發佈日期：2021-06-18

楊祥佑

理工學院

電機工程學系

    通訊系統在日常生活中的應用非常廣泛，整體架構包含前端的發射與接收訊號，後端的基頻或中頻的訊號處理，以及最後的數位訊號分析與計算，而在最後的訊號分析處理部分就需要訊號與系統的專業知識，透過課輔讓同學瞭解訊號的分析及系統分類，熟悉連續及離散系統等基本概念，並學習時域及頻域訊號的分析與應用，然後使用電腦模擬軟體Matlab演示訊號的處理過程與結果。

    在訊號分析的部分需要使用傅立葉轉換做運算，相對於繁瑣的數學公式運算，我們著重在傅立葉轉換的特性與觀念，透過不同的性質去分析訊號，比對時域訊號的計算在頻域訊號上的相對變化，不需要進行一堆瑣碎的計算，計算出來的結果也更容易使用電腦進行數據運算；除了基本的訊號分析之外，我們需要了解訊號的功率與能量，要求出功率或能量大小可以直接從時域的訊號進行積分，但是如果訊號的函數很複雜的話，積分運算就會變得十分困難，因此我們嘗試從頻域的訊號去進行運算，利用帕斯瓦定理將頻域訊號的大小做相加，同樣也能得到訊號的功率或能量；此外為了計算訊號與雜訊的差異，我們需要透過相關性運算去求出訊號的頻譜功率密度，分析通訊、訊號處理及控制等領域的基本應用。

    因為受到疫情的影響，必須使用線上授課的方式來進行教學，雖然多有不便之處，但是也利用這個機會實際操作模擬軟體示範給同學觀看，一步步講解程式碼分析系統在處理訊號時會遇到的問題，同時分析系統的架構來講解不同系統的區別與必要條件，當系統處理訊號時會將訊號與脈衝響應的轉移函數進行折積運算，一開始先透過軟體在時域直接做運算，然後再利用傅立葉轉換到頻域進行運算，並分析彼此的不同之處，同時也將訊號繪製成圖形來進行講解，更為直觀也更為容易理解，接著因為要處理數位訊號分析與計算，所以需要先將類比的訊號取樣轉換成數位的訊號，根據取樣定理可知取樣的速率必須大於訊號的頻寬，此一頻率稱為奈式頻率，藉由軟體的模擬也能很容易地得到其中的關係，利用線上授課讓學生學會使用電腦模擬軟體Matlab進行訊號的分析與運算。

    這次的課輔可以說是學弟第一次正式接觸到通訊領域相關的課程，在學習上難免有些問題，透過課輔的機會詳細的講解訊號的計算流程與分析的技術，同時使用軟體來模擬，讓同學能夠釐清觀念與系統的架構，通訊的領域仍有許多的發展與技術，加上未來與物聯網相關的應用，對於未來電機產業的發展有著重大的影響，因此學習訊號與系統的專業知識非常重要。