книги / Спектральный подход к первичной обработке сигналов аналитических приборов
..pdfИ звестно |
( с м . , |
н а п р и м е р , |
р а б о т у |
|1 б ] ) , |
ч т о |
с в е р т к а |
( 3 . 1 2 ) |
|
мо |
||||||||||||||||
жет |
бы ть |
н а й д е н а к а к |
о б р а т н о е |
д и с к р е т н о е |
п р е о б р а зо в а н и е |
Фурье |
|||||||||||||||||||
(ОДПФ) |
о т |
п р о и з в е д е н и я |
д и с к р е т н ы х |
п р е о б р а зо в а н и й |
Ф урье |
(ДГГФ) |
|||||||||||||||||||
сверты ваемы х п о с л е д о в а т е л ь н о с т е й |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
У; = О Д П Ф { Д П Ф у у . Д П Ф ^ } . |
|
|
( 3 .1 3 ) |
|||||||||||||||||
|
В ы числяемую |
по |
|
( 3 . 1 3 ) |
с в е р т к у |
назы ваю т |
к р у г о в о й , |
т а к |
к а к |
||||||||||||||||
п р е д п о л а г а е т с я , |
ч т о |
|
y j |
и U j |
п е р и о д и ч ё с к и |
расш и ряю тся |
з а |
|
ин |
||||||||||||||||
тервал |
[ 0 , |
т |
- l ] , |
|
ч то |
э к в и в а л е н т н о вы числениям п о |
модулю |
|
М , |
||||||||||||||||
где |
М > /т г . Л и н ей н ая |
с в е р т к а |
может |
бы ть |
вы ч и сл ен а |
|
с |
помощью |
|||||||||||||||||
к р у го в о й , |
е с л и |
к |
у у |
и ^ |
|
д о б а в и т ь |
|
н у л и , |
чтобы о б е сп е ч и ть з а д а |
||||||||||||||||
ние |
|
+ |
т , £ ~ |
1 )- о т с ч е т о в |
( |
|
|
|
|
- ч и сл о о т с ч е т о в |
|
в |
свер ты |
||||||||||||
ваемых |
п о с л е д о в а т е л ь н о с т я х ; |
ттг^ + т ^ - ~ 1 - |
необходимый период |
при |
|||||||||||||||||||||
кр у го во й с в е р т к е ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Д л я у с к о р е н и я |
вы чи сл ен и й |
с в е р т к и |
( 3 . 1 2 ) |
необходим о осуще |
||||||||||||||||||||
ств и ть |
б ы стр о е |
ДПФ |
|
[4 4 1 . К л а с с и ч е с к о е |
ДПФ в |
к а ч е с т в е |
|
базисны х |
|||||||||||||||||
функций |
и с п о л ь з у е т |
ком плексны е |
эксп он ен ты |
e x p { - Y 4 - Z 3 in X /m } . |
|||||||||||||||||||||
Вы числение по |
( 3 . 1 3 ) |
в |
этом |
с л у ч а е |
т р е б у е т |
п р о вед ен и я |
|
умноже |
|||||||||||||||||
ний |
ком п лексн ы х ч и с е л . И сп о л ьзо в ан и е б а зи с о в |
Уолша |
|
п о зв о л я е т |
|||||||||||||||||||||
у п р о сти ть |
вы ч и сл ен и я |
[ 4 5 ] , |
но |
су щ ествен н ого |
уменьш ения |
вычис |
|||||||||||||||||||
лений можно |
д о б и т ь с я |
п ри |
и сп о л ьзо ван и и |
п р ео б р азо в ан и я |
Фурье |
в |
|||||||||||||||||||
конечных |
п о л я х , |
к о т о р о е |
назы ваю т тео р ети ко -ч и словы м |
п р ео б р азо |
|||||||||||||||||||||
ванием |
(ТЧП) |
[ 4 б ] . |
|
С ко р о сть |
вы чи слен и я |
св ер тк и при и сп о л ьзо в а |
|||||||||||||||||||
нии |
ТЧП в о з р а с т а е т |
|
в |
2 - 5 |
р а з |
(вер х н и й |
п р ед ел |
д л я б о л ее |
ко р о т |
||||||||||||||||
ких |
п о с л е д о в а т е л ь н о с т е й |
3 0 |
< |
т |
< 1 0 0 ) |
по |
сравнению |
с |
|
традици |
|||||||||||||||
онным ДПФ н а |
б а з е |
а л го р и тм о в |
б ы стр о го |
п р е о б р азо в а н и я Фурье |
(НИ» |
||||||||||||||||||||
при |
п р и м ер н о |
т а к и х |
|
же требуем ы х объем ах |
оборудован и я |
[ 4 7 ] . |
|
Это |
|||||||||||||||||
п рои сходи т в |
р е з у л ь т а т е |
зам ены |
традиционны х |
умножений |
сдвигами |
||||||||||||||||||||
и сло ж ен и ям и . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
П р е о б р а з о в а н и я |
|
со |
с т р у к т у р о й |
ДПФ и |
ОДПФ можно п р ед стави ть |
|||||||||||||||||||
в следующ ем |
обобщ енном |
в и д е : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 3 .1 4 ) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( 3 .1 5 ) |
где б а з и с а д л я вы п о л н ен и я ( 3 . 1 3 ) долж ен п о д ч и н яться условию
|
|
Л егко |
в и д е т ь , |
ч то |
ком плексны е |
эк с п о н е н ты |
в к л асси ч еск о м |
||||||||||||||||||||||||
ДПФ удовлетворяю т |
условию ( 3 . 1 6 ) . |
В ТЧП |
ос |
- |
н е к о т о р о е |
положи |
|||||||||||||||||||||||||
тел ьн о е |
целое |
ч и сл о , |
к о т о р о е , |
к а к с л е д у е т |
и з |
у с л о в и я |
|
( 3 .1 6 ) , |
|||||||||||||||||||||||
должно быть |
корнем |
m - г о |
П орядка и з |
единицы |
п о |
m o d |
М . |
В |
слу |
||||||||||||||||||||||
ч а е , |
если |
И |
|
п ростое |
ч и сл о , т о " с п р а в е д л и в а |
м а л а я |
|
т е о р е м а |
Фер |
||||||||||||||||||||||
м а: |
осм |
- |
I |
(гт\о& М )\ |
есл и |
М |
- с о с т а в н о е |
ч и с л о , |
п р и ч ем |
та к о е , |
|||||||||||||||||||||
ч то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3 .1 7 ) |
||
( р |
|
- |
простые |
ч и с л а ), |
|
то |
с п р а в е д л и в а |
|
т е о р е м а |
Э й л е р а : |
ос г |
' |
= |
||||||||||||||||||
= |
I |
( m o d |
М ) . |
|
Функция |
|
у ( М ) |
о п р е д е л я е т с я |
к а к |
[ 4 6 ] |
|
Ц ( М ) = |
|||||||||||||||||||
= |
М ( 1 — |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кроме |
у с л о в и я |
( 3 . 1 6 ) |
д л я |
суще |
|||||||||||||||
ствован и я п р ео б р азо в ан и я , |
о б р а тн о го |
