JP2002032356A - Recursive discrete fourier transform device - Google Patents

Recursive discrete fourier transform device

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JP2002032356A
JP2002032356A JP2000217113A JP2000217113A JP2002032356A JP 2002032356 A JP2002032356 A JP 2002032356A JP 2000217113 A JP2000217113 A JP 2000217113A JP 2000217113 A JP2000217113 A JP 2000217113A JP 2002032356 A JP2002032356 A JP 2002032356A
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fourier transform
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Katsumi Takaoka
勝美 高岡
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To conduct fast-Fourier transformation processing on a data string, including sampling data that are sequentially supplied within a single sampling period. SOLUTION: With regard to this Fourier transformation device, when N pieces of the latest data are acquired among pieces of data that are sequentially supplied and temporarily stored, while eliminating old data, a data-updating part 1 supplies the value of difference between the latest supplied data value and a data value to be eliminated; the supplied data value and the latest FFT operation results temporarily stored in a memory part 3 are supplied to a recursive DFT operating part 3; these values are calculated with a prescribed method; and FFT operation results to the N pieces of the latest data values are outputted in real time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フーリエ変換の演
算装置に関し、特に簡易な演算処理によるフーリエ変換
を行い、フーリエ変換の演算結果を短時間に得るための
演算装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arithmetic device for Fourier transform, and more particularly to an arithmetic device for performing a Fourier transform by a simple arithmetic process and obtaining an arithmetic result of the Fourier transform in a short time.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、時系データ列の周波数分析等
に用いるフーリエ変換手法は音響信号処理分野、医療用
機器の画像データ処理分野等における信号のスペクトル
解析の外に、音響信号や画像信号の高圧縮符号化方式
に、さらには通信分野における変調、復調技術として幅
広く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, Fourier transform techniques used for frequency analysis of time-series data strings are not limited to signal signal analysis in the field of sound signal processing, image data processing of medical equipment, and the like, but also include sound signals and image signals. And widely used as modulation and demodulation techniques in the communication field.

【0003】そのフーリエ変換手法は、デジタル量とし
て標本化されたデータ列を、N個(Nは整数値、例えば
1024)の集団として扱い、そのN個のデータ列が存
在する時間間隔を窓期間とするとともに、その窓期間を
基本周波数とし、その窓期間に存在するデータ列の信号
成分を基本周波数の高調波信号の実数部成分、及び虚数
部成分として求めるものである。
In the Fourier transform technique, a data sequence sampled as a digital quantity is treated as a group of N (N is an integer value, for example, 1024), and a time interval in which the N data sequences exist is defined as a window period. In addition, the window period is defined as the fundamental frequency, and the signal components of the data string existing in the window period are obtained as the real part component and the imaginary part component of the harmonic signal of the fundamental frequency.

【0004】そして、この様にして扱うデータ列が、所
定の期間毎に標本化された離散的なデータ列として扱わ
れ、その離散データに対するフーリエ変換を行う手法は
離散フーリエ変換(DFT;Discrete Fourier Transfo
rm)と呼ばれ、その離散フーリエ変換技術は、例えば製
造工程の状態を離散データにより得て、その得られたデ
ータを分析することにより工程品質を最良に保ち、製造
される製品の良品率を向上させるといったような制御技
術の中での分析技術としても利用されるなど、その応用
分野は年々広げられている。
[0004] The data sequence handled in this manner is treated as a discrete data sequence sampled at predetermined intervals, and a method of performing Fourier transform on the discrete data is a discrete Fourier transform (DFT). Transfo
rm), and its discrete Fourier transform technology, for example, obtains the state of the manufacturing process by discrete data and analyzes the obtained data to maintain the best process quality and reduce the non-defective rate of the manufactured product. Its application fields are expanding year by year, such as being used as an analysis technique in control techniques such as improving.

