디통설, 디지털통신시스템설계 실습과제 4주차 인하대

목차

1. 나이퀴스트 주파수 계산
2. 신호 복원
3. 고찰

본문내용

이번과제는 지난과제와 비슷하게 나이퀴스트 주파수 이상의 값을 갖는 샘플링 주파수로 신호를 복원해보고, 그 이하의 주파수 값으로 신호를 복원해보는 것이 목표이다. 그 대상이 되는 신호가 일반적인 함수신호가 아닌 실제 나의 목소리라는 점이 다르다.
녹음은 휴대폰을 사용해서 진행했고 wav파일로 변환 후 audioread 함수를 사용하여 샘플링 레이트를 측정해보니 16000Hz를 갖는 신호였다. 물론 이 신호를 그대로 사용하게 되면 넓은 범위의 주파수로 인해 주파수 축에서 신호를 제대로 확인하기가 힘들기 때문에 Low Pass Filter를 사용해 3800Hz 범위로 신호를 생성해주었다. 이렇게 되면 신호의 최대주파수는 3800Hz가 되므로 나이퀴스트 주파수는 7600Hz라고 할 수 있다. 길이는 5초로 맞추었다. 이 실습에선 이렇게 만든 이 신호를 원본신호로 사용하였다.
첫번째로 테스트한 조건은 나이퀴스트 주파수 이상의 샘플링 주파수에서 복원이다. 8000Hz를 샘플링 주파수로 사용했고 앞서 확인했듯이 신호는 문제없이 잘 복원이 되었다. 실제로 복원한 wav파일을 들어봐도 아무런 문제없이 잘 복원이 되었다.
다음은 4000Hz에서 복원을 진행했다. 이론에 의하면 나이퀴스트율 이하에서 복원 진행 시 복원이 제대로 진행되지 않아야 하는게 맞지만 결과적으로는 문제없이 복원이 잘 진행되었다. 통신을 위해 목표로하는 음성 주파수는 생각보다 낮기 때문에 비교적 낮은 샘플링 주파수에서도 통신의 목적으로 사용되는 낮은 주파수는 올바르게 원신호로 복원이 되는 것이다.
이 과정에서 한가지 의아했던 점은 4000Hz보다 큰 5000~8000 범위의 신호는 복원이 올바르게 진행되지 않았다는 점이다. 지난과제에서 나이퀴스트율 이상의 주파수로 복원을 할 때 특정 값에서는 나이퀴스트율 이상의 샘플링 주파수임에도 원신호와 샘플링 포인트가 매칭되지 않는 경우가 있었다(샘플링 포인트가 신호위에 있지 않고 다른 곳에 있는 경우)

참고 자료

없음