к |
ТЧП, |
н ео б х о д и м о |
сущ ест |
||||||||||||||||||||||||||
вование |
т п г \ |
|
э т о , в |
свою |
о ч е р е д ь , |
п р е д п о л а г а е т , |
|
ч т о |
т |
|
и |
М |
|||||||||||||||||||
не |
должны |
иметь |
общих м нож ителей |
(кр о м е |
е д и н и ц ы ). |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
Напомним, |
что |
в |
ариф м етике в |
|
о стато ч н ы х |
к л а с с а х |
учиты ва |
||||||||||||||||||||||
ются' только |
м антиссы |
ч и се л |
по |
и сп о л ьзу ем о м у модулю |
М . |
|
Напри |
||||||||||||||||||||||||
м ер, |
справедливы |
следующие |
основны е |
со о тн о ш ен и я : |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
а ) |
р авен ств о |
(с р а в н е н и е ): a = b (m o d M ) t |
е с л и a = b |
+ к М |
( к - |
|||||||||||||||||||||||
ц е л о е ); |
в с е ч и сл а |
конгруентны |
некоторы м ч и сл а м |
в |
|
б л о к е |
{ О Д , ... |
||||||||||||||||||||||||
M ~ i ) |
- |
кольце |
ч и сел |
по |
m o d M ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
б ) |
слож ение: |
|
a |
+ b = c (m o d M ), |
|
е с л и |
а + Ь = е + к М |
( к - |
ц е л о е ) ; |
|||||||||||||||||||
наприм ер, |
6 + 1 1 = 4 |
( m o d 1 3 ) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
в ) |
п р ед ставл ен и е |
отри ц ательн ы х |
ч и с е л : - a = b |
( b - - a + M ) t |
- 6 |
= |
||||||||||||||||||||||
= |
- 6 |
+13 |
= |
7 |
( m o d |
1 3 ) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
г ) |
вы читание: a - b = С (m o d M ) |
(с=а+М ~Ь), 6 - 1 1 = 6 + 1 3 - 1 1 = 8 |
||||||||||||||||||||||||||
( m |
o d ï 3 ) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
д ) |
умножение: a b = c ( m o d M ) t |
есл и |
а ,Ъ = С + к М , |
6 « И |
=65+1=1 |
|||||||||||||||||||||||
( m o d 1 3 ) ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
ч е ) |
вы числение |
об ратн ой величины : a = b |
( m o d |
М ) , е с л и |
a |
b - |
|||||||||||||||||||||||
= |
1 ( m o d |
М ); |
о б р атн о е |
чи сло |
с у щ е с т в у е т , |
е с л и |
а |
|
и |
т |
|
н е |
имеют |
||||||||||||||||||
общих |
м нож ителей, |
кроме |
единицы ; 6“ * = И |
|
( m o d 1 3 ) , |
т а к |
|
к а к |
бх |
||||||||||||||||||||||
х И = 1 ( m o d 1 3 ) ; |
|
|
|
_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
ж) д е л е н и е : a : b = d b ~ ^ и с у щ е с т в у е т, |
е с л и с у щ е с т в у е т Ь ~ \ |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
С ледует |
п о м н и ть, |
ч то |
в ариф м етике |
в |
о с т а т о ч н ы х |
к л а с с а х ран |
||||||||||||||||||||||
ги |
ч и се л |
(целы е ч а с т и |
по |
m o d M ) |
обычно |
н е |
у ч и ты в а ю тс я |
и |
нель |
||||||||||||||||||||||
з я |
о п р ед ел и ть |
зн а ч е н и я |
искомых ч и с е л , |
есл и |
в |
п р о ц е с с е |
вы чи сл е |
||||||||||||||||||||||||
ний |
произош ло |
х о т я |
бы |
одно п е р е п о л н е н и е . П равильны й |
р е з у л ь т а т |
||||||||||||||||||||||||||
может |
бы ть |
п о лучен |
т о л ь к о |
в |
том |
с л у ч а е , |
е с л и |
в ы ч и с л я е м а я |
вел и |
||||||||||||||||||||||
чи н а |
по |
абсолю тном у |
значению |
не |
превы си т |
М / 2 |
[ 4 7 ] . |
Т аким об |
|||||||||||||||||||||||
р а з о м , |
м одуль М долж ен |
бы ть |
д о с т а т о ч н о |
больш им, |
ч то б ы |
и зб еж ать |
ошибок о т |
п е р е п о л н е н и я |
п р и |
.в ы ч и с л е н и я х . |
Кроме т о г о , |
ж ел ател ьн о , |
|||||||||||||||||||||||
чтобы |
в д во и ч н о м |
|
к о д е |
М |
было |
м и н и м альн ое |
ч и сл о |
|
е д и н и ц ,ч т о п о |
|||||||||||||||||||
зво л и т о б л е г ч и т ь |
|
р е а л и за ц и ю |
вы ч и сл ен и й |
н а |
ЭВМ, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Д л я во зм о ж н о сти |
п р и м ен ен и я |
а л г о р и т м о в |
БПФ |
[1 6 , |
4 5 ] |
н ео б х о |
||||||||||||||||||||||
ди м о, |
чтобы |
|
т |
было |
к а к можно |
б о л е е |
со ставн ы м (п р е д п о ч т и т е л ь н о |
|||||||||||||||||||||
степ ен ью |
2 ) , |
т о г д а |
м ат р и ц а |
п р е о б р а з о в а н и я |
л е г к о |
п о д д а е т с я |
мно |
|||||||||||||||||||||
г о с т у п е н ч а т о й |
ф а к т о р и з а ц и и . |
Объем вы чи слен и й |
при |
ТЧП может бы ть |
||||||||||||||||||||||||
зн а ч и т е л ь н о |
|
ум ен ьш ен , |
е с л и |
|
а |
вы брано |
такж е |
степ ен ью 2 |
или по |
|||||||||||||||||||
к р а й н е й |
м ер е |
чи сл о м |
с |
малым |
к о л и ч ес т в о м |
еди н и ц в |
двои чн ом |
пред |
||||||||||||||||||||
с т а в л е н и и , |
И сх о д я |
и з |
э т и х о гр ан и ч ен и й |
можно вы б р ать |
М |
и |
и с |
|||||||||||||||||||||
с л е д о в а т ь |
возможные |
т |
|
и |
о с . |
Причем m m a x з а в и с и т |
о т |
М [4 6 ,4 7 ]: |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
^ m a x |
|
^ i P i ~ 1 > P z~ ^> * ' * » P i ~~ ^ |
|
|
|
|
^ |
|
||||||||||||||||
З д е с ь |
& { •} |
|
о б о з н а ч а е т |
наибольш ий общий |
д е л и т е л ь |
|
ч и с е л , |
|
с т о я |
|||||||||||||||||||
щих в |
ф игурны х |
с к о б к а х ; |
р |
|
- |
п росты е |