【0005】この様にしてなされる離散フーリエ変換技
術は、供給される信号を一定時間間隔でサンプリング
し、そのサンプリングして得られる電圧値を標本化され
たデータとして得、その得られたデータの集合であるデ
ータ列が、所定の時間tにおいて得られるN個のデータ
がx(t)、x(t+1)、x(t+2)、・・・・、x(t+N-2)、x(t
+N-1)であるとき、そのN個のデータに対して求められ
る離散フーリエ変換の値X(k、t)は次式で定義される。
In the discrete Fourier transform technique performed in this manner, a supplied signal is sampled at regular time intervals, a voltage value obtained by the sampling is obtained as sampled data, and the obtained data is sampled. A set of N data obtained at a predetermined time t is x (t), x (t + 1), x (t + 2),..., X (t + N−2), x (t
+ N-1), the discrete Fourier transform value X (k, t) obtained for the N pieces of data is defined by the following equation.

【0006】[0006]

【数2】 (Equation 2)

【0007】この式からも分かるように、フーリエ変換
は供給されるデータ列に対し求めるポイント毎に固有の
基底関数を畳み込むようにして行われ、その基底関数を
畳み込む演算を、多数の乗算処理により行うようにして
いる。
As can be seen from this equation, the Fourier transform is performed by convolving a specific basis function for each point to be obtained with respect to a supplied data string, and the operation of convolving the basis function is performed by a number of multiplication processes. I'm trying to do it.

【0008】このようにして、その乗算処理を専用の乗
算回路により、又はDSP(Digital signal processo
r)などを用いて行う場合などは、これらの乗算回路、
ないしはDSPなどの演算のために使用されるハードウ
エアに対する負担が非常に大きいことが知られている。
In this way, the multiplication process is performed by a dedicated multiplication circuit or a DSP (Digital Signal Process).
r) etc., these multiplication circuits,
It is known that the load on hardware used for operations such as a DSP is very large.

【0009】その乗算処理にする負担は、前述の式
(1)で表される変換式による場合、4N2回の乗算を必
要とし、例えばNが1024である場合の乗算回数は約
420万回となってしまうため、この回数の乗算を行う
ための回路規模は大きくなり、演算処理の負担が非常に
大きくなり、さらにデータ列として取り扱うポイント数
Nが大きくなると乗算処理回数も2乗倍で増加するなど
好ましくない。
The burden of the multiplication processing requires 4N 2 multiplications in the case of the conversion formula represented by the above-mentioned equation (1). For example, when N is 1024, the number of multiplications is about 4.2 million. Therefore, the scale of the circuit for multiplying the number of times becomes large, the load of the arithmetic processing becomes extremely large, and when the number N of points handled as a data string increases, the number of times of the multiplication increases by a factor of 2. Is not preferred.

【0010】そこで通常は、離散フーリエ変換式につい
て、基底関数が周期的な関数から成っていることを利用
し、その規則性に着目して行列の変形を行うことにより
演算効率を高めたFFT(Fast Fourier Transform:高
速フーリエ変換)が利用されるようになっている。
[0010] Therefore, usually, an FFT (Digital Fourier Transform), which uses the fact that the basis function is formed of a periodic function and focuses on the regularity thereof and transforms the matrix to improve the computational efficiency, is used. Fast Fourier Transform (Fast Fourier Transform) has been used.

【0011】そのFFTには、バタフライ演算といわれ
る演算手法が用いられており、そのバタフライ演算は、
簡単な整数値である、例えば2を基数として定義し、供
給される2値の複素データに対して加算、減算、乗算の
複素演算を各1回ずつ行い、2値の複素データを出力す
るように構成している。
In the FFT, an operation method called a butterfly operation is used.
A simple integer value, for example, 2 is defined as a radix, and complex arithmetic operations of addition, subtraction, and multiplication are performed once for each supplied binary complex data, and binary complex data is output. It is composed.

