Etter flere års arbeid med veistøy har det blitt registrert fellestrekk i ulike veitrafikkstøyspekter. Alle veitrafikkstøyspekter har en frekvenstopp ved lave frekvenser som ligger mellom 50-100 Hz. Deretter følger en bunn i frekvensspekteret mellom omtrent 100-500 Hz før det kommer en ny frekvenstopp ved 1 kHz som forårsakes av dekkstøy. Målet med oppgaven er å finne årsaken til frekvenstoppen mellom 50-100 Hz, samt å se på om frekvenstoppen har stor innflytelse på innendørs støynivå beregnet med entallskarakteristikk. For å finne årsaken til frekvenstoppen ved lave frekvenser er det sett på 2 hypoteser. Den første hypotesen foreslår interferens mellom direkte lyd og første refleksjon fra bakken som årsak til frekvenstoppen. Den andre hypotesen forslår motorstøy som årsak til frekvenstoppen og at motorens grunntone gir senterfrekvensen til frekvenstoppen. Beregningene benyttet for å teste Hypotese 1 viser at den kan forkastes siden resultatene ikke samsvarer med virkeligheten. Hypotese 2 støttes opp om informasjon om motorer og ligningen som gir grunntonen til motoren. f0=((opm/2)*x)/60 f0 angir grunntonen, opm er turtallet på motoren i omdreininger per minutt og x er antall sylindere. Undersøkelser av 25 målte veitrafikkstøyspekter for hastigheter over 50 km/t viser at alle støyspektrene har en frekvenstopp med senterfrekvens i 63 Hz- eller i 80 Hz-oktavbåndet. Som en direkte følge av ligningen som angir grunntonen til motoren er det gjort undersøkelser både av hastigheter ved målestedene og av hva som er den mest vanlige motoren i Norge i dag. Undersøkelsene viser at det er en dominans av lette kjøretøy med firesylindret bensinmotor som vil ha turtall i området 2000-2500 opm ved vanlig kjøring. Det er en betydelig andel kjøretøy med dieselmotor i Norge. Dieselmotorer har turtallsområde som ligger rundt 1500-2000 opm ved vanlig kjøring. Bidraget fra dieselmotorene fører til at noen veitrafikkstøyspekter har en bredere frekvenstopp. Tunge kjøretøy med dieselmotor har 6 eller 8 sylindere og har også et turtallsområde rundt 1500-2000 opm ved vanlig kjøring. Da vil grunntonen ifølge ligningen ligge fra omtrent 80 Hz og oppover. Dieselmotorer med 4, 6 eller 8 sylindere vil bidra til at frekvenstoppen er bredere enn dersom det bare hadde vært bensinmotorer med 4 sylindere på veien. Markerte frekvenstopper kan oppstå ved at frisiktslinjen mellom kilde og mottaker er skjermet. Når frisiktslinjen er skjermet kan det oppstå demping helt ned til 80 Hz og da vil dempingen få frekvenstoppen til å se smalere ut enn den egentlig er. Toppen ved lave frekvenser og toppen ved 1 kHz har klart definerte kilder og vil ha et høyere lydtrykksnivå enn generell støy og vil derfor naturlig danne en bunn i spekteret mellom seg. Det er utført sanntids FFT-analyse av lydfiler tatt opp under måling av veitrafikkstøyspekter. Analysen viser at grunntonen til en motor som øker turtallet er opphav til en frekvenstopp som flytter seg oppover i frekvens med økende turtall. Dette anses som et direkte bevis på Hypotese 2. Det er utført 2 feltmålinger for å undersøke om det er mulig å forutsi hvordan veitrafikkstøyspekteret vil se ut for et gitt målested. Feltmålingene viser at ved hjelp av ligningen som angir grunntonen, informasjon om målestedet som hastighet og veitype og empiri kan det med rimelig nøyaktighet forutsies hvordan veitrafikkstøyspekteret vil se ut for et gitt målested. Det er utført entallskarakteristikkberegninger med reelle veitrafikkstøyspekter og glattede standardspekter fra Byggforsk Håndbok 47 [Homb et al., 1999] for å se om standardspektrene gir et godt nok bilde av virkeligheten. Det er ikke benyttet reduksjonstall for konstruksjoner i beregningene, men i stedet er det brukt 5 reelle nivådifferansespekter og et midlet nivådifferansespekter for å beregne entallskarakteristikkene. Beregningene viser at det er neglisjerbare avvik mellom reelle veitrafikkstøyspekter og standardspektrene når entallskarakteristikken beregnes med et midlet nivådifferansespekter. Når entallskarakteristikken beregnes med reelle nivådifferansespekter kan det oppstå avvik opptil 5 dBA når reelle veitrafikkstøyspekter og standardspekter sammenlignes. Dette viser at det er viktig å være kritisk til beregninger med glattede standardspekter. Ved å samle inn mer data om veitrafikkstøy under 50 km/t og over 90 km/t vil ligningen for grunntonen og empiri kunne brukes med større nøyaktighet for å forutsi formen på veitrafikkstøyspekteret.