множители |
в |
разлож ении |
|||||||||||||||||||
( 3 . 1 7 ) . |
Из |
( З Л 8 ) |
с л е д у е т , |
ч то |
М |
должно |
быть |
нечетны м |
и |
|
д л я |
|||||||||||||||||
упрощ ения |
п р е д с т а в л е н и я |
в |
дво и ч н о й си стем е |
им еть |
ви д |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
или Mm = Z |
|
+ i . |
В |
первом с л у ч а е |
(ч и с л а |
М ерсенна) т |
|
|
|
|
|
( с о - |
||||||||||||||||
ответству ю щ ее |
ос.= |
2 ) |
[46 J , |
но |
т а к к а к |
ш т а х |
обычно |
си льн о |
о т |
|||||||||||||||||||
л и ч а е т с я |
о т |
|
с т е п е н и |
2 , |
то |
з а т р у д н я е т с я |
применение |
БПФ. Во |
в т о |
|||||||||||||||||||
ром с л у ч а е |
М |
при |
н ечетн ы х |
к б у д ет |
д е л и т ь с я |
н а |
3 |
( |
|
|
|
2 \ |
||||||||||||||||
поэтом у ц е л е с о о б р а з н о |
р а с с м а т р и в а т ь лишь четны е |
|
k —Z bCL. |
|
Учи |
|||||||||||||||||||||||
ты в а я , |
ч т о |
т о г д а |
|
М |
|
д е л и т с я н а |
( 2 2 |
|
+ 1 ) , |
Р .А гар вало м |
|
и |
||||||||||||||||
С .Б ар р асо м |
п редлож ен о п р о во д и ть |
ТЧП по |
модулю М у (ч и с л а |
Ферма). |
||||||||||||||||||||||||
А /ф=& ^+ 1 ; |
|
b — Z* |
[ 4 7 ] . |
Э тот |
м одуль |
п р е д с т а в л я е т с я |
оптим аль |
|||||||||||||||||||||
ным в |
отнош ении |
о б е с п е ч е н и я |
д о стато ч н ы х |
m m a x при умеренных т р е |
||||||||||||||||||||||||
бован и ях |
к |
д л и н е |
с л о в а |
(р а з р я д н о с т и ) |
в |
ЭВМ: |
при |
и сп ользован и и |
||||||||||||||||||||
Mçp (д о |
М у ц |
в к л ю ч и те л ь н о ) |
|
m |
m a x = |
2 г . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Ч и с л а |
|
Мер |
удобны |
еще |
|
и |
т е м , ч то |
при |
р еал и зац и и |
арифмети |
||||||||||||||||||
ки в |
о с т а т о ч н ы х |
к л а с с а х в |
|
ЭВМ с |
р азр яд н о стью |
b |
бит |
и п о явл е |
||||||||||||||||||||
нии п е р е п о л н е н и я |
( £ * = — 1 ( m o d М д,)) |
оно должно |
вы ч и таться |
из |
||||||||||||||||||||||||
числовых |
д а н н ы х . |
Это |
- е д и н с т в е н н о е |
о тли ч и е |
в выполнении |
|
опе |
|||||||||||||||||||||
раций |
по |
ср авн ен и ю |
с |
обы чной |
ар и ф м ети ко й . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Н е у д о б ст в о м о д у л я М у с о с т о и т в то м , ч то он тр е б у е т b +1 |
||||||||||||||||||||||||||||
бит д л я |
п о л н о го |
п р е д с т а в л е н и я |
в с е г о |
к о л ь ц а ч и сел |
{ 0 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
хотя |
в ( 5 + 1 ) - й |
р а з р я д |
п е р е х о д и т в с е г о |
одно |
ч и сл о : |
Zb или |
- I .П о |
|||||||||||||||||||||
этому |
в Ъ - р а з р я д н о й |
ЭВМ - I |
б у д е т о к р у г л е н а |
до |
0 |
или |
до |
- 2 . Е с |
||||||||||||||||||||
ли - I |
в о з н и к н е т |
в о |
в р е м я |
с ч е т а , |
т о |
э т о |
может п р и вести |
к |
|
п о я в - |
л ен и в с е р ь е зн о й |
ош ибки. |
Но |
в е р о я т н о с т ь |
( Р |
) таксой |
с и т у а ц и и |
очень |
||||||||||||||
м ала |
(при |
Ь |
= |
32 |
Р |
= |
10 ~ 7 * Ю " 6 |
[ 4 7 ] ) . |
П оэтом у |
д л я |
р аб о ты с |
||||||||||
Mçp |
при |
Ь |
4 |
д о стато ч н о с л о в а |
в |
|
b |
б и т . |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Из у слови я |
| Хп | < М /% |
при |
р еальн ы х |
т о ч н о с т я х |
и зм ер ен и я |
|||||||||||||||
у к |
примерно |
0 ,1 # |
уже |
т р е б у е т с я |
|
/ / > 1 0 0 0 . |
При |
э т о м |
н ео б х о ди |
||||||||||||
мое в ТЧП ц елочисленное |
п р е д с т а в л е н и е |
д о с т и г а е т с я |
|
умножением |
|||||||||||||||||
информации н а %ь ( b |
- |
ч и сл о р а з р я д о в |
м а н т и с с ы , |
|
о п р ед ел я ем о е |
||||||||||||||||
допустим ой погреш ностью |
и зм ер ен и я |
с и г н а л а , |
н ап р и м ер |
п р и |
|
< Î |
|||||||||||||||
и î = о д # |
ь ы о ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Оценку |
|У \ т а х |
можно |
п о л у ч и ть |
н е с к о л ьк и м и |
с п о с о б а м и . |
Так |
||||||||||||||
к а к |
функция |
u j |
и з в е с т н а а п р и о р н о , |
м ак си м а л ь н о е |
з н а ч е н и е |
сигна |
|||||||||||||||
л а такж е |
и з в е с т н о , |
то |
г р у б а я , |
но |
|
б ы с тр а я |
о ц е н к а |
\Y \ |
с в е р х у |
мо |
|||||||||||
жет |
быть |
получена |
из |
н е р а в е н с т в а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т - 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ У \ ~ \ У т а . х \ % |
|
UJ |
|
|
|
|
|
|
|
(З .Т 9 ) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р .А гарвалом и |
С .Б аррасом |
приведены |
|
такж е |
б о л е е |
точные |
||||||||||||||
оценки величины |
Ут я х |
|
[ 4 7 ] . |
П усть |
|| у |
|| ^ |
- н о р м а |
си гн ала.* |
Т огда |
\ Y \ < m |
\ y |
\ p |
\ u \ ç - , |
|
р 1 - |
|
|
|
t |
|
|
В ч а с т |
|||||
н о сти , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Y \14 m | y | a |
I“ U . |
|
|
|
|
|
( 3 .2 0 a ) |
|||||||
|
|
|
|
Y |
/А |
|
|
IIй |
I |
- , |
|
|
|
|
|
( 3 .2 0 6 ) |
||
|
|
|
|
Y 14 m I ly l U |
M |
|
, |
