Multiraten-Signalverarbeitung: Theorie und Anwendungen
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| Published: |
Stuttgart
Teubner
1993
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| Series: | Informationstechnik
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| Item Description: | Literaturverz. S. [389] - 400 |
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| adam_text | MULTIRATEN- SIGNALVERARBEITUNG THEORIE UND ANWENDUNGEN VON DR.-ING.
NORBERT FLIEGE PROFESSOR AN DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET HAMBURG-HARBURG
MIT 314 BILDERN B. G. TEUBNER STUTTGART 1993 INHALTSVERZEICHNIS 1
ABTASTRATENUMSETZUNG 1 1.1 DARSTELLUNG DISKRETER SIGNALE 1 1.1.1
DISKRETE ABTASTUNG 1 1.1.2 POLYPHASENDARSTELLUNG 4 1.1.3
MODULATIONSDARSTELLUNG 8 1.1.4 TRANSFORMATION DER SIGNALKOMPONENTEN 10
1.2 HERABSETZUNG DER ABTASTRATE 12 1.2.1 ABWAERTSTASTUNG 12 1.2.2
SPEKTRUM DES ABWAERTSGETASTETEN SIGNALS 15 1.2.3 UEBERLAPPUNGSEFFEKTE
(ALIASING) 17 1.2.4 SKALIERUNG DER ANTIALIASING-FILTER 19 1.2.5
DEZIMATION VON BANDPASSSIGNALEN 20 1.2.6 ABWAERTSTASTUNG MIT PHASENVERSATZ
22 1.2.7 ABWAERTSTASTUNG DER POLYPHASENKOMPONENTEN 25 1.2.8 PERIODISCHE
ZEITINVARIANZ 28 1.2.9 AEQUIVALENZEN 30 1.3 ERHOEHUNG DER ABTASTRATE 34
1.3.1 AUFWAERTSTASTUNG 34 1.3.2 SPEKTRUM DES AUFWAERTSGETASTETEN SIGNALS
36 1.3.3 SPEKTRALE DEUTUNG DER INTERPOLATION 36 1.3.4 SKALIERUNG DER
ANTIIMAGING-FILTER 38 1.3.5 VERALLGEMEINERTE INTERPOLATION 39 1.3.6
AEQUIVALENZEN 42 1.3.7 KASKADIERUNG VON ABTASTRATENUMSETZERN 43 X
INHALTSVERZEICHNIS 2 FIR-FILTER 47 2.1 ALLGEMEINES 47 2.2
TRANSVERSALSTRUKTUREN 49 2.2.1 DIREKTFORM MIT ALLGEMEINER IMPULSANTWORT
49 2.2.2 DIREKTFORM MIT SYMMETRISCHER IMPULSANTWORT 50 2.2.3
TRANSPONIERTE DIREKTFORM MIT ALLGEMEINER IMPULSANT- WORT 52 2.2.4
TRANSPONIERTE DIREKTFORM MIT SYMMETRISCHER IMPULS- ANTWORT 53 2.3
KREUZGLIEDSTRUKTUREN 54 2.3.1 STANDARD-KREUZGLIEDSTRUKTUR 54 2.3.2
QMF-KREUZGLIEDSTRUKTUR 57 2.4 SYMMETRIEEIGENSCHAFTEN UND LINEARE PHASE
60 2.4.1 NULLPHASIGE GERADE PROTOTYPEN 60 2.4.2 NULLPHASIGE UNGERADE
PROTOTYPEN 62 2.4.3 LINEARPHASIGE FIR-FILTER 64 2.5 KOMPLEMENTAERFILTER
68 2.5.1 KOMPLEMENTAERBILDUNG MIT NULLPHASIGEN FILTERN . . . . 68 2.5.2
KOMPLEMENTAERBILDUNG MIT KAUSALEN UEBERTRAGUNGSFUNK- TIONEN 70 2.6
HALBBANDFILTER 72 2.6.1 HALBBAND-TIEFPAESSE 72 2.6.2 HALBBANDFILTER AUS
IDEALEM TIEFPASS 74 2.6.3 KAUSALE HALBBAND-TIEFPAESSE 76 2.6.4
