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통신실험 (필터) 평가B괜찮아요

1. 배경 이론통신 시스템 실험에서 필터의 역할은 입력신호에 포함되어 있는 주파수 성분중에 불필요한 주파수 성분을 제거하는데 사용된다.특히 필터의 cutoff 특성이 얼마나 sharp 한지의 여부는 신호간의 Guard Band를 설정하는데 중요한 파라미터가 되고 그러므로 주파수대에서 가능한 많은 수의 채널을 수용하기 위해서는 필터의 cutoff 특성이 sharp 하여야한다.디지틀 필터는 Impulse Response 길이에 따라 FIR, 또는 IIR로 구분되고 그 구현은 컴퓨터내에서 S/W적으로 또는 DSP 칩 또는 디지틀 로직회로등의 H/W로 구현될 수 있다.2. 필터의 종류필터는 주파수 응답특성에 따라 low-pass, high-pass, band-stop 필터로 나뉘어진다.다시 밴드특성에 따라 stop band와 pass band, transition band로 구분된다.필터의 성능은 transition band의 크기와 stop band와 pass band에서의 리플의 크기에 따라 정해진다.3. 구조에 따른 필터종류1) IIR(infinite impulse response) 필터{{ y}_{k }=SUM from { { n}=0} to L{ b}_{n }{ x}_{k-n }-SUM from { { n}=1} to L{ a}_{n }{ y}_{k-n }IIR필터의 출력은 현재의 출력 y는 현재의 입력신호 x 와 지연된 입력신호와 지연된 출력신호에 의해 결정된다.위 식에서 impulse를 인가하여 생성되는 출력 y는 infinite하기 때문에 IIR 필터라고 부른다.2) FIR(finite impulse response) 필터-현재 및 지난 입력 sequence에 의해서만 출력 y이 결정되는 FIR 필터의 difference equation{{ y}_{k }=SUM from { { n}=0} to L{ b}_{n }{ x}_{k-n }FIR 필터는 impulse 응답에 대해 한정된 출력 sequence를 갖기 때문에 FIR 필터라고 부른다. 또한 전달함수가 Pole점을 갖지않기 EOans에 필터설계시 stability를 고려하지 않아도 된다.4. 필터 설계1) FIR(Low pass) 필터 설계임펄스 응답이 유한한 필터를 FIR 필터라 한다. FIR 필터는 일반적으로 비순회형 혹은 비재귀형의 구성으로 실현할 수 있기 때문에 비순회형 혹은 비재귀형 필터라고도 부른다. FIR의 특징을 보면 다음과 같다.[ 장 점 ]1 선형(직선)위상 특성을 정확히 그리고 용이하게 실현할 수 있다. 이러한 성질은 데이타 전송과 같은 파형 정보를 중요시하는 응용에서는 필수적인 성질이다.2 귀환이 없기 때문에 항상 안정하다.[ 단 점 ]1 주파수 영역에서 급준한 감쇠 특성을 실현할 때는 높은 차수의 필터가 필요하다. 선형 위상이란 필터의 입출력의 위상차가 신호의 주파수에 비례하는 것을 의미한다. 즉, 군지연 특성이 주파수에 관계없이 일정하다. 신호 파형의 형태가 문제가 되는 경우 파형을 가능한 찌그러지지 않도록 해야 하는데 이와 같은 경우에 선형위상 특성을 갖는 필터를 이용한다. 선형위상 특성을 근사할 수 있는 것으로 아날로그 필터 혹은 IIR 디지탈 필터로도 실현 가능하지만, 완전한 선형위상을 실현할 수 있는 것은 FIR 디지탈 필터뿐이다.2) FIR 필터를 설계하는 방식크게 window Method, Optimal Method, Frequency sampling Method 로 나누어진다. 이번 실험에서는 window 방식을 이용한다.이방법은 원하는 filter의 주파수 응답을 구하고 이것의 impulse 응답을 inverse F.T을 이용하여 구한다. 원하는 임펄스 응답을 구하였다면 passband or attenuation specification을 만족하는 window function을 선택한다. 또한 transition width 와 filter length 와의 관계에서 적당한 필터 coefficient의 수를 결정한다.{{b }_{n }={ b}_{L-n }window method의 가장 중요한 장점은 simplicity이다적용하기도 쉽고 이해하기도 어렵지 않다 또한 계산량이 적다는 장점도 있다. 하지만 flexibility가 부족하다 window functiond의 스펙트럼 컨벌루션 효과 때문에 passband와stopband edge frequency를 정확하게 특징 짓기 어렵다. 그리고 kaiser를 제외하고 filter의 responce에서 리플 진폭의 최대치가 고정되어 있기 때문에 아무리 크게 해도 변하지 않는다.3) Time-Domain Window FunctionTime Domain에서의 Truncation은 다음식으로 표시되고 w(n)은 Window Funetion을 표시한다.{h(n)={ h}_{d }(n)w(n)window의 종료는 다음과 같은 것이 있다.{W(n),0

공학/기술| 2002.01.18| 5페이지| 1,000원| 조회(1,128)

필터, FIR, 통신실험, IIR

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