Mạng cục bộ không dây (WLAN) và mạng Ad hoc (MANET)

Mạng cục bộ không dây (WLAN) và mạng Ad hoc (MANET)

CHƯƠNG Bộ lọc số đáp ứng xung hữu hạn (FIR) Bộ lọc số Bộ lọc số có tính chất cho dao động có tần số nằm dải (gọi dải thơng) qua chặn lại dao động có tần số khơng thuộc dải (thuộc dải chắn) o Dao động gọi qua lọc tần số đáp ứng tần số lọc có module 1; o Dao động gọi bị chặn lại đáp ứng tần số lọc Các giai đoạn trình tổng hợp lọc số  Chọn loại loc       Bộ lọc thông cao Bộ lọc thông thấp Bộ lọc thông dải Xác định h(n) cho thỏa mãn tiêu kỹ thuật đề Lượng tử hóa thơng số lọc Kiểm tra, chạy thử máy tính Bộ lọc số đáp ứng xung hữu hạn    Bộ lọc số đáp ứng xung hữu hạn: Finite Impulse Response (FIR) Các xử lý để thay đổi phân bố tần số thành phần tín hiệu theo tiêu cho nhờ hệ thống số gọi lọc số Một hệ thống dùng làm thay đổi phân bố tần số thành phần tín hiệu theo tiêu cho gọi lọc số Đáp ứng xung hữu hạn x(n) y(n) Bộ lọc số có đáp ứng xung hữu hạn tuyến tính  h(n) đáp ứng xung     h( n ) = h0 , h1 , , hN −1  ↑ 0     L[ h( n )] = [ 0, N − 1] = N Nếu biểu diễn miền Z hàm truyền đạt lọc số pha tuyến tính theo định nghĩa biến đổi z có dạng: N −1 H ( z ) = ∑ h( n ) z −n n =0 Ví dụ lọc số có đáp ứng xung hữu hạn tuyến tính y ( n ) = h (0) x ( n ) + h(1) x ( n − 1) + h( 2) x ( n − 2) + h(3) x ( n − 3) Đáp ứng tần số  Biểu diễn miền tần số ω theo biến đổi Fourier ta có đáp ứng tần số N −1 H (ω ) = ∑ h( n )e − jωn n =0 h(n) = 2π π ∫ H(ω)e −π jωn dω Bộ lọc thông thấp lý tưởng Đáp ứng biên độ lọc số thông thấp lý tưởng định nghĩa sau: 1 : −ωc ≤ ω ≤ ωc H (ω ) =  ω khác 0 : Đáp ứng biên độ lọc thông thấp lý tưởng |H(ejω)| -ωc ωc ω Bộ lọc thông cao lý tưởng Đáp ứng biên độ lọc số thông thấp lý tưởng định nghĩa sau: 0 : −ωc ≤ ω ≤ ωc H (ω ) =  ω khác 1 : Đáp ứng biên độ lọc thông cao lý tưởng |H(ejω)| -π -ωc ωc π ω Cửa sổ tam giác (Bartlett) N -1  2n  N −1: ≤ n ≤  2n N -  WT ( n) =  − : ≤ n ≤ N -1 N −1   : lại   WT(n) n 01 (N-1)/2 N-1 Cửa sổ Hanning   2πn  0,5 − 0,5 cos  : ≤ n ≤ N −1  W Han ( n) =   N −1 0 : n lại  WHan(n) n 01 (N-1)/2 N-1 Cửa sổ Hamming   2π n   : ≤ n ≤ N −1  0,54 − 0,46 cos W Ham ( n) =   N − 1 0 : n lại  WHam(n) n 01 (N-1)/2 N-1 Cửa sổ Blackman   2π n   4π n   + 0,08 cos  : ≤ n ≤ N −1  0,42 − 0,5 cos W B ( n) =   N − 1  N − 1 0 : n lại  WB(n) n 01 (N-1)/2 N-1 Đáp ứng tần số lọc thông thấp với cửa sổ khác Cửa sổ chữ nhật Cửa sổ tam giác Cửa sổ Hanning Cửa sổ Hamming CÁC BƯỚC TỔNG HỢP LỌC FIR CĨ PHA TUYẾN TÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỬA SỔ  Chọn tiêu kỹ thuật: δ1, δ2, ωP , ωS  Chọn hàm cửa sổ w(n)N độ dài N  Chọn đáp ứng xung h(n) lọc số lý tưởng1có tâm N− N −1 n = α= đối xứng dịch h(n) đơn vị để h’(n)=h(n-n0) nhân  Nhân hàm cửa sổ w(n)N với h(n): hd(n)= h(n- n0) w(n)N  Kiểm tra