Radiolinjene som benyttes til militære formål består blant annet av et dupleksfilter. Filteret slipper gjennom ønsket signal. Det benyttes i dag et stort og tungt mekanisk justerbart hulromresonatorfilter. Et ønske om å få ned vekt, kompleksitet og pris på dette filteret, førte til denne oppgaven. Ved hjelp av programmet Agilent Advanced Design System er det foretatt simuleringer og beregninger på en alternativ teknologi. Et hårnålsfilter basert på mikrostripteknologi har blitt utviklet. Teoretiske beregninger ga grunnlag for et fjerdeordens filter. Filteret hadde smal båndbredde og lite passbåndsdempning, men for dårlig stoppbåndsdempning. Etter vurdering av hvilke krav som var mest viktige, ble sluttresultatet et filter av sjette orden. Filteret holder kravene som er gitt til stoppbånd, og har i tillegg noe lavere dempning enn det som ble teoretisk beregnet. Det viste seg at denne konstruksjonen hadde den mest stabile filterkarakteristikken ved elektrisk justering av senterfrekvensen. Senterfrekvensen på filteret vi utviklet er 1410 MHz. Filteret benytter variable kapasitanser, varactordioder, for å justere senterfrekvensen, som gir et justeringsområde på 1410 MHz ± 4,3 %. Varactordiodene kontrolleres ved å variere en negativ forspenning mellom 10 og 29 volt. Det er planlagt at dette filteret skal inngå i en filterbank av liknende filtre, med overlappende senterfrekvens mellom 1410 MHz og 2600 MHz. Det kreves i alt ni filtre for å dekke dette frekvensområdet. Båndbredden og dempningen i passbåndet til den ferdige konstruksjonen ble større enn ønsket. Filteret vil fortsatt være aktuelt for radiolinjesystemer på grunn av størrelsen, robustheten og produksjonskostnaden.

Denne rapporten bygger på arbeidet som er gjort i forbindelse med en FPGA plattform for AHEAD prosjektet. Teori og arbeid i rapporten er bygd rundt den valgte FPGA utviklingsplattformen Suzaku-S. Rapporten begynner med litt beskrivelse av AHEAD og systemet, samt en motivasjon med forklaring av hva dette kan brukes til. Videre går en inn på litt teori om hvilke krav som stilles til slike systemer og hvilke av kravene som er tilfredsstilt ved valget av den nevnte utviklingsplattform. Rapporten inneholder videre en dokumentasjon på arbeidet som er utført og en forklaring på hvordan den ferdige versjon 1 av AHEAD plattformen virker. Resultatet er altså en ferdig FPGA-plattform uten ekstern mikroprosessor, der en heller valgte å bruke FPGAens interne prosessor. Plattformen inngår i en verktøykjede som inneholder utviklings-PC, FPGA-plattform og http-server. Mikroprosessoren i FPGAen kjører en tilpasset uClinux som operativsystem. uClinux er tilpasset spesielt denne prosessoren og dette systemet, og er kompilert på utviklings-PCen. FPGA-plattformen som er implementert er en html/script-basert AHEAD-server. Det vil si at plattformen bruker html kode og en webserver som grensesnitt, samt linker til script for å lage funksjonalitet på plattformen som kan styres eksternt. Den endelige FPGA-plattformen implementerer en dynamisk rekonfigurering styrt eksternt, med to forskjellige maskinvare konfigurasjoner. Resultatet av en aritmetisk operasjon er vist i et webservet grensesnitt, der en kan velge å laste ned en adderende maskinvarekonfigurasjon, og en subtraherende maskinvarekonfigurasjon. Resultatet av operasjonen er da selvfølgelig avhengig av hvilken maskinvarekonstruksjon som er lastet ned til FPGAen. En del av dokumentasjonen i rapporten er direkte skrevet for eventuelt videre arbeid med akkurat denne utviklingsplattform og de designverktøy som er brukt. Det er gitt forslag til hva det kan være lurt å jobbe videre med, og hvilke oppgaver som må prioriteres for å komme nærmere et ferdig AHEAD system. Til slutt er det gitt en konklusjon av arbeidet og hvordan fremdriften har vært.