【0012】従って、NポイントのFFTは、log2N段
のステージと、(N/2)log2N個のバタフライ演算により
構成されており、(2N)log2N回の乗算処理回数により
FFTの演算結果を得ることができるなど、演算効率の
高いフーリエ変換として用いられている。
Therefore, an N-point FFT is composed of log 2 N stages and (N / 2) log 2 N butterfly operations, and is performed by the number of (2N) log 2 N multiplication processes. Is used as a Fourier transform with high operation efficiency, such as being able to obtain the operation result of

【0013】通常は、この様にしてなされるFFT、も
しくはDFT(Discrete Fourier Transform:離散フー
リエ変換)が用いられて、一定時間間隔で逐次サンプリ
ングされて供給されるデータ列に対してフーリエ変換が
行われるが、そのフーリエ変換は、サンプリングされ、
標本化されたデータ列を順次メモリ回路に一時記憶しつ
つ、そのメモリ回路に一時記憶されたデータ数がN個と
なったとき、そのN個のデータに対するフーリエ変換処
理を開始するようにしている。
Usually, FFT or DFT (Discrete Fourier Transform) performed in this manner is used, and a Fourier transform is performed on a data sequence that is sequentially sampled and supplied at fixed time intervals. The Fourier transform is sampled,
While temporarily storing the sampled data sequence in the memory circuit, when the number of data temporarily stored in the memory circuit becomes N, the Fourier transform process for the N data is started. .

【0014】その変換処理を行っている期間はメモリ回
路に一時記憶されたデータは記憶されたままの状態に保
たれたままでフーリエ変換処理がなされ、演算処理が終
了した時点で、再度新しいデータをメモリ回路に供給し
て一時記憶し、N個の所定量のデータが記憶された後に
次の変換処理を開始する様にしている。
During the conversion process, the data temporarily stored in the memory circuit is subjected to the Fourier transform while maintaining the stored state, and when the arithmetic process is completed, new data is again generated. After the data is supplied to the memory circuit and temporarily stored therein, the next conversion process is started after N pieces of predetermined amount of data are stored.

【0015】しかし、フーリエ演算処理を行っていると
きにもデータは休みなく供給されるため、連続して供給
されるデータ処理を、別系統としてN個のデータ列を蓄
えるメモリ回路を設けておき、N個のデータが供給され
る毎に、交互に一時記憶処理と演算処理を行なうように
して、連続的に時系列データに対するフーリエ変換処理
を行なう方法もとられている。
However, since the data is continuously supplied even during the Fourier operation processing, the data processing to be continuously supplied is provided as a separate system by providing a memory circuit for storing N data strings. , Every time N data is supplied, a temporary storage process and an arithmetic process are alternately performed, and a Fourier transform process is continuously performed on the time-series data.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】このようにしてなされ
るフーリエ変換は、N個の一時記憶されたデータ列に対
して、すなわちデータ列をブロック単位として扱いなが
ら演算処理を行うため、このようにしてなされるフーリ
エ変換処理では少なくともN個分のデータ列に相当する
遅延時間が生じてしまい、リアルタイムに変換処理結果
を得ることはできない。従って、データ列は逐次的に供
給されるものの、フーリエ解析した結果はN個のサンプ
リング時間間隔毎にしか得られないこととなる。
The Fourier transform performed in this manner performs an arithmetic process on N temporarily stored data strings, that is, while treating the data strings in block units. In the Fourier transform process performed, a delay time corresponding to at least N data strings is generated, and it is not possible to obtain a result of the transform process in real time. Therefore, although the data sequence is sequentially supplied, the result of the Fourier analysis is obtained only at every N sampling time intervals.

