Sigma Delta Modulators: Nonlinear Decoding Algorithms and Stability Analysis PDF
Preview Sigma Delta Modulators: Nonlinear Decoding Algorithms and Stability Analysis
SSIIGGMMAA DDEELLTTAA MMOODDUULLAATTOORRSS NNoonnlliinneeaarr DDeeccooddiinngg AAllggoorriitthhmmss aanndd SSttaabbiilliittyy AAnnaallyyssiiss TTHHEE KKLLUUWWEERR IINNTTEERRNNAATTIIOONNAALL SSEERRIIEESS IINN EENNGGIINNEEEERRIINNGG AANNDD CCOOMMPPUUTTEERR SSCCIIEENNCCEE VVLLSSII,, CCOOMMPPUUTTEERR AARRCCHHIITTEECCTTUURREE AANNDD DDIIGGIITTAALL SSIIGGNNAALL PPRROOCCEESSSSIINNGG CCoonnssuullttiinngg EEddiittoorr JJoonnaatthhaann AAlllleenn LLaatteesstt TTiittlleess SSeeqquueennttiiaall LLooggiicc TTeessttiinngg aanndd VVeerriijjiiccaattiioonn,, AA.. GGhhoosshh,, SS.. DDeevvaaddaass,, AA RR NNeewwttoonn IISSBBNN:: 00--77992233--99118888--88 IInnttrroodduuccttiioonn ttoo tthhee DDeessiiggnn ooff TTrraannssccoonndduuccttoorr--CCaappaacciittoorr FFiilltteerrss,, JJ.. EE.. KKaarrddoonnttcchhiikk IISSBBNN:: 00--77992233--99119955--00 TThhee SSyynntthheessiiss AApppprrooaacchh ttoo DDiiggiittaall SSyysstteemm DDeessiiggnn,, PP.. MMiicchheell,, UU.. LLaauutthheerr,, PP.. DDuuzzyy IISSBBNN:: 00--77992233--99119999--33 FFaauulltt CCoovveerriinngg PPrroobblleemmss iinn RReeccoonnjjiigguurraabbllee VVLLSSII SSyysstteemmss,, RR..LLiibbeesskkiinndd--HHaaddaass,, NN.. HHaassssaann,, JJ.. CCoonngg,, PP.. MMccKKiinnlleeyy,, CC.. LL LLiiuu IISSBBNN:: 00--77992233--99223311--00 HHiigghh LLeevveell SSyynntthheessiiss ooff AASSIICCss UUnnddeerr TTiimmiinngg aanndd SSyynncchhrroonniizzaattiioonn CCoonnssttrraaiinnttss DD..CC.. KKuu,, GG.. DDee MMiicchheellii IISSBBNN:: 00--77992233--99224444--22 TThhee SSEECCDD MMiiccrroopprroocceessssoorr,, AA VVeerriijjiiccaattiioonn CCaassee SSttuuddyy,, BB..TT.. GGrraahhaamm IISSBBNN:: 00--77992233--99224455--00 FFiieelldd--PPrrooggrraammmmaabbllee GGaattee AArrrraayyss,, SS..DD.. BBrroowwnn,, RR JJ.. FFrraanncciiss,, JJ.. RRoossee,, ZZ..GG.. VVrraanneessiicc IISSBBNN:: 00--77992233--99224488--55 AAnnaattoommyy ooffAA SSiilliiccoonn CCoommppiilleerr,, RR..WW.. BBrrooddeerrsseenn IISSBBNN:: 00--77992233--99224499--33 EElleeccttrroonniicc CCAADD FFrraammeewwoorrkkss,, TTJJ.. BBaarrnneess,, DD.. HHaarrrriissoonn,, AARR.. NNeewwttoonn,, RRLL SSppiicckkeellmmiieerr IISSBBNN:: 00--77992233--99225522--33 VVHHDDLL ffoorr SSiimmuullaattiioonn,, SSyynntthheessiiss aanndd FFoorrmmaall PPrrooooffss ooffHH aarrddwwaarree,, JJ.. MMeerrmmeett IISSBBNN:: 00--77992233--99225533--11 WWaavveelleett TThheeoorryy aanndd iittss AApppplliiccaattiioonnss,, RR.. KK.. YYoouunngg IISSBBNN:: 00--77992233--99227711--XX DDiiggiittaall BBiiCCMMOOSS IInntteeggrraatteedd CCiirrccuuiitt DDeessiiggnn,, SS..HH..KK.. EEmmbbaabbii,, AA BBeellllaaoouuaarr,, MM..IIEEllmmaassrryy IISSBBNN:: 00--77992233--99227766--00 DDeessiiggnn AAuuttoommaattiioonn ffoorr TTiimmiinngg--DDrriivveenn LLaayyoouutt SSyynntthheessiiss,, SS.. SS.. SSaappaattnneekkaarr,, SS.. KKaanngg IISSBBNN:: 00--77992233--99228811--77 AAccoouussttiiccaall aanndd EEnnvviirroonnmmeennkkllll RRoobbuussttnneessss iinn AAuuttoommaattiicc SSppeeeecchh RReeccooggnniittiioonn,, AA AAcceerroo IISSBBNN:: 00--77992233--99228844--11 LLooggiicc SSyynntthheessiiss aanndd OOppttiimmiizzaattiioonn,, TT.. SSaassaaoo IISSBBNN:: 00--77992233--99330088--22 SIGMA DELTA MODULATORS Nonlinear Decoding Algorithms and