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 (inverno 2015/2016)

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 Inverno 2015/2016 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 Inverno 2015/2016 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 Inverno 2015/2016 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 Inverno 2015/2016 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 Inverno 2015/2016 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 Inverno 2015/2016 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 Inverno 2015/2016 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 Inverno 2015/2016 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 Inverno 2015/

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 Inverno 2015/

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 TMS320C6713 Inverno 2015/

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 TMS320C6713 Inverno 2015/

14 5. Avaliação 3.º trabalho prático Implementação de sistema de média complexidade 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 Inverno 2015/

15 5. Avaliação Os trabalhos práticos são realizados em PC e/ou DSP (TMS320C6713 da Texas Instruments) com Code Composer Studio V5 e V6 As linguagens e ferramentas a utilizar são: MATLAB JAVA, C, C++ Code Composer Studio Inverno 2015/

16 5. Avaliação DSP TMS320C6713 da Texas Instruments no DSK6713 Inverno 2015/

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 ] Inverno 2015/

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 Inverno 2015/

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. Inverno 2015/

20 7. Planeamento (inverno 2015/16) Atividade Início das aulas Publicação 1.º Trabalho Entrega 1.º Trabalho Publicação 2.º Trabalho Entrega 2.º Trabalho Publicação 3.º Trabalho Entrega 3.º Trabalho Final das aulas Data 21 de setembro 5 de outubro 9 de novembro 23 de novembro 11 de janeiro 14 de dezembro 12 de fevereiro 16 de janeiro Inverno 2015/

21 8. Docente, contactos e página WEB Docente e regente: Artur Ferreira (aferreira@deetc.isel.ipl.pt) Gabinete 16 da ADEETC Página WEB da Unidade Curricular Inverno 2015/