【0017】これに対し、逐次供給される、サンプリン
グされる新たなデータを含むNポイントのデータ列に対
してフーリエ変換処理を行い、サンプリングされたデー
タが供給される毎にフーリエ変換処理した結果を得るた
めには、その1サンプリング期間内にNポイントのフー
リエ変換処理を行わなければならないこととなり、この
ような高速演算処理用に開発されたFFT演算手法を用
いる場合でも、そのFFTから連続して演算されたフー
リエ変換結果を得るためには、N倍の演算処理速度が要
求され、そのような超高速なFFTを行ない、得られた
演算結果を供給することは通常の場合は困難である。
On the other hand, a Fourier transform process is performed on a sequentially supplied N-point data string including new data to be sampled, and the result of the Fourier transform process every time the sampled data is supplied is calculated. In order to obtain it, it is necessary to perform N-point Fourier transform processing within the one sampling period, and even when using the FFT operation method developed for such high-speed operation processing, the FFT operation is continuously performed from the FFT. In order to obtain the calculated Fourier transform result, an operation processing speed of N times is required, and it is usually difficult to perform such an ultra-high-speed FFT and supply the obtained operation result.

【0018】フーリエ変換は、一般にFFT演算処理手
法が用いられるが、そのFFT演算処理はサンプリング
周波数がfsで量子化されて供給されるNポイントのデー
タ列に対して、通常はfs/Nの周波数間隔で演算処理を
行う。
In the Fourier transform, an FFT operation processing method is generally used. In the FFT operation processing, a sampling frequency is quantized by fs, and an N-point data string supplied is usually supplied with a frequency of fs / N. Perform arithmetic processing at intervals.

【0019】一般には、演算処理中に供給される時系列
データに対しても連続してフーリエ解析処理がなされる
よう、フーリエ変換処理中にも他のバッファメモリにデ
ータを取り込むようにし、一方のバッファメモリに一時
記憶されたデータを演算処理している期間に他方のバッ
ファメモリに供給されるデータを取り込み、N個のデー
タ取り込みを終了した時点で演算処理とデータ取り込み
処理を切り換えてフーリエ演算処理を行なう方法はある
が、この場合は2組のバッファメモリとFFT演算処理
手段が必要となり経済的に好ましい方法ではない。
In general, data is taken into another buffer memory during the Fourier transform process so that the Fourier analysis process is continuously performed on the time series data supplied during the arithmetic process. While the data temporarily stored in the buffer memory is being processed, the data supplied to the other buffer memory is fetched, and when the fetching of N pieces of data is completed, the calculation processing and the data fetching processing are switched to perform a Fourier calculation processing. However, in this case, two sets of buffer memories and FFT operation processing means are required, which is not an economically preferable method.

【0020】またこの方法では、供給されるN個の時系
列データを纏めて扱うブロック処理である為、取り込ま
れたNポイントのデータに対するフーリエ変換結果が出
力されるのはNサンプリング時間後であり、そのときに
得られる解析結果はNサンプル毎のフーリエ変換処理結
果のみしか出力されない。
Further, in this method, since the block processing handles the supplied N time series data collectively, the Fourier transform result for the fetched N point data is output after N sampling times. The analysis result obtained at that time is output only as a Fourier transform processing result for every N samples.

【0021】このようにして、逐次新たにサンプリング
されて供給されるデータを含む最新のNポイントのデー
タに対するフーリエ変換結果をリアルタイムに出力する
ことは出来なく、リアルタイムに変換結果を出力するた
めには上述のようなサンプリング期間毎のフーリエ変換
処理が必要であるが、1サンプリング時間間隔で連続し
てフーリエ変換を行うことは、単位時間当りの演算量が
膨大となり現実的ではない。
As described above, it is impossible to output the Fourier transform result for the latest N-point data including the data newly sampled and supplied sequentially in real time. Although Fourier transform processing is necessary for each sampling period as described above, performing Fourier transform continuously at one sampling time interval is not realistic because the amount of calculation per unit time is enormous.