Stability Analysis by S0ren Hein Siemens AG Avideh Zakhor University of California l1li.... " SPRINGER SCIENCE+BUSINESS MEDIA, LLC Library of Congress Cataloging-in-Publicatlon Data Hein, Sglren, 1968- Sigma Delta modulators : non linear decoding algorithms and stability analysis / by Sglren Hein, Avideh Zakhor. p. cm. -- (The Kluwer international series in engineering and computer science ; SEes 0213. VLSI, computer architecture and digital signal processing) Inc1udes bibliographical references and index. ISBN 978-1-4613-6373-6 ISBN 978-1-4615-3138-8 (eBook) DOI 10.1007/978-1-4615-3138-8 1. Analog-to-digital converters. 2. Coding theory. I. Zakhor, Avideh, 1963- II. Title. III. Series: Kluwer international series in engineering and computer science; SEes 0123. IV. Series: Kluwer international series in engineering and computer science. VLSI, computer architecture, and digital signal processing. TK7887 . 6. H45 1993 621 . 3815 ' 36--dc20 92-39218 elP Copyright © 1993 by Springer Science+Business Media New York Originally published by Kluwer Academic Publishers in 1993 Softcover reprint ofthe hardcover 1st edition 1993 All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system or transmitted in any form or by any means, mechanical, photo-copying, recording, or otherwise, without the prior written permission of the publisher, Springer Science+Business Media, LLC. Printed on acid-free paper. CCoonntteennttss PPrreeffaaccee iixx 11 IInnttrroodduuccttiioonn 11 11..11 AAnnaalloogg--ttoo--DDiiggiittaall CCoonnvveerrssiioonn .. .. .. .. .. .. 11 11..22 CCoonnvveennttiioonnaall CCoonnvveerrssiioonn .. .. .. .. .. .. .. .. .. 22 11..33 OOvveerrssaammpplleedd NNooiissee--SShhaappiinngg CCoonnvveerrssiioonn 22 11..44 CCoonnttrriibbuuttiioonnss aanndd OOuuttlliinnee ooff WWoorrkk.. .. .. 1144 22 PPrrooppeerrttiieess ooff OONNSS CCoonnvveerrtteerrss wwiitthh CCoonnssttaanntt IInnppuuttss 1199 22..11 IInnttrroodduuccttiioonn............ 2200 22..22 SSiinnggllee--LLoooopp EEnnccooddeerr .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 2222 22..33 DDoouubbllee--LLoooopp EEnnccooddeerr ................................ 2299 22..44 AA MMooddiiffiieedd CCaassccaaddee SSttrruuccttuurree ffoorr CCoonnssttaanntt IInnppuuttss 3333 22..55 SSuummmmaarryy .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 4400 33 OOppttiimmaall DDeeccooddiinngg ffoorr OONNSS EEnnccooddeerrss wwiitthh CCoonnssttaanntt IInnppuuttss 4411 33..11 IInnttrroodduuccttiioonn.................................... 4411 33..22 OOppttiimmaall DDeeccooddiinngg uunnddeerr IIddeeaall CCoonnddiittiioonnss .. 4422 33..33 DDeeccooddiinngg iinn tthhee PPrreesseennccee ooff NNoonn--IIddeeaalliittiieess.. 5599 33..44 SSuummmmaarryy .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 8844 44 AAnn SSVVDD--BBaasseedd MMeetthhoodd ffoorr BBaanndd--LLiimmiittiinngg FFiinniittee EExxtteenntt SSiigg-- nnaallss 8855 44..11 IInnttrroodduuccttiioonn.................... 8855 44..22 SSVVDD--BBaasseedd BBaanndd LLiimmiittaattiioonn 8877 44..33 IImmpplleemmeennttaattiioonn ooff tthhee SSVVDD .. 9922 44..44 CCoommppuuttaattiioonnaall PPrrooppeerrttiieess ooff BBaanndd LLiimmiittaattiioonn MMeetthhooddss 9933 44..55 RReessuullttss.... 9944 44..66 SSuummmmaarryy .