HALBBAND-BANDPASSFILTER (HB 2 P-FILTER) 78 2.6.5 HB 2 P-FILTER AUS
TIEFPASS-PROTOTYPEN 80 2.6.6 M-TEL-BAND-TIEFPASSFILTER 82 3 ENTWURF VON
FIR-FILTERN 85 3.1 ENTWURF MIT KLEINSTEM QUADRATISCHEN FEHLER 85 3.1.1
FEHLERKRITERIUM 85 3.1.2 APPROXIMATION DES IDEALEN TIEFPASSES 87 3.1.3
ENTWURF MIT ENDLICHER FILTERFLANKE 90 3.2 ENTWURF MIT FENSTERFUNKTIONEN
92 3.2.1 RECHTECKFENSTER 92 INHALTSVERZEICHNIS XI 3.2.2 HAN-FENSTER 93
3.2.3 HAMMING-FENSTER 95 3.2.4 BLACKMAN-FENSTER 96 3.2.5 WEITERE FENSTER
96 3.3 ENTWURF MIT GLEICHMAESSIGER APPROXIMATION 98 3.3.1 ZIELSETZUNG UND
ALTERNANTENTHEOREM 98 3.3.2 FILTERLAENGE UND ENTWURFSPARAMETER 99 3.3.3
PARKS-MCCLELLAN-ENTWURF 101 3.4 ENTWURF VON HALBBANDFILTERN 104 3.4.1
STANDARDENTWUERFE 104 3.4.2 PARKS-MCCLELLAN-ENTWURF MIT EINEM TRICK 105
3.4.3 LAGRANGE-HALBBANDFILTER 107 3.4.4 COSINUS-ROLLOFF-HALBBANDFILTER
108 3.4.5 WURZEL-COSINUS-ROLLOFF-FILTER 110 4 DEZIMATION UND
INTERPOLATION 111 4.1 DEZIMATION MIT TRANSVERSALFILTERN 111 4.1.1
FALTUNG MIT NACHFOLGENDER ABWAERTSTASTUNG 111 4.1.2 RECHENEFFIZIENTE
TRANSVERSALSTRUKTUR 113 4.2 INTERPOLATION MIT TRANSVERSALFILTERN 114
4.2.1 AUFWAERTSTASTUNG MIT NACHFOLGENDER FALTUNG 114 4.2.2
RECHENEFFIZIENTE TRANSVERSALSTRUKTUR 114 4.3 DEZIMATION MIT
POLYPHASENFILTERN 116 4.3.1 PRINZIP DES POLYPHASENDEZIMATORS 116 4.3.2
DARSTELLUNG DES POLYPHASENDEZIMATORS IM ZEITBEREICH 117 4.3.3
DARSTELLUNG MIT EINGANGSKOMMUTATOR 119 4.3.4 SPEICHERSPARENDE
ZEITVARIABLE POLYPHASENFILTER 122 4.3.5 DARSTELLUNG DER
POLYPHASENDEZIMATION MIT Z-TRANS- FORMIERTEN 124 4.4 INTERPOLATION MIT
POLYPHASENFILTERN 126 4.4.1 PRINZIP DES POLYPHASENINTERPOLATORS 126
4.4.2 DARSTELLUNG DER POLYPHASENINTERPOLATION IM ZEITBEREICH 128 4.4.3
INTERPOLATION MIT UNVERAENDERTEN STUETZWERTEN 130 4.4.4 DARSTELLUNG MIT
AUSGANGSKOMMUTATOR 131 4.4.5 SPEICHERSPARENDE POLYPHASENSTRUKTUREN 134
XII INHALTSVERZEICHNIS 4.4.6 DARSTELLUNG DER POLYPHASENINTERPOLATION MIT
Z-TRANS- FORMIERTEN 135 4.5 NICHTGANZZAHLIGE DEZIMATION UND
INTERPOLATION 136 4.5.1 ALLGEMEINES PRINZIP 136 4.5.2 RECHENEFFIZIENTE
STRUKTUR DES UMSETZERS 137 4.5.3 UMSETZUNG IM VERHAELTNIS L/M = 2/3 140
4.5.4 DUALER ABTASTRATENUMSETZER 141 5 MULTIRATENFILTER 143 5.1 FILTER
MIT EINFACHER DEZIMATION UND INTERPOLATION 143 5.1.1 TIEFPAESSE MIT
NIEDRIGER GRENZFREQUENZ 143 5.1.2 AUFWANDSABSCHAETZUNG 145 5.1.3
SCHMALBANDIGE HOCHPAESSE UND BANDPAESSE 146 5.2 FILTER MIT MEHRSTUFIGER
DEZIMATION UND INTERPOLATION 149 5.2.1 ZWEISTUFIGE DEZIMATION UND