|
|
|
|
|
( 3 .2 0 b ) |
|||||
|
Д ля |
получения |
оценки |
| X | с в е р х у |
может |
|
б ы ть |
и с п о л ь з о в а н о |
||||||||||
любое |
н е р а в е н с тв о . |
Оценка |
( 3 .2 0 а ) |
- |
б о л е е |
т о ч н а я , |
н о |
н аи б о л ее |
||||||||||
трудоем кая при п олучении: |
т р е б у е т с я |
т ум нож ен и й . |
В |
т о |
же |
в р е |
||||||||||||
мя |
оценки |
(3 .2 0 6 ) |
требую т |
т |
слож ен и й , а |
( 3 . 2 0 в ) |
- т |
ср авн ен и й , |
||||||||||
т а к |
к а к |
| | y L = |
| y | m a x *» Ф актически |
о ц е н к а |
( 3 . 2 0 в ) |
с о в п а д а е т |
||||||||||||
с оценкой |
( 3 . 1 9 ) . |
Например, |
при |
за д ан и и |
у |
и |
и в |
п р е д е л а х |
0 - |
|||||||||
Ю 2 , |
при |
белом |
шуме, |
га у с с о в о й |
форме |
обои х с и г н а л о в |
и |
ширине |
||||||||||
и х |
по |
основанию |
6 u / A t = m = |
12 |
по |
( 3 .2 0 6 ) |
и |
( 3 . 2 0 в ) |
( к а к |
и по |
||||||||
( 3 . 1 9 ) ) получим |
|
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
I ■У I 4 У т а х |
|
|
|
m / 6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
в то же в р е м я о ц е н к а п о ( 3 . 2 0 а ) б у д е т : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
\ г \ = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
^ a x - ^ 7 6 - 3 - ) 0 " . |
|
|
||||||||||
|
С учетом |
у с л о в и я |
|
| ^ |
| т а х < ^ / £ |
э т о п о т р е б у е т |
вы бора |
М |
> |
6 . 1 0 4 |
|||||||||||||||||||
|
и длины |
с л о в а |
в |
1 4 б и т . Ближ айш ее |
/ / „ |
п о л у ч а е т с я при |
|
Ь |
- 4 , Ъ - |
||||||||||||||||||||
|
= Î6 и М уц . = 6 5 5 3 7 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
Если |
п о л у ч е н н а я |
о ц е н к а |
|У |т а э с |
п р евы си т |
М /2 , |
то |
|
си гн ал |
|||||||||||||||||
|
должен бы ть |
о г р а н и ч е н |
в р е з у л ь т а т е |
о к р у гл е н и я |
(младш ие |
разряды |
|||||||||||||||||||||||
|
у |
|
о т б р а с ы в а ю т с я ), |
ч т о п р и в о д и т |
к |
появлению ошибки |
о к р у гл е н и я . |
||||||||||||||||||||||
|
Если п о с л е |
о к р у г л е н и я |
ЬА |
и |
|
Ъг |
- ч и с л а |
р а з р я д о в |
в |
п р е д с т а в л е |
|||||||||||||||||||
|
нии |
у |
и |
|
и , |
т о |
о ц е н к у необходи м ой |
р а зр я д н о с т и |
ЭВМ можно |
быст |
|||||||||||||||||||
ро |
(но г р у б о ) |
п р о и з в е с т и |
н а |
о сн о ван и и ( 3 .1 9 ) |
|
по |
н е р а в е н с тв у |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
+ |
Ъ^ + |
lo c j^ A /. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
В с р а в н е н и и |
с |
традиционны м |
БПФ р е а л и з а ц и я |
ТЧП |
тр е б у е т при |
|||||||||||||||||||||
мерно |
в д в о е |
б ольш ей |
р а з р я д н о с т и |
|
п р о ц е с с о р а |
ЭВМ,но в |
ДПФ каждой |
||||||||||||||||||||||
числовой |
т о ч к е |
с о о т в е т с т в у ю т |
д в а |
с л о в а |
- |
д л я |
п р ед став л ен и я в е |
||||||||||||||||||||||
щ ественной |
и |
мнимой |
ч а с т е й |
ко м п л ек сн о го |
ч и с л а . Поэтому |
в |
целом |
||||||||||||||||||||||
необходимый о б ъ ем |
ап п а р ат у р ы |
о д и н а к о в . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
При |
больш их |
|У |т а х |
м о г у т |
бы ть |
за т р у д н е н и я |
|
в |
р еали зац и и |
||||||||||||||||||
ТЧП и з - з а |
т р е б о в а н и й |
о ч е н ь |
больш их |
д ли н |
с л о в а |
д л я п р е д с т а в л е |
|||||||||||||||||||||||
ния |
и н ф о р м ац и и . Одним |
и з |
возмож ны х |
п у тей реш ения |
это й |
проблемы |
|||||||||||||||||||||||
я в л я е т с я р а з б и е н и е |
д и с к р е т |
сверты ваем ы х |
п о с л ед о в ат е л ь н о ст ей на |
||||||||||||||||||||||||||
части |
и н е з а в и с и м а я |
и х с в е р т к а . |
П редставим |
у . |
и |
и у |
в |
ви де |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
U j = |
и ^ - 2 к + U ÿ , |
|
( U y I < 2 * , |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
У у = У , / 2 * + У гу - |
|
| У * у 1 < г |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
При |
э т о м |
с в е р т к а |
может |
бы ть |
н ай д ен а |
следующим |
о б р азо м : |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Æ/C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|
Y = y * и . = ( у * и ^ - 2 |
+ ( у * У ь + у г * ц > 2 + у г + а г , |
|||||||||||||||||||||||||
п ричем |
п о сл ед н и м |
член ом з д е с ь |
можно |
|
п р ен еб р еч ь |
по сравнению с |
|||||||||||||||||||||||
преды дущ ими. Е сли |
э т о р а з б и е н и е |
п р о в е с ти |
т а к , |
ч то y i |
и |
у г , |
щ |
||||||||||||||||||||||
и |
гг^ |
б у д у т |
и м еть в д в о е |
меньш е |
р а з р я д о в , |
чем |
у |
и |
|
гг. , |
то их мож |
||||||||||||||||||
но |
|
с в е р н у т ь , |
и с п о л ь з у я |
с л о в а |
|
прим ерно |
п оловинной |
|
длины по с р а в |
||||||||||||||||||||
нению |
с требуем ы м и |
при |
обычном п р е д с т а в л е н и и , |
но |
|
б у д ет |
н еобхо |
||||||||||||||||||||||
димо |
вы ч и сл ен и е |
по |
к р ай н ей |
м ере |
т р е х с в е р т о к , |
т . е . по |