Denne rapporten omhandler en metode for å måle total utstrålt effekt i nærfeltet til en elektrodynamisk høyttaler, samt for å kunne påvise omgivelsenes påvirkning på effekten. Teorien omkring hvordan en høyttaler blir påvirket av moder og grenseflater i omgivelsene har blitt gjennomgått. Det samme gjelder en del modeller og tilnærminger for en høyttaler i lukket kabinett, som stivt stempel i uendelig baffel og stempel i enden av langt rør. Dette har vært nødvendig som et grunnlag for å kunne tyde målingene som har blitt gjort, og for å sette forventinger til hvordan målingene skal variere mellom forskjellige omgivelser. Tre aspekter tilknyttet strålingsimpedansen og den utstålte effekten har blitt studert i detalj. Målingenes samsvar med forenklede modeller av systemet. Resultatet av den beregnede utstålte effekt i forhold til forventningene. Endringen mellom måleresultatene av effekt i forskjellige omgivelser. Teksten vil altså dekke et forholdsvis stort område innen høyttalerteknologi og romakustikk. Målingene har blitt utført både i ekkofritt rom og utendørs med 1 reflekterende plan inntil høyttaleren. Metoden går ut på å benytte 2 mikrofoner, hvor lydtrykket finnes som middelverdien mellom målingene, og partikkelhastigheten ut fra differansen mellom mikrofonene, som har gitt et estimat av strålingsimpedansen og den utstrålte effekten. For å undersøke i hvilken grad dette estimatet samsvarer med mer eksakt verdier, har det blitt benyttet et laservibrometer for å måle den virkelige svingehastigheten til høyttalermembranet. Dette måleoppsettet har krevd en del forberedelser for å kunne tilpasses optimalt til systemet det måles på. Blant annet feil som følge av nærfeltseffekter og instrumenteringsfeil har blitt forsøkt å holdes på et minimum, noe rapporten også vil gi et innblikk i. I kapittelet om målinger vil det fremgå at visse resultater ikke innfrir forventningene i like stor grad som ønskelig. Dette har medført et større fokus på måleteknikk og det vil vises vesentlig mer detaljer knyttet til enkelte av målingene enn det som først var planlagt. Resultatene av målingene viser at det lar seg gjøre å måle strålingsimpedansen til en viss grad med måleoppsettet som benyttes. Teorien rundt baffel og rør modellene har blitt brukt som en nærmeste fasit til hvordan resultatene bør være. Her har imaginærdelen av strålingsimpedansen har vist seg å samsvare godt med modellene, mens realdelen avviker i noe større grad. Målingene av endringen mellom de forskjellige omgivelsene har dessverre ikke svart helt til forventningene, spesielt ikke ved de laveste frekvensene hvor nettopp omgivelsene har størst innvirkning. Den utstålte effekten kan bare bli beregnet med denne metoden om man tar høyde for begrensningene tilknyttet baffel og rør modellene. Trykkfordelingen på overflaten til membranet og avviket fra stivt stempel tilnærmingen i modellene må kompenseres for, da spesielt ved høyere frekvenser. På grunn av problemene som oppstod i tilknytning til målingen av strålingsimpedansen i seg selv og uoverensstemmelsen med den forventete påvirkning fra omgivelsene, ble det ikke i oppgaven rukket å foreta en sammenligning av den beregnete ustrålte effekten fra målingene og en mer eksakt måling med alternativ metodikk. Rapporten kan sees på som en introduksjon til denne måleteknikken der bakgrunnsteorien for de fleste valgene er inkludert. Resultatene viser at det kanskje ikke er mulig å foreta slike målinger på en såpass primitiv måte, men det gjenstår nok en del arbeid før slike konklusjoner helt kan trekkes. Forhåpentligvis vil dette skrivet være interessant lesning og noe det kan jobbes videre med.

