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표본화 속도 변환기용 2단 직렬형 다상 FIR 필터의 설계
A Design of Two-stage Cascaded Polyphase FIR Filters for the Sample Rate Converter

백제인   (한남대학교 정보통신공학과UU0001481  ); 김진업   (ETRI SDR팀CC0186800  );
  • 초록

    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.


    It is studied to design a low pass filter of the SRC(sample rate converter), which is used to change the sampling rate of digital signals such as in digital modulation and demodulation systems. The larger the conversion ratio of the sample rate becomes, the more signal processing is needed for the filter, which corresponds to the more complexity in circuit realization. Thus it is important to reduce the amount of signal processing for the case of high conversion ratio. In this paper it is presented a design method of a two-stage cascaded FIR filter, which proved to have reduced amount of signal processing in comparison with a conventional single-stage one. The reduction effect of signal processing turned out to be more noticeable for larger value of conversion ratio, for instance, giving down to 72% in complexity for the conversion ratio of 32. It has been shown that the reduction effect is dependent to specific combination of conversion ratios of the cascaded filters. So an exhaustive search has been performed in order to obtain the optimal combination for various values of the total conversion ratio. In this paper every filter is considered to be implemented in the form of a polyphase FIR filter, and its coefficients are determined by use of the Parks-McCllelan algorithm.


  • 주제어

    sample rate converter .   up/down converter .   polyphase .   FIR filter .   multirate filter.  

  • 참고문헌 (6)

    1. Jeffrey H. Reed, Software Radio : A Modern Approach to Radio Engineering, Prentice-Hall, 2002 
    2. T. Hentschel and G. Fettweis, 'Sample Rate Conversion for Software Radio,' IEEE Communication Magazine, pp.142-150, Aug. 2000 
    3. Walt Kester, Ed, Mixed-Signal and DSP Design Techniques, Analog Devices, Inc., 2003 
    4. Fredric J. Harris, Multirate Signal Processing for Communication Systems, Pearson Education, 2004 
    5. www.sdrforurn.org 
    6. 조권도, 김지연, 이규대, 이승환, 신민정, 김진업, 'SDR 기술개발 동향', 한국전자통신연구원, 전자통신동향분석, 2004. 6 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (2)

    1. Kim, Min-Joon ; Cheon, I-Hwan ; Kim, Ju-Hyun 2007. "FMCW RADAR SIGNAL PROCESS USING REAL FFT" 한국해양정보통신학회논문지 = The journal of the Korea Institute of Maritime Information & Communication Sciences, 11(12): 2227~2232     
    2. Oh, Young-Jin ; Song, Gi-Yong 2011. "Implementation of a Verification Environment using Layered Testbench" 信號處理·시스템學會 論文誌 = Journal of the institute of signal processing and systems, 12(2): 145~149     

 저자의 다른 논문

  • 백제인 (9)

    1. 1994 "ISDN 가입자 루프에 대한 전송로 모델의 설계" 한국통신학회논문지 = The journal of the Korean institute of communication science 19 (2): 293~305    
    2. 1998 "2선식 종합정보통신망 S/T 접속 전송 시스템의 규격 설계 및 구현" 電子工學會誌 = The journal of Korea Institute of Electronics Engineers 25 (4): 27~34    
    3. 2009 "다중전지 시스템에서 잔류 에너지의 재활용 방법" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SC, 시스템 및 제어 46 (6): 21~27    
    4. 2010 "표본화 속도 변환기용 다단 FIR 필터의 설계방법" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SP, 신호처리 47 (1): 150~158    
    5. 2011 "학습성과 평가 운영 사례: 한남대학교 정보통신공학과" 공학교육 = Engineering education 18 (6): 20~25    
    6. 2013 "2차 BPS 시스템의 다중 대역 interpolant 필터" Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea = 전자공학회논문지 50 (7): 225~230    
    7. 2015 "다중 aliasing 소거를 위한 2차 BPS 시스템의 설계" Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지 52 (3): 162~170    
    8. 2016 "2차 BPS 시스템의 interpolant 필터에 대한 최적 위상 설계" Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers = 전자공학회논문지 53 (3): 132~139    
  • 김진업 (5)

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