Το μάθημα καλύπτει τα τυπικά εισαγωγικά θέματα στη θεωρία σημάτων και συστημάτων, δηλαδή τις βασικές τους έννοιες και τα βασικά εργαλεία για την ανάλυσή τους. Πιο λεπτομερώς, το μάθημα καλύπτει τα παρακάτω:

• Βασικά σήματα συνεχούς και διακριτού χρόνου.
• Ιδιότητες σημάτων συνεχούς και διακριτού χρόνου.
• Ιδιότητες συστημάτων συνεχούς και διακριτού χρόνου.
• Γραμμικά, χρονικά αναλλοίωτα (Γ.Χ.Α.) συστήματα.
• Συνέλιξη διακριτού και συνεχούς χρόνου.
• Αναπαράσταση περιοδικών σημάτων ως σειρά Fourier.
• Μετασχηματισμός Fourier συνεχούς χρόνου.
• Μετασχηματισμός Fourier διακριτού χρόνου και διακριτός μετασχηματισμός Fourier (εισαγωγικά μόνο).
• Δειγματοληψία και ανακατασκευή σημάτων.
• Παραδείγματα ανάλυσης Γ.Χ.Α. συστημάτων στο πεδίο του χρόνου και της συχνότητας.
• Παραδείγματα τηλεπικοινωνιακών συστημάτων.
• Μετασχηματισμός Laplace και χρήση του για ανάλυση Γ.Χ.Α. συστημάτων συνεχούς χρόνου.
• Μετασχηματισμός Ζ και χρήση του για ανάλυση Γ.Χ.Α. συστημάτων διακριτού χρόνου.
• Βασικά υπολογιστικά εργαλεία σε Matlab σχετιζόμενα με τα παραπάνω.

Το μάθημα εισάγει τους φοιτητές στις βασικές έννοιες της θεωρίας σημάτων και συστημάτων, στο συνεχή και διακριτό χρόνο, καλύπτοντας επίσης τα κύρια εργαλεία για την ανάλυσή τους στο πεδίο του χρόνου και της συχνότητας. Το μάθημα επίσης εισάγει τη διαδικασία δειγματοληψίας και ανακατασκευής σήματος, και παρέχει πληθώρα παραδειγμάτων που επιτρέπουν την εξοικείωση των φοιτητών με τις παραπάνω έννοιες, όπως επίσης και πρακτικά υπολογιστικά εργαλεία σε Matlab, επιδεικνύοντας περαιτέρω τα παραπάνω.

Το μάθημα είναι κεντρικής σημασίας στην γνωστική κατεύθυνση των Σημάτων, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων. Επιτρέπει στους φοιτητές να διαπιστώσουν νωρίς στο πρόγραμμα σπουδών του τμήματος το πιθανό ενδιαφέρον τους στη γνωστική αυτή κατεύθυνση, στην οποία μπορούν να επικεντρωθούν περαιτέρω παρακολουθώντας επιπλέον σχετικά προσφερόμενα μαθήματα, και να ακολουθήσουν αντίστοιχη καριέρα όταν ολοκληρώσουν τις σπουδές τους.

Οι φοιτητές που έχουν ολοκληρώσει επιτυχώς το μάθημα θα έχουν αποκτήσει καλή κατανόηση και γνώσεις των κύριων ιδεών, ιδιοτήτων, και εργαλείων ανάλυσης στην περιοχή των σημάτων και συστημάτων. Για παράδειγμα, θα είναι σε θέση να:

