情報通信工学

科目基礎情報

学校 豊田工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 情報通信工学
科目番号 34215 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 情報工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 「通信工学」竹下鉄夫・吉川英機著(コロナ社)ISBN:978-4-339-01203-3/「よくわかる通信工学」植松友彦著(オーム社)ISBN:9784274130410/Modern Digital and Analog Communications Systems, B. P. Lathi (Oxford University Press) ISBN: 9780195110098
担当教員 平野 学

到達目標

(ア)信号処理の数学的基礎であるフーリエ変換の解析解を導き、物理的な意味を説明できる。
(イ)各種変調方式(アナログ、ディジタル)および多値変調の原理を説明できる。
(ウ)各種媒体(有線、無線)の特徴、そこで利用される信号の伝送特性を説明できる。

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未到達レベルの目安
評価項目1信号処理の数学的基礎であるフーリエ変換の解析解を導き、物理的な意味を詳細に説明できる。信号処理の数学的基礎であるフーリエ変換の解析解を導き、物理的な意味を説明できる。信号処理の数学的基礎であるフーリエ変換の解析解を導き、物理的な意味を説明できない。
評価項目2各種変調方式(アナログ、ディジタル)および多値変調の原理を詳細に説明できる。各種変調方式(アナログ、ディジタル)および多値変調の原理を説明できる。各種変調方式(アナログ、ディジタル)および多値変調の原理を説明できない。
評価項目3各種媒体(有線、無線)の特徴、そこで利用される信号の伝送特性を詳細に説明できる。各種媒体(有線、無線)の特徴、そこで利用される信号の伝送特性を説明できる。各種媒体(有線、無線)の特徴、そこで利用される信号の伝送特性を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A3
JABEE d
本校教育目標 ②

教育方法等

概要:
アナログおよびディジタル信号について、数学的な取り扱いに関する理解を深める。既に学習している三角関数、フーリエ級数、ならびにフーリエ変換をもとに通信路に適用するための信号処理のための数学の基本を学習する。信号の変調方式ではアナログ、ディジタルそれぞれの方式の振幅変調、周波数変調、位相変調方式および多値変調について学ぶ。伝送路では通信システムと各種媒体(有線、無線)の特徴、そこでの信号の伝送特性について考察する。この科目は企業でインターネットサービスを開発していた教員がその経験を生かし、通信工学について講義形式で授業を行うものである。
授業の進め方と授業内容・方法:
注意点:
継続的に授業内容の予習・復習を行うこと。また、授業内容について、決められた期日までの課題(レポート)提出を求める。適宜、関数電卓またはパソコン使用する。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
1週 シラバスを用いた授業の説明。身のまわりの情報通信。ベースバンドとブロードバンド。通信工学における伝送量と電波受信強度。 身のまわりの具体的な情報通信の例について、工学的に説明できる。ベースバンドとブロードバンドの伝送方式の違いを説明できる。通信の伝送量を絶対デシベルと相対デシベルで計算できる。
2週 情報源符号化(文字、音声、画像の符号化)と通信路符号化 情報源符号化(文字、音声、画像)について説明できる。通信路符号化について説明できる。
3週 フーリエ変換(1):フーリエ級数展開からフーリエ変換とフーリエ逆変換の公式を導出する フーリエ級数展開からフーリエ変換とフーリエ逆変換の公式を導出できる。
4週 フーリエ変換(2):代表的な信号のフーリエ変換、インパルス関数、フーリエ変換の性質 代表的な信号のフーリエ変換、インパルス関数、フーリエ変換の性質を説明できる。
5週 フーリエ変換(3): 線形時不変システムのインパルス応答から、畳込み積分によってシステムの出力を求める 線形時不変システムのインパルス応答から、畳込み積分によってシステムの出力を求めることができる。
6週 フーリエ変換(4): 畳み込み積分のフーリエ変換の性質、線形時不変システムの伝達関数、周波数フィルタの伝達関数  畳み込み積分のフーリエ変換の性質、線形時不変システムの伝達関数、周波数フィルタの伝達関数を説明できる。
7週 中間試験
8週 通信路: 有線(ペアケーブル、同軸ケーブル、光ファイバ)と無線の通信路、通信路容量 有線(ペアケーブル、同軸ケーブル、光ファイバ)と無線の通信路の特徴を説明でき、通信路容量を計算できる。
9週 アナログ変調(1): 変調の必要性、変調方式の違い、両側波帯変調(DSB)と振幅変調、同期検波と包絡線検波 変調の必要性、変調方式の違い、両側波帯変調(DSB)と振幅変調、同期検波と包絡線検波を説明できる。
10週 アナログ変調(2): 角度変調(周波数と位相)、周波数変調と位相変調の関係、周波数変調の解析、カーソンの法則 角度変調(周波数と位相)、周波数変調と位相変調の関係、周波数変調の解析、カーソンの法則を説明できる。
11週 アナログ変調(3): パルス振幅変調(PAM)、パルス幅変調(PWM)、パルス符号変調(PCM)、サンプリング定理 パルス振幅変調(PAM)、パルス幅変調(PWM)、パルス符号変調(PCM)、サンプリング定理を説明できる。
12週 ディジタル変調(1): 振幅シフトキーイング(ASK)、位相シフトキーイング(PSK)、差動位相シフトキーイング(DPSK)、周波数シフトキーイング(FSK) 振幅シフトキーイング(ASK)、位相シフトキーイング(PSK)、差動位相シフトキーイング(DPSK)、周波数シフトキーイング(FSK)を説明できる。
13週 ディジタル変調(2): 多値振幅位相キーイング(M-ary ASK)、多値位相変調(M-ary PSK)、多値直交振幅変調(M-ary QAM) 多値振幅位相キーイング(M-ary ASK)、多値位相変調(M-ary PSK)、多値直交振幅変調(M-ary QAM)を説明できる。
14週 多元接続方式: 周波数分割多元接続(FDMA)、時分割多元接続(TDMA)、スペクトル拡散と符号分割多元接続(CDMA)、直交周波数分割多重(OFDM) 周波数分割多元接続(FDMA)、時分割多元接続(TDMA)、スペクトル拡散と符号分割多元接続(CDMA)、直交周波数分割多重(OFDM)を説明できる。
15週 定期試験対策の演習、総まとめ 総まとめ
16週

評価割合

中間試験定期試験課題合計
総合評価割合305020100
専門的能力305020100