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과학

상승 코사인 필터

상승 코사인 필터과학
영문명
Raised-cosine filter
대표 용도
통신 펄스 성형
주요 계수
롤오프 계수
구분 형태
상승 코사인과 제곱근 상승 코사인
상승 코사인 필터는 디지털 통신에서 펄스의 대역을 제한하면서 정해진 심벌 판정 시점의 간섭을 줄이는 데 사용하는 필터다. 영어로 raised-cosine filter라고 하며 올림 코사인 필터라고도 부른다. 롤오프 계수와 필터 길이가 주요 설계 요소다.

판정 시점을 고려한 펄스다

이상적인 펄스는 자기 심벌의 판정 시점에서는 값을 갖고 다른 정수 심벌 간격에서는 0이 되도록 구성할 수 있다. 따라서 펄스들이 중간 시간에 겹치더라도 정확한 판정 시점에서는 이웃 심벌의 기여를 억제할 수 있다. 실제 채널과 시간 동기가 그 조건을 유지하는지도 확인한다.

롤오프의 절충

롤오프 계수는 주파수 응답이 통과 대역에서 억제 대역으로 바뀌는 구간과 관련된다. 좁은 대역을 지향하는 선택이 시간 영역의 꼬리와 실제 유한 필터의 오차에 미치는 영향도 함께 검토한다. 계수 하나가 작다는 이유만으로 전체 시스템이 더 좋다고 판단하지 않는다.

유한 길이와 지연의 예

이상적인 응답은 무한히 이어지므로 실제로는 유한 길이로 근사한다. 가상의 대칭 FIR이 심벌 10개 범위를 덮고 심벌당 4샘플이면 차수는 40, 계수 수는 41개다. 이 선형 위상 필터의 군지연은 20샘플로 심벌 5개 간격이다. 끝을 자르는 근사와 지연 보정을 함께 고려한다.

송신과 수신에 나누는 경우

송신과 수신에 제곱근 상승 코사인 필터를 나누어 배치하면 이상적인 결합 응답을 상승 코사인 형태로 만들 수 있다. 한쪽의 제곱근 필터 하나만 보고 전체 체인의 판정 특성과 같다고 해석하지 않는다. 유한 길이의 근사, 채널 왜곡과 샘플 시점 오차는 별도로 검증한다.

관련 문서

심벌 간 간섭 / 심벌률 / FIR 필터 / 군지연 / 임펄스 응답 / 아이 패턴 / 창 함수 / 주파수 응답