematikai modellek, nevezetes osztályok, transzformációk, struktúrák. Véletlen jelmodellek.
• Sebességkonverziós jelfeldolgozás: decimálás, interpolálás, alul- és túl-mintavételezés, szűrőbankok.
• Jeldigitalizálás és rekonstrukció: illesztett, és optimalizált kvantálás; adaptív kvantálók, kódolók; memóriás, optimalizált, (differenciális-prediktív, részsávú, transzformációs) kódolók.
• Digitális modulációs eljárások, architektúrák (FSK, BPSK, QPSK, QAM, kódolt modulációk, OFDM, szoftver rádió).
• A digitális jelfeldolgozás alapfeladatai (specifikációk, méretezés, implementációk): digitális jelszintézis, szűrők, transzformációk (FFT, Hilbert), keverők, fázis detektorok, PLL, kiegyenlítők, adaptív szűrők, döntők, Viterbi dekóder.
• Implementációs kitekintés: Szimuláció, DSP, FPGA
Részletes ütemezés:
1. hét: Idő- és frekvenciatománybeli jel-modellek (függvények, sorozatok, indexelt tömbök) nevezetes osztályai és alapvető műveletei (eltolás, megfordítás, konvolúció, periódikus kiterjesztés, ablakolás, mintavételezés, interpolálás).
2. hét: A Fourier transzformációk (F. integrál, F. sorfejtés, Diszkrét idejű F. tr., diszkrét idejű F. sor, DFT, FFT) tulajdonságainak egységes tárgyalása.
3. hét: Diszkrét idejű jelek operátor tartományi leírása: körgyűrű felett analitikus függvények. A Z- transzformáció tulajdonságai, az inverz Z-transzformáció módszerei, szemléleti következményei.
4. hét: Diszkrét idejű sztochasztikus jel-modellek osztályai, alkalmazásai
5. hét: Input-output rendszermodellek osztályai (lineáris, memóramentes, invariáns, valós, kauzális, stabil, FIR, IIR, ARMA, minimálfázisú), egyenletei, rendszerjellemzői, tulajdonságai, alkalmazásai.
6. hét: Diszkrét idejű jelfeldolgozó rendszerek alternatív hálózati reprezentációi, implementációi: absztrakt (gráf, egyenletrendszer), hardver (elvi kapcsolási rajz), szoftver (DSP kód). Hálózat analízis: jelfolyamgráf, Mason formula és következményei. Hálózat szintézis: paraméterezhető direkt, kaszkád, parallel és rezonátoros struktúrák.
7. hét: Sebességkonverziós jelfeldolgozás: decimálás, interpolálás, alul- és túl-mintavételezés, szűrőbankok.
8. hét: Jeldigitalizálás és rekonstrukció: illesztett, és optimalizált kvantálás; adaptív kvantálók, kódolók; memóriás, optimalizált, (differenciális-prediktív, részsávú, transzformációs) kódolók.
9. hét: Jeldigitalizálás és rekonstrukció, hullámforma kódolók, illesztett, és optimalizált kvantálás (egyenletes, logaritmikus, Max-Loyd), adaptív kvantálók, kódolók.
10. hét: Memóriás, optimalizált, kódolók: differenciális-prediktív (ADPCM), részsávú, transzformációs (JPEG) kódolók.
11. hét: Digitális modulációs eljárások, architektúrák (FSK, BPSK, QPSK, QAM, kódolt modulációk, OFDM, szoftver rádió).
12. hét: Univerzális QAM modem.
13. hét: OFDM modem
14. hét: Összefoglalás: a digitális jelfeldolgozás alapfeladatai (specifikációk, méretezés, implementációk): digitális jelszintézis, szűrők, transzformációk (FFT, Hilbert), keverők, fázis detektorok, PLL, kiegyenlítők, adaptív szűrők, döntők.
• Sebességkonverziós jelfeldolgozás: decimálás, interpolálás, alul- és túl-mintavételezés, szűrőbankok.
• Jeldigitalizálás és rekonstrukció: illesztett, és optimalizált kvantálás; adaptív kvantálók, kódolók; memóriás, optimalizált, (differenciális-prediktív, részsávú, transzformációs) kódolók.
• Digitális modulációs eljárások, architektúrák (FSK, BPSK, QPSK, QAM, kódolt modulációk, OFDM, szoftver rádió).
• A digitális jelfeldolgozás alapfeladatai (specifikációk, méretezés, implementációk): digitális jelszintézis, szűrők, transzformációk (FFT, Hilbert), keverők, fázis detektorok, PLL, kiegyenlítők, adaptív szűrők, döntők, Viterbi dekóder.
• Implementációs kitekintés: Szimuláció, DSP, FPGA
Részletes ütemezés:
1. hét: Idő- és frekvenciatománybeli jel-modellek (függvények, sorozatok, indexelt tömbök) nevezetes osztályai és alapvető műveletei (eltolás, megfordítás, konvolúció, periódikus kiterjesztés, ablakolás, mintavételezés, interpolálás).
