다상분해신호에 대한 처리 지연 시간을 개선한 정규형 주파수 대역 압축 알고리즘과 FPGA 회로 설계
Canonical Algorithm and FPGA Circuit Design of Frequency Band Compression with Improved Processig Delay for Polyphase Decomposition Signals
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초록
디지털 신호처리에 있어서 신호의 다상분해 기술은 멀티레이트 시스템 응용에 있어서 매우 중요하다. 다상분해신호는 원신호를 다운샘플링을 위해 데시메이션(decimation)하기 때문에 원신호에 비해 많은 고주파 성분을 포함하여주파수 대역이 확장되는 경향이 있다. 이러한 성질은 다상분해신호의 활용, 즉 디지털 신호처리 시스템의 구조나 성능에 상당한 제약을 초래한다. 이러한 문제는 완전대역압축-복원(perfect band compression and decompression) 방법을 사용함으로써 상당 부분 극복할 수 있다. 다상분해신호에 대한 기존의 완전 대역압축 및 복원의 반복적 알고리즘(iterative algorithm)은 회로의 구조가 복잡하고 반복 횟수에 비례하여 처리시간이 커지는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하는 개선된대역압축 및 복원 이론과 알고리즘을 제시하고, Matlab의 Simulink 모델링을 사용하여 FPGA 회로로 설계·구현하고 실험을 통하여 그 유효성을 확인한다.
Abstract
In digital signal processing, the signal polyphase-decomposition method is very important in multirate system applications. The polyphase-decomposed signals lead to expand the frequency band by including higher frequencies causing from decimation for down sampling than original signal. This property brings about the significant limitations in the structure or the performance of digital polyphase signal processing systems. Many portion of these problems can be overcome by using perfect band compression and decompression method. Previous iterative perfect band compression and reconstruction algorithm for polyphase component signals has such drawbacks that it requires complex circuit structures and its processing time enlarges in proprotion to iteration times of algorithmm. In order to overcome the drawbacks, this paper proposes a improved iterative perfect band compression and reconstruction theory and algorithm for polyphase component signals, and describes its FPGA circuit design and implementation results using Matlab Simulink modeling approach. Then its effectiveness is showed through the design verification and the experimental results.
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