基于时, 频域数字坐标重叠技术的信号处理研究VIP免费

h基于时、频域数字坐标重叠技术的信号处理研究梁建武1，何志斌21（中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410075）2（中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410075）E-mail：Liangjw@csu.edu.cn摘要：文章通过快速傅里叶变换(FFT)对原始信号时域转换频域过程及其相互的特性作了深入的研究，并分析了折叠频率、最大分辨频率、采样频率特性及其关系,在此基础上提出了采用比例系数来换算数字坐标的算法,使时、频域数字坐标重叠。在这种数字化重叠坐标中,计算机对滤除或提取某一频率带来很大方便和直观。仿真实验表明该方法对信号处理具体的实现提供了简单实用的方案,给当前信号处理的研究提供了一个新的思路。关键词：时域；FFT；频域；坐标重叠；信号处理中图分类号：文献标识码：文章编号：StudyonDigitalSignalProcessingBasedontheTime-DomainandFrequencyDomainTechnologyCoordinateOverlappingResearchLIANGJian-wu1，HEZi-bin21（CollegeofInformationScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410075,China)2（CollegeofInformationScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410075,China)Abstract:ThisarticlestudiesonoriginalsignalfromTime-DomaintoFrequency-DomainconversionprocessandtheircharacteristicsthroughFFT.Thenitanalysisthecharacteristicsofthefoldingfrequency,thegreatestfrequencyresolutionandthesamplingfrequencyandtheirrelations,ItputsforwardaalgorithmthroughConversionfactorproportionaltothenumberofcoordinates.So,theTime-DomainandFrequency-Domaindigitalcoordinatesoverlap.Computerletiteasytofilterorextractacertainfrequencyinthisprocess.Thesimulationshowsthatthemethodofsignalprocessingprovidesasimpleandpracticalrealizationofspecificprograms,whichprovidesanewwayofthinkingtothecurrentsignalprocessing.Keywords:Time-Domain;FFT;Frequency-Domain;Coordinateoverlapping;SignalProcessing1引言人类对自然界的认识和改造过程都离不开对自然界中的信息的获取.所谓信息,是指存在于客观世界的一种事物形象,是关于事物运动规律的知识[1].一般泛指消息、情报、指令、数据、信号等有关周围环境的知识.可以说,我们是生活在信息的海洋之中,因此获取信息的活动是人类最基本的活动之一.在我们的周围存在着为数众多的"信号".这些众多的信号中,有的是含有有用信息的信号,有的只是应当除掉的噪音.所谓"信号处理",就是要把记录在某种媒体上的信号进行处理,以便抽取出有用信息的过程,它是对信号进行提取、变换、分析、综合等处理过程的统称[2].我们可以用信号的频谱来描述信号.要说明的是,我们通常视信号频谱为信号的一种间接描述,而将其数学描述和波形描述视为是对信号的直接描述.因为频谱与信号有一一对应关系,所以从频谱就可以知道对应信号的特点,而信号特点正是我们在描述信号时所需要表现出来的.因此,说频谱是对信号的描述也是成立的[3].人类对信号处理有着悠久的历史.傅立叶变换是信号处理中最重要、应用最广泛的变换.目前出现了很多实现快速傅立叶变换的串行算法,如基2时间抽取算法和频率抽取算法、混合基FFT算法、分裂基FFT算法(SRFFT)[4，5]、素因子算法（PFA）[6]、Winograd傅立叶变换算法（WFTA）、实序列的FFT、多维FT变换[7]等.在国外,围绕快速傅立叶变换的并行计算进行了多项研究和开发.美国NewMexico大学asiliosGeorgitsis等人设计了2-DFFT程序可处理512*512个点的图象、麻省理工学院计算机科学实验室超级计算技术组开发的FFTW可计算一维或多维、实数据和复数据以及任意规模的DFT.FFTW具有很好的自适应性和很快的运行速度,还包含对共享和分布式存储系统的并行变换.在我国,80年代初快速傅立叶变换的并行算法问世.主要包括:基于IMD-MC2、SIMD-BF、SIMD-CC、MIMD-DM四种体系结构上的FFT算法,它们都是基-2FFT算法,但这些算法各有利弊,受体系结构影响较大.最近也有人提出基于共享存储的多机系统并行计算FFT算法和基于星型互联网络的并行快速傅立叶变换[8]等多种傅立叶变换的并行算法.2时、频域...