【0022】一方、連続してフーリエ変換処理された演
算結果を得る方法として、特開平1−59454「フー
リエ変換装置及びフーリエ変換法」が提案されている。
この公報には、サンプリングされて供給される振動波形
値をフーリエ変換する方法について記述されているが、
同変換法は新しく供給される振動波形値と、既に供給さ
れフーリエ演算処理に用いられた古い振動波形値との差
の値を求め、既に演算処理されて得られている古い複素
振幅値より新しい複素振幅値を、振動波形のサンプリン
グ値が供給される毎に得るというものである。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-59454 entitled "Fourier Transform Apparatus and Fourier Transform Method" has been proposed as a method for continuously obtaining Fourier transform operation results.
This publication describes a method of performing a Fourier transform on a sampled and supplied vibration waveform value.
The transform method calculates a difference value between a newly supplied vibration waveform value and an old vibration waveform value already supplied and used for Fourier calculation processing, and obtains a newer value than an old complex amplitude value already obtained by calculation processing. A complex amplitude value is obtained every time a sampling value of a vibration waveform is supplied.

【0023】しかし、連続的にフーリエ変換を行う手法
についてその特開平1−59454号公報「フーリエ変
換装置及びフーリエ変換法」が開示している、連続的に
フーリエ変換を行うことが出来ることを利用したアプリ
ケーションとして周波数解析などが考えられるが、その
ようなアプリケーションを考慮した場合、任意の周波数
帯域を任意の解像度で解析する要求もある。
However, a technique for continuously performing Fourier transform is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-59454, entitled "Fourier Transform Apparatus and Fourier Transform Method". A frequency analysis or the like can be considered as the application that has been performed. However, when such an application is considered, there is a demand for analyzing an arbitrary frequency band at an arbitrary resolution.

【0024】また、特開平3−63875号公報には
「巡回形技術を用いた離散的フーリエ変換の計算方式」
が開示されており、同公報には超音波診断装置でエネル
ギ・スペクトル計算を行うための離散フーリエ変換につ
いて記述されており、巡回形フィルタ操作により標本化
データフィルタを用いて連続的に計算される離散フーリ
エ変換について述べている。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 3-63875 discloses a "discrete Fourier transform calculation method using a cyclic technique".
And discloses a discrete Fourier transform for performing an energy spectrum calculation in an ultrasonic diagnostic apparatus, which is continuously calculated using a sampling data filter by a cyclic filter operation. Describes the discrete Fourier transform.

【0025】しかしながら、これに開示の発明では、複
素データを入力として構成される回路の実現方法につい
て記述してあるが、周波数解析などの分野において用い
られる時系列データとして供給される信号を対象として
変換処理を行う、実数信号のみが供給される簡易な構成
による巡回型フーリエ変換手法については考えられてい
ない。
However, in the invention disclosed herein, a method of realizing a circuit configured with complex data as input is described. However, the invention is directed to a signal supplied as time-series data used in the field of frequency analysis and the like. No cyclic Fourier transform method with a simple configuration for performing a conversion process and supplying only a real number signal is considered.

【0026】そこで本発明は、フーリエ解析を供給され
る実数信号に対して簡易的な方法で構成する再帰型離散
フーリエ変換装置、及びその周波数解析は所望する任意
の解像度を有して変換を行うのに適す再帰型離散フーリ
エ変換装置を提供しようとするものである。
Accordingly, the present invention provides a recursive discrete Fourier transform apparatus for constructing a Fourier analysis for a supplied real number signal in a simple manner, and a frequency analysis for performing the transformation with a desired arbitrary resolution. It is an object of the present invention to provide a recursive discrete Fourier transform device suitable for the following.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために以下の1)〜6)の手段より成るものであ
る。すなわち、
The present invention comprises the following means 1) to 6) to solve the above-mentioned problems. That is,