д в а |
ТЧП |
|||||||||||||||||||||
д л я |
|
у |
и |
гг. и |
д в а |
д л я о б р а т н о г о |
п р е о б р а з о в а н и я . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
Д л я |
п р осты х |
Mçp |
(д о |
|
|
вк лю чи тельн о ) |
наибольш ие |
по |
дли |
|||||||||||||||||
не |
|
п о с л е д о в а т е л ь н о с т и |
можно |
с в е р н у т ь |
при |
ос |
= |
3 (п о р я д о к |
э т о г о |
||||||||||||||||||||
ос. |
|
р а в е н |
м акси м альн ом у |
2 ь ) . |
|
Но |
у ч и ты в а я , |
ч т о |
при |
ос |
= |
2 |
(или |
||||||||||||||||
д р у г о й |
с т е п е н и |
2 ) |
ум нож ение |
при |
вы числении |
ТЧП зам ен яется |
сд ви |
||||||||||||||||||||||
го м , ц е л е с о о б р а з н о |
п ой ти н а |
уменьш ение |
|
|
при |
данном |
|
о&= |
|||||||||||||||||||||
= |
2 |
и м е е т |
п о р я д о к |
2 Ь |
|
(п р и |
|
|
|
|
это |
с о о т в е т с т в у е т т г ь - 32, |
ч то |
||||||||||||||||
уже |
в п о л н е |
д о с т а т о ч н о |
д л я |
м н оги х |
|
п р ак ти ч еск и х |
п р и м ен е н и й ). |
|
Увеличения |
т |
|
при |
ос |
= 2 |
можно д о с т и ч ь , |
е с л и и с п о л ь зо в а т ь |
||||||||||||||||||||
двумерную |
свер тк у |
[ 1 6 ] , |
однако |
при |
э т о й в о з р а с т а е т |
ч и с л о |
вычи |
||||||||||||||||||||
слен и й и требуемый |
объем |
пам яти |
ЭВМ. Д р у го й |
п у т ь |
у в е л и ч е н и я |
т |
|||||||||||||||||||||
- и сп ользован и е |
ос |
= V2" ( з д е с ь |
к о р ен ь п о н и м а е т с я |
к а к |
н еко то р о е |
||||||||||||||||||||||
число |
о с, |
д л я -которого |
ос2 |
= |
2 |
{ггьоАМ), |
н ап р и м ер |
п ри |
|
г = |
I? |
||||||||||||||||
ос = У 1 Г = |
6 ) . Это ос |
им еет |
п о р яд о к |
4 b |
, |
т . е . |
е г о и с п о л ь зо в а н и е |
||||||||||||||||||||
п о зв о л я е т |
вдвое |
увели чи ть д л и н у |
сверты ваем ы х |
|
п о с л е д о в а т е л ь н о |
||||||||||||||||||||||
с т е й . |
Изучение |
алгоритм а |
БПФ |
[47] |
п о к а з а л о , |
ч т о т о л ь к о |
п ер вая |
||||||||||||||||||||
ступ ен ь |
БПФ тр еб у ет |
умножения |
н а нечетн ы е |
с т е п е н и |
ос |
= |
У 2 , |
в |
|||||||||||||||||||
остальны х |
ступенях умножение |
и д ет |
н а ч етн ы е |
с т е п е н и |
о с . |
|
Д аль |
||||||||||||||||||||
нейший |
|
р о ст |
тп |
(д л я |
просты х М ф ) возм ож ен |
п ри |
у в е л и ч е н и и |
с т е - |
|||||||||||||||||||
пёни корн я |
из |
2 , |
|
но |
з а |
с ч е т услож нения |
|
о п е р а ц и й |
в |
БПФ |
(больш ое |
||||||||||||||||
число |
ступеней |
и |
н а |
каждой |
п о т р е б у е т с я |
|
и с п о л ь з о в а н и е |
обычного |
|||||||||||||||||||
ум нож ения). Возможны |
и |
д р у ги е н етр и ви ал ьн ы е |
сп о со б ы у вел и ч ен и я |
||||||||||||||||||||||||
тп . В |
т а б л .7 |
[47] |
приведены гат а х |
и с о о тв етств у ю щ и е |
им |
ос |
при |
||||||||||||||||||||
разны х |
|
парам етрах |
ТЧЛ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
а |
б |
л |
и |
ц |
а |
7 |
|
ь |
|
b |
|
|
М ф |
|
|
тп |
при |
о с,р авн о м |
|
ш |
пга.х |
|
об |
|
при |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
V 2 |
|
|
|
|
т |
п г а х |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3 |
|
8 |
|
|
2 ? + l |
|
|
16 |
|
|
3 2 |
|
|
|
|
|
2 5 6 |
|
|
|
3 |
|
|||||
4 |
|
16 |
|
|
216 |
+ |
1 |
|
32 |
|
|
64 |
|
|
|
6 5 5 3 6 |
|
|
|
3 |
|
||||||
4 |
|
16 |
|
|
216 |
+ |
|
1 |
|
512* |
|
|
204 8 * |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5 |
|
32 |
|
|
232 |
+ |
|
1 |
|
|
64 |
|
|
128 |
|
|
|
|
|
1 2 8 |
|
|
|
2 |
|
||
5 |
|
32 |
|
|
232 |
+ |
|
1 |
|
2048* |
|
|
8 1 9 2 * |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
* |
|
Эти |
зн ачен и я |
|
получены |
при вы числении |
м ето д о м |
|
двум ерн ой |
||||||||||||||||||
с в е р т к и . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В к а ч ес тв е |
примера |
р ассм отри м |
вы ч и сл ен и е |
к р у г о в о й |
с в е р тк и |
||||||||||||||||||||||
с и гн а л а |
г/ j |
|
с |
функцией |
u j |
при |
m |
= 8 , |
|
п ричем |
|
| Y \ £ 8 . При |
т а |
||||||||||||||
ких у сл о ви ях |
можно |
вы брать |
M m z = 1 7 ; |
ос |
= 2 . |
Запиш ем |
|
матрицы |
|||||||||||||||||||
п р ео б р азо в ан и я |
по |
( 3 .1 4 ) |
и |
( 3 .1 5 ) |
по m o d i? ;: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Г |
|
I |
I |
|
I |
|
1 |
|
I |
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
I |
1 |
1 |
|
1 |
|
I |
1 |
|
i |
|
1 |
|
2 |
4 |
|
8 - I - 2 - 4 - 8 |
|
|
1 - 8 - 4 - 2 - 1 |
|
8 |
4 |
|
2 |
|
|||||||||||||
1 |
|
4 - I - 4 |
|
I |
|
4 - 1 - 4 |
|
|
1 - 4 - I |
4 |
|
1 - 4 - 1 |
|
д |
|
||||||||||||
I |
|
8 - 4 |
|
2 - I - 8 |
4 - 2 |
Т = - 2 I - 2 |
4 - 8 - I |
|
2 - 4 |
|
8* |
|
|||||||||||||||
I - 1 |
1 - I |
|
1 - I |
ï - 1 5 А |
1 - 1 |
I - 1 |
|
1 - 1 |
I - 1 |
|
|||||||||||||||||
1 - 2 |
4 - 8 - I |
|
2 - 4 |
|
8 |
|
|
I |
|
8 - 4 |
2 - I - 8 |
4 - 2 |
|
||||||||||||||
1 - 4 - I |
|
4 |
|
I - 4 - I |
|
4 |
|
|
1 |
|
4 - I - 4 |
|
1 |
|
4 - 1 - 4 |
|
|||||||||||
I - 8 - 4 - 2 - 1 |
|
8 |
4 -2 |
|
|
1 |
|
2 |
