IMT-2000의 무선접속 기술 요소 중 multirate을 위한 Multi-Code(MC) CDMA 시스템의 이동국 Rake 수신기는 다수의 채널로 전송된 신호들을 동시에 복조해야 하므로 Rake Finger에서 트래픽 채널을 복조하는 데이터 상관기의 수가 왈쉬 코드 채널의 수만큼 증가하게 되어 신호처리의 복잡도가 증가되는 단점을 갖게 된다. 본 논문에서는 데이터 상관기들의 증가로 인한 데이터 처리시간 지연을 감소시키기 위해 Walsh Switch, 공유 accumulator, 그리고 파이프라인 FWHT(Fast Walsh Hadamard Transform) 알고리즘을 적용한 새로운 Rake Finger 구조를 제안했다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 왈쉬 코드 채널의 수 에 대한 데이터 상관기의 연산 동작 수는 512 additions에서 160 additions로 약 3.2배 감소하였고, Rake Finger의 데이터 처리시간은 110,696[ns]에서 90,496[ns]로 18.3% 감소하였음을 확인하였다.
음향 에코우제거기나 소음제어와 같은 임펄스 응답이 긴 디지털 필터를 이용하여 필터링을 할 경우 수렴속도가 느리고 계산시간이 많이 걸린다. 이러한 기존의 필터링에서 생기는 계산시간이나 수렴속도 문제를 개선하기 위해서 서브밴드 필터링과 멀티레이트 신호처리 기술이 개발되었다. 모든 시스템의 전달함수는 interpolator와 임펄스 응답사이에 임의 수만큼의 0이 들어있는 sparse 임펄스 응답을 갖는 서브필터를 직렬로 연결한 구조로 표현할 수 있다. 이 경우에 interpolator는 Hadamard 행렬로 표현되고 저역통과필터 특성을 갖는 원형필터를 균일하게 이동시킨 것과 같다. 그래서 입력신호를 Hadamard 변환을 이용하여 각 서브대역으로 분할하고 decimation을 하여 샘플링 레이트를 줄이는 멀티레이트기술이 음향 함수 모델링이나 잡음제거에 응용할 수 있다. 본 논문에서는 decimation으로 생기는 에리어싱을 제거하고 수렴속도를 향상시키기 위해서 입력 신호를 트리구조를 갖는 필터뱅크를 이용하여 비균일한 서브대역으로 분할, 그리고 decimation을 하여 샘플링레이트를 변환하고 각 서브대역에서 계수를 갱신한 후 이 계수를 전대역으로 Hadamard 변환을 이용하여 변환하는 비균일한 대역폭을 갖는 delayless 필터 구조를 제안하고 이 구조를 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 성능을 검증한다.
In hands-free telephone systems, the received speech signal is fed back to the microphone and constitutes the so-called echo. To cancel the effect of this time-varying echo path, it is necessary to device an adaptive filter between the receiving and the transmitting ends. For a typical FIR realization, the length of the fullband adaptive filter results in high computational complexity and low convergence rate. Consequently, subband adaptive filtering schemes have been proposed to improve the performance. In this work, we use deterministic approach to analyze the relationship between fullband and subband adaptive filtering structures. With block adaptive filtering structure as an intermediate stage, the analysis is divided into two parts. First, to avoid aliasing, it is found that the matrix of block adaptive filters is in the form of pseudocirculant, and the elements of this matrix are the polyphase components of the fullband adaptive filter. Second, to transmit the near-end voice signal faithfully, the analysis and the synthesis filter banks in the subband adaptive filtering structure must form a perfect reconstruction pair. Using polyphase representation, the relationship between the block and the subband adaptive filters is derived.
디지털 변복조 장치에는 디지털 신호의 표본화 속도를 변환시키는 표본화 속도 변환기(SRC: sample rate converter)가 필요한데, 여기에 사용되는 저역필터의 구현 문제를 연구하였다. 표본화 속도 변환율이 클 경우에는 저역필터의 신호처리 연산량이 많아져서 구현에 부담이 되므로 연산량을 감소시키는 방안이 중요하다. 본 논문에서는 이 필터를 2 단의 직렬 필터로 분할하여 구현하는 설계 방법을 제시하였고, 1 단 구조의 단일 필터로 구현하였을 경우에 비교하여 신호처리 연산량이 감소되는 것을 확인하였다. 표본화 속도 변환율이 증가할수록 2 단분할 방안에 의한 연산량 감소 효과는 증가하며, 변환율이 32 에서는 72 %까지 감소되는 것을 확인하였다. 변환율을 2 단으로 분할함에 있어서도 인수의 조합에 따라서 감소 효과가 다르게 나타났으므로, 여러 변환율에 대하여 최적 성능의 분할율을 조사하였다. 저역필터는 다상 필터 구조를 갖는 FIR 필터를 대상으로 하였으며, 필터계수의 설계는 Parks-McCllelan 알고리즘을 이용하였다.