【0028】1) 間隔が一定である時刻t、t+1、t+
2、t+3、・・・・・・、t+N−1、t+N、(Nは1以上
の正の整数)のそれぞれの時点においてサンプリングし
て得られたデータ値x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x
(t+3)、・・・・・・、x(t+N−1)、x(t+N)が
供給され、その供給されたデータ値に対する時刻tから
供給されるN個のデータ値をデータ列とし、そのデータ
列に対して複素フーリエ変換を行なって得られる次数k
(kは0、又はNより小さな正の整数)における複素フ
ーリエ係数として、その実数部Xr(k,t)、及び虚数部Xi
(k,t)を得る離散フーリエ変換装置において、時刻t+N
−1において時刻tから供給されたデータ列x(t)、x
(t+1)、x(t+2)、x(t+3)、・・・・・・、x(t
+N−1)を一時記憶する第1の一時記憶手段(11)
と、その第1の記憶手段に一時記憶されたデータ列の複
素フーリエ係数Xr(k,t)、及びXi(k,t)を得る離散フー
リエ演算手段(3)と、その離散フーリエ演算手段より
得られた複素フーリエ係数Xr(k,t)、及びXi(k,t)を一
時記憶する第2の一時記憶手段(4)と、を具備し、前
記離散フーリエ演算手段を、時刻t+Nにおいて供給さ
れるデータ値x(t+N)と、第1の記憶手段に一時記憶
されたデータ値x(t)との差のデータ値を得る減算部
(12)と、その得られた差のデータ値に対して、予め
定められた振幅を与えるための定数値Aを乗算して所定
振幅の信号を得る定数乗算部(31)と、その定数乗算
部より得られた所定振幅の信号と、前記第2の一時記憶
手段に一時記憶された複素フーリエ係数の実数値Xr(k,
t)、又は虚数値Xi(k,t)の一方の信号を加算し、加算信
号を得る加算部(36)と、その加算部より得られた加
算信号と、前記第2の一時記憶手段に一時記憶された複
素フーリエ係数の実数値Xr(k,t)、又は虚数値Xi(k,t)
の他方の信号と、が供給され、それらの信号に基底周波
数に基づく定数を用いて演算処理を行い、時刻t+1にお
ける複素フーリエ係数Xr(k,t+1)、及びXi(k,t+1)を
得る基底関数演算処理部(30)で構成したことを特徴
とする再帰型離散フーリエ変換装置。
1) Times t, t + 1, t + at constant intervals
2, t + 3,..., T + N−1, t + N, (N is a positive integer of 1 or more) data values x (t), x (t + 1), x (t + 2), x
(T + 3),..., X (t + N−1), x (t + N) are supplied, and N data values supplied from time t with respect to the supplied data value are defined as a data string. Order k obtained by performing a complex Fourier transform on the data sequence
(K is 0 or a positive integer smaller than N) as its Fourier coefficients, its real part Xr (k, t) and its imaginary part Xi
In the discrete Fourier transform apparatus for obtaining (k, t), the time t + N
Data sequence x (t), x supplied from time t at −1
(T + 1), x (t + 2), x (t + 3), ..., x (t
+ N−1) first temporary storage means (11)
And a discrete Fourier operation means (3) for obtaining complex Fourier coefficients Xr (k, t) and Xi (k, t) of the data sequence temporarily stored in the first storage means. Second temporary storage means (4) for temporarily storing the obtained complex Fourier coefficients Xr (k, t) and Xi (k, t), and the discrete Fourier calculation means is supplied at time t + N A subtraction unit (12) for obtaining a data value of a difference between the data value x (t + N) to be obtained and the data value x (t) temporarily stored in the first storage means; On the other hand, a constant multiplication unit (31) for obtaining a signal of a predetermined amplitude by multiplying by a constant value A for giving a predetermined amplitude, a signal of a predetermined amplitude obtained from the constant multiplication unit, The real value of the complex Fourier coefficient Xr (k,
t) or an imaginary value Xi (k, t) is added to an addition unit (36) for obtaining an addition signal, an addition signal obtained from the addition unit, and the second temporary storage unit. Real value Xr (k, t) or imaginary value Xi (k, t) of the temporarily stored complex Fourier coefficient
And the other signals are subjected to arithmetic processing using constants based on the base frequency to obtain complex Fourier coefficients Xr (k, t + 1) and Xi (k, t + 1) at time t + 1. A recursive discrete Fourier transform device comprising a function operation processing unit (30).