INTERPOLATION 149 5.2.2 DYADISCHE KASKADIERUNG 151 5.2.3 HOCHPAESSE MIT
DYADISCHER KASKADIERUNG 154 5.3 MULTIRATEN-KOMPLEMENTAERFILTER 155 5.3.1
MULTIRATENFILTERSTUFEN OHNE KOMPLEMENTAERBILDUNG . . 155 5.3.2
MULTIRATENFILTERSTUFEN MIT KOMPLEMENTAERBILDUNG ... 157 5.3.3 KASKADIERTE
MULTIRATEN-KOMPLEMENTAERFILTER 159 5.3.4 AUSFUEHRLICHES BEISPIEL 160 5.3.5
AUFWANDSABSCHAETZUNG 165 5.4 INTERPOLIERENDE FIR- (IFIR)-FILTER 166 5.4.1
DAS PRINZIP DER IFIR-FILTER 166 5.4.2 ENTWURF VON IFIR-FILTERN 168 5.4.3
IFIR-HOCH- UND BANDPAESSE 171 6 ZWEIKANAL-FILTERBAENKE 173 6.1 ANALYSE-
UND SYNTHESEFILTERBAENKE 173 6.1.1 ZWEIKANALIGE ANALYSEFILTERBANK 173
6.1.2 ZWEIKANALIGE SYNTHESEFILTERBANK 176 6.2
QUADRATURE-MIRROR-FILTERBAENKE 177 6.2.1 ZWEIKANAL-SBC-FILTERBAENKE 177
6.2.2 STANDARD-QMF-BAENKE 179 INHALTSVERZEICHNIS XIII 6.2.3 OPTIMALE
FIR-QMF-BAENKE 180 6.3 FILTERBAENKE MIT PERFEKTER REKONSTRUKTION 183 6.3.1
BEDINGUNGEN FUER PERFEKTE REKONSTRUKTION 183 6.3.2
KONJUGIERT-QUADRATUR-FILTER 185 6.3.3 GUELTIGE HALBBANDFILTER 186 6.3.4
FILTERBANKENTWURF 188 6.4 PARAUNITAERE FILTERBAENKE 192 6.4.1 PARAUNITAERE
SYSTEME 192 6.4.2 PARAUNITAERE MODULATIONSMATRIX 193 6.4.3 SPEKTRALE
FAKTORISIERUNG 194 6.4.4 REALISIERUNG MIT KREUZGLIEDSTRUKTUREN 197 6.5
BIORTHOGONALE UND LINEARPHASIGE FILTERBAENKE 202 6.5.1 VERALLGEMEINERTE
SPEKTRALE FAKTORISIERUNG 202 6.5.2 LINEARPHASIGE FILTERBAENKE 204 6.6
TRANSMULTIPLEXER-FILTERBAENKE 208 6.6.1 ANALYSE DER FILTERBANK 209 6.6.2
PARAUNITAERE TMUX-FILTERBAENKE 210 6.6.3 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN SBC- UND
TMUX-FILTERBAENKEN213 7 GLEICHFOERMIGE M-KANAL-FILTERBAENKE 215 7.1
M-KANAL-FILTERBANK MIT BAUMSTRUKTUR 216 7.1.1 REALISIERUNGSSTRUKTUR 216
7.1.2 FILTERFLANKEN UND REALISIERUNGSAUFWAND 218 7.1.3 EIGENSCHAFTEN 220
7.2 M-KANAL-FILTERBANK MIT PARALLELSTRUKTUR 221 7.2.1 ANALYSEFILTERBANK
221 7.2.2 SYNTHESEFILTERBANK 223 7.2.3 MAXIMAL DEZIMIERTE SBC-FILTERBANK
224 7.2.4 VERZERRUNGSFUNKTION UND ALIASING-FUNKTION 226 7.2.5
PARAUNITAERE SBC-FILTERBANK 227 7.3 KOMPLEX MODULIERTE
M-KANAL-FILTERBAENKE (DFT-FILTERBAENKE) 229 7.3.1 STRUKTUR DER FILTERBANK
229 7.3.2 UEBERTRAGUNGSMATRIX DER FILTERBANK 231 7.3.3 ALIASING IN DER
DFT-FILTERBANK 233 7.3.4 FAST PERFEKTE REKONSTRUKTION 234 7.3.5
FILTERBANKENTWURF 237 XIV INHALTSVERZEICHNIS 7.4 COSINUS-MODULIERTE
M-KANAL-FILTERBAENKE 241 7.4.1 STRUKTUR DER FILTERBANK 241 7.4.2
