STDS - Sistemas de Telecomunicações Definidos por Software PSTR - Processamento de Sinal em Tempo Real

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1 STDS - Sistemas de Telecomunicações Definidos por Software & PSTR - Processamento de Sinal em Tempo Real 3.º (e 1.º) semestre MEET 1.º (e 3.º) semestre MEIC ()

2 Sumário 1. Enquadramento 2. Objetivos 3. Resultados da aprendizagem 4. Programa curricular resumido 5. Avaliação 6. Bibliografia 7. Planeamento 8. Docente, contactos e página WEB 2

3 1. Enquadramento STDS - 3.º (e 1.º) semestre do MEET PSTR - 1.º (e 3.º) semestre do MEIC Requisitos obrigatórios: conhecimentos de sinais e sistemas (Comunicações na LEIC, Sinais e Sistemas na LEETC) Requisitos opcionais: processamento digital de sinal, comunicações digitais 3

4 2. Objetivos 1. Introduzir o conceito de sistema de telecomunicações definido por software e compreender o papel dos diversos blocos envolvidos 2. Projetar sistemas de telecomunicações definidos por software utilizando técnicas de processamento de sinal para concretização de cada um dos blocos do sistema 3. Definir medidas de qualidade e avaliar o desempenho dos sistemas desenvolvidos 4

5 2. Objetivos (continuação) 4. Resolução de problemas típicos de processamento digital de sinal 5. Conhecimento de técnicas de análise e de projeto de filtros, osciladores e de transformadas. 5

6 3. Resultados da aprendizagem Os estudantes que terminam com sucesso esta unidade curricular serão capazes de: 1. Definir e aplicar os conceitos de filtro, oscilador e transformada 2. Descrever o funcionamento de sistemas de processamento digital de sinal 3. Formular, desenvolver e otimizar algoritmos de processamento de sinal em tempo real 4. Usar e programar arquitecturas vocacionadas para processamento digital de sinal em tempo real 6

7 3. Resultados da aprendizagem (continuação) Os estudantes que terminam com sucesso esta unidade curricular serão capazes de: 5. Formular soluções para problemas típicos e frequentes de processamento digital de sinal 6. Desenvolver sistemas de processamento de sinal de média complexidade 7. Escrever relatórios de projecto de média extensão, com a descrição, justificação e avaliação das opções tomadas no projeto 7

8 4. Programa curricular resumido Digitalização e reconstrução de sinal (revisão) Sistemas de processamento digital de sinal Conceito de processamento de sinal em tempo real Estudo de uma arquitectura específica de DSP e sua programação Projecto de filtros e osciladores Filtros FIR e IIR; propriedades e aplicações Transformada de Fourier e técnica de janela Algoritmos de projecto de filtros Transformada Z DFT, FFT e suas inversas Aplicação em sistemas de comunicação digital 8

9 4. Programa curricular resumido Técnicas de deteção de frequência Filtragem adaptativa Cancelamento de eco, ruído, interferência Equalização,... Técnicas em banda de base para implementação de receptores digitais: conversão de frequência utilizando sub-amostragem redução de ruído utilizando sobre-amostragem limitações impostas pela conversão A/D e D/A Técnicas para realização dos módulos constituintes de um sistema de telecomunicações definido por software Software defined radio Arquitectura, aplicações, estado da arte 9

10 5. Avaliação Os resultados da aprendizagem (1)-(7) são avaliados através dos trabalhos práticos O resultado da aprendizagem (4) é avaliado em aulas laboratoriais O resultados de aprendizagem (5)-(7) são avaliados em na discussão final oral individual, sobre os relatórios dos trabalhos práticos 10

11 5. Avaliação A Nota Final (NF) é obtida na discussão final por média ponderada das notas dos trabalhos práticos NF = 0,25*TP1 + 0,25*TP2 + 0,5*TP3 A discussão oral final individual é realizada sobre os três trabalhos práticos Cada trabalho prático: terá cerca de 4/5 semanas para a sua realização será constituído por exercícios e projetos de laboratório e exercícios teóricos será realizado em grupos de 2 estudantes 11

