Politechnika Warszawska - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Teoria sygnałów i informacji

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103B-INxxx-ISP-TSI Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Teoria sygnałów i informacji
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Elektronika )-Automatyka i robotyka-inż.-EITI
( Elektronika )-Informatyka-inż.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
Punkty ECTS i inne: 5.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

TSI

Numer wersji:

2

Skrócony opis:

Zasadniczym celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z elementami teorii informacji z uwypukleniem roli sygnału jako nośnika informacji. Przedstawione zostaną podstawowe pojęcia teorii informacji i teorii kodowania: miary ilości informacji, pojęcie przepustowości kanału informacyjnego, zagadnienia kodowania źródła informacyjnego i kodowania kanału. Przedyskutowane będą granice teorioinformacyjne Shannona. Wprowadzony zostanie opis sygnałów i układów LS w dziedzinie czasu, dziedzinie częstotliwości i dziedzinie zespolonej. Omówione będą także podstawowe operacje nad sygnałami: próbkowanie, kwantowanie i filtracja. Zagadnienia te będą punktem wyjścia do omówienia problematyki kompresji, transmisji i korekcji danych. Zilustrowane one zostaną na przykładzie współczesnych cyfrowych systemów transmisji informacji.

Pełny opis:

Zasadniczym celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z elementami teorii informacji z uwypukleniem roli sygnału jako nośnika informacji. Przedstawione zostaną podstawowe pojęcia teorii informacji i teorii kodowania: miary ilości informacji, pojęcie przepustowości kanału informacyjnego, zagadnienia kodowania źródła informacyjnego i kodowania kanału. Przedyskutowane będą granice teorioinformacyjne Shannona. Wprowadzony zostanie opis sygnałów i układów LS w dziedzinie czasu, dziedzinie częstotliwości i dziedzinie zespolonej. Omówione będą także podstawowe operacje nad sygnałami: próbkowanie, kwantowanie i filtracja. Zagadnienia te będą punktem wyjścia do omówienia problematyki kompresji, transmisji i korekcji danych. Zilustrowane one zostaną na przykładzie współczesnych cyfrowych systemów transmisji informacji.

Treść wykładu

  1. Wprowadzenie. Pojęcia podstawowe. Łącze informacyjne. Źródło, kanał i odbiornik informacji. Źródła i łącza dyskretne. Opis probabilistyczny źródła i kanału dyskretnego.

  2. Miary ilości informacji. Entropia. maksymalizacja entropii. Informacja wzajemna. Pozostałe miary ilości informacji i związki między nimi.

  3. Pojęcie przepustowości kanału. Przepustowość jako maksimum informacji wzajemnej. Kanał idealny. Kanał przerwany. Kanał binarny symetryczny. Przykłady innych kanałów. Przykłady obliczania przepustowości kanałów dyskretnych.

  4. Elementy teorii kodowania. Kodowanie bezstratne źródła. Kryterium jakości kodu. Pierwsze twierdzenie Shannona o kodowaniu (źródła). Kody Shannona-Fano. Warunek konieczny i dostateczny realizowalności kodu. Nierówność Krafta. Kod optymalny Huffmana. Kompresja informacji.

  5. Kodowanie kanału. Kody korekcyjne. Drugie twierdzenie Shannona o kodowaniu. Kody Hamminga. Wzmianka o innych kodach, w tym turbokodach.

  6. Ciągłe łącza informacyjne. Opis probabilistyczny łącza ciągłego. Kanał AWGN. Przepustowość kanału AWGN. Podstawowy związek między przepustowością, szerokością pasma kanału a stosunkiem sygnał-szum. Granica przepustowości przy paśmie nieskończonym. Osteteczny kres Shannona. Informacja a energia. Minimalna energia konieczna do przesłania 1 bitu informacji.

  7. Elementy ogólnej teorii sygnałów. Sygnał jako nośnik informacji. Klasyfikacja sygnałów. Sygnały deterministyczne i losowe, analogowe i dyskretne. Podstawowe parametry sygnału: energia, moc.Reprezentacje sygnałów analogowych. Trygonometryczny szereg Fouriera, zespolona postać szeregu Fouriera. Przekształcenie Fouriera. Pojęcie widma sygnału. Widmo amplitudowe i fazowe.

  8. Sygnały o skończonym paśmie. Próbkowanie sygnału. Twierdzenie o próbkowaniu, częstotliwość Nyquista. Efekt stroboskopowy. Odtwarzanie sygnału z próbek.

  9. Przetwarzanie sygnału analogowego w sygnał cyfrowy. Operacje realizowane w przetworniku A/C. Kwantowanie sygnałów i reprezentacja cyfrowa sygnału analogowego. Szum kwantowania i stosunek sygnał-szum w przetworniku A/C.

