Processamento de Sinal

Código: PDEEC0081     Sigla: PS

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

Ativa? Sim
Página Web: https://moodle2425.up.pt/course/view.php?id=4033
Unidade Responsável: Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
Curso/CE Responsável: Programa Doutoral em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla Nº de Estudantes Plano de Estudos Anos Curriculares Créditos UCN Créditos ECTS Horas de Contacto Horas Totais
PDEEC 4 Plano de estudos oficial 1 - 6 42 162

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
Aníbal João de Sousa Ferreira Regente

Docência - Horas

Teóricas: 3,00
Tipo Docente Turmas Horas
Teóricas Totais 1 3,00
Sérgio Reis Cunha 1,50
Aníbal João de Sousa Ferreira 1,50

Língua de trabalho

Português e inglês

Objetivos

Esta unidade curricular visa motivar os estudantes para conceitos e técnicas fundamentais e avançadas de processamento de sinal nas áreas de estimação espetral, filtragem adaptativa, sonar, radar e sistemas de abertura sintética. Para além de se invocar o estado da arte nestas áreas, pretende-se também abordar tendências de investigação atuais.

Resultados de aprendizagem e competências

O objetivo é dotar os estudantes de competências de análise e projeto em diversas tecnologias e áreas de aplicação, incluindo modelação, estimação, deteção e comunicação robusta de sinais, assim como a monitorização e deteção robusta de objetos e condições ambientais. A capacidade de formular e empreender objetivos de investigação é também incentivada por via da pesquisa autónoma de informação na literatura e do levantamento do estado da arte.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimento de conceitos e técnicas fundamentais de processamento de sinal.

Programa

1. Revisão de tópicos essenciais

a. A Transformada-Z, a DFT e a FFT

b. A DFT como um banco de filtros

c. Processos aleatórios em tempo discreto


2. Estimação espetral
a. Métodos não-paramétricos

b. Estimação da frequência, magnitude e fase de sinusoides

c. Estimação de frequência usando subespaços de sinal e ruído

d. Estimação espetral baseada em componentes principais


3. Filtragem adaptativa

a. Conceitos e configurações fundamentais

b. O algoritmo MSE e variantes

c. Filtragem adaptativa baseada em bancos de filtros

d. Aplicações de filtragem adaptativa


4. O filtro casado
a. Paradigma

b. Ganho de processamento

c. Relevância em comunicações

d. OFDM e filtros casados


5. Processamento de sinal em sonar/radar

a. Princípios

b. Relação com a teoria de filtros casados

c. Sinais em radar/sonar: requisitos e exemplos

d. Desenho de um sonar simples


6. Processamento de sinal em sistemas de abertura sintética

a. Radar/sonar de abertura sintética

b. Relação com filtros casados

c. A utilização da FFT

d. Aplicação a dados reais

Bibliografia Obrigatória

Dimitris G. Manolakis, Vinay K. Ingle, Stephen M. Kogon; Statistical and adaptive signal processing, Artech House, 2005. ISBN: 1580533663
Mark Richards, James Scheer, William Holm; Principles of Modern Radar – Vol. I: Basic Principles, SciTech Publishing, 2010. ISBN: 978-1-891121-52-4
Simon Haykin; Adaptive filter theory. ISBN: 0-13-322760-X

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Os tópicos da unidade curricular serão explicados e discutidos em aulas teóricas (uma aula de 3 horas por semana) onde também serão abordados exercícios aplicados e casos de estudo ilustrativos das técnicas e tecnologias em foco e baseadas em processamento de sinal. Estes exercícios e casos de estudo serão também objeto de trabalhos de grupo que contribuirão para avaliação. Materiais didáticos relevantes serão disponibilizados aos estudantes na plataforma Moodle.

Software

Matlab

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Participação presencial 10,00
Teste 30,00
Trabalho prático ou de projeto 60,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Estudo autónomo 70,00
Frequência das aulas 56,00
Trabalho de campo 16,00
Trabalho escrito 20,00
Total: 162,00

Obtenção de frequência

A frequência na unidade curricular é reconhecida aos estudantes que não excedam o limite de faltas (previsto nas Normas Gerais de Avaliação) e que tenham participado em pelo menos 70% dos momentos/elementos de avaliação previstos ao longo do semestre.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final será calculada por média entre as classificações obtidas em mini-testes, trabalhos de casa e/ou mini-projetos a serem desenvolvidos por grupos de estudantes ao longo do semestre