• Αναγνωρίσουν τα βασικά σήματα συνεχούς και διακριτού χρόνο, για παράδειγμα εκθετικά, ημιτονοειδή, βηματικά και κρουστικά, να προσδιορίσουν ιδιότητες δοθέντων σημάτων, για παράδειγμα περιοδικότητα, συμμετρία, τύπο ενέργειας ή ισχύος, και να πραγματοποιήσουν βασικές μετατροπές σημάτων στο πεδίο του χρόνου.
• Προσδιορίσουν αν δοθέντα συστήματα είναι γραμμικά και χρονικά αναλλοίωτα (Γ.Χ.Α.) όπως και να περιγράψουν τη σημασία αυτής της κατηγορίας συστημάτων.
• Προσδιορίσουν ιδιότητες Γ.Χ.Α. συστημάτων με μια σειρά από τεχνικές στο πεδίο του χρόνου ή μετασχηματισμού, διαλέγοντας κατάλληλες μεθόδους μεταξύ της περιγραφής συστήματος με βάση τη σχέση εισόδου/εξόδου, την κρουστική απόκριση, την απόκριση συχνότητας, ή τη συνάρτηση μεταφοράς μαζί με την περιοχή σύγκλισης αυτής.
• Υπολογίσουν συνελικτικά αθροίσματα και ολοκληρώματα.
• Αναλύσουν στο πεδίο της συχνότητας διάφορα σήματα και ευσταθή Γ.Χ.Α. συστήματα.
• Πραγματοποιήσουν δειγματοληψία και ανακατασκευή σημάτων με χρήση κατάλληλων παραμέτρων / συναρτήσεων.
• Περιγράψουν πρακτικά ηλεκτρικά κυκλώματα και άλλα φυσικά συστήματα με τη μεθοδολογία του μαθήματος.
• Χρησιμοποιήσουν και υλοποιήσουν προγράμματα Matlab για την απεικόνιση και ανάλυση σημάτων και συστημάτων.

Τα παρακάτω χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση των φοιτητών (με κατάλληλα βάρη):

Ι. Τελική Γραπτή Εξέταση:

• Επίλυση προβλημάτων.
• Ερωτήσεις σύντομης απάντησης.

II. Γραπτή Εξέταση Προόδου:

• Επίλυση προβλημάτων.
• Ερωτήσεις σύντομης απάντησης.

III. Εργασίες στο Σπίτι:

• Επίλυση προβλημάτων.
• Ερωτήσεις σύντομης απάντησης.

IV. Εκπόνηση Μελέτης:

• Ομαδική υπολογιστική εργασία (σε Matlab).

Τα κριτήρια αξιολόγησης αναφέρονται ρητά κατά τη διάρκεια της πρώτης εισαγωγικής διάλεξης. Επίσης, είναι διαθέσιμα στην ηλεκτρονική πλατφόρμα ασύγχρονης τηλεκπαίδευσης “Open eClass” του πανεπιστημίου, υπό την περιγραφή του μαθήματος.

• Βασικά σήματα συνεχούς και διακριτού χρόνου και ιδιότητες αυτών: 2 εβδομάδες.
• Βασικά συστήματα συνεχούς και διακριτού χρόνου, ιδιότητες αυτών, και ορισμός γραμμικών, χρονικά αναλλοίωτων (Γ.Χ.Α.) συστημάτων: 1 εβδομάδα.
• Συνέλιξη διακριτού και συνεχούς χρόνου: 1 εβδομάδα.
• Αναπαράσταση περιοδικών σημάτων ως σειρά Fourier: 1 εβδομάδα.
• Μετασχηματισμός Fourier συνεχούς χρόνου: 1.5 εβδομάδες.
• Μετασχηματισμός Fourier διακριτού χρόνου και διακριτός μετασχηματισμός Fourier (εισαγωγικά μόνο): 1 εβδομάδα.
• Δειγματοληψία και ανακατασκευή σημάτων: 1 εβδομάδα.
• Παραδείγματα ανάλυσης Γ.Χ.Α. συστημάτων στο πεδίο του χρόνου και της συχνότητας και παραδείγματα τηλεπικοινωνιακών συστημάτων: 1 εβδομάδα.
• Μετασχηματισμός Laplace και χρήση του για ανάλυση Γ.Χ.Α. συστημάτων συνεχούς χρόνου: 1.5 εβδομάδες.
• Μετασχηματισμός Ζ και χρήση του για ανάλυση Γ.Χ.Α. συστημάτων διακριτού χρόνου: 1 εβδομάδα.
• Βασικά υπολογιστικά εργαλεία σε Matlab σχετιζόμενα με τα παραπάνω: 1 εβδομάδα.