4 |
8 - 1 - 2 - 4 - 8 |
|
||||||||||||||||
П усть |
векторы |
у |
= ( о , |
1 , 0 , |
1 , |
2 , |
I , |
0 , |
|
l } , u 7 ^ { ï , |
2,Д ,1}- |
||||||||||||||||
Л егко у б е д и т ь с я , |
|
ч то |
у с л о в и е |
\ Y \ < M / Z |
|
при |
о ц е н к е |
| У |
| т а х |
по |
|||||||||||||||||
( 3 .2 0 а ) |
вы п о л н яется: |
|
| У Im ax = |
|
< 8 , 5 . |
Д ля |
в ы ч и с л е н и я |
|
ТЧЛ |
можно |
п р и м ен и ть а л г о р и т м |
БПФ, |
р а с см о тр е н н ы й , н а п р и м е р , в |
р а б о |
|||||||||||||||||||||||||
те |
[ 4 5 ] . |
|
В екторы |
Y T 4 p |
и |
и т ч п |
б у д у т |
( ч и с л а , |
больш ие |
М / 2 , пред |
|||||||||||||||||||
ставл ен ы о тр и ц ател ьн ы м и |
|
д о п о л н ен и я м и ) |
р а в н ы : |
Ут ч п |
- { 6 , |
- 2 , 2 , |
|||||||||||||||||||||||
- 2 , —2 , —2 , 2 , |
—2 } (т о с И 7 )• |
^ТЧ П |
= |
|
|
2 , —Ï» 3 , |
I , |
—I , |
|
—I , |
|||||||||||||||||||
О } ( m o d i ? ) |
|
Д л я |
|
т о г о |
|
ч то б ы |
п ри |
вы чи слен и и |
с в е р т к и |
|
п олучи ть |
||||||||||||||||||
обобщенный |
о т с ч е т , |
эл ем ен ты |
в е к т о р а |
|
и |
р а с п о л а г а е м |
в |
и н в е р с |
|||||||||||||||||||||
ном |
п о р я д к е |
и |
д о п о л н я ем |
|
н у л я м и . В р е з у л ь т а т ё |
и |
п о л у чаем п р ео б |
||||||||||||||||||||||
р а з о в а н и е |
|
в е к т о р а |
|
U T 4 n , |
о тм еч ен н о е |
и н д ексом |
( * ) |
и в |
тр ан сп о |
||||||||||||||||||||
н и рован н ом |
в и д е з а п и с а н н о е |
р а н е е . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
П р о и зв ед ем п о ч л ен н о е |
перем нож ение |
эл ем ен то в |
векто р о в |
YT4n |
||||||||||||||||||||||||
и и |
^ |
п |
|
и |
|
о б р а т н о е |
п р е о б р а з о в а н и е . Т о гд а |
У ^ тцп |
= |
{ - 4 , |
- 4 , |
- 2 , |
|||||||||||||||||
“ 5 , —2 , 2 , —2 , |
|
|
|
|
|
|
|
» Yq = { 2 ,3 , 2 ,3 , 4, 5, 6, 5 j . |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
В виду |
н ео б х о д и м о сти |
вы п олн ен и я |
m |
умножений описанная |
про |
|||||||||||||||||||||||
ц е д у р а |
д л я |
вы ч и сл ен и я |
YQ ( k ) |
с т а н о в и т с я ц е л е с о о б р а зн о й |
при |
од |
|||||||||||||||||||||||
новрем ен н ом вы чи слен и и |
р я д а обобщенных |
о т с ч е т о в . Н априм ер, |
при |
||||||||||||||||||||||||||
т . |
= |
64 |
|
и |
|
ч и сл е т о ч е к в |
в ы б о р к е , |
по |
к о то р о й р ассч и ты вается |
У0 (к), |
|||||||||||||||||||
р а в н о м |
3 2 , |
при |
ш аге |
А I |
= |
6 и одн ократн ом |
вы полнении |
процедуры |
|||||||||||||||||||||
( 6 4 |
ум нож ения) |
можно |
вы чи сли ть |
ш есть обобщенных |
о т с ч е т о в ; |
при |
|||||||||||||||||||||||
обычных |
п р о ц е д у р ах |
п о т р е б о в а л о с ь |
бы |
около |
200 |
умнож ений. Кроме |
|||||||||||||||||||||||
т о г о , |
при |
|
о б р атн о м п р е о б р азо в а н и и |
р я д |
т о ч е к с в е р т к и |
не вычис |
|||||||||||||||||||||||
л я е т с я , |
|
ч т о |
такж е |
|
с п о с о б с т в у е т |
ускорению |
п роцедуры . |
В |
р ассм о |
||||||||||||||||||||
тр ен н о м |
нами |
п ри м ере |
при |
A l |
= |
2 |
необходимо б у д ет |
вы числять |
в |
||||||||||||||||||||
Yg |
т о л ь к о |
ч е т в е р т у ю , |
шестую |
и |
восьмую |
то ч к и . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
4 . |
|
К ом плексны й |
а л го р и тм |
п ерви чн ой обработки |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
с и г н а л о в п е р в о го к л а с с а * |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
М етоди ку |
с и н т е з а |
к о м п л ек сн о го |
ал го р и тм а |
первичной |
обра |
||||||||||||||||||||||
б о тки |
р а с с м о тр и м |
н а п ри м ере |
ал го р и тм о в |
нахож дения |
парам етров |
в |
|||||||||||||||||||||||
а н а л и з а х |
|
с |
с и гн а л а м и |
п е р в о г о |
к л а с с а . |
При |
этом, д л я |
н аглядности |
|||||||||||||||||||||
в о с п о л ь з у е м с я |
Г ауссовы м и |
си гн ал ам и |
н а |
фоне помех |
и |
линейного |
|||||||||||||||||||||||
д р ей ф а, |
|
ч т о |
ч а с т о |
|
и м еет |
|
м е с т о |
в х р о м ато гр аф и и , |
м а с с -с п е к т р о - |
||||||||||||||||||||
м етрии |
и |
т . д . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
К ак |
с л е д у е т |
и з |
р и с . 1 6 , |
первы й |
б л о к ком плексного |
алгоритм а |
|||||||||||||||||||||
о б р а б о т к и , |
вы полняем ы й |
в |
р е а л ь н о м вр ем ен и , долж ен |
вклю чать опе |
|||||||||||||||||||||||||
рацию |
с ч и т ы в а н и я |
инф ормации |
с ан ал о го -ц и ф р о в о го |
п р е о б р азо в а те |
|||||||||||||||||||||||||
ля |
ч е р е з |
|
и н те р в а л ы |
вр ем ен и |
А ~Ь , |
вы числение |
обобщенных |
о тс ч е |
|||||||||||||||||||||
т о в , |
в ы ч и сл ен и е х а р а к т е р и с т и к |
пом ехи |
и |
дрей ф а |
при |
о тсу тстви и |
|||||||||||||||||||||||
п о л е зн о го |
|
с и г н а л а |
|
и ли |
т о л ь к о |
в н а ч а л е |
а н а л и з а , вы числение |
п о - |
* Р а з д е л н а п и с а н с о в м е с т н о с М .С .Т уленбаевы м .
