REMI Lab강의 노트

Wireless Embedded Systems E02

2장 복습: 복소수와 이산 신호

정리

  • 표본 z=I+jQ=rejθz=I+jQ=re^{j\theta}에 ejφe^{j\varphi}를 곱하면 크기는 그대로이고 각만 φ\varphi 돈다. ej2πfte^{j2\pi ft}는 f>0f>0이면 반시계, f<0f<0이면 시계 방향으로 돌고, 코사인은 두 방향을 절반씩 담아 방향을 구별하지 못한다.
  • 선형 시불변 시스템은 임펄스 응답과의 컨볼루션이고, 표본 NN개에 대해서는 행렬 곱 y=Hx\mathbf y=H\mathbf x이다. 변환은 신호를 직교 기저의 계수로 바꿔 적는 일이다.
  • 표본화는 임펄스열과의 곱이고, 스펙트럼을 fsf_s마다 복제한다. 실수 신호는 fin<fs/2f_{\mathrm{in}}<f_s/2여야 aliasing이 없다.
  • DFT는 X[k]=∑nx[n]e−j2πkn/NX[k]=\sum_n x[n]e^{-j2\pi kn/N}, 행렬로 X=Wx\mathbf X=W\mathbf x이다. 칸 k>N/2k>N/2는 (k−N)fs/N(k-N)f_s/N로 읽고, 실수 입력이면 X[N−k]=X[k]‾X[N-k]=\overline{X[k]}이다.
  • 실수 표본은 0…fs/20\ldots f_s/2를, 복소 표본은 −fs/2≤f<fs/2-f_s/2\le f<f_s/2를 구별한다. 어느 쪽이든 fsf_s의 정수배만큼 떨어진 주파수는 같은 표본을 만든다.
  • FFT는 짝수·홀수 번째 표본으로 나누기를 되풀이해 계산량을 N2N^2에서 (N/2)log⁡2N(N/2)\log_2N 복소 곱셈으로 줄인다.

함께 읽을 자료

  • WE2 · 3–15쪽 — 복소수, 정현파와 위상, 위상의 모호성, 거듭제곱근
  • WE2 · 16–26쪽 — 신호와 시스템, LTI, 컨볼루션, 행렬로 쓴 시스템, 신호 공간
  • WE2 · 27–33쪽 — 표본화, Nyquist 조건, aliasing
  • WE2 · 34–43쪽 — DTFT와 DFT, DFT 행렬, 음의 주파수와 대칭, DFT의 성질, FFT