Moduloidut suodatinpankit ovat tärkeässä roolissa monilla digitaalisen signaalinkäsittelyn sovellusalueilla, kuten audio- ja videosignaaleiden käsittelyssä sekä uusimmissa langattoman tietoliikenteen ratkaisuissa. Diplomi-insinööri Juuso Alhava on tutkinut suodatinpankkeja väitöskirjassaan, joka tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa ensi perjantaina.
Alhava laajensi ja yhtenäisti väitöskirjassaan suodatinpankkien teoriaa, kehittäen tehokkaampia suunnittelumenetelmiä sekä nopeisiin toteutusrakenteisiin sopivia algoritmeja.
– Moduloidut suodatinpankit ovat käytössä monissa arkisissa asioissa. Esimerkiksi videon ja äänen bittivirtojen “tiivistäminen” ilman aistein havaittavaa laadun heikkenemistä on osin signaalimuunnosten ansiota, Alhava kuvaa.
Tärkeä kehityskohde on monikantoaaltotekniikkaan perustuva langaton tiedonsiirto, jossa käyttäviä radiolähetteitä voidaan joustavasti ja tehokkaasti sopeuttaa siirtokanavan vapaiden taajuuskaistojen mukaan. Moduloiduilla suodatinpankeilla voidaan generoida aaltomuotoja, joiden aiheuttama häiriö eli ylikuuluminen viereisiin kanaviin on hyvin pientä.
Lisäksi kehittyneet muunnosalgoritmit alentavat virrankulutusta ja prosessointiviivettä. Teknisessä mielessä suodatinpankit ovat signaalinkäsittelyn työkaluja aika-taajuusmuunnosten toteuttamiseen ja erityisillä suunnittelumenetelmillä voidaan mahdollistaa muunnoksen kääntyvyys.
- Voisi sanoa, että täydellinen pankki ”repii signaalin palasiksi” eli hetkellisiksi taajuuskomponenteiksi, mutta onnistuu tarvittaessa syntetisoimaan alkuperäiseen signaalin palasista. Esimerkiksi audio- ja videosignaaleiden tiivistäminen voidaan toteuttaa tehokkaammin käyttäen näitä muunnosalgoritmeja kuin käsittelemällä alkuperäisiä signaaleita, Alhava kertoo.