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 110000 55 OOppttiimmaall DDeeccooddiinngg ffoorr OONNSS DDeeccooddeerrss wwiitthh BBaanndd--LLiimmiitteedd IInn-- ppuuttss 110033 55..11 IInnttrroodduuccttiioonn................ .. 110033 55..22 RReeccoonnssttrruuccttiioonn AAllggoorriitthhmm 110044 55..33 RReessuullttss...................... 111111 55..44 DDeeccooddiinngg iinn tthhee PPrreesseennccee ooff NNoonn--IIddeeaalliittiieess.. 112288 VVII CCOONNTTEENNTTSS 55..55 SSuummmmaarryy .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .......... 113300 66 HHaallffttoonnee ttoo CCoonnttiinnuuoouuss--TToonnee CCoonnvveerrssiioonn ooff EErrrroorr--DDiiffffuussiioonn CCooddeedd IImmaaggeess 113333 66..11 IInnttrroodduuccttiioonn.............. .. 113333 66..22 EErrrroorr DDiiffffuussiioonn CCooddiinngg.. .. 113355 66..33 DDeeccooddiinngg AAllggoorriitthhmm 113399 66..44 RReessuullttss.... 114433 66..55 SSuummmmaarryy .. .. .. .. .. .. 115511 77 SSttaabbiilliittyy ooff OONNSS EEnnccooddeerrss 115555 77..11 IInnttrroodduuccttiioonn .............. .. ·· 115555 77..22 FFrraammeewwoorrkk ffoorr SSttaabbiilliittyy AAnnaallyyssiiss ·· 115566 77..33 DDoouubbllee--LLoooopp EEnnccooddeerr 116600 77..44 IInntteerrppoollaattiivvee EEnnccooddeerr 117744 77..55 SSuummmmaarryy ............ .. 119922 88 CCoonncclluussiioonnss 119933 88..11 SSuummmmaarryy 119933 88..22 EExxtteennssiioonnss .......... 119955 88..33 FFuuttuurree DDiirreeccttiioonnss .. 119966 AA AAppppeennddiixx ttoo CChhaapptteerr 22 119999 AA..11 DDeerriivvaattiioonnss ffoorr SSiinnggllee--LLoooopp EEnnccooddeerr ·· 119999 AA..22 DDeerriivvaattiioonnss ffoorr DDoouubbllee--LLoooopp EEnnccooddeerr.. ·· 220022 AA..33 PPrrooooffss ooff TThheeoorreemmss .... ·· 220044 BB AAppppeennddiixx ttoo CChhaapptteerr 33 220077 BB..11 PPeerrffoorrmmaannccee MMeeaassuurreess ...................... .. ..220077 BB..22 OOnnllyy CCooddeewwoorrddss YYiieelldd CCoommppaattiibbllee BBoouunnddss ·· 220099 BB..33 FFoorrmm ooff NNoonn--IIddeeaalliittiieess ..220099 CC AAppppeennddiixx ttoo CChhaapptteerr 44 221111 CC..11 EEnneerrggyy CCoonncceennttrraattiioonn ·· 221111 CC..22 RReessoolluuttiioonn ooff tthhee DDFFTT ·· 221133 CC..33 EEffffeecctt ooff WWiinnddoowwiinngg .. ·· 221144 DD AAppppeennddiixx ttoo CChhaapptteerr 55 221155 DD..11 QQuuaaddrraattiicc PPrrooggrraammmmiinngg AApppprrooxxiimmaattiioonn ·· 221155 EE AAppppeennddiixx ttoo CChhaapptteerr 66 221177 EE..11 SSttaabbiilliittyy ooff EErrrroorr DDiiffffuussiioonn EEnnccooddeerrss ·· 221177 EE..22 TTwwoo--DDiimmeennssiioonnaall SSVVDD BBaanndd LLiimmiittaattiioonn ·· 221188 CCOONNTTEENNTTSS vviiii FF AAppppeennddiixx ttoo CChhaapptteerr 77 222211 FF..ll UUppppeerr BBoouunnddss oonn DDoouubbllee--LLoooopp LLiimmiitt CCyycclleess ..222211 FF..22 DDeessiiggnn ooff DDoouubbllee--LLoooopp EEnnccooddeerr .......... ..222299 FF..33 DDeessccrriibbiinngg FFuunnccttiioonn MMeetthhoodd.. .. .. .. .. .. .. ..223322 FFAA PPrrooooffss ooff SSttaatteemmeennttss iinn SSeeccttiioonn 77..55..22..22 .. ..223355 BBiibblliiooggrraapphhyy 223377 IInnddeexx 225511 PPrreeffaaccee AAnnaalloogg--ttoo--DDiiggiittaall ((AA//DD)) ccoonnvveerrtteerrss aarree kkeeyy ccoommppoonneennttss iinn DDiiggiittaall SSiiggnnaall PPrroo cceessssiinngg ((DDSSPP)) ssyysstteemmss,, aanndd aarree tthheerreeffoorree rreecceeiivviinngg mmuucchh aatttteennttiioonn aass DDSSPP bbee ccoommeess iinnccrreeaassiinnggllyy pprreevvaalleenntt iinn