基本情報/Basic Information

遠隔授業（授業回数全体の半分以上）の場合は、科目名の先頭に◆が付加されています（2023年度以降）

開講科目名 ／Course	信号とシステム／Signals and Systems
時間割コード ／Course Code	S1405190_S1
開講所属 ／Course Offered by	システム工学部／Faculty of Systems Engineering
ターム・学期 ／Term・Semester	2024年度／Academic Year　　第3クォーター／3Q
曜限 ／Day, Period	火／Tue　4
開講区分 ／Semester offered	後期／the latter term
単位数 ／Credits	2.0
学年 ／Year	2,3,4
主担当教員 ／Main Instructor	宮本　伸一
科目区分 ／Course Group	_
授業形態 ／Lecture Form	講義
教室 ／Classroom	北１号館Ａ１０１／北１号館Ａ１０１
開講形態 ／Course Format
ディプロマポリシー情報 ／Diploma Policy

担当教員情報/Instructor Information

教員名 ／Instructor	教員所属名 ／Affiliation
宮本　伸一	システム工学部（教員）

授業の概要・ねらい ／Course Aims	信号の特徴やシステムの振る舞い理解するためには，時間領域と周波数領域それぞれの視点からの取り扱いが必要です． この授業は， （１）信号の時間領域での表現と解析 （２）システムの時間領域での表現と解析 （３）周期信号の周波数領域での表現と解析（フーリエ級数），線形・時不変システムの応答 （４）非周期信号の周波数領域での表現と解析（フーリエ変換），線形・時不変システムの応答 の4つの単元から構成されています． この授業を受講することにより，信号の特徴やシステムの振る舞いを時間領域および周波数領域で表現する方法だけでなく，信号の時間波形と周波数スペクトル，システムのインパルス応答と伝達関数が工学的にどのように役に立つのかを理解できるようになることを目指します．また，それらを駆使して，時間領域と周波数領域のそれぞれから線形・時不変システムの応答を求められるようになることを目指します．
到達目標 ／Course Objectives	（１）信号やシステムを時間領域で数学的に表現できる． （２）信号やシステムを周波数領域で数学的に表現できる． （３）フーリエ解析（フーリエ級数，フーリエ変換）の意義を説明できる． （４）時間領域および周波数領域の双方で線形・時不変システムの応答を求められる．
成績評価の方法・基準 ／Grading Policies/Criteria	・試験 70%（中間試験 35%，期末試験 35%）70％ ・オンライン演習問題 10%， ・ワークシート 20% で評価します． ただし，以下のいずれかに該当した場合には期末試験の受験を認めません（不可と判定します）． ・授業への欠席回数が6回以上． ・ワークシート未提出回数（完成させたものの提出回数）が全回数の50%以上． ・オンライン演習問題の未解答数が出題数の50%以上．
教科書 ／Textbook	斉藤洋一：信号とシステム，コロナ社，ISBN 978-4-339-00756-5，3,960円
参考書・参考文献 ／Reference Book	原島 博：信号解析教科書 -信号とシステム-，コロナ社，ISBN 978-4-339-00907-1，2,750円 ※授業では使用しません．発展的学習を行う際に参考になる書籍として紹介します．
履修上の注意 ・メッセージ ／Notice for Students	信号とシステムに関する基本概念や解析・設計手法を理解し習得することを目指した授業計画を立案しています．この分野の技術書の多くは数学的記述を中心として信号やシステムの特徴を解説していますので，実システムとの関連をイメージし難いかもしれません．本授業では，図を多用し，信号やシステムの特徴をできる限り直感的に理解できるような説明を心がけます．
履修する上で必要な事項 ／Prerequisite	授業内容を理解するためには，（１）虚数単位と複素数平面，（２）複素数の四則演算，（３）複素指数関数，（４）正弦波(cos波,sin波)，（５）等速円運動，（６）三角関数の各種公式，（７）積分法（指数関数・三角関数を含む積分，部分積分，置換積分）に関する知識を備えている必要があります． また，毎回の講義でオンライン演習問題とワークシート（A3サイズ/両面印刷/1～2枚）を課します．各自実施の上，指定された期日までに提出してください．
履修を推奨する関連科目 ／Related Courses	この授業『信号とシステム』では，通信工学の視点から信号やシステムを取り扱っています． 第4セメスタに開講される『信号とシステム』を履修した後に，第5セメスタに開講される『無線通信システム』を履修し，通信工学全般の理解を深めることを推奨します．
授業時間外学修についての指示 ／Instructions for studying outside class hours	授業計画に沿って，以下の予習と復習を行ってください． ・予習：事前に教科書を読み理解できなかった内容を把握して授業に臨む(目安：１時間)． ・復習：毎回の講義で課されるオンライン演習問題とワークシートを実施して提出する(目安：３時間)．
その他連絡事項 ／Other messages	講義資料（スライドハンドアウト／ワークシート問題・略解）の閲覧，オンラインでの演習問題の解答提出にPCが必要になりますので各自準備してください．
授業理解を深める方法 ／How to deepen your understanding of classes	授業内容の理解を深めるために，授業で用いた講義スライドおよびワークシートの問題・略解をmoodleに掲示しますので復習に活用してください．また，音声信号や無線信号の時間波形や周波数スペクトル，信号処理のデモンストレーションを実施します． 【「アクティブ・ラーニング」実施要項③，⑥，⑪】
オフィスアワー ／Office Hours	火曜5限，A-517，宮本教員室． 他の相談者と重複する場合や出張等で不在にする場合がありますので，可能な限りE-mail等で事前に問い合わせてください．
科目ナンバリング ／Course Numbering	S21022J01100E243，S21022J01100F247，S21022J01100T33