【0029】2) 間隔が一定である時刻t、t+1、t+
2、t+3、・・・・・・、t+N−1、t+N、(Nは1以上
の正の整数)のそれぞれの時点においてサンプリングし
て得られたデータ値x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x
(t+3)、・・・・・・、x(t+N−1)、x(t+N)が
供給され、その供給されたデータ値に対する時刻tから
供給されるN個のデータ値をデータ列とし、そのデータ
列に対して複素フーリエ変換を行なって得られる次数k
(kは0、又はNより小さな正の整数)に対する複素フ
ーリエ係数として、その実数部Xr(k,t)、及び虚数部Xi
(k,t)を得る離散フーリエ変換装置において、時刻t+N
−1において時刻tから供給されたデータ列x(t)、x
(t+1)、x(t+2)、x(t+3)、・・・・・・、x(t
+N−1)を一時記憶する第1の一時記憶手段(11)
と、その第1の記憶手段に一時記憶されたデータ列の複
素フーリエ係数Xr(k,t)、及びXi(k,t)を得る離散フー
リエ演算手段(3)と、その離散フーリエ演算手段より
得られた複素フーリエ係数Xr(k,t)、及びXi(k,t)を一
時記憶する第2の一時記憶手段(4)と、を具備し、前
記離散フーリエ演算手段(3)は、複素フーリエ係数Xr
(k,t+1)、及びXi(k,t+1)を、次式により算出して得
るようにしたことを特徴とする再帰型離散フーリエ変換
装置。
2) Times t, t + 1, t + at constant intervals
2, t + 3,..., T + N−1, t + N, (N is a positive integer of 1 or more) data values x (t), x (t + 1), x (t + 2), x
(T + 3),..., X (t + N−1), x (t + N) are supplied, and N data values supplied from time t with respect to the supplied data value are defined as a data string. Order k obtained by performing a complex Fourier transform on the data sequence
(K is 0 or a positive integer less than N) as its Fourier coefficients, its real part Xr (k, t) and its imaginary part Xi
In the discrete Fourier transform apparatus for obtaining (k, t), the time t + N
Data sequence x (t), x supplied from time t at −1
(T + 1), x (t + 2), x (t + 3), ..., x (t
+ N−1) first temporary storage means (11)
And a discrete Fourier operation means (3) for obtaining complex Fourier coefficients Xr (k, t) and Xi (k, t) of the data sequence temporarily stored in the first storage means. A second temporary storage means (4) for temporarily storing the obtained complex Fourier coefficients Xr (k, t) and Xi (k, t), wherein the discrete Fourier calculation means (3) Fourier coefficient Xr
A recursive discrete Fourier transform apparatus characterized in that (k, t + 1) and Xi (k, t + 1) are calculated and obtained by the following equation.

【0030】[0030]

【数3】 (Equation 3)