tteelleepphhoonnyy,, aauuddiioo,, vviiddeeoo,, ccoonnssuummeerr pprroodduuccttss eettcc.. TThhee vvaarryyiinngg ddeemmaannddss oonn ccoonnvveerrssiioonn rraattee,, rreessoolluuttiioonn aanndd ootthheerr cchhaarraacctteerriissttiiccss hhaavvee iinnssppiirreedd aa llaarrggee nnuummbbeerr ooff ccoommppeettiinngg AA//DD ccoonnvveerrssiioonn tteecchhnniiqquueess.. TThhiiss bbooookk iiss ccoonncceerrnneedd wwiitthh tthhee ppaarrttiiccuullaarr ccllaassss ooff AA//DD tteecchhnniiqquueess ccaalllleedd OOvveerrssaamm pplleedd NNooiissee--SShhaappiinngg ((OONNSS)) oorr SSiiggmmaa DDeellttaa ((~~..::::ll)) mmoodduullaattiioonn tthhaatt hhaass rreecceennttllyy ccoommee iinnttoo pprroommiinneennccee ffoorr aa nnuummbbeerr ooff aapppplliiccaattiioonnss.. TThhee ppooppuullaarriittyy ooffOONNSS ccoonn vveerrtteerrss iiss dduuee ttoo tthheeiirr ccoommppaattiibbiilliittyy wwiitthh pprreesseenntt--ddaayy CCMMOOSS VVLLSSII tteecchhnnoollooggyy aanndd tthheeiirr rroobbuussttnneessss ttoowwaarrddss cciirrccuuiitt iimmppeerrffeeccttiioonnss.. AAss eexxppllaaiinneedd iinn cchhaapptteerr 11,, aann OONNSS ccoonnvveerrtteerr ccoonnssiissttss ooff aann eennccooddeerr wwhhiicchh ggeenneerraatteess aa hhiigghh--rraattee llooww--rreessoolluuttiioonn ddiiggiittaall ssiiggnnaall,, aanndd aa ddeeccooddeerr wwhhiicchh pprroo dduucceess aa llooww--rraattee hhiigghheerr--rreessoolluuttiioonn ddiiggiittaall aapppprrooxxiimmaattiioonn ttoo tthhee aannaalloogg eennccooddeerr iinnppuutt.. TThhee dduuaall ppuurrppoossee ooff tthhiiss bbooookk iiss ttoo pprroovviiddee aa uunniiffiieedd ttrreeaattmmeenntt ooff nneeww nnoonnlliinneeaarr ddeeccooddiinngg aallggoorriitthhmmss aass wweellll aass ttoo aaddddrreessss tthhee ssttaabbiilliittyy pprroobblleemm ffoorr OONNSS eennccooddeerrss.. TThhee ssttaabbiilliittyy pprroobblleemm iiss aallrreeaaddyy rreeccooggnniizzeedd aass aa ddiiffffiiccuulltt aanndd nnoonnlliinneeaarr oonnee,, ssoo oouurr iinntteerreesstt iinn tthhee pprroobblleemm rreeqquuiirreess lliittttllee jjuussttiiffiiccaattiioonn.. DDee ccooddiinngg,, oonn tthhee ootthheerr hhaanndd,, iiss ddoonnee aallmmoosstt eexxcclluussiivveellyy bbyy lliinneeaarr ffiilltteerriinngg ttooddaayy,, aanndd iinn tthhiiss bbooookk wwee ddeevveelloopp aa ccllaassss ooff nnoonnlliinneeaarr ddeeccooddiinngg aallggoorriitthhmmss wwhhoossee ppeerrffoorrmmaannccee iiss sshhoowwnn ttoo bbee ssuuppeerriioorr ttoo tthhaatt ooff lliinneeaarr ffiilltteerriinngg.. TThhee iiddeeaa bbeehhiinndd oouurr aallggoorriitthhmmss iiss ttoo eexxttrraacctt aallll tthhee iinnffoorrmmaattiioonn pprreesseenntt iinn tthhee bbiinnaarryy oouuttppuutt sseeqquueennccee ooff aann OONNSS eennccooddeerr,, aanndd ttoo eennssuurree tthhaatt aa ddee ccooddeedd ssiiggnnaall ggeenneerraatteess tthhee oobbsseerrvveedd bbiinnaarryy oouuttppuutt sseeqquueennccee wwhheenn aapppplliieedd ttoo tthhee eennccooddeerr.. TThheerree aarree aa nnuummbbeerr ooff mmoottiivvaattiioonnss bbeehhiinndd oouurr nnoonnlliinneeaarr ddeeccooddiinngg aapppprrooaacchh.. TToo bbeeggiinn wwiitthh,, tthheerree iiss nnoo pprriinncciippllee ooff ssiiggnnaall pprroocceessssiinngg wwhhiicchh ssttaatteess tthhaatt lliinneeaarr ddeeccooddiinngg iiss tthhee bbeesstt wwaayy ttoo eexxttrraacctt iinnffoorrmmaattiioonn ffrroomm tthhee bbiinnaarryy oouuttppuutt sseeqquueennccee ooff aann OONNSS eennccooddeerr.. IInn ffaacctt,, ssiinnccee tthhee