Yeni filtre bankası tasarımı ve uygulaması
New filter bank design and implementation
Yazar: BİRCAN ÇALIŞIR
Danışman: PROF. DR. NURHAN KARABOĞA
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Literatürde, son yıllarda oldukça sık kullanılan çoklu hızlı sistemin bir parçası olan süzgeç bankası yapıları işaret işlemede, haberleşme sistemlerinde, biyomedikal işaret işlemede, alt band kodlama işlemlerinde kullanılmaktadır. Süzgeç bankası tasarımında çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Bu yöntemler yazılım açısından iteratif ve optimizasyona dayalı yöntemler olarak sınıflandırılabilir. İteratif yöntemlerin literatürdeki bazı örnekleri Hooke ve Javes algoritması, Parks-McClellan algoritması, Lagrange fonksiyonları yöntemi, Fibonacci denklemleri, Golden arama algoritması şeklinde sayılabilir. Bu çalışmada iteratif yöntemlerden Parks-McClellan algoritması kullanılmıştır. Parks-McClellan algoritması, literatürde remez algoritması olarak bilinir. Bu algoritma optimum doğrusal fazlı süzgeç tasarımında kullanılmaktadır. Bazı sınırlamalar getirerek süzgeç derecesini minimuma yaklaştıran simetrik süzgeçlerin tasarımı için kullanılan standart bir yöntemdir. Süzgeç derecesiyle hesaplama karmaşası doğru orantılı olup hesaplama karmaşası açısından avantajlı bir yöntemdir. Bu yöntemle tasarlanan süzgeçler durdurma ve geçirme bandında eşdalgacıklıdırlar. Bu nedenle bu yöntemle tasarlanan süzgeçlere eşdalgacıklı süzgeç de denir. Parks-McClellan algoritması, en küçük hata ile istenen optimum dürtü yanıtını sağlayan en iyi yöntemdir. Süzgeç bankası tasarımında yeniden elde edilen işaret ve işaretin frekans seçiciliği önemli rol oynamaktadır. Frekans seçiciliği süzgeç bankasının farklı frekans bandlarındaki yeteneğini ve yeterliliğini gösteren bir ölçüttür. Her bir alt band işaretin farklı frekans seviyelerindeki bileşenlerini içerir. Durdurma bandı azalması ve geçiş bandı genişliği ile frekans seçiciliği değerlendirilebilir. İyi bir frekans seçiciliği sağlamak için süzgeç bankasının yüksek durdurma bandı azalmasına ve dar geçiş bandına sahip olması gerekir. Süzgeç bankası tasarımı için kullanılan yöntemlerden biri de pencerelemedir. Bu çalışmada süzgeç bankası tasarımı için hibrit pencere fonksiyonu önerilmiştir.

Abstract:
In the literature, often used in recent years multirate filter banks, which is part of the system structures in signal processing and communication systems, biomedical signal processing, the sub-band is used in the encoding process. Various methods are used in the design of filter banks. These methods and optimization based methods in terms of software can be classified as iterative. Some examples in the literature of iterative methods can be considered as Hooke and Javes algorithm, Parks-McClellan algorithm, Lagrangian method, Fibonacci equations and Golden search algorithm. In this study of iterative methods, Parks-McClellan algorithm is used. Parks-McClellan algorithm in the literature is known as Remez algorithm. This algorithm is used in the design of optimal linear-phase filter. Some restrictions, and the filter closer to the minimum degree of the symmetric filter is a standard method used for the design. Filter degree is proportional to the complexity calculation, the method is advantageous in terms of calculation complexity. With this method, the co-designed filters are equiripple with passband ripple and stopband ripple. Therefore, this method is also called equiripple filter. Parks-McClellan algorithm, the smallest mistake in providing the desired optimal impulse response is the best method. In the design of filter banks, reconstruction signal and frequency selectivity of signal plays an important role. Frequency selectivity is a measure of ability and competence of filter banks in different frequency bands. Each sub-band signal components at the different frequencies provides levels. Frequency selectivity can be assessed with stop band attenuation and pass band width. To ensure a good frequency selectivity of the filter bank must have high stop band attenuation and a narrow pass band width. One of the methot of filter bank design is also windowing. In this study the the hybrid window function is proposed to design filter bank.