Лабораторный практикум по разделу "Сигналы и спектры в системах подвижной радиосвязи" специальной дисциплины "Мобильные телекоммуникационные системы". Нечаев Ю.Б - 14 стр.

UptoLike

Рубрика: 

14
))((
1
2/
1
2
0
2/ nk
NNk
N
k
nN
Nkn
WxWs
N
C
+
=
+=
&
&
. (1.19)
Вычислим теперь четные и нечетные отсчеты
n
C
&
&
. Для k четного,
заменяя k на 2k, получаем
.1
2
,...,0),)((
1
2
2/
1
2
0
2
=+=
+
=
N
kWxs
N
C
nk
NNk
N
k
kn
&
&
(1.20)
Заменяя k на 2k+1 для нечетных k, получаем
.1
2
,...,0),)((
1
2
2/
1
2
0
12
=−=
+
=
+
N
nWWxs
N
C
nk
N
k
NNk
N
k
kn
&
&
Таким образом ,
n
C
&
&
вычисляются за два N/2 точечных ДПФ с
предварительным умножениями на
k
N
W
элементов входной
последовательности . Следовательно, вычисление N точечного ДПФ
сводится к вычислению двух N/2 точечных ДПФ за N комплексных
сложений и N/2 комплексных умножений . Как и в случае прореживания по
времени, этот метод может использоваться рекурсивно и требует такого же
числа операций .
Поскольку БПФ алгоритм вычисляет ДПФ за Nlog
2
N операций
вместо N
2
, то практический выигрыш в числе операций может быть очень
большим . Например, для 1024 точечного ДПФ N=2
10
и прямое
вычисление требует 2
20
комплексных умножений . С другой стороны, БПФ
алгоритм вычисляет это преобразование только за 52
10
умножений , что
примерно в 200 раз меньше. Дополнительная экономия получается , если
учесть , что умножения на (
±
1
±
i) тривиальны.
1.5 Преобразование Хартли и его связь с преобразованием Фурье [6]
Преобразование Хартли представляет собой модификацию
преобразования Фурье в плоскости вещественной переменной . Как и
преобразование Фурье, оно может применяться для спектрального анализа
и различных видов обработки сигналов. Данный тип преобразования
назван в честь Р . Хартли, опубликовавшего в 1942г. статью о прямом и
обратном преобразованиях, использующих введенную им функцию
cas
α
cos
α
+sin
α
. В начале 80-х годов к этому преобразованию внимание
исследователей привлек Р . Брэйсуэлл, разработавший основы теории как
непрерывного, так и дискретного преобразований Хартли, а также один из
вариантов его быстрой реализации. Основной областью применения
                                        14

               N
                 −1
      & 1      2
     C&n =  (∑ (s k + WN
                         N n/2                 kn
                               xk + N / 2 ) W N ) .                       (1.19)
           N k =0

     В ычислим теперь четные и нечетные отсчеты             C&n . Д ля k четного,
зам еня я k на2k, получаем
                N
                  −1
      &     1   2
     C&2 n = ( ∑ ( s k + x k + N / 2 ) W N ), k = 0, ... , N − 1 .
                                          2k n
                                                            2           (1.20)
            N k =0
    Зам еня я k на2k+1 для нечетных k, получаем
                  N
                    −1

     C&
                  2
      & = 1 ( (s − x
                ∑                              ), n = 0, ... , N − 1.
                                     k    2k n
       2 n +1        k k + N / 2 )W N W N                       2
              N k =0

    Т аким образом ,     C&n вычисля ю тся за два N/2 – точечных Д ПФ с
                                                      k
предварительным      ум нож ения м и на      WN      элем ентов вх одной
последовательности. Следовательно, вычисление N – точечного Д ПФ
сводится к вычислению двух N/2 – точечных Д ПФ за N ком плексных
слож ений и N/2 ком плексных ум нож ений. К аки в случае прореж ивания по
врем ени, этотм етод м ож етиспользоваться рекурсивно и требуеттакого ж е
числаопераций.
     Поскольку БПФ – алгоритм вычисля ет Д ПФ за Nlog2N операций
вм есто N2, то практический выигрыш в числе операций м ож етбыть очень
больш им . Н априм ер, для 1024 – точечного Д ПФ N=210 и пря м ое
вычисление требует220 ком плексных ум нож ений. С другой стороны, БПФ
– алгоритм вычисля ет это преобразование только за 5⋅210 ум нож ений, что
прим ерно в 200 раз м еньш е. Д ополнительная эконом ия получается , если
учесть, что ум нож ения на(±1±i) тривиальны.

   1.5 Преобразование Х артли и его свя зь спреобразованием Ф урье [6]
     Преобразование Х артли представля ет собой                м одиф икацию
преобразования Ф урье в плоскости вещ ественной перем енной. К ак и
преобразование Ф урье, оно м ож етприм еня ться для спектрального анализа
и различных видов обработки сигналов. Д анный тип преобразования
назван в честь Р. Х артли, опубликовавш его в 1942г. статью о пря м ом и
обратном преобразования х , использую щ их введенную им ф ункцию
cas α ≡ cos α +sin α . В начале 80-х годов к этом у преобразованию вним ание
исследователей привлек Р. Брэйсуэлл, разработавш ий основы теории как
непрерывного, так и дискретного преобразований Х артли, атакж е один из
вариантов его быстрой реализации. О сновной областью прим енения