ccllaassss ooff nnoonnlliinneeaarr ddee ccooddeerrss iinncclluuddeess tthhaatt ooff lliinneeaarr ddeeccooddeerrss,, tthhee bbeesstt nnoonnlliinneeaarr ddeeccooddeerr ccaannnnoott bbee wwoorrssee tthhaann tthhee bbeesstt lliinneeaarr oonnee.. IInn aaddddiittiioonn,, lliinneeaarr ddeeccooddiinngg ccaann oonnllyy bbee aarrgguueedd ttoo bbee ooppttiimmaall wwhheenn lliinneeaarriizzeedd mmooddeellss ooff tthhee OONNSS eennccooddeerrss aarree aapppplliieedd.. HHooww eevveerr,, iitt iiss wweellll kknnoowwnn tthhaatt lliinneeaarriizzeedd mmooddeellss aarree iinnaaddeeqquuaattee iinn mmaannyy rreessppeeccttss,, aass ddeessccrriibbeedd iinn mmoorree ddeettaaiill iinn cchhaapptteerr 11.. IInnddeeeedd,, wwee wwiillll sshhooww iinn tthhiiss bbooookk tthhaatt tthheerree eexxiisstt nnoonnlliinneeaarr ddeeccooddiinngg aallggoorriitthhmmss wwhhiicchh ppeerrffoorrmm ssiiggnniiffiiccaannttllyy bbeett tteerr tthhaann lliinneeaarr ddeeccooddeerrss.. AAnnootthheerr mmoottiivvaattiioonn bbeehhiinndd oouurr nnoonnlliinneeaarr ddeeccooddiinngg xx PPRREEFFAACCEE aallggoorriitthhmmss iiss tthhaatt nnoonnlliinneeaarr ssiiggnnaall rreeccoonnssttrruuccttiioonn tteecchhnniiqquueess aarree aallrreeaaddyy pprreevvaa lleenntt iinn tthhee ssiiggnnaall pprroocceessssiinngg ccoommmmuunniittyy,, aanndd tthheerreeffoorree tthheeiirr aapppplliiccaattiioonn ttoo OONNSS ddeeccooddiinngg iiss qquuiittee nnaattuurraall.. TThhee ccoommppuuttaattiioonnaall ccoommpplleexxiittyy ooff nnoonnlliinneeaarr ddeeccooddeerrss ccoommppaarreedd ttoo lliinneeaarr oonneess iiss aa ppootteennttiiaall pprroobblleemm.. HHoowweevveerr,, ssiinnccee OONNSS ccoonnvveerrtteerrss aarree ggaaiinniinngg mmuucchh ppooppuullaarriittyy iinn DDSSPP ssyysstteemmss,, iitt iiss ccoonncceeiivvaabbllee ttoo uussee tthhee eemm bbeeddddeedd DDSSPP ssyysstteemm ffoorr tthhee ccoommppuuttaattiioonnss nneeeeddeedd ffoorr nnoonnlliinneeaarr ddeeccooddiinngg.. TThhiiss bbeeccoommeess iinnccrreeaassiinnggllyy ttrruuee aass tthhee aaddvvaanncceess ooff VVLLSSII tteecchhnnoollooggyy mmaakkee hhaarrddwwaarree iimmpplleemmeennttaattiioonn ooff ssiiggnnaall pprroocceessssiinngg aallggoorriitthhmmss mmoorree ffeeaassiibbllee.. TThhee bbooookk iiss oorrggaanniizzeedd aass ffoolllloowwss.. IInn cchhaapptteerr 11 wwee pprreesseenntt aann iinnttrroodduuccttiioonn ttoo OONNSS ccoonnvveerrssiioonn,, aanndd eemmpphhaassiizzee tthhee ppaarrttiiccuullaarr ttrraaddee--ooffffss iinnvvoollvveedd iinn tthhee ddeessiiggnn aanndd aannaallyyssiiss ooff OONNSS ccoonnvveerrtteerrss.. WWee ddeessccrriibbee tthhee aassppeeccttss iinn wwhhiicchh lliinneeaarriizzeedd aannaallyyssiiss iiss kknnoowwnn ttoo bbee iinnaaddeeqquuaattee.. WWee aallssoo ddiissccuussss tthhee ssiiggnnaall pprroocceessssiinngg vviieeww ppooiinntt oonn OONNSS ccoonnvveerrssiioonn,, ppaarrttiiccuullaarrllyy tthhee ttrraaddee--ooffff bbeettwweeeenn oovveerrssaammpplliinngg rraattiioo aanndd aammpplliittuuddee rreessoolluuttiioonn.. IInn cchhaapptteerr 22 wwee ddeerriivvee rreessuullttss ttoo ddeessccrriibbee aanndd bboouunndd tthhee ppeerrffoorrmmaannccee ooff OONNSS ccoonnvveerrtteerrss wwiitthh ccoonnssttaanntt iinnppuuttss.. TThhee rreessuullttss aarree bbaasseedd oonn aann eexxaammiinnaattiioonn ooff tthhee ttiimmee--ddoommaaiinn oouuttppuuttss oorr ccooddeewwoorrddss tthhaatt OONNSS ccoonnvveerrtteerrss aarree ccaappaabbllee ooff