lại tiêu kỹ thuật có thỏa mãn khơng, khơng tăng N Ví dụ: Tổng hợp lọc thơng thấp FIR có pha tuyến tính ϕ(ω)= -αω = - ω(N-1)/2 với tiêu kỹ thuật: δ1= δ10 ; δ2= δ20 ; ωp= ωp0 ; ωs= ωs0; ωc= (ωp0+ ωs0)/2=π/2 vẽ sơ đồ lọc  Chọn tiêu kỹ thuật: δ1=δ10 ; δ2=δ20 ; ωp= ωp0 ; ωs= ωs0  Chọn hàm cửa sổ w(n)N với độ dài N=9: 1 : ≥ n ≥ W R ( n) =   : n lại  Chọn lọc thơng thấp lý tưởng có tần số cắt ωc= π/2 đáp ứng xung h(n) có tâm đối xứng α = (N-1)/2 =  h(n) lọc thơng thấp lý tưởng có tâm đối xứng n=0 sin πn / h( n) = πn /  Do pha tuyến tính ϕ(ω)= -αω = - ω(N-1)/2 nên h(n) có tâm đối xứng α = (N-1)/2=4, cách dịch h(n) sang phải n0=4 đơn vị:  sin π ( n − 4) / h' ( n) = h( n − 4) = π ( n − 4) / Nhân cửa sổ chữ nhật W9(n) với h(n-4) ta được: hd(n)=h(n-4) W9(n) W9(n) n -1 h(n-4) 1/2 1/π 1/5π -1 1/5π -1/3π hd(n) n -1/3π 1/2 1/π n -1 -1/3π -1/3π  Thử lại xem Hd(ω) có thỏa tiêu kỹ thuật khơng? π H d (Ω ) = H' (ω) * WR (ω ) = ∫ H' (ω' )WR (ω − ω' )dω' 2π − π   Nếu không, ta cần tăng N làm lại bước từ đầu Giả sử với N=9, tiêu kỹ thật thỏa mãn, ta có: hd ( n) = −1 1 −1 δ ( n − 1) + δ ( n − 3) + δ ( n − 4) + δ ( n − 5) + δ ( n − ) 3π π π 3π −1 1 −1 y ( n) = x ( n − 1) + x ( n − 3) + x ( n − 4) + x ( n − 5) + x( n − 7) 3π π π 3π y(n) x(n) Z-1 -1/3π + Z-1 Z-1 Z-1 Z-1 1/π 1/2 1/π + + + Z-1 Z-1 -1/3π −1 1 −1 y ( n) = x ( n − 1) + x ( n − 3) + x ( n − 4) + x ( n − 5) + x(n − 7) 3π π π 3π Đáp ứng biên độ lọc thông thấp thiết kế 1+ δ 1 1- δ /H(ω)/ N=9 δ2 ωP ωc ωs 1+ δ 1 1- δ Ω π /H(ω)/ N=61 δ2 ωP ωc ωs Ω π SO SÁNH CÁC HÀM CỬA SỔ CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CHO PHỔ CÁC HÀM CỬA SỔ  Bề rộng đỉnh trung tâm phổ cửa sổ ∆ω : tỷ lệ với bề rộng dải độ  Tỷ số biên độ đỉnh thứ cấp đỉnh trung tâm: tỷ lệ với độ gợn sóng dải thông dải chắn W( ω1 ) λ = 20 log10 , dB W( 0)  Xét với cửa sổ chữ nhật: 1 : N - ≥ n ≥ W R ( n) =   : n lại ωN N-1 sin -jω F e w R (n) ← → WR (ω) = ω sin / WR(ω) / N  ω 1= 3π/N  ∆ω R = 4π/N 2π/N ∆ω R = 4π/N ω 4π/N ω CÁC THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CHO PHỔ CÁC HÀM CỬA SỔ Lọai cửa sổ Bề rộng đỉnh trung tâm ∆ω Tỷ số λ Chữ nhật 4π/N -13 Tam giác 8π/N -27 Hanning 8π/N -32 Hamming 8π/N -43 Blackman 12π/N -58 ...  Bộ lọc thông cao Bộ lọc thông thấp Bộ lọc thông dải Xác định h(n) cho thỏa mãn tiêu kỹ thuật đề Lượng tử hóa thông số lọc Kiểm tra, chạy thử máy tính Bộ lọc số đáp ứng xung hữu hạn    Bộ. .. N −1 ∑ h(n) sin[ β + ( α − n ) ω] = n=0 Bộ lọc loại 1: h(n) đối xứng, N lẽ Bộ lọc loại 2: h(n) đối xứng, N chẵn Bộ lọc loại 3: h(n) phản đối xứng, N lẽ Bộ lọc loại 4: h(n) phản đối xứng, N chẵn... )− n0ω ] Bộ lọc số có pha tuyến tính  Đáp ứng tần số lọc: H (ω ) = A(ω )e jθ (ω )  Thời gian lan truyền tín hiệu: − d [θ (ω )] τ= =α dω  Để thời gian lan truyền τ không phụ thuộc vào Ω thì: