Hoppa till huvudinnehållet

EQ2300 Digital signalbehandling 7,5 hp

Digital systems provide larger flexibility and better accuracy at a lower cost, compared to analogue systems. For this reason, they are used in most technical areas, including telecommunications, automatic control, audio, image processing, medical and military applications. The course provides a solid background to all these applications.

Välj termin och kursomgång

Välj termin och kursomgång för att se aktuell information och mer om kursen, såsom kursplan, studieperiod och anmälningsinformation.

Kursval

Gäller för kursomgång

HT 2024 Start 2024-10-28 programstuderande

Anmälningskod

50479

Rubriker med innehåll från kursplan EQ2300 (VT 2019–) är markerade med en asterisk ( )

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll

Kursen behandlar klassiska resultat och metoder inom digital signalbehandling, både i avsende på grundläggande principer och den matematiska teorin. Framför allt behandlas

·        Implementering av digitala filter samt approximation av önskade impulssvar och överförningsfunktioner med hjälp av FIR-filter.

·        Spektralestimeringsmetoder såsom periodogrammet, det modifierade periodogrammet, samt modellbaserad spektralskattning med hjälp av AR-modeller och dessas koppling till prediktion.

·        FFT-algoritmen och dess använding i spektralskattning och filtrering.

·        Uppsampling och nedsampling av tidsdiskreta signaler.

·        Filterbanker för uppdelning av signaler i delband.

Effekterna av fixtalsimplementationer av filter och system samt kvantisering.

Lärandemål

Efter att ha godkänts på kursen förväntas studenten kunna:

·        Ge exempel på signalbehandlingsproblem som kan lösas med hjälp av digital signalbehandling.

·        Implementera digitala signalbehandlingsmetoder i MATLAB (eller motsvarande programspråk) från en given algoritmbeskrivning eller teori.

·        Redogöra för och ge exempel på hur digitala filter kan implementeras i mjukvara och hårdvara, samt visa viss förståelse för olika implementationers för- och nackdelar.

·        Approximera filter med givna impulssvar och överföringsfunktioner med hjälp av FIR filter, samt kvalitativt och kvantitativt redogöra för kvaliteten på approximationen.

·        Visa förståelse för principen bakom FFT-algoritmen, använda denna algoritm för att filtrera digitala signaler i frekvensdomänen, samt beräkna algoritmens komplexitet.

·        Skatta effektspektrum för en tidsdiskret stokastisk process men hjälp av icke-parametriska och parametriska metoder samt visa förståelse för de olika metodernas för- och nackdelar.

·        Formulera och implementera MMSE-optimala FIR filter för en given signalmodell.

·        Implementera och använda metoder för att öka och minska datatakten för en samplad digital signal samt beskriva och räkna på hur signalen påverkas i tids- och frekvensdomänen.

·        Implementera och använda en filterbank för att dela upp en signal i del-band och sedan rekonstruera ursprungssignalen.

·        Visa förståelse för vad som händer då ett filter implementeras i fixtalsaritmetik, kunna modellera och räkna på kvantiserings- och fixtals-brus, och baserat på detta kunna välja mellan olika implementationer.

·        Kombinera ovan nämnda metoder och resultat för att lösa enklare signalbehandlingsuppgifter, samt kunna rapportera och motivera den valda lösningen på ett ingenjörsmässigt sätt i form av en skriven rapport.

Studenter som godkänts med högre betyg förväntas utöver ovanstående kunna:

·        Kombinera ovan nämnda metoder för att lösa mer komplexa uppgifter och signalbehandlingsproblem.

·        Väl motivera användningen av valda metoder, som till exempel en vald spektralskattningsmetod, med hjälp av på både kvalitativa och kvantitativa argument.

·        Visa förståelse för kursens teoretiska resultat utöver att kunna mekaniskt använda givna formler i beräkningar.

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet

För fristående kursstuderande: 120hp  samt engelska B eller motsvarande

Rekommenderade förkunskaper

EQ1220 Signalteori alternativt EQ1210 Introduktion till signalteori, eller EQ1240/EQ1260 Signalbehandling

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

Se kurshemsidan. 

Examination och slutförande

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

Betygsskala

A, B, C, D, E, FX, F

Examination

  • LAB1 - Laboration, 0,5 hp, betygsskala: P, F
  • PRO1 - Projektuppgift, 1,0 hp, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Skriftlig tentamen, 6,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

De teoretiska kunskaperna examineras genom en klassisk skriven salstentamen på 5h. Implementationsfärdigheterna tränas och examineras genom ett mer omfattande projekt som innefattar både teoretiska härledningar och programmering, och som sedan redovisas i form av en projektrapport. Förmågan att koppla teorin till observationer i verkligheten testas och examineras i form av en laboration.

Övriga krav för slutbetyg

En laboration (LAB1) med godkända förberedelseuppgifter och muntlig redovisning av labresultatet. Godkänd projektuppgift (PRO1) utförd och rapporterad i form av en projektrapport i grupper av högst två studenter. En skriftlig tentamen (TEN1).

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Etiskt förhållningssätt

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Ytterligare information

Kursrum i Canvas

Registrerade studenter hittar information för genomförande av kursen i kursrummet i Canvas. En länk till kursrummet finns under fliken Studier i Personliga menyn vid kursstart.

Ges av

Huvudområde

Elektroteknik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Påbyggnad

EQ2400 Adaptiv signalbehandling

EQ2410 Avancerad digital kommmunikation

EQ2430/EQ2440 Projektkurs i signalbehandling/kommmunikation

EQ2450/EQ2460 Seminarieserie 

Kontaktperson

Joakim Jalden, Mats Bengtsson

Övrig information

Ersätter 2E1340.

I denna kurs tillämpas EECS hederskodex, se:
http://www.kth.se/eecs/utbildning/hederskodex.