pprroodduucciinngg ffoorr ddiiffffeerreenntt ccoonnssttaanntt iinnppuuttss.. WWee sshhooww tthhaatt tthhee rreessuullttss ccaann ccoonncceepp ttuuaallllyy bbee uusseedd iinn aa nnoonnlliinneeaarr ddeeccooddiinngg aallggoorriitthhmm wwhheerree eeaacchh ccooddeewwoorrdd iiss llooookkeedd uupp iinn aa llaarrggee ttaabbllee aanndd iiss mmaappppeedd ttoo aann ooppttiimmaall eessttiimmaattee ooff tthhee ccoorrrreessppoonndd iinngg ccoonnssttaanntt iinnppuutt.. TThhiiss aapppprrooaacchh iiss ccoommppaarreedd ttoo tthhee ccoonnvveennttiioonnaall ddeeccooddiinngg aapppprrooaacchh wwhhiicchh iiss bbaasseedd oonn lliinneeaarr ffiilltteerriinngg.. IInn cchhaapptteerr 33 wwee bbuuiilldd oonn tthhee rreessuullttss ooff cchhaapptteerr 22 aanndd ddeerriivvee aa ssiimmppllee ooppttiimmaall nnoonnlliinneeaarr ddeeccooddeerr wwhhiicchh aacchhiieevveess tthhee eexxaacctt ssaammee ppeerrffoorrmmaannccee aass tthhee ttaabbllee llooookk uupp ddeeccooddeerr.. WWee ffiinndd tthhaatt nnoonnlliinneeaarr ddeeccooddiinngg ccaann aacchhiieevvee ssiiggnniiffiiccaanntt ggaaiinnss iinn SSiiggnnaall--ttoo--NNooiissee RRaattiioo ((SSNNRR)) oovveerr lliinneeaarr ddeeccooddiinngg,, ddeeppeennddiinngg oonn tthhee eennccooddeerr aarrcchhiitteeccttuurree.. WWee aallssoo ddeetteerrmmiinnee nnuummeerriiccaallllyy tthhee sseennssiittiivviittyy ooff tthhee nnoonnlliinneeaarr aallggoorriitthhmm ttoowwaarrddss aa nnuummbbeerr ooff cciirrccuuiitt iimmppeerrffeeccttiioonnss.. IInn cchhaapptteerr 44 wwee mmoommeennttaarriillyy ddiiggrreessss aanndd ddeessccrriibbee aa nnoovveell mmeetthhoodd ffoorr bbaanndd lliimmiittiinngg nnooiissyy ffiinniittee--eexxtteenntt sseeqquueenncceess.. TThhiiss mmeetthhoodd iiss llaatteerr uusseedd iinn cchhaapptteerr 55.. TThhee mmeetthhoodd iiss bbaasseedd oonn SSiinngguullaarr VVaalluuee DDeeccoommppoossiittiioonn ((SSVVDD)) ooff aa cceerrttaaiinn ssiiggnnaall--iinnddeeppeennddeenntt mmaattrriixx.. TThhee SSVVDD mmeetthhoodd iiss iinntteennddeedd ttoo iimmpprroovvee uuppoonn tthhee ppeerrffoorrmmaannccee ooff tthhee DDiissccrreettee FFoouurriieerr TTrraannssffoorrmm wwhheenn tthhee ssiiggnnaall ffrreeqquueennccyy ccoommppoonneennttss aarree nnoott kknnoowwnn ttoo bbee ppeerriiooddiicc oovveerr tthhee oobbsseerrvvaattiioonn iinntteerrvvaall.. IInn cchhaapptteerr 55 wwee ggeenneerraalliizzee tthhee ddeeccooddiinngg aallggoorriitthhmm ffrroomm cchhaapptteerr 33 ttoo bbaanndd lliimmiitteedd iinnppuuttss.. TThhee ggeenneerraall aallggoorriitthhmm iiss mmoorree ccoommppuuttaattiioonnaallllyy iinntteennssiivvee tthhaann tthhee aallggoorriitthhmm ffoorr ccoonnssttaanntt iinnppuuttss;; iitt iiss bbaasseedd oonn tthhee tthheeoorryy ooff pprroojjeeccttiioonnss oonnttoo ccoonnvveexx sseettss,, aanndd mmaakkeess uussee ooff tthhee ffaacctt tthhaatt tthhee eennccooddeerr iinnppuutt ggeenneerraatteedd tthhee ppaarrttiiccuullaarr bbiinnaarryy ssiiggnnaall oobbsseerrvveedd aatt tthhee eennccooddeerr oouuttppuutt.. WWee ffiinndd ssiiggnniiffiiccaanntt SSNNRR ggaaiinnss oovveerr lliinneeaarr ddeeccooddiinngg ffoorr aallll eennccooddeerr aarrcchhiitteeccttuurreess.. WWee aallssoo pprreesseenntt nnuummeerriiccaall rreessuullttss oonn tthhee sseennssiittiivviittyy ttoowwaarrddss cciirrccuuiitt iimmppeerrffeeccttiioonnss.. IInn cchhaapptteerr 66 wwee eexxppllooiitt tthhee kknnoowwnn ccoonnnneeccttiioonn bbeettwweeeenn OONNSS ccoonnvveerrtteerrss