デジタル信号処理 [J0][対面]

開講年度

2025年度

開講学期

前期

科目名

デジタル信号処理

授業種別

講義

科目名（英語）

Digital Signal Processing

授業情報(授業コード・クラス・授業形態)

A0400015 デジタル信号処理 [J0][対面]

担当教員

杉山隆利

単位数

2.0単位

曜日時限

水曜4限

キャンパス

新宿

教室

A-0652教室

学位授与の方針

1 基礎知識の修得 10 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 80 ％
3 汎用的問題解決力の修得 10 ％
4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％

具体的な到達目標

・連続時間・離散時間信号の意味を理解できること。・標本化定理の意味とその必要性について理解できること。・高速フーリエ変換を理解できること。・ＦＩＲとＩＩＲディジタルフィルタについて理解できること。

受講にあたっての前提条件

情報通信工学科開講科目「電気回路理論I・II」「ディジタルメディア工学基礎」「複素関数論」の履修が望ましい。

授業の方法とねらい

この授業では、アナログとディジタルといわれる連続時間信号と離散時間信号を通して、信号処理システムの一般的な解析方法を学びます。そして、ディジタル信号処理の基礎理論として重要な標本化定理を理解することを前提に、離散フーリエ変換（DFT）、高速フーリエ変換（FFT）のアルゴリズム、さらにディジタルフィルタの設計理論についての知識を理解します。特にFFTに関しては、現行の５Gや無線LANの基盤技術となるOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）に必須のディジタル信号処理演算となっていることから、実例を通じてFFTの重要性について理解します。

授業は教科書とパワーポイントによるスライドを用いて実施します。

授業時間中に理解を深めるための演習問題を実施します。

講義終了後には、講義で得た知識を基に、各自で演習問題を解いたり、不明箇所について理解を深めて、ディジタル信号処理に関する知識を整理しておくこと。

なお、状況次第で遠隔授業に移行する場合もあるので、周知をよく見ておくこと。

AL・ICT活用

特に活用しない

第1回

授業形態

対面

事前学習

「電気回路理論I・II」「複素関数論」「デジタルメディア工学基礎」の復習

4時間

授業内容

ガイダンス及びディジタル信号処理の概要（信号の分類と形態、2進数コード）：教科書1.1〜1.3

事後学習・事前学習

信号の分類と形態、2進数コードの復習

4時間

第2回

授業形態

対面

授業内容

連続時間信号とフーリエ変換（三角フーリエ級数、複素フーリエ級数）：教科書2.1〜2.2

事後学習・事前学習

三角フーリエ級数、複素フーリエ級数の復習

4時間

第3回

授業形態

対面

授業内容

連続時間信号とフーリエ変換（フーリエ変換、インパルス関数）：教科書2.3〜2.5

事後学習・事前学習

フーリエ変換、インパルス関数の復習

4時間

第4回

授業形態

対面

授業内容

連続時間システム（インパルス応答、畳込み積分）：教科書3.1〜3.2

事後学習・事前学習

インパルス応答、畳込み積分の復習

4時間

第5回

授業形態

対面

授業内容

連続時間システム（ラプラス変換、伝達関数）：教科書3.3〜3.5

事後学習・事前学習

ラプラス変換、伝達関数の復習

4時間

第6回

授業形態

対面

授業内容

連続時間信号の標本化（標本化定理、エイリアシング）：教科書4.1〜4.3

事後学習・事前学習

標本化定理、エイリアシングの復習

4時間

第7回

授業形態

対面

授業内容

離散時間信号とＺ変換（Ｚ変換とその性質）：教科書5.1〜5.3

事後学習・事前学習

Ｚ変換の復習

4時間

第8回

授業形態

対面

授業内容

逆Ｚ変換、離散時間システム（インパル応答、離散畳込み和）：教科書5.4，6.1〜6.2

事後学習・事前学習

逆Z変換、インパル応答、離散畳込み和の復習

4時間

第9回

授業形態

対面

授業内容

離散時間システム（伝達関数、システム関数、周波数特性）：教科書：6.3〜6.5

事後学習・事前学習

伝達関数、システム関数の復習

4時間

第10回

授業形態

対面

授業内容

離散フーリエ変換（DFT）：教科書7.1〜7.4

事後学習・事前学習

離散フーリエ変換の復習

4時間

第11回

授業形態

対面

授業内容

高速フーリエ変換（FFT）：教科書8.1〜8.3

事後学習・事前学習

高速フーリエ変換の復習

4時間

第12回

授業形態

対面

授業内容

FIRディジタルフィルタの設計（直線位相フィルタ、窓関数法）：教科書9.1〜9.3

事後学習・事前学習

FIRディジタルフィルタの復習

4時間

第13回

授業形態

対面

授業内容

FIRとIIRディジタルフィルタの設計（FIRフィルタの設計、アナログフィルタの設計、双一次変換法、周波数変換）：教科書9.4及び10.1〜10.3

事後学習・事前学習

全授業の復習

4時間

第14回

授業形態

遠隔（オンデマンド）

授業内容

学習内容の振り返り

事後学習・事前学習

全授業の復習

4時間

第15回

授業形態

対面

授業内容

学修到達度の確認（授業内試験）

事後学習

学期末筆記試験の復習

2時間

成績評価の方法

授業にきちんと出席することが成績評価の前提です。

授業内容の全てを範囲とする定期試験で評価し、A+〜Fの６段階評価でD以上の者を合格とします。

ただし、上記に及ばない場合でも、授業中の演習問題等への取り組みにより勘案する場合があります。

他の履修条件などは、基本的に学生便覧の各種規程に従います。

受講生へのフィードバック方法

演習問題は授業内及び次回の授業の冒頭で解説します。

教科書

「ディジタル信号処理」大類重範著（オーム社）

参考書

「無線・移動通信工学の基礎」大塚裕幸著（オーム社）

ただし、ディジタル信号処理に関する和書専門書が数多く出版されているので、自分に合った適当なものを選んで参考にするのが好ましい。

オフィスアワー

水曜日 15:50-17:20新宿校舎A-2276（アクセスネットワーク研究室）
ただし研究室に不在の場合もあるので、事前にメールで連絡することが好ましい。

受講生へのメッセージ

実務家担当科目

実務経験の内容

研究開発業務の経験がある教員が、通信技術のノウハウを活かし、ICTの実システムの仕組み等について講義する。

教職課程認定該当学科

情報通信工学科

その他の資格・認定プログラムとの関連

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