2. hét: A Fourier transzformációk (F. integrál, F. sorfejtés, Diszkrét idejű F. tr., diszkrét idejű F. sor, DFT, FFT) tulajdonságainak egységes tárgyalása.
3. hét: Diszkrét idejű jelek operátor tartományi leírása: körgyűrű felett analitikus függvények. A Z- transzformáció tulajdonságai, az inverz Z-transzformáció módszerei, szemléleti következményei.
4. hét: Diszkrét idejű sztochasztikus jel-modellek osztályai, alkalmazásai
5. hét: Input-output rendszermodellek osztályai (lineáris, memóramentes, invariáns, valós, kauzális, stabil, FIR, IIR, ARMA, minimálfázisú), egyenletei, rendszerjellemzői, tulajdonságai, alkalmazásai.
6. hét: Diszkrét idejű jelfeldolgozó rendszerek alternatív hálózati reprezentációi, implementációi: absztrakt (gráf, egyenletrendszer), hardver (elvi kapcsolási rajz), szoftver (DSP kód). Hálózat analízis: jelfolyamgráf, Mason formula és következményei. Hálózat szintézis: paraméterezhető direkt, kaszkád, parallel és rezonátoros struktúrák.
7. hét: Sebességkonverziós jelfeldolgozás: decimálás, interpolálás, alul- és túl-mintavételezés, szűrőbankok.
8. hét: Jeldigitalizálás és rekonstrukció: illesztett, és optimalizált kvantálás; adaptív kvantálók, kódolók; memóriás, optimalizált, (differenciális-prediktív, részsávú, transzformációs) kódolók.
9. hét: Jeldigitalizálás és rekonstrukció, hullámforma kódolók, illesztett, és optimalizált kvantálás (egyenletes, logaritmikus, Max-Loyd), adaptív kvantálók, kódolók.
10. hét: Memóriás, optimalizált, kódolók: differenciális-prediktív (ADPCM), részsávú, transzformációs (JPEG) kódolók.
11. hét: Digitális modulációs eljárások, architektúrák (FSK, BPSK, QPSK, QAM, kódolt modulációk, OFDM, szoftver rádió).
12. hét: Univerzális QAM modem.
13. hét: OFDM modem
14. hét: Összefoglalás: a digitális jelfeldolgozás alapfeladatai (specifikációk, méretezés, implementációk): digitális jelszintézis, szűrők, transzformációk (FFT, Hilbert), keverők, fázis detektorok, PLL, kiegyenlítők, adaptív szűrők, döntők.
A híradástechnikai jelfeldolgozás két nagy alapmodellje:
• Analóg jel átvitele digitális csatornán: kódolás, dekódolás.
• Digitális jel átvitele analóg csatornán: modulálás, demodulálás.
A tárgy célja a nagybonyolultságú kodekekben és modemekben alkalmazandó összetett digitális jelfeldolgozási eljárások analíziséhez és tervezéséhez szükséges fogalmak, elméletek, és módszertanok ismertetése. különös tekintettel a korszerű implementációs technológiai lehetőségekre.
Tanulmányi eredmények
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Képességek
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Attitűd
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Autonómia és felelősség
Nincsenek rögzített tanulási eredmények.
Oktatási módszertan
Előadás,
időszakonként az egyes egymásra épülő anyagrészek elsajátítása folyamatos
tanulást igényel a jegyzet és a segédanyagok alapján.
Tanulástámogató anyagok
Online források
Elektronikus jegyzet, előadás vázlatok, ellenőrző kérdések PDF formában a tárgy honlapján.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
• Algebra
• Valós és komplex analízis
• Valószínűségszámítás
• Jelek és rendszerek
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
• Algebra
• Valós és komplex analízis
• Valószínűségszámítás
• Jelek és rendszerek
Általános szabályok
Követelmények:
a. A szorgalmi időszakban: egy nagyzárthelyi
b. A vizsgaidőszakban: kombinált vizsga, példamegoldó írásbeli részből és egy témakör szóbeli kifejtéséből áll.
c. Elővizsga: nincs
Pótlási lehetőségek:
nagyzárthelyi pótlására pótzh és pótpótzh.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya
Nincs megadva részarány.
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
Nincs megadva részletes értékelés.
Vizsgarészek részaránya
Nincs megadva részarány.
Érdemjegy megállapítása
Nincs megadva érdemjegy határ.
Jelenléti és részvételi követelmények
Nincs megadva jelenléti követelmény.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
Nincs megadva.
Rövid leírás
Nincs megadva.
Részletes leírás
Nincs megadva.
Ajánlott tantárgyak
Tematikaütközés miatt a tárgyat csak azok vehetik fel, akik korábban nem hallgatták a következő tárgyakat:
BMEVIHIM159 Híradástechnikai jelfeldolgozás
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
Nincs megadva munkaidő bontás.
Tantárgykövetelmények hatályossága
Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:
—
Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:
—
Tantervi elhelyezés
Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.