aanndd tthhee eerrrroorr ddiiffffuussiioonn aallggoorriitthhmm ffoorr hhaallfftt oonniinngg ooff ccoonnttiinnuuoouuss--ttoonnee iimmaaggeess.. WWee eexx tteenndd tthhee ddeeccooddiinngg aallggoorriitthhmm ooff cchhaapptteerr 55 ttoo ssoollvvee tthhee pprroobblleemm ooff rreeccoonnssttrruuccttiinngg aann iimmaaggee ffrroomm iittss hhaallfftt oonneedd vveerrssiioonn.. WWee ffiinndd tthhaatt oouurr aallggoorriitthhmm pprroovviiddeess ssuubb-- XXll jjeeccttiivveellyy ssuuppeerriioorr rreeccoonnssttrruuccttiioonn ttoo ccoonnvveennttiioonnaall llooww--ppaassss ffiilltteerriinngg.. FFiinnaallllyy,, iinn cchhaapptteerr 77 wwee aaddddrreessss tthhee iinnssttaabbiilliittyy pprroobblleemm tthhaatt ppllaagguueess hhiigghheerr oorrddeerr OONNSS eennccooddeerrss.. WWee iinnttrroodduuccee aa nneeww ssttaabbiilliittyy ccoonncceepptt wwhhiicchh iiss wweellll--ssuuiitteedd ttoo OONNSS eennccooddeerrss.. TThhee iiddeeaa iiss nnoott oonnllyy ttoo ddeetteerrmmiinnee wwhheetthheerr oorr nnoott tthhee ssiiggnnaall lleevveellss iinn aann eennccooddeerr aarree bboouunnddeedd,, bbuutt aallssoo ttoo eessttiimmaattee tthheeiirr mmaaxxiimmuumm lleevveellss.. TThhiiss wwaayy,, aann iimmpplleemmeennttaattiioonn ooff tthhee eennccooddeerr ccaann bbee ssccaalleedd ttoo aavvooiidd iinntteeggrraattoorr cclliippppiinngg aanndd ppeerrffoorrmmaannccee ddeeggrraaddaattiioonn.. WWee aappppllyy tthhee ssttaabbiilliittyy ccoonncceepptt ttoo tthhee ddoouubbllee--lloooopp eennccooddeerr aass wweellll aass ttoo tthhee ccllaassss ooff iinntteerrppoollaattiivvee eennccooddeerrss,, aanndd sshhooww tthhaatt tthheerree eexxiissttss aa ttrraaddee--ooffff bbeettwweeeenn ssttaabbiilliittyy aanndd SSNNRR ppeerrffoorrmmaannccee.. BBaasseedd oonn tthhee rreessuullttss,, wwee pprreesseenntt eexxpplliicciitt ddeessiiggnn eexxaammpplleess.. LLaarrggee ppaarrttss ooff tthhee mmaatteerriiaall iinn tthhiiss bbooookk hhaavvee aappppeeaarreedd oorr wwiillll aappppeeaarr iinn jjoouurr nnaallss aanndd ccoonnffeerreennccee pprroocceeeeddiinnggss.. OOuurr hhooppee iiss tthhaatt tthhiiss mmoonnooggrraapphh wwiillll mmaakkee tthhee rreessuullttss mmoorree eeaassiillyy aacccceessssiibbllee ttoo aa llaarrggeerr rraannggee ooff rreeaaddeerrss.. TThhee bbooookk ccaann pprrooffiittaabbllyy bbee ssuupppplleemmeenntteedd wwiitthh tthhee rreecceenntt ccoolllleeccttiioonn ooff ppaappeerrss eennttiittlleedd OOvveerr ssaammpplliinngg DDeellttaa--SSiiggmmaa DDaattaa CCoonnvveerrtteerrss:: TThheeoorryy aanndd SSiimmuullaattiioonn,, JJ.. CC.. CCaannddyy aanndd GG.. CC.. TTeerrnneess ((EEddss..)),, IIEEEEEE PPrreessss,, 11999922.. TThhiiss ccoolllleeccttiioonn ccoonnttaaiinnss mmaannyy ooff tthhee sseemmiinnaall ppaappeerrss oonn OONNSS ccoonnvveerrtteerrss.. TThhee aannaallyyssiiss iinn aa nnuummbbeerr ooff tthheessee ppaappeerrss iiss ffrreeqquueennccyy--ddoommaaiinn bbaasseedd aanndd aapppprrooxxiimmaattee;; ssuubbjjeecctt ttoo tthhee dduubbiioouuss wwhhiittee--nnooiissee aassssuummppttiioonn,, tthheessee ppaappeerrss pprroovviiddee vvaalluuaabbllee iinnssiigghhtt iinnttoo tthhee ffuunnccttiioonn aanndd ppeerrffoorrmmaannccee ooff OONNSS ccoonnvveerrtteerrss.. IInn ccoonnttrraasstt,, tthhee aannaallyyssiiss iinn tthhiiss bbooookk iiss mmoossttllyy ttiimmee--ddoommaaiinn bbaasseedd aanndd rriiggoorroouuss,, aalltthhoouugghh wwee mmoossttllyy rreessttrriicctt oouurrsseellvveess