Denne diplomoppgaven beskriver videreutviklingen av konseptet filmweb.no til å bli en 3G-tjeneste basert på ISO-/IEC-standarden MPEG-21. Filmweb.no er en internettjeneste som informerer om kinotilbudet og gjør det enklere å kjøpe kinobilletter. Diplomoppgaven har resultert i et menysystem 3G-Filmweb vist i GUI. Ut fra dette menysystemet kan det sies at MPEG-21 er et rammeverk som kan gi innholdsleverandører en strukturert og kontrollert måte for multimedieleveranse. Del 2 av MPEG-21, Digital Item Declaration, har blitt benyttet til å implementere multimedieressurser og tilhørende metadata, mens del 10, Digital Item Processing, har blitt benyttet til prosesseringen. Sammen utgjør de et Digital Item som har blitt testet i et Javamiljø. Programkoden har blitt skrevet i XML, ECMAScript og Java. Digital Item er skrevet i XML siden dette er formateringsspråket til MPEG-21. Prosesseringsverktøyene fra Digital Item Processing er implementert i XML ved hjelp av ECMAScript. Java har blitt benyttet til kjøremiljø.

Sammendrag

Masteroppgaven har hatt som formål å videreutvikle en tidligere utviklet 3D delbåndskoder for video. Videreutviklingen har medført at den foreslåtte koderen kan benytte seg av høyere ordens statistikk, samt betingete sannsynligheter mellom ulike symboler. Dette er gjort ved at en mer egnet kodingsmetode i lavpassdelbåndet er valgt, samt at en kontekstbasert, adaptiv, binæraritmetisk koder (CABAC) er implementert. Den foreslåtte koderen benytter diskret cosinus transformasjon (DCT) for temporal dekomposisjon, samt en romlig dekomposisjon bestående av en 64-delbånds ikke-unitær filterbank med oktavbånd dekomposisjon i inntil tre nivåer i lavpassdelbåndet. Det dekomponerte signalet blir kvantisert med en skalar kvantiserer med dødsone, hvor dødsonen angir størrelsen på nullområdet. Grunnet effektkorrelasjonen mellom bildepunkter i de ulike nivåene i lavpassdelbåndet, kodes denne informasjonen med en modifisert utgave av "zerotree" koding. De resterende delbåndene kodes vha. zig-zag skanning og CABAC. Fordelen med denne delingen er at den foreslåtte koderen får utnyttet effektkorrelasjonen mellom nabobildepunkter innad i delbåndene (intrabånd effektkorrelasjon), effektkorrelasjonen mellom bildepunkter i de ulike delbåndene (interbånd effektkorrelasjon), samt det faktum at de fleste kilder har et fallende effektspekter. Ved å velge bort bevegelseskompensasjon, senkes kompleksiteten i den foreslåtte koderen, samtidig som den romlige dekomposisjonen kan utføres mer effektivt i form av en filterbank. "Zerotree" kodingen og implementasjonen av CABAC gjør det mulig for koderen å tilpasse seg ulike kilder, samt hver kildes temporalt og romlig varierende lokale statistikk. Optimaliseringen av koderen viser at dens ytelse er sterkt avhengig av innholdet til orginalsekvensen. Den manglende bevegelseskompensasjonen medfører at koderen oppnår høyere ytelse for rolige sekvenser enn for sekvenser med mye objekt- og kamerabevegelser. Simuleringene viser også at koderens ytelse for rolige sekvenser er sterkt avhengig av antallet rammer den temporale dekomposisjonen utføres over. Sekvenser med mye bevegelser vil derimot oppnå lavere ytelse dersom antallet rammer i den temporale dekomposisjonen øker over et visst antall. Simuleringene viser at innføringen av CABAC medfører en bitratebesparelse på 10-20% sammenlignet med en referansekoder hvor blokkbasert aritmetisk koding er benyttet. Innføringen av CABAC medfører derimot en liten økning i kjøretiden, noe som tyder på at kompleksiteten i CABAC er noe høyere enn kompleksiteten i en vanlig aritmetisk koder. Dette skyldes i hovedsak at flere kontekstmodeller benyttes, samt at modellene er adaptive. Sammenligninger med den siste standardiserte koderen fra ITU-T/ISO/IEC H.264/AVC, viser at PSNR verdiene til den foreslåtte koderen ligger 1,5-2 dB lavere enn H.264/AVC main profile for sekvensen news. Den foreslåtte koderens ytelse for sekvensen foreman er 4-5 dB lavere enn H.264/AVC. Dette skyldes i hovedsak den foreslåtte koderens temporale dekomposisjon uten bevegelsesestimering.