No.	回（日時） ／Time (date and time)	主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position	学習方法と内容 ／Methods and contents	備考 ／Notes
1	第01回	イントロダクション	（１）イントロダクション（信号とシステムで学ぶこと・できるようになること），（２）複素数の復習（複素数平面，直交座標系・極座標系表記，複素数の四則演算，累乗・累乗根の計算） ■オンライン演習問題 5題	PC使用
2	第02回	三角関数と等速円運動	（１）三角関数，（２）直交座標系で等速円運動を行う点の位相と座標の変化，（３）複素数平面上で等速円運動を行う点の位相と座標の変化 ■オンライン演習問題 4題	PC使用
3	第03回	信号の種類	（１）基本的な連続信号と離散信号（正弦波，指数関数，単位ステップ関数，矩形パルス，符号関数，デルタ関数），（２）時間波形の和・積，（３） 周期信号／非周期信号，（４）周期の異なる周期信号の和 ■オンライン演習問題 5題	PC使用
4	第04回	時間領域での信号の操作	（１）偶対称信号／奇対称信号，（２）信号の電力とエネルギーの求め方，（３）電力信号／エネルギー信号，（４）時間軸での信号操作のイメージ ■オンライン演習問題 4題	PC使用
5	第05回	畳み込み積分・畳み込み和	（１）信号の時間シフト・時間反転・時間伸縮，（２）デルタ関数による信号の表現，（３）畳み込み積分と畳み込み和，（４）図を用いて畳み込み積分を解く方法 ■オンライン演習問題 4題	PC使用
6	第06回	信号の相関とシステムの形態	（１）確定信号の相互相関，（２）確定信号の自己相関，（３）線形／非線形システム，（４）時不変／時変システム ■オンライン演習問題 6題	PC使用
7	第07回	システムのインパルス応答	（１）無記憶／記憶システム，（２）因果的／非因果的システム，（３）システムのインパルス応答	PC使用
8	第08回	時間領域での線形・時不変システムの応答	（１） 連続信号を入力した場合の線形・時不変システムの応答，（２）離散信号を入力した場合の時間領域での線形・時不変システムの応答 ■オンライン演習問題 5題	PC使用
9	第09回	時間領域でのシステム解析	（１）システムの結合（直列，並列，フィードバック），（２）周波数領域での信号解析・システム解析をはじめるにあたって，（３）周期信号の基本波と高調波，（４）三角フーリエ級数 ■オンライン演習問題 2題	PC使用
10	第10回	周波数領域での信号解析	（１）複素フーリエ級数（２）フーリエ級数の再現度（ディリクレ条件，収束値，ギブスの現象），（３）周期信号の周波数スペクトル，振幅スペクトル，位相スペクトル，（４）Parsevalの定理，（５）実数正弦波/複素正弦波の周波数スペクトル ■オンライン演習問題 3題	PC使用
11	第11回（中間試験）	講義前半のまとめ，中間試験	（１）講義前半（第1回～第9回講義，教科書第1章～第2章）のまとめ，（２）中間試験
12	第12回	フーリエ級数の物理的意味	（１）周期信号の周波数スペクトルが離散的になる理由，（２）時間波形から必要な正弦波を予測する，（３）三角フーリエ級数で負の項が不要な理由 ■オンライン演習問題 3題	PC使用
13	第13回	周期信号を入力した場合の線形・時不変システムの応答	（１）時間シフトした信号のフーリエ係数，（２）システムの伝達関数，伝達関数の読み取り方，（３）周期信号を入力したときの線形・時不変システムの応答 ■オンライン演習問題 1題	PC使用
14	第14回	フーリエ変換とその性質	（１）フーリエ変換，（２）信号の周波数スペクトル，振幅スペクトル，位相スペクトル，（３）基本的な信号のフーリエ変換（矩形パルス，デルタ関数，定数，正弦波，インパルス列）と周波数スペクトル，（４）フーリエ変換の性質（線形性，双対性，時間シフト，スケーリング，畳み込み・乗積，微分・積分） ■オンライン演習問題 4題	PC使用
15	第15回	周波数領域での線形・時不変システムの応答	（１）時間シフトした信号の周波数スペクトル，（２）周波数領域での線形・時不変システムの応答の求め方	PC使用
16	第16回（単位認定試験・期末試験）	単位認定試験	単位認定試験・期末試験を実施します． （出題範囲：第9回～第15回講義，教科書の第3章～第4章）