信号理論

科目基礎情報

学校	長岡工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	信号理論
科目番号	0005	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	電子機械システム工学専攻	対象学年	専1
開設期	2nd-Q	週時間数	4
教科書/教材	なし
担当教員	矢野 昌平

到達目標

（科目コード：A1170、英語名：Signal Theory）（本科目は 2 時限／回の授業を週に２回行う形式で進めるので十分注意すること）
この科目は長岡高専の教育目標の(D)と主体的に関わる。この科目の到達目標と、各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を、到達目標、評価の重み、学習・教育目標との関連の順で次に示す。
科目の到達目標 評価の重み 学習・教育到達目標との関連
①音響信号処理を理解する。 34% (C1)、(C2)、(D1)
②通信に関連する技術を理解する。 33% (C1)、(C2)、(D1)
③確率統計、確率分布、信頼区間、検定について理解する。33% (C1)、(C2)、(D1)

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	最低限の到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目1	音響信号処理を詳細に理解する。	音響信号処理を理解する。	音響信号処理を概ね理解する。	左記に達していない。
評価項目2	通信に関連する技術を詳細に理解する。	通信に関連する技術を理解する。	通信に関連する技術を概ね理解する。	左記に達していない。
評価項目3	確率統計、確率分布、信頼区間、検定を詳細に理解する。	確率統計、確率分布、信頼区間、検定を理解する。	確率統計、確率分布、信頼区間、検定を概ね理解する。	左記に達していない。

教育方法等

概要:

音響信号処理、通信に関連する技術、確率統計の基礎、確率分布、信頼区間、検定について述べる。
　○関連する科目：フーリエ解析（電気電子システム工学科、前年度履修）、データ通信工学（電子制御工学科、前年度履修）、ネットワークプログラミング（電子制御工学科、前年度履修）、情報通信工学（次年度履修）、コンピュータビジョン（後期履修）

授業の進め方・方法:

3人の教員によるオムニバス形式で授業を行う。授業方法、課題、成績評価等は各担当教員の指示に従うこと。
この授業は学修単位科目のため、事前・事後学習として「週ごとの到達目標」欄に示す課題などを実施する。

注意点:

本科目は本来、面接授業として実施を予定していたものであるが、新型コロナウイルス感染症の拡大による緊急事態等においては必要に応じ遠隔授業として実施する場合がある。

授業の属性・履修上の区分

ICT 利用

遠隔授業対応

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	2ndQ
		9週	音響信号理論１（概論、信号処理基礎・解析）	概論、pythonを用いた、基礎的な信号処理手法について理解を深める。
		10週	音響信号理論２	pythonを用いた収音、再生、スペクトグラム変換処理について理解する 統計的音声処理の基礎(tts)について実践的に理解する。
		11週	音響信号理論３，他局間干渉の解析	pythonを用いた音響空間解析技術について理解する SS通信方式の他局間干渉の解析について理解する。
		12週	M-aryによるSS通信方式	M-aryによるSS通信方式について理解する。
		13週	拡散系列	SS通信方式の拡散系列について理解する。
		14週	LMSアルゴリズムと他局間干渉除去1	LMSアルゴリズムと他局間干渉除去について理解する。
		15週	LMSアルゴリズムと他局間干渉除去2	LMSアルゴリズムと他局間干渉除去の関係、応用事項について理解する。
		16週	期末試験 17週：試験解説・発展授業	試験時間：80分

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

分類		分野	学習内容	学習内容の到達目標	到達レベル	授業週
基礎的能力	数学	数学	数学	整式の加減乗除の計算や、式の展開ができる。	5
				因数定理等を利用して、4次までの簡単な整式の因数分解ができる。	5
				分数式の加減乗除の計算ができる。	5
				実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の簡単な計算ができる。	5
				平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。	5
				複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。	5	前1,前2,前3,前4,前5,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,前16
				総和記号を用いた簡単な数列の和を求めることができる。	4	前1,前2,前3,前4,前5,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,前16
				三角関数・指数関数・対数関数の導関数を求めることができる。	4	前1,前2,前3,前4,前5,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,前16
				関数の増減表を書いて、極値を求め、グラフの概形をかくことができる。	4
				極値を利用して、関数の最大値・最小値を求めることができる。	4
				簡単な場合について、関数の接線の方程式を求めることができる。	4
				2次の導関数を利用して、グラフの凹凸を調べることができる。	4
				関数の媒介変数表示を理解し、媒介変数を利用して、その導関数を求めることができる。	4
				不定積分の定義を理解し、簡単な不定積分を求めることができる。	4
				置換積分および部分積分を用いて、不定積分や定積分を求めることができる。	4
				定積分の定義と微積分の基本定理を理解し、簡単な定積分を求めることができる。	4
				分数関数・無理関数・三角関数・指数関数・対数関数の不定積分・定積分を求めることができる。	4	前1,前2,前3,前4,前5,前9,前10,前11,前12,前13,前14,前15,前16
				簡単な場合について、曲線で囲まれた図形の面積を定積分で求めることができる。	4
				簡単な場合について、曲線の長さを定積分で求めることができる。	4
				1次元のデータを整理して、平均・分散・標準偏差を求めることができる。	5	前6,前7,前8
				2次元のデータを整理して散布図を作成し、相関係数・回帰直線を求めることができる。	5

評価割合

	レポート1	レポート2	レポート3	合計
総合評価割合	34	33	33	100
基礎的能力	10	10	10	30
専門的能力	24	23	23	70
分野横断的能力	0	0	0	0