Fraktale strukturer er en måte å lage antenner med interessante egenskaper, det kan være minityrisering av antenner eller multi/bred-båndsantenner. I masteroppgaven er Hilbertfraktalen brukt til å lage en miniatyrisert ubalansert antenne. Antennen er laget som en integret invertert F antenne. Hilbertfraktalantennen er sammenlignet med en antenne laget med en modifisert Minkowskifraktal. Minkowskifraktalantennen er en integret invertert L antenne. Begge antennene er ubalanserte og referert til 50 Omega kildeimpedans. ADS Momentum er brukt som simuleringsverktøy, og endelig struktur er funnet igjennom simuleringer. Antennene er blitt produsert, og det er målt impedansegenskaper på en automatisk nettverksanalysator og strålingsdiagram i antennehallen ved NTNU. Begge antennene er rundstrålende med gain tilnærmet -2,5 dBi for Minkowskifraktalantennen og -5,6 dBi for Hilbertfraktalantennen. Her er det brukt en monopol som referanseantenne. Hilbertfraktalantennen har båndbredde på 34 MHz, mens Minkowskifraktalantennen har båndbredde på 79 MHz. Antennene har areal på 0,962 cm^{2} for Hilbertfraktalantennen og 1,15 cm^{2} for Minkowskifraktalantennen. Resultatene er interessante med hensyn på arealbruk og antenneprestasjoner, og det anbefales videre arbeid med fraktaler som basis for miniatyrantenner. Videre arbeid bør gjøres med et annet simuleringsverktøy, da ADS Momentum ikke er egnet for strålingsproblem med endelig jord og endelig substrat.

Oppgaven har gått ut på å lage en high-end delta-sigma DA-konverter for FPGA. Prinsippet for en slik DA-konverter er at det analoge utgangssignalet genereres ved å lavpassfiltrere et 1-bit digitalt utgangssignal fra FPGA-kretsen. For å oppnå ønsket signalkvalitet ved den 1-bit representasjonen, krever dette at det benyttes oversampling og støyforming ved hjelp av en delta-sigma-modulator. I det 1-bit utgangssignalet er benyttet pulsbredde-modulasjon (PWM), som er gunstig med tanke på de ikke-ideelle egenskaper på utgangen av FPGA-kretsen og i det analoge lavpassfilteret. På bakgrunn av oppgavebeskrivelsen ble det satt som mål at DA-konvertern skal kunne oppnå THD+N bedre enn -100 dB, samt kunne benyttes med en samplerate på 44.1 kHz som tilsvarer CD-lyd. DA-konverteren er realisert i verilog. Simuleringer viser at denne vil kunne oppnå en THD+N på -98 dB, som nok kan anses som high end, mens DA-konverteren bare vil kunne benyttes med en samplefrekvens på rundt 20 kHz, som ikke kvalifiserer til denne betegnelsen. Målene i oppgavebeskrivelsen er altså bare delvis oppfylt.

Det er ønskelig med nøyaktig informasjon om fysiske egenskaper som beskriver havbunnen for å kunne modellere akustisk utbredelse i vannet. Det har i denne oppgaven blitt sett på global inversjon av geoakustiske parametere. Inversjonen blir sett på som et optimaliseringsproblem, som blir løst ved hjelp av genetiske algoritmer. Med genetiske algoritmer blir responsen fra en rekke forskjellige parametersett som beskriver miljøet beregnet parallelt for å estimere løsningen. En inversjonskode er skrevet i Matlab som bruker genetiske algoritmer som optimaliseringsmetode og en forovermodell for å kalkulere data tilhørende et sett geoakustiske parametere som beskriver havbunnen. Inversjonen ble utført ved å bruke syntetiske data og to eksempler ble gjennomført. Resultatet indikerer at det er mulig å utføre inversjon av geoakustiske parametere ved å bruke genetiske algoritmer.