ttoo ssiimmppllee iinnppuuttss ssuucchh aass ccoonnssttaanntt oorr bbaanndd--lliimmiitteedd oonneess.. OOuurr eemmpphhaassiiss oonn tthhee nnoonnlliinneeaarr bbeehhaavviioorr ooff OONNSS ccoonnvveerrtteerrss wwaass iinnssppiirreedd bbyy tthhee ppaappeerrss bbyy GGrraayy aanndd hhiiss ccoolllleeaagguueess wwhhiicchh aarree rreepprreesseenntteedd iinn tthhee aabboovvee ccoolllleeccttiioonn.. WWhhiillee wwee hhooppee tthhaatt tthhiiss bbooookk wwiillll aaddvvaannccee tthhee uunnddeerrssttaannddiinngg ooff tthhee nnoonnlliinneeaarr cchhaarraacctteerriissttiiccss ooff OONNSS ccoonnvveerrtteerrss,, wwee eemmpphhaassiizzee tthhaatt tthhee ffiinnaall wwoorrdd hhaass nnoott yyeett bbeeeenn ssaaiidd,, aanndd tthhaatt mmuucchh wwoorrkk rreemmaaiinnss ttoo bbee ddoonnee.. MMoosstt nnoottaabbllyy,, tthhee iinntteerrppllaayy bbeettwweeeenn ssttaabbiilliittyy,, ttoonneess aanndd ppeerrffoorrmmaannccee ddeesseerrvveess mmoorree aatttteennttiioonn.. IItt iiss aa pplleeaassuurree ttoo aacckknnoowwlleeddggee tthhee aassssiissttaannccee aanndd kkiinnddnneessss ooff mmaannyy ooff oouurr ccoolllleeaagguueess.. AAtt tthhee rriisskk ooff iinnaaddvveerrtteennttllyy lleeaavviinngg oouutt ssoommeeoonnee,, wwee wwoouulldd lliikkee ttoo tthhaannkk tthhee ffoolllloowwiinngg ffoorr uusseeffuull ddiissccuussssiioonnss,, aaddvviiccee,, pprreepprriinnttss eettcc..:: BBeerrkkeelleeyy PPrrooffeessssoorrss PP.. RR.. GGrraayy,, CC.. AA.. DDeessooeerr,, BB.. NN.. PPaarrlleetttt,, RR.. WW.. BBrrooddeerrsseenn,, BB.. EE.. BBoosseerr,, JJ.. DDeemmmmeell,, JJ.. RRaabbaaeeyy,, SS.. RR.. SSaannddeerrss aanndd CC.. SSttoonnee;; PPrrooffeessssoorrss LL.. RR.. CCaarrlleeyy ((CCaarrnneeggiiee--MMeelllloonn UUnniivveerrssiittyy)),, OO.. FFeeeellyy ((UUnniivveerrssiittyy CCoolllleeggee DDuubblliinn)),, RR.. MM.. GGrraayy ((SSttaannffoorrdd UUnniivveerrssiittyy)),, BB.. HH.. LLeeuunngg ((UUnniivveerrssiittyy ooff WWaatteerrlloooo)),, CC.. GG.. SSooddiinnii ((MMaassssaacchhuusseettttss IInnssttiittuuttee ooff TTeecchhnnoollooggyy)),, RR.. SScchhrreeiieerr aanndd CC.. GG.. TTeerrnneess ((bbootthh OOrreeggoonn SSttaattee UUnniivveerrssiittyy));; DDrrss.. WW.. CChhoouu,, PP.. CC.. HHaannsseenn ((TTeecchhnniiccaall UUnnii vveerrssiittyy ooff DDeennmmaarrkk)),, MM.. HHaauusseerr,, DD.. BB.. RRiibbnneerr ((GGeenneerraall EElleeccttrriicc)),, AA.. GGaanneessaann aanndd DD.. AA.. KKeerrtthh ((bbootthh CCrryyssttaall SSeemmiiccoonndduuccttoorr));; PP.. FF.. FFeerrgguussoonn,, JJrr.. aanndd WWaaii LLeeee ((bbootthh AAnnaalloogg DDeevviicceess));; aanndd ffiinnaallllyy MM.. AAnnaalloouuii ((PPuurrdduuee UUnniivveerrssiittyy)) aanndd SShhuu jjaaaatt NNaaddeeeemm ((MM.. II.. TT..)).. FFoorr tthhee LLaanncczzooss ccooddee,, wwee tthhaannkk PPrrooff.. BB.. NN.. PPaarrlleetttt,, aanndd ffoorr tthhee QQPP ccooddee,, wwee tthhaannkk CC.. GGeeyyeerr ((UUnniivveerrssiittyy ooff MMiinnnneessoottaa)) aanndd AA.. TTiittss ((UUnniivveerrssiittyy ooff MMaarryyllaanndd)).. FFoorr bbeeiinngg hheellppffuull aanndd mmaakkiinngg tthhiinnggss ggoo ssmmooootthhllyy,, wwee tthhaannkk HHeeaatthheerr BBrroowwnn,, LLiissaa LLllooyydd--MMaaffffeeii aanndd GGeenneevviieevvee TThhiieebbaauutt.. FFoorr bbee iinngg aa rreessppoonnssiivvee ssyysstteemm aaddmmiinniissttrraattoorr aanndd hheellpp iinn ffiinnaall ssttaaggeess ooff mmaannuussccrriipptt
The list of books you might like