роговы х зн ач ен и й , обнаружение ком п он ен тов |
с и г н а л а и |
зап о м и н а |
||||
ние соответствую щ их им |
обобщенных |
о т с ч е т о в |
YQ { k ) . |
В рем енная |
||
д и аграм м а работы |
блока |
п о к а за н а н а |
р и с .1 7 , а . |
|
|
|
Б л о к -сх ем а |
программы о б р а б о т к и , образую щ ей п е р в ы й |
б л о к, |
п р е д ст а в л е н а н а р и с . 1 7 ,6 , S . На р и с Л 7 , f п р и в е д е н а б л о к -с х е м а
программы |
обработки ц реры ван и я, |
причем циф рам и |
|
о б о з н а ч е н ы |
|
суб |
|||||||||||||||||||
блоки |
программы |
|
с |
р азветв л ен и ям и |
в ы ч и с л и те л ь н о го |
ц р о ц е с с а |
|
на |
|||||||||||||||||
вы х о д е. Вызов |
этой |
программы |
о с у щ е с т в л я е т с я |
т а й м е р о м . |
При |
|
этом |
||||||||||||||||||
п р о и зво ди тся |
считывание |
информации |
с |
а н а л о г о - ц и ф р о в о г о |
п реоб |
||||||||||||||||||||
р а з о в а т е л я . Полученное |
зн ач ен и е |
вр ем ен н о го о т с ч е т а |
с и г н а л а |
у { гх |
|||||||||||||||||||||
х A i ) |
зап и сы вается |
в зо н у |
пам яти |
ЭВМ, |
о тв ед ен н у ю |
д л я |
х р ан ен и я |
||||||||||||||||||
текущих временных |
о т с ч е т о в . Их |
ч и сл о |
о п р е д е л я е т с я |
о б ъем ом |
|
|
вы |
||||||||||||||||||
б о р о к, |
|
по |
которым |
вы числяю тся |
|
обобщенные |
о т с ч е т ы |
YQ(k ) . |
Вели |
||||||||||||||||
чина |
L |
= |
A l / A |
|
i ; |
причем |
A i |
в ы б и р а е т с я |
т а к , |
ч то б ы |
н а |
п и к |
|
бы |
|||||||||||
ло 2 0 -4 0 о т с ч е т о в . В сл у ч ае н ал и ч и я у с и г н а л о в |
|
|
з н а ч и т е л ь н о й |
||||||||||||||||||||||
асимметрии и |
" х в о с т о в " , |
чи сло |
т о ч е к |
в |
вы б о р ке |
н е о б х о д и м о |
|
у в е |
|||||||||||||||||
л и ч и в а ть . |
Одновременно |
с |
записью |
в е д е т с я |
с ч е т |
ч и с л а |
ь |
зап и сы |
|||||||||||||||||
ваемых |
д и скр ет |
(о р д и н ат) |
с и г н а л а . П ока в е л и ч и н а |
ъ |
< L , |
п р о в е р |
|||||||||||||||||||
к а |
это го |
условия |
приводит |
к подтверж дению |
н у л е в о г о |
|
с о с т о я н и я |
||||||||||||||||||
п ри зн ака |
PR1 |
и |
выходу и з |
п р ер ы в ан и я . При |
д о с т и ж е н и и |
|
I з н а ч е |
||||||||||||||||||
ния |
L |
|
.двоичному |
п р и зн аку |
PR1 |
п р и с в а и в а е т с я |
е д и н и ч н о е |
з н а ч е |
|||||||||||||||||
н и е , счетчи к |
i |
|
с б р ас ы в а ет с я |
в |
н уль |
и у п р а в л е н и е |
|
п е р е д а е т с я |
|||||||||||||||||
основной |
программе |
( с м .р и с . 1 7 ,# ) |
- |
з о н а вр ем ен н ы х |
о т с ч е т о в |
|
з а |
||||||||||||||||||
п о л н ен а . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Вычисление |
|
обобщенных о т с ч е т о в |
п р о и з в о д и т с я в |
с у б б л о к е |
/ |
|||||||||||||||||||
основной |
программы |
( с м .р и с . 1 7 ,# ) |
- п о д п р о гр ам м а |
SVR |
( с м . |
|
При |
||||||||||||||||||
лож ение |
Ï ) . П редварительно п р о и зв о д и т ся з а п и с ь |
|
н о в о й |
|
инф орма |
||||||||||||||||||||
ц и и , состоящ ей |
из |
L о т с ч е т о в |
и п е р е з а п и с ь |
с о с д в и г о м |
в л е в о |
|
на |
||||||||||||||||||
L , |
р а н е е |
находивш ейся |
в |
зо н е |
врем енны х о т с ч е т о в информации.Вы - |
||||||||||||||||||||
ч и сл ен и е |
^0 Ш |
п р о и зво д и тся численным |
и н т е г р и р о в а н и е м , наприм ер |
||||||||||||||||||||||
по |
Симпсону. Вычисление |
Y ç(k) |
|
можно |
п р о и з в о д и т ь |
т а к ж е |
а н а л о г о |
||||||||||||||||||
вым |
и н тегр и р о ван и ем . Р е а л и зац и я |
т а к о г о с п о с о б а |
|
б у д е т |
|
п о к а з а н а |
|||||||||||||||||||
в г л , 4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Из |
су б бл о ка |
1 предусм отрен о |
д в а |
вы х о д а |
п р и |
м и н и м альн ом |
чи |
|||||||||||||||||
с л е |
обобщенных |
о т с ч е т о в |
|
к = |
5 |
- |
п е р е х о д |
в с у б б л о к |
|
3 , |
в |
|
про |
||||||||||||
тивном |
|
с л у ч ае |
- |
|
в |
субблок |
£ . |
|
В |
су б б л о к е |
3 |
в ы ч и с л я ю т с я по |
YQ[k) |
||||||||||||
ан ал о ги ч н о ( 3 . Ï ) |
и |
( 3 . 2 ) |
начальны е |
з н а ч е н и я |
д и с п е р с и и |
(Хов |
Q , |
||||||||||||||||||
д р ей ф а |
|
|
d (к ) и п о р о га А в в ал го р и тм е о б н а р у ж е н и я , а в |
|
с у б - |
блоке. |
Z п рои зводи тся |
п р о в ер к а |
вы п олн ен и я |
н е р а в е н с т в а |
|
к > |
5 . |
|
|||||||||||||||||||
|
Невыполнение |
н е р а в е н с тв а |
к > |
5 |
в ы зы в а е т |
о б р а з о в а н и е |
и |
за |
|||||||||||||||||||
п и сь |
промежуточных сумм, |
участвую щ их |
в у т о ч н е н и и |
(70в 0 |
и |
Л в |
, |
||||||||||||||||||||
■увеличение |
счетч и ка |
к |
н а |
единицу |
и в о з в р а т |
н а |
н а ч а л о п р о гр ам |
||||||||||||||||||||
мы. |
В противном |
сл у чае п р о в е р я е т с я |
ф и т е р и й |
о б н а р у ж е н и я |
( 1 .7 7 ): |
||||||||||||||||||||||
