Híradástehikai jeleldolgozás. előadás Sebességkonverziós jeleldolgozás 05. 04. 3. 05. április 3. Budapest Dr. Gaál Józse BME Hálózati Rendszerek és SzolgáltatásokTanszék gaal@hit.bme.hu
Sebességkonverziós jeleldolgozás Tartalom Egész arányú sebesség sökkentés mintaritkítás, deimálás Egész arányú sebesség növelés nullminta-sűrítés, interpolálás em egész arányú sebességkonverziós eljárások Túlmintavételezés Alulmintavételezés Szűrőbankok
Alul-mintavételezés Részsávú jelek optimális (minimális) sebességű proesszálása p p sebesség konverzió proesszálás sebesség konverzió Adott: l, u és (újra mintavételezésnél). Keresett: a minimális p, melynél az adott eltételek mellet nins spektrum átlapolódás Feltételek: alul-áteresztő szűrő alkalmazása, sávszűrő alkalmazása, modulátor (keverő) alkalmazása. 3
Alul-mintavételezés (Újra mintavételezés) p p sebesség konverzió proesszálás sebesség konverzió Aluláteresztőszűrővel: p > u az elérhető sebesség sökkentés aránya: G= p u G lehet : egész vagy raionális tört 4
Alul-mintavételezés sávszűrővel Részsávú jel: 0kHz ±.5 db - 60dB d=0 khz - 60dB -F -F a F a F 445 450 455 460 465 khz Fa=0-d/ 0 F=0+d/ Sávszűrő (pl. KF szűrő): Részsávú jel mintavételezése F s mintavételi rekveniával: F s δ δ δ δ k F s (k+)f s δ, δ > 0 ; k egész ; -Fa + k Fs + δ = Fa -F + (k+) Fs - δ = F Fs > (F - Fa)= d 5
Alul-mintavételezés sávszűrővel -Fa + k Fs + δ = Fa k < F a /F s, kmax = loor( F a / F s ) -F + (k+) Fs - δ = F k > ( F F s )/F s, kmin =eil(( F F s )/F s ) F s δ δ δ δ k F s (k+)f s F a = 0 d/ F= 0 + d/ 6
Részsávú jel: Részsávú jel újra-mintavételezése -F -F a F a F Diszkrét idejű (már mintavételezett, nagysebességű) részsávú jel: -Fs -F s / F s / Fs Újra mintavételezett részsávú jel F p =F s /: F p k F p ins átlapolódás, ha a spektrum valamely -ed rendű integer részsávba esik BPF: (F a,f ) k F s,( k + ) F s -F s -Fs/ o Fs/ Fs 7
Részsávú jel újra-mintavételezése (F F s - F a ) 8
Valós részsávú jel: Alul-mintavételezés keveréssel Komplex alapávi jel: Aluláteresztő zűrő: = loor( ) 9
Alul-mintavételezés keveréssel 0
Szűrő bankok több bemenetű, több kimenetű lineáris,invariáns transzertüggvény mátrix Analízis szűrőbank: egy bemenetű nagysebességű, szélessávú jel több kimenetű kissebességű, keskenysávú jel-komponensek Szintézis szűrőbank: több bemenetű (kissebességű, keskenysávú jel-komponensek) egy kimenetű (nagysebességű, szélessávú jel)
DFT: DFT szűrőbank y = W x W : w ik = e π j ik x = y = [ x x... ] T 0 x [ y y... ] T 0 y mintasebességgel: FIR szűrő bank
Híradástehnikai jeleldolgozás 3 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem DFT szűrőbank, mintasebességgel = ) ( ) ( j ) ( j ) ( j j e... e... e... e... W π π π π M M M ) ( 0... ) ( H = = + + + = z z z z z Aluláteresztő: sávszűrő:
DFT szűrőbank, blokksebességgel Minden részsáv a, DFT szintézis bank: alapsávba keveredik, számottevő átlapolódásokkal 4
QMF szűrőbank Elvek: radix : elezés, duplázás oktáv szűrők kaszkád, a struktúra alul áteresztő elül áteresztő 5
Analízis: QMF szűrőbank X X = + () X () H() X H = + () X () G () X G Y() = X() [ H () H () + G () G () ] + + X H () H + G () G Átlapódás mentesség: H () H + G () G = 0 Lin. torzítás mentesség: H () H() + G () G () = 6
QMF szűrőbank Méretezés kiindulás: adott egy reális (oktáv, aluláteresztő) prototípus szűrő: h o (n), n=0...(-), H 0 () h (n) = h 0 (n), H () = H 0 () g (n) = (-) n h 0 (n), G () = H 0 (- /) h (n) = h 0 (n), H () = H 0 () g (n) = -(-) n h 0 (n), G () = -H 0 (- /) ins átlapólódás! H 0 () H 0 = Torzítás mentesség: 7