12 5. Avaliação 1.º trabalho prático - Introdução ao Processamento Digital de Sinal (PDS) em tempo real Instalação e configuração do ambiente de desenvolvimento Estudo de sistemas de processamento digital de sinal em tempo real Análise e aplicacão de filtros digitais FIR e IIR e de sistemas não lineares Programacão do DSP Texas Instruments TMS320C

13 5. Avaliação 2.º trabalho prático Resolução de problemas típicos de PDS em tempo real Análise, projeto, realização e otimização de fitros digitais (FIR e IIR) e de osciladores Análise e implementação de transformadas Projeto - implementacão de sistema de comunicacão analógica e/ou digital Programacão do DSP Texas Instruments TMS320C

14 5. Avaliação 3.º trabalho prático Implementação de sistema em tempo real Estudo e aplicacão de técnicas baseadas em FFT e IFFT Estudo e aplicacão de algoritmos de detecão de frequência e de filtragem adaptativa Estudo e aplicacão de técnicas de software defined radio (SDR) Programacão sobre o DSP Texas Instruments TMS320C6713 e otimização de código para tempo real 14

15 5. Avaliação Os trabalhos práticos são realizados em PC e/ou DSP (TMS320C6713 da Texas Instruments) com Code Composer Studio V5 As linguagens e ferramentas a utilizar são: MATLAB JAVA, C, C++ Code Composer Studio 15

16 5. Avaliação DSP TMS320C6713 da Texas Instruments no DSK

17 6. Bibliografia (livros principais) N. Kehtarnavaz, Real-Time Digital Signal Processing Based on the TMS320C6000, Newnes, 2004, ISBN [ Processamento de Sinal em Tempo Real e Arquitectura de DSP ] T. Rouphael, RF and Digital Signal Processing for Software-Defined Radio, Newnes, 2009, ISBN [ Software-Defined Radio e técnicas de implementação ] 17

18 6. Bibliografia (outros livros) R. Chassaing, Digital Signal Processing and Applications with the C6713 and C6416 DSK, John Wiley & Sons, 2005, ISBN P. Kenington, RF and Baseband Techniques for Software Defined Radio, Artech House, 2005, ISBN U. Rohde, T. Bucher, J. Whitaker, A. Bateman, Communications Receivers: DSP, Software Radios and Design, McGraw-Hill, 2000, ISBN S. Kuo, B. Lee, Real-Time Digital Signal Processing, John Wiley & Sons, 2001, ISBN A. Oppenheim, R. Schafer, Discrete-Time Signal Processing, 2nd edition, Prentice Hall, 1999, ISBN S. Smith, The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing, California Technical Pub., 1997, ISBN Disponível em 18

19 6. Bibliografia Slides, manuais e código fonte na página WEB Filtragem Adaptativa.pdf, técnicas de filtragem adaptativa, algoritmo LMS e variantes. Exemplos de aplicações. DFT-FFT-DCT.pdf, a DFT, a FFT e a DCT, bem como a relação entre as mesmas. DFT.pdf DFT e IDFT, cálculo matricial e exemplos de cálculo. TMS320C6713.zip ( by Texas Instruments ) sobre vários aspectos do DSP. DSK6713.pdf, resumo geral sobre o DSP e o KIT de desenvolvimento. SDR.pdf, software radio e software defined radio. 19

20 7. Planeamento (Inverno 2013/14) Atividade Início das aulas Publicação 1.º Trab Entrega 1.º Trab Publicação 2.º Trab Entrega 2.º Trab Publicação 3.º Trab Entrega 3.º Trab Data 16 de setembro 30 de setembro 1 de novembro 11 de novembro 13 de dezembro 16 de dezembro 7 de fevereiro 20

21 8. Docente, contactos e página WEB Docente: Artur Ferreira (aferreira@deetc.isel.ipl.pt) Gabinete 16 da ADEETC Página pessoal Página WEB da Unidade Curricular 21