KOMPENSATION DER ALIAS-KOMPONENTEN 242 7.4.3 FILTERBANKENTWURF 244 7.4.4
AUFWANDSVERGLEICH 246 7.5 M-KANAL-TMUX-FILTERBAENKE 247 7.5.1
EIGENSCHAFTEN DER FILTERBANK 247 7.5.2 KOMPLEX MODULIERTE
TMUX-FILTERBANK 248 7.5.3 UEBERSPRECHEN IN DER DFT-FILTERBANK 249 7.5.4
FAST PERFEKTE REKONSTRUKTION 251 8 FILTERBAENKE MIT POLYPHASENSTRUKTUR
253 8.1 GRUNDLEGENDE POLYPHASENSTRUKTUREN 253 8.1.1 SIGNALZERLEGUNG IN
POLYPHASENKOMPONENTEN 253 8.1.2 SYSTEMZERLEGUNG IN POLYPHASENKOMPONENTEN
255 8.1.3 POLYPHASENDEZIMATOREN UND -INTERPOLATOREN 256 8.2
POLYPHASEN-QMF-BAENKE 258 8.2.1 ANALYSEFILTERBANK 258 8.2.2
SYNTHESEFILTERBANK 259 8.3 ALLGEMEINE ZWEIKANAL-POLYPHASENFILTERBAENKE
261 8.3.1 ANALYSEFILTERBANK 261 8.3.2 SYNTHESEFILTERBANK 262 8.3.3
REKONSTRUKTIONSBEDINGUNG 264 8.3.4 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN MODULATIONS-
UND POLYPHA- SENMATRIX 265 8.4 ALLGEMEINE M-KANAL-POLYPHASENFILTERBAENKE
268 8.4.1 M-KANAL-POLYPHASENSTRUKTUR 268 8.4.2 POLYPHASENMATRIX DER
ANALYSEFILTERBANK 270 8.4.3 POLYPHASENMATRIX DER SYNTHESEFILTERBANK 271
8.5 PARAUNITAERE POLYPHASENFILTERBAENKE 272 8.5.1 POLYPHASENMATRIX DER
ZWEIKANAL-ANALYSEFILTERBANK . . 272 8.5.2 DETERMINANTE DER
POLYPHASENMATRIX 273 8.5.3 M-KANAL-POLYPHASENFILTERBANK 274 8.6
DFT-POLYPHASENFILTERBAENKE 276 8.6.1 DFT-POLYPHASENANALYSEFILTERBANK 276
8.6.2 RECHENEFFIZIENTE POLYPHASENSTRUKTUR FUER DIE ANALYSE . 277
INHALTSVERZEICHNIS XV 8.6.3 ABSCHAETZUNG DES RECHENAUFWANDES 279 8.6.4
ENTWURF DER POLYPHASENTEILFILTER 280 8.6.5
DFT-POLYPHASENSYNTHESEFILTERBANK 280 8.6.6 RECHENEFFIZIENTE
POLYPHASENSTRUKTUR FUER DIE SYNTHESE . 281 8.6.7 FILTERBAENKE MIT
FREQUENZUMSETZUNG 283 8.6.8 DFT-SBC-POLYPHASENFILTERBAENKE 286 8.6.9
DFT-TMUX-POLYPHASENFILTERBAENKE 287 8.6.10 VARIANTEN VON
DFT-POLYPHASENSTRUKTUREN 287 9 OKTAVFILTERBAENKE UND WAVELETS 289 9.1
FILTERBAENKE MIT BAUMSTRUKTUR 289 9.1.1 OKTAV-ANALYSEFILTERBANK 289 9.1.2
OKTAV-SYNTHESEFILTERBANK 291 9.1.3 FILTERBAENKE MIT HOEHERER AUFLOESUNG 292
9.2 MULTIKOMPLEMENTAER-FILTERBAENKE 294 9.2.1 LAPLACE SCHE PYRAMIDE 294
9.2.2 ZWEIKANAL-KOMPLEMENTAER-FILTERBANK 296 9.2.3 ALIAS-FREIE
TEILBANDSIGNALE 297 9.2.4 M-KANAL-KOMPLEMENTAER-FILTERBAENKE 299 9.2.5
MULTIKOMPLEMENTAER-KERNFILTER 300 9.3 WAVELET-TRANSFORMATION 303 9.3.1
VERALLGEMEINERTE SIGNALTRANSFORMATIONEN 303 9.3.2 SIGNALANALYSE MIT
MEHRFACHAUFLOESUNG 304 9.3.3 DYADISCHE WAVELETS 306 9.3.4
WAVELET-REIHENENTWICKLUNG 307 9.3.5 PARSEVAPSCHES THEOREM FUER WAVELETS
