Multiratensysteme - Abtastratenumsetzung und digitale Filterbänke

  • Typ: Vorlesung (V)
  • Lehrstuhl: Fakultät f. Elektrotechnik und Informati
  • Semester: WS 14/15
  • Zeit: Donnerstag, 09:45 - 11:15, wöchentlich
    10.50 HS 101 Kollegiengebäude Bauingenieure II

    06.11.2014


    13.11.2014
    20.11.2014
    27.11.2014
    04.12.2014
    11.12.2014
    18.12.2014
    08.01.2015
    15.01.2015
    22.01.2015
    29.01.2015
    05.02.2015
    12.02.2015
  • SWS: 2
  • ECTS: 3
  • LVNr.: 23548
  • Prüfung:

    Termin nach Absprache, mündlich, ca. 25 Minuten
  • Hinweis:

    Gute Grundlagenkenntnisse der digitalen Signalverarbeitung werden vorausgesetzt.
Vortragssprachedeutsch

Multiratensysteme - Abtastratensysteme und digitale Filterbänke

Digitale Systeme sind in der Regel Multiratensysteme, in denen die Signale im Verlauf der Verarbeitungskette mit unterschiedlichen Abtastraten dargestellt und verarbeitet werden. Die Abtastrate wird dabei jeweils hinreichend klein gehalten, um die Rechenleistung und damit den Leistungsverbrauch des digitalen Systems zu minimieren. Dies ist z.B. wichtig für batteriebetriebene Geräte in der Mobilkommunikation.
Der Stoff wird veranschaulicht und erweitert durch eine Vielzahl von Übungsbeispielen, die per Simulation realisiert werden können. Die dafür nötigen MATLAB-Routinen sind über das Internet abrufbar; für die Bearbeitung der Aufgaben ist MATLAB mit Signal Processing Toolbox (ab Version R12) erforderlich. Der Stoff ist praxis- und lehrerprobt und damit sowohl für Studenten und Dozenten als auch für Ingenieure in der Praxis geeignet.

Inhaltsübersicht:

  • Multiraten-Signale im Zeit- und Frequenzbereich, Polyphasen- und Modulations-Darstellung.
  • Abtastratenumsetzung: Dezimation und Interpolation; neue Äquivalenzen (Noble Identities); synchrone (ganzzahlige, rationale) und asynchrone Abtastratenumsetzung; Transponierung von Multiratensystemen.
  • Filterentwurf: Spezifikationen und Überblick über Entwurfsverfahren, Lagrange-Interpolation.
  • Aufwandsminimale Strukturen: Transversal- und Polyphasen-Filter; Polyphasen-Parallelisierung; Blocksignal- und Sample-by-Sample-Verarbeitung; Farrow-Struktur.
  • Effiziente Algorithmen: Mehrstufen- und Multiraten-Verfahren; Systeme mit interpolierter Impulsantwort; Effizienzvergleich.
  • Filterbänke: Gleichförmige M-Kanal Frequenz(de)multiplexer, Teilbandkodierer und Transmultiplexer in moderner Matrix-Notation; perfekte Rekonstruktion und Paraunitarität; modulierte Polyphasen-Filterbänke in Parallelform und modularer Baumstruktur.
  • Anwendungsbeispiele mit effizienter Realisierung: Multiraten-Signalverarbeitung in CATV-Systemen; Frequenzdemultiplexer für Satellitenkommunikation.

 

Textbuch: Göckler/Groth: Multiratensysteme. Schlembach Fachverlag, Wilburgstetten 2004