е г о |
выполнение |
с в и д е т е л ь с т в у е т |
о н али чи и |
в |
в ы б о р к е |
п о л е з н о г о |
|
||||||||||||||||||||
ком понента |
(п ереход |
к суб бл о ку |
7 ) . |
Н евы полнение |
к р и т е р и я |
|
вы |
||||||||||||||||||||
зы вает переход |
к |
субблоку |
6 % г д е |
р е к у р р е н т н о |
у т о ч н я ю т с я |
вел и |
|||||||||||||||||||||
чины |
сг£'Б0 |
и |
Л в . |
Затем |
о п р е д е л я е т с я |
у т о ч н е н н о е |
з н а ч е н и е |
поро |
|||||||||||||||||||
г а в |
( Ï . 7 8 ) и |
сб р асы в ается |
в |
О |
с ч е т ч и к |
С ч& |
ч и с л а |
вы полнений |
|||||||||||||||||||
кри тери я |
обнаружения: |
Сч к |
= |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
При |
первом |
обнаружении |
ком п о н ен та |
(в ы п о л н е н и е услови я |
Сч*= |
|||||||||||||||||||||
= 0 |
в |
субблоке |
7 ) п р о и зв о д и тся зап о м и н ан и е |
в е л и ч и н |
к н |
(н ач а л о |
|||||||||||||||||||||
с и г н а л а ); |
|
К0 (АН) |
(су б б л о к |
8 |
) |
и в о з в р а т |
н а н а ч а л о |
п рограм м ы . |
|||||||||||||||||||
Для |
отбраковки |
возможных |
ложных обнаруж ений |
в в е д е н |
к о н т р о л ь |
по |
|||||||||||||||||||||
многократному |
( 3 -кр атн о м у ) |
подтверж дению |
о б н а р у ж е н и я ( с у б б л о к - |
||||||||||||||||||||||||
д ) . |
Если |
с и гн а л |
о б н ар у ж и вается |
в т о р о й |
р а з , |
т о н о в о е |
з н а ч е |
||||||||||||||||||||
ние |
ï 0 (k H+ i) |
(к а к |
и |
п ервое |
- |
|
|
|
)» |
з а п о м и н а е т с я |
в |
|
буф ер |
||||||||||||||
ной |
зон е (су б б л о к |
11 ) . |
При |
тр е т ь е м |
об н аруж ен и и |
п о д р я д |
|
с и г н а л а |
|||||||||||||||||||
прои зводи тся |
п ер езап и сь |
т р е х |
вы численны х |
обобщ енны х |
о т с ч е т о в |
и |
|||||||||||||||||||||
к н |
в |
основную |
зо н у |
(с у б б л о к |
1 Z ) , |
и |
д а л е е |
поступ аю щ и е |
|
Y0 ( k )> |
|||||||||||||||||
> А Ъ |
записы ваю тся |
в |
э т у |
зо н у |
н е п о с р е д с т в е н н о |
( с у б б л о к |
13 |
) . |
|
||||||||||||||||||
|
Опенка возмож ности реализяттии в |
р е а л ь н о м |
в р е м е н и |
|
б л о к а |
/ |
|
||||||||||||||||||||
алгори тм а |
первичной |
о б работки |
п р о в о д и л а с ь |
по м е т о д и к е , |
|
и злож ен |
|||||||||||||||||||||
ной |
в |
р а зд ел е |
2 . На |
рис .1 8 |
приведены |
гр а $ ы |
п р о гр ам м |
- |
|
п р ер ы ва |
|||||||||||||||||
ний |
\ а ) |
|
и основной |
{& ) |
- |
д л я п е р в о г о |
б л о к а |
а л г о р и т м а |
с у к а |
||||||||||||||||||
зан и ем априорных |
в е р о я т н о с т е й |
п е р е х о д а |
(цифры |
н а д у г а х |
|
г р а ф а |
) |
||||||||||||||||||||
и з вершин |
по |
тем |
или |
иным |
ребрам г р а ф а ; |
п о л у ч ен н ы е |
н а |
|
о с н о в а |
||||||||||||||||||
нии |
и зу ч ен и я |
типовых' х р о м ато гр аф и ч ески х |
а н а л и з о в . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
Необходимые |
зн ач ен и я |
врем ени |
вы п олн ен и я |
а л г о р и т м и ч е с к и х |
|
|||||||||||||||||||||
д е й ст в и й |
были взяты |
для' машин |
сери и |
СМ и з |
с п р а в о ч н ы х |
д а н н ы х , |
а |
||||||||||||||||||||
д л я |
п р о ц ессо р а |
"Э л ектр о н и ка -6 0 " р ассч и тан ы |
по |
ф орм улам |
|
( 3 . 4 ) - |
|||||||||||||||||||||
( 3 . 7 ) |
и равны : д л я |
операции |
слож ения - |
4 |
и к с , |
д л я |
у м н о ж ен и я |
- |
|||||||||||||||||||
3 0 м кс |
(а п п а р а тн о ; |
алго р и тм и чески |
- |
500 |
м к с ) , |
д л я |
вы б о р к и |
|
и |
||||||||||||||||||
деш ифрации |
команд - |
1 ,2 |
м к с , |
д л я ф орм и рован и я |
а д р е с о в |
|
|
о п е р а н |
|||||||||||||||||||
д о в |
(в р е м я |
уп р авл ен и я |
кан ал о м |
с о .с т о р о н ы п р о ц е с с о р а ) |
- |
|
(14 м к с, |
||||||||||||||||||||
д л я вы борки о п ер ан д а |
- 1 , 6 |
м к с , д л я |
за п и с и |
р е з у л ь т а т а |
|
- 1 , 2 |
мкс |
||||||||||||||||||||
[ 4 2 ] . |
В ер о я тн о сть |
нахож дения о п ер ан д а в |
р е г и с т р е |
о б щ его |
н а з н а |
||||||||||||||||||||||
ч ен и я |
п р и н ята |
р а в н о й |
0 ,5 |
(д л я |
восьм и р е г и с т р о в ] . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Д ля |
о п р ед ел ен и я |
ср е д н е го |
ч и с л а |
п р еб ы ван и й в ы ч и с л и т е л ь н о г о |
||||||||||||||||||||||
п р о ц е с с а |
в |
верш инах |
гр аф а |
m |
i l l |
п ри о д н о к р атн о м е г о |
|
|
прохож |
||||||||||||||||||
д ен и и |
необходим о |
реш ить |
си стем у ( 3 . Ï 0 ) . |
П риведем , ч и с л а |
|
пребы |
|||||||||||||||||||||
ван и й |
( m |
[ / ] |
) |
и |
объем а вы числительны х |
р а б о т |
{ V p |
[ Г |
] |
) |
|
(в |
|||||||||||||||
ал го р и тм и чески х |
д е й с т в и я х ) |
д л я гр а ф а р и с . 1 8 , 5 |
п р и |
ф и к с и р о в а н |
|||||||||||||||||||||||
ном |
à |
t |
= |
0 ,1 5 |
JJ' |
( |
Y' |
- |
с р е д н е к в а д р а т и ч н а я ш ирина |
к о м п о н е н та |
Н О