FIR filter design by convex optimization using rank refinement
Kerte arıtımı ile dışbükey eniyileme tabanlı FIR süzgeç tasarımı
- Tez No: 379585
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN ARIKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
FIR süzgeçler sayısal sinyal işlemenin hemen her alanında kullanıldıklarından, literatürde, Chebyshev yaklaşımı, Hızlı Fourier Dönüşümü ve eniyileme tabanlı algoritmalar gibi birçok süzgeç tasarım tekniği önerilmiştir. Hesaplama teknolojilerinin gelişmesiyle birlikte, iç-nokta çözücüler, yarıkesin programlama (SDP) gibi yeni süzgeç tasarım araçları ve formülasyonları ortaya çıkmıştır. FIR süzgeç tasarım problemi bir karesel kısıtlamalı karesel program olarak formüle edilebildiğinden, SDP gibi dışbükey eniyileme teknikleri ve iç-nokta çözücüler ile verimli bir şekilde çözülebilmektedir. Ancak, problemin SDP formülasyonu, geçirgen banda konulan pozitif alt maske kısıtı sebebiyle dışbükey olmamaktadır. Bu nedenle, dışbükey olmayan SDP, yarıkesin rahatlatma ile, polinom zamanda çözülebilen dışbükey bir SDP haline getirilmektedir. Ancak rahatlatılmış formülasyon çözüm matrisinin kerte-1 olmasını garantilemediğinden, çözüm matrisini kerte-1 olmaya zorlayan bir kısıt koymak için yönlü döngüsel kerte arıtımı (DIRR) algoritması kullanılmıştır. Yarıkesin rahatlatma ve DIRR tekniklerinin birleşik kullanılması, faz ve grup gecikmesi maskeleri gibi çeşitli kısıtlamaların süzgeç tasarım problemine dışbükey olarak eklenmesine olanak tanımıştır. Süzgeç tasarımının olurluk eniyileme problemi modellemesinin çözümünde kullanılmak üzere, yakınsama hızı arttırılmış bir DIRR algoritması geliştirilmiştir. Önerilen teknikler, faz ve grup gecikmesi kısıtlamalarını içeren, farklı kısıt kümelerinden oluşan FIR süzgeç tasarım problemleri üzerine uygulanmıştır. Benzetimler sonucunda, önerilen tekniğin doğrusal olmayan fazlı, faz kısıtlamalı ve grup gecikmesi kısıtlamalı FIR süzgeç tasarımı problemlerini çözmede başarılı olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Finite impulse response filters have been one of the primary topics of digital signal processing since their inception. Consequently, diverse class of design techniques including Chebyshev approximation, Fast Fourier Transform, and optimization based methods, had been proposed in the literature. With developments in computational tools, new design technique tools and formulations on filters including interior-point solvers and semidefinite programming (SDP), emerged. Since FIR filter design problem can be modelled as a quadratically constrained quadratic program, filter design problem can be solved via interior-point based convex optimization methods such as semidefinite programming. Unfortunately, SDP formulation of problem is nonconvex due to positive lower limit constraint in the passband. To overcome that problem, nonconvex problem can be cast into a convex SDP using semidefinite relaxation, which can be solved in polynomial time. Since relaxed formulation does not guarantee rank-1 solution matrix, recently proposed directed iterative rank refinement (DIRR) algorithm is used to impose a convex rank-1 constraint. Due to utilization of semidefinite relaxation and DIRR, addition of various constraints, such as phase and group delay masks, in convex manner is made possible. For feasibility type optimization formulations of filter design problem, a convergence rate improved version of DIRR is developed. Proposed techniques are applied on filter design problems with different set of constraints including phase and group delay constraints. Explicit simulations demostrate that the proposed technique is capable of solving nonlinear phase, phase constrained, and group delay constrained filter design problems.
Benzer Tezler
- Yapay arı koloni algoritmasıyla sayısal süzgeç tasarımı
Digital filter design by using artificial bee colony algorithm
MEHMET BAHADIR ÇETİNKAYA
Doktora
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURHAN KARABOĞA
- FPGA platformu kullanılarak dijital filtre tasarımının gerçekleştirilmesi
Realization of the digital filter design by using FPGA platform
MURAT FATİH SAVAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. HALİL İBRAHİM ESKİKURT
- Dijital işaret işleme ve FIR filtre tasarımı algoritmaları
Digital signal processing and FIR filter design algorithms
METİN KALAYCI
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MEHMET BÜLENT ÖRENCİK
- Anahtarlı kapasite filtre devrelerinin gerçeklenmesi ve spice programı ile analizi
Realization of switched capacitor filters and analysing by spice program
CEVAT ÖNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ABDULLAH FERİKOĞLU
- The implementation complexity of finite impulse response digital filters under different coefficient quantization schemes and realization structures
Son dürtü yanıtlı sayısal süzgeçlerin farklı katsayı nicemlemeleri ve süzgeç yapıları ile gerçekleştirim karmaşıklığı
SEFA AKYÜREK
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGA ÇİLOĞLU