308 9.3.6 DISKRETE WAVELET-TRANSFORMATION (DWT) 309 9.4 FILTERBAENKE UND
WAVELETS 310 9.4.1 DWT MIT ANALYSEFILTERBAENKEN 310 9.4.2 IDWT MIT
SYNTHESEFILTERBAENKEN 312 9.4.3 PERFEKTE REKONSTRUKTION UND INVERSE
DISKRETE WAVELET- TRANSFORMATION (IDWT) 315 9.4.4 ORTHOGONALE
FILTERBAENKE 315 9.4.5 BIORTHOGONALE FILTERBAENKE 318 9.5 EIGENSCHAFTEN
VON WAVELETS UND SKALIERUNGSFUNKTIONEN . . . . 322 9.5.1 ELEMENTARE
EIGENSCHAFTEN VON SKALIERUNGSFUNKTIONEN . 322 XVI INHALTSVERZEICHNIS
9.5.2 ELEMENTARE EIGENSCHAFTEN VON WAVELETS 324 9.5.3 ENDLICH LANGE
WAVELETS 326 9.5.4 AUSFUEHRLICHES BEISPIEL 327 9.6 KONSTRUKTION VON
WAVELETS 329 9.6.1 REGULARITAET 329 9.6.2 SUKZESSIVE APPROXIMATION 330
9.6.3 BEISPIEL 331 9.7 BEISPIELE VON WAVELET-SYSTEMEN 334 9.7.1
HAAR-WAVELETS 334 9.7.2 SHANNON-WAVELETS 335 9.7.3 DAUBECHIES-WAVELETS
(LAGRANGE-WAVELETS) 337 9.7.4 BIORTHOGONALE WAVELETS 339 9.7.5
BUTTERWORTH- WAVELETS 341 9.8 SIGNALABTASTUNG UND -REKONSTRUKTION 343 10
ANWENDUNGEN 345 10.1 FSK-DATENMODEMS 345 10.2 ORTHOGONALE
MULTICARRIER-DATENUEBERTRAGUNG (OMC) 348 10.3 DIGITALER HOERRUNDFUNK (DAB)
351 10.4 DIGITALE AUDIOMISCHPULTE 353 10.5 ASYNCHRONE
ABTASTRATENUMSETZUNG 355 10.6 RAUMAKUSTIKSIMULATION MIT HILFE VON
WAVELETS 357 10.7 SPRACH- UND AUDIOCODIERUNG 360 10.8 BILDCODIERUNG 363
10.9 MULTIRATENSENSORIK 365 A VERZEICHNIS DER WICHTIGSTEN SYMBOLE UND
AB- KUERZUNGEN 367 B MATRIZEN 369 B.L TRANSJUGIERTE MATRIX 369 B.2
INVERSE MATRIX 370 B.3 HERMITESCHE MATRIX 370 INHALTSVERZEICHNIS XVII
B.4 UNITAERE MATRIX 370 B.5 PARAUNITAERE MATRIX 371 B.6 SPEZIELLE MATRIZEN
372 C DISKRETE FOURIER-TRANSFORMATION 373 C.L SUMMENDARSTELLUNG 373 C.2
MATRIXDARSTELLUNG 374 D SIGNALRAEUME 375 D.L LINEARE VEKTORRAEUME 375 D.2
DIREKTE SUMME VON UNTERRAEUMEN 376 D.3 LINEARE RAEUME MIT SKALARPRODUKT
376 D.4 REZIPROKE, BIORTHOGONALE UND ORTHONORMALE BASEN 377 D.5
SIGNALRAEUME L 2 UND 1-2 378 E ALIASING IN DFT-SBC-FILTERBAENKEN 379 E.L
MODIFIKATIONEN 379 E.2 REALTEIL-TEILBANDSIGNAL 381 E.3
IMAGINAERTEIL-TEILBANDSIGNAL 382 E.4 TEILBANDSIGNALE IM NACHBARKANAL 384
E.5 RESULTIERENDES ORIGINALSPEKTRUM 384 E.6 ALIAS-SPIEGELSPEKTREN 385
E.7 ERWEITERUNG 386 F UEBERSPRECHEN IN DFT-TMUX-FILTERBAENKEN 387 F.L
UEBERSPRECH-UEBERTRAGUNGSFUNKTION 387 F.2 REALTEIL DES UEBERSPRECHENS 388
F.3 IMAGINAERTEIL DES UEBERSPRECHENS 388 F.4 UEBERSPRECHEN IM ENDGUELTIGEN
TAKT 389 F.5 KOMPLEMENTAERE EINGANGSSIGNALE 390
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