DSP System Toolbox

적응 필터, 멀티레이트 필터, 특수 필터 설계 메소드

DSP System Toolbox는 디지털 필터 설계 및 구현을 위한 다양한 메소드를 제공합니다. 저역통과, 고역통과, 대역통과, 대역저지 및 기타 응답 방식으로 필터를 설계하고 direct-form FIR, overlap-add FIR, direct-form II 등의 필터 구조를 사용하여 이계 섹션(second-order section), cascade allpass, 및 격자 구조로 실현할 수 있습니다.

MATLAB 함수, 응용 프로그램 또는 Simulink 블록을 사용하여 필터를 설계할 수 있습니다.

이 시스템 툴박스는 다음을 포함한 다수의 설계 메소드를 지원합니다.

  • 고급 equiripple FIR 필터: 최소 차수(minimum-order), constrained-ripple, 최소 위상(minimum-phase) 설계 포함
  • Nyquist 및 halfband FIR 및 IIR 필터: 선형 위상(linear phase), 최소 위상(minimum-phase), 유사-선형 위상(quasi-linear phase) 설계 및 equiripple, sloped-stopband, 윈도우 메소드 제공
  • 최적화된 다중 단계 설계: 계단식 단계의 수를 최적화하여 연산 복잡성을 최소화
  • Fractional-delay 필터: 필터링 응용 프로그램 튜닝에 적합한 Farrow 필터 구조를 이용한 구현 포함
  • 임의 그룹 지연이 있는 Allpass IIR 필터: 다른 IR 필터의 그룹 지연을 보상하여, 해당 linear phase passband 응답이 가능함
  • 격자 파형 디지털 IIR 필터: 강력한 고정 소수점 구현 가능
  • 임의 크기 및 단계 FIR 및 IIR 필터: 모든 필터 사양을 설계할 수 있음
Specialized filter designs in MATLAB showing LMS adaptive filter applied to a noisy music signal, arbitrary magnitude filter design, direct-form FIR filter responses for fixed-point data types, and octave filter design.
잡음 있는 음악 신호(왼쪽 상단), 임의 크기 필터 설계(오른쪽 상단), 고정 소수점 데이터 유형에 대한 direct-from FIR 필터 응답(왼쪽 하단), 옥타브 필터 설계(오른쪽 하단)에 적용한 LMS 적응 필터를 보여주는 MATLAB의 특수 필터 설계

적응 필터

DSP System Toolbox는 적응 필터 설계를 위한 LMS 기반, RLS 기반, affine projection, 고속 횡단선(transversal), 주파수 영역, lattice 기반 등의 기술을 제공합니다. 이 시스템 툴박스에는 또한 계수, 학습 곡선, 수렴 추적 등, 필터 분석을 위한 알고리즘이 포함되어 있습니다.

멀티레이트 필터

DSP System Toolbox는 다위상 보간기, 누락기, 샘플레이트 변환기, CIC 필터 및 보상기를 비롯한 멀티레이트 필터의 설계 및 구현을 위한 함수를 제공하고 다중 단계 설계 메소드를 지원합니다. 또한 멀티레이트 필터의 연산 복잡성을 예측하기 위한 특수 분석 함수도 제공합니다.

Interactive design of a lowpass filter in the Filterbuilder tool and visualization of magnitude response.
Filterbuilder 툴에서의 저대역통과 필터 대화형 설계(왼쪽) 및 크기 응답의 시각화(오른쪽)

DSP 적용 분야를 위한 특수 필터

DSP System Toolbox를 사용하여 다음을 포함한 특수 디지털 필터를 설계하고 구현할 수 있습니다.

  • 오디오, 음성, 음향 적용 분야를 위한 음향 가중 필터, 옥타브 필터, 파라메트릭 이퀄라이저 필터
  • 통신 시스템을 위한 펄스 성형, 피크/노치 및 멀티레이트 필터
  • 항공 우주 및 네비게이션 시스템을 위한 칼만(Kalman) 필터

Simulink 시스템 모델에서의 필터 사용

DSP System Toolbox에서 설계한 디지털 필터를 Simulink의 시스템 수준 모델에서도 사용할 수 있습니다. MATLAB 함수 및 System Object를 이용하면 MATLAB 필터 설계로부터 bit-true Simulink 모델을 만들 수 있습니다. DSP System Toolbox의 필터 설계 블록 라이브러리를 이용하여 Simulink에서 직접 필터를 설계하고 시뮬레이션하며 구현할 수도 있습니다.

다음: 스트리밍 및 프레임 기반 신호 처리

평가판 사용 DSP System Toolbox

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4G LTE의 모델링 및 구현

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