C语言实现混合基快速傅里叶变换开题报告

 2023-09-11 09:09

1. 研究目的与意义

随着数字技术与计算机技术的发展,数字信号处理技术已深入到各个学科领域,其应用又是多种多样的。傅里叶变换理论建立了时域和频域的关系,成为信号分析、线性系统和概率论等领域一个基本的分析理论。快速傅里叶变换(fft)算法具有计算量小的显著优点,随着大规模集成电路和数字信号处理技术的发展,fft算法作为数字信号处理领域的一项关键技术具有不可替代的作用,广泛应用于雷达、声呐、通信等领域。在实时性、小型化和低功耗越来越高的今天,各类信息处理系统需要采用尽可能少的资源来实现更快的fft设计。

相对于固定基fft,混合基fft是指当fft点数n可分解的因子中至少有一个因子的值和其它的不相同时,那么该n点fft就是混合基fft。因此,混合基fft中至少包含两种不同的蝶形单元。1966年,gentleman和sande进一步研究了fft的算法,并提出了混合基fft程序的设计。1969年,singleton在c-tfft的基础上,提出了一种计算混合基fft的算法。demuth定义了各种形式的混合基fft的流图,同时提出了不同的算法结构,比如逆序输入顺序输出的ditfft的实现算法。混合基fft的提出使其开始应用于一些领域。比如电力系统中,针对特殊频谱的兼容性,如60hz和50hz,采用了混合基的方法。由于基-2和基-3fft简单的运算结构,一些混合基fft算法采用了诸如基-2/3。

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2. 研究内容和问题

要求掌握数字信号处理基本技术,实现混合基快速傅里叶变换,完成算法评估、实现、调试和性能优化,从而为进一步学习研究打下基础,同时培养学生调查研究及综合分析能力,以及使用技术资料,计算机编程和编写设计技术文档的能力。

预计解决的难题:

1、码位倒序;

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3. 设计方案和技术路线

研究方法:
要求基于dev-c 开发平台,运用c语言程序,设计一个基2和基3的混合基快速傅里叶变换,并对其进行调试、实现和性能优化。首先,先完成系统方案设计。然后,了解快速傅里叶变换的基本思想,熟悉其推导公式及其原理,知道基2与基3快速傅里叶变换的实现方式。然后,进行cooley-tukey的设计,并完成基2/基3的快速傅里叶变换调试与实现,从而为进一步学习研究打下基础。
技术路线:

1、码位倒序;

2、基-2/3的混合算法设计;

3、转化成c语言实现;

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4. 研究的条件和基础

1、掌握数字信号处理基本知识;
2、能熟练掌握C语言和汇编语言;
3、能正确应用所学知识分析问题、解决问题;
4、能使用计算机进行算法的功能验证和性能仿真。

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