  10. Przetwarzanie sygnałów przez filtry LS. Odpowiedź impulsowa, charakterystyka amplitudowo-fazowa i transmitancja filtru. Filtr dolnoprzepustowy, górnoprzepustowy, środkowoprzepustowy i środkowozaporowy. Filtry rzędu pierwszego i rzędu drugiego. Realizacje filtrów w strukturze sekcji bikwadratowej. Charakterystyki amplirudowe filtrów.

  11. Elementy cyfrowego przetwarzania sygnałów. Sygnał cyfrowy. Przekształcenie Z. Częstotliwość unormowana. Widmo sygnału cyfrowego. Filtry cyfrowe.

  12. Systemy transmisji informacji. Modulacje sygnałów analogowe, impulsowe i cyfrowe. Kluczowanie amplitudy, częstotliwości i fazy. Przykłady współczesnych cyfrowych systemów transmisji informacji.


Treść ćwiczeń
Ćwiczenia mają na celu utrwalenie i pogłębienie treści wykładu. Posłużą one do prezentacji odpowiednich przykładów, interpretacji wprowadzonych pojęć i ilustracji podstawowych zależności. Z uwagi na specyfikę zagadnień teorii informacji i kodowania, trudnych do ilustracji w ramach zajęć laboratoryjnych, główny punkt ciężkości będzie położony na ćwiczeniach na te właśnie zagadnienia. Ćwiczenia obejmują także w ograniczonym zakresie warstwę sygnałową.

Zakres laboratorium
  1. Szereg Fouriera.
  2. Badanie analogowych układów liniowych.
  3. Próbkowanie sygnałów i ich odtwarzanie z próbek.
  4. Badanie dyskretnych układów liniowych..
  5. Charakterystyki informacyjne binarnego kanału transmisyjnego.

Literatura:

  1. K. Wesołowski, Podstawy cyfrowych systemów telekomunikacyjnych, WKŁ, Warszawa 2006.

  2. S. Haykin, Systemy telekomunikacyjne, WKŁ, Warszawa 2000.

  3. J. Szabatin, Podstawy teorii sygnałów, WKŁ, Warszawa 2007.

  4. T. Zieliński, Cyfrowe przetwarzanie sygnałów: od teorii do zastosowań, WKŁ, Warszawa 2014.

  5. S. Dymowski, Elementy teorii informacji, Wyd. PW, Warszawa 1971 (1968).

  6. R. Biernacki, B. Butkiewicz, J. Szabatin, B. Świdzińska, Zbiór zadań z teorii sygnałów i teorii informacji, Wyd. PW, Warszawa 2003.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. letni" (w trakcie)

Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Konrad Jędrzejewski
Prowadzący grup: Szymon Buś, Jędrzej Drozdowicz, Zbigniew Gajo, Konrad Jędrzejewski, Gustaw Mazurek, Renata Plucińska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2019-10-01 - 2020-02-21
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Konrad Jędrzejewski
Prowadzący grup: Szymon Buś, Artur Gromek, Konrad Jędrzejewski, Krzysztof Kulpa, Gustaw Mazurek, Grzegorz Nieradka, Renata Plucińska, Rafał Rytel-Andrianik, Piotr Samczyński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Konrad Jędrzejewski
Prowadzący grup: Konrad Jędrzejewski, Gustaw Mazurek, Anatoli Platonov, Rafał Rytel-Andrianik
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-17
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 180 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Konrad Jędrzejewski
Prowadzący grup: Szymon Buś, Konrad Jędrzejewski, Gustaw Mazurek, Grzegorz Nieradka, Anatoli Platonov, Renata Plucińska, Rafał Rytel-Andrianik
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2018-02-19 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 130 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 130 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 130 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Konrad Jędrzejewski, Elżbieta Styczek
Prowadzący grup: Konrad Jędrzejewski, Gustaw Mazurek, Grzegorz Nieradka, Anatoli Platonov, Rafał Rytel-Andrianik
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 160 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 160 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 160 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Konrad Jędrzejewski
Prowadzący grup: Konrad Jędrzejewski
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2017-02-20 - 2017-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 140 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 140 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 140 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: (brak danych)
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2016-10-01 - 2017-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 160 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 160 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 160 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Szabatin
Prowadzący grup: Jerzy Szabatin
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2016-02-23 - 2016-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 60 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: (brak danych)
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2015/2016 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2015-10-01 - 2016-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 140 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 140 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 140 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Szabatin
Prowadzący grup: Jerzy Szabatin
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2015-02-23 - 2015-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 80 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: (brak danych)
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2014-09-29 - 2015-02-22
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 140 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 140 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 140 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Szabatin
Prowadzący grup: Jerzy Szabatin
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2014-02-24 - 2014-09-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 115 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 115 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 115 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: (brak danych)
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2013-10-01 - 2014-02-23
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Szabatin
Prowadzący grup: Jerzy Szabatin
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2013-02-20 - 2013-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 120 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: (brak danych)
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2012-10-01 - 2013-02-19
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 15 godzin, 115 miejsc więcej informacji
Laboratorium, 15 godzin, 115 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 115 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Jerzy Szabatin
Prowadzący grup: Jerzy Szabatin
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.