We have designed the system that measure one channel ECG by two electrode and extract real-time EDR with more related resipiration and comportable to subject by using conductive textile. On the assumption that relation between RL electrode and potential measurement electrode is coupled with RC connected model, we designed RL drive output to feedback two electrode for reduction of common mode signal. The conductive textile which was used for two ECG electrode was offered more comfort during night sleep in bed than any other method using attachments. In the method of single-lead EDR, R wave point or QRS interval area could be used for EDR estimation in traditional method, it is, so to speak, the amplitude modulation(AM) method for EDR. Alternatively, R-R interval could be used for frequency modulation(FM) method based on Respiratory Sinus Arrhythmia(RSA). For evaluation of performance on AM EDR and FM EDR from 14 subject, ECG lead III was measured. Each EDR was compared with both temperature around nose(direct measurement of respiration) and respiration signal from thoracic belt(indirect measurement of respiration) on mean squared error(MSE), cross correlation(Xcorr), and Coherence. The upsampling interpolation technique of multirate signal processing is applied to interpolating data instead of cubic spline interpolation. As a result, we showed the real-time EDR extraction processing to be implemented at micro-controller.
본 논문에서는, 선형 주기적 시변 시스템에 대해서, 두 개의 입출력 이득을 정의한다. 그 하나는 단위 크기의 ι$_2$노름을 갖는 모든 입력에 대한 최악의 $\iota_2$ 노름의 출력의 비로서, G($\iota_2,\iota_2$ 로 표기한다. 또 다른 하나는 단위 크기의 RMS 값을 갖는 모든 입력에 대한 최악의 RMS 값의 출력의 비로서, G(RMS, RMS)로 표기한다. 선형 시불변 시스템에 대해서는 이 두 개의 이득은 등가라는 사실이 잘 알려져 있다. 본 논문에서는 선형 주기적 시변 시스템에 대해서도 이 두 개의 이득이 등가라는 것을 증명한다. 또한, 선형 주기적 시변 시스템에 대한 주파수 응답을 얻는 두 가지 방법 사이의 관계를 유도한다. 이렇게 정의된 입출력 이득은 M-채널 필터 뱅크에 적용한다. 필터 뱅크는 음성 압축 등에 사용되는 대표적인 다중비 신호처리 시스템이다. 이러한 필터뱅크에는 일반적으로 에일리어징 왜곡, 진폭 왜곡 및 위상 왜곡이 존재한다. 본 논문에서는 오차 시스템의 G($\iota_2,\iota_2$ 이득을 최적화 하는 방법에 의해 필터 뱅크를 설계함으로써, 필터 뱅크에서 일반적으로 존재하는 왜곡을 작게할 수 있음을 보인다.
본 논문에서는 협대역 신호가 CDMA(Code Division Multiple Access)시스템과 동일한 주파수대역을 공유하는 할 때, 협대역 신호를 억제하여 CDMA시스템 성능을 향상시키는 방식에 대해서 연구하였다. 협대역 재머 신호를 억제하기 위해서 Multirate 기술을 이용한 polyphase 여파기를 제안하였으며, 현 IS-95의 47텝의 FIR 여파기와 함께 ASIC으로 구현하기 용이하여 순방향 채널에서 재머를 억제하는 방법으로 적합하였다. 재머 억제는 polyphase 여파기를 사용하여 2단계로 총 64개의 채널로 수신신호를 분리하여 각 부채널의 수신전력을 측정한 후 재머가 존재 하는 대역을 결정하고 결정된 부채널을 억제하여 BER율 향상시켰다. 선행측정 여파기를 사용한 결과[1]보다는 최대 O.8dB 정도가 성능저하가 있었으나, 부채널 수를 증가시켜 보다 섬세한 부채널 억제방식을 쓰면 보다 성능이 향상될 수 있고, 순방향 채널에서 재머 억제 방식으로 채택하면, 역방향에 대해서, 재머 억제 후 저하된 성능을 보상하기 위한 기술이 수월하다.
본 논문에서는 적응 다중 전송율을 갖는 광대역 음성부호화기인 AMR-WB 의 알고리즘을 분석하고, TI사의 고정소수점 DSP인 TMS320C6201를 이용한 실시간 구현 결과를 제시한다. AMR-WB 음성부호화기는 두 가지 대 역으로 분리된 신호가 독립적으로 부호화되며, 저대역 신호는 ACELP 방식으로、 고대역 신호는 잡음 여기신호와 선형예측 합성필터를 사용하는 방식으로 각각 합성된다. 구현된 AMR-WB 음성부호화기는 프로그램 메모리와 데이터 메모리가 각각 218 kbytes, 92kbytes의 크기를 가지며 , 한 프레임인 20 ms를 처리하는데 평균 920,267 정도의 클릭 수가 사용되어 약 5.75 ms의 시간이 소요 되였다. 또한, DSP로 구현한 AMR-WB 음성부호화기의 결과와 PC에서 시뮬레이션 한 결과가 서로 일치함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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