【0031】3) 間隔が一定である時刻t、t+1、t+
2、t+3、・・・・・・、t+N−1、t+N、(Nは1以上
の正の整数)のそれぞれの時点においてサンプリングし
て得られたデータ値x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x
(t+3)、・・・・・・、x(t+N−1)、x(t+N)が
供給され、その供給されたデータ値に対する時刻tから
供給されるN個のデータ値をデータ列とし、そのデータ
列に対し、複数個の次数k(kは0、又はNより小さな
正の整数)を用いて複素フーリエ変換を行ない、複数組
の複素フーリエ係数として、それぞれの係数の実数部Xr
(k,t)、及び虚数部Xi(k,t)を得る離散フーリエ変換装
置において、時刻t+N−1において時刻tから供給され
たデータ列x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+
3)、・・・・・・、x(t+N−1)を一時記憶する第1
の一時記憶手段(11)と、その第1の記憶手段に一時
記憶されたデータ列の、複数のkの値に対応するそれぞ
れの複素フーリエ係数Xr(k,t)、及びXi(k,t)を得る離
散フーリエ演算手段(3)と、それらの、それぞれのk
の値に対応する離散フーリエ演算手段より得られた複数
組の複素フーリエ係数Xr(k,t)、及びXi(k,t)のそれぞ
れを一時記憶する第2の一時記憶手段(4)と、を具備
し、前記複数の離散フーリエ演算手段のそれぞれを、時
刻t+Nにおいて供給されるデータ値x(t+N)と、第1
の記憶手段に一時記憶されたデータ値x(t)との差のデ
ータ値を得る減算部(12)と、その得られた差のデー
タ値に対して、予め定められた振幅を与えるための定数
値Aを乗算して所定振幅の信号を得る定数乗算部(3
1)と、その定数乗算部より得られた所定振幅の信号
と、前記第2の一時記憶手段に一時記憶された複素フー
リエ係数の実数値Xr(k,t)、又は虚数値Xi(k,t)の一方
を加算し、加算信号を得る加算部(36)と、その加算
部より得られた加算信号と、前記第2の一時記憶手段に
一時記憶された複素フーリエ係数の実数値Xr(k,t)、又
は虚数値Xi(k,t)の他方の信号とが供給され、それらの
信号に基底周波数に基づく定数を用いて演算処理を行
い、時刻t+1における所定のkに対する複素フーリエ係
数Xr(k,t+1)、及びXi(k,t+1)を得る基底関数演算処
理部(30)とで構成したことを特徴とする再帰型離散
フーリエ変換装置。
3) Times t, t + 1, t + at constant intervals
2, t + 3,..., T + N−1, t + N, (N is a positive integer of 1 or more) data values x (t), x (t + 1), x (t + 2), x
(T + 3),..., X (t + N−1), x (t + N) are supplied, and N data values supplied from time t with respect to the supplied data value are defined as a data string. The data sequence is subjected to a complex Fourier transform using a plurality of orders k (k is 0 or a positive integer smaller than N), and a real part Xr of each coefficient is obtained as a plurality of sets of complex Fourier coefficients.
In a discrete Fourier transform apparatus for obtaining (k, t) and an imaginary part Xi (k, t), a data sequence x (t), x (t + 1), x (t + 2) supplied from time t at time t + N−1 , X (t +
3) The first to temporarily store x (t + N-1)
And the respective complex Fourier coefficients Xr (k, t) and Xi (k, t) corresponding to a plurality of k values in the data sequence temporarily stored in the first storage means. ), And their respective k
Second temporary storage means (4) for temporarily storing each of a plurality of sets of complex Fourier coefficients Xr (k, t) and Xi (k, t) obtained by the discrete Fourier calculation means corresponding to the value of And each of the plurality of discrete Fourier calculation means is provided with a data value x (t + N) supplied at time t + N,
And a subtraction unit (12) for obtaining a data value of a difference from the data value x (t) temporarily stored in the storage means, and for giving a predetermined amplitude to the obtained data value of the difference. A constant multiplication unit (3
1), a signal of a predetermined amplitude obtained from the constant multiplication unit, and a real value Xr (k, t) or an imaginary value Xi (k, k) of a complex Fourier coefficient temporarily stored in the second temporary storage means. t), an addition unit (36) for obtaining an addition signal, an addition signal obtained from the addition unit, and a real value Xr () of a complex Fourier coefficient temporarily stored in the second temporary storage unit. k, t) or the other signal of the imaginary value Xi (k, t) is supplied, the signal is subjected to arithmetic processing using a constant based on the base frequency, and a complex Fourier coefficient for a predetermined k at time t + 1 is calculated. A recursive discrete Fourier transform apparatus comprising: a basis function operation processing unit (30) for obtaining Xr (k, t + 1) and Xi (k, t + 1).

【0032】4) 間隔が一定である時刻t、t+1、t+
2、t+3、・・・・・・、t+N−1、t+N、(Nは1以上
の正の整数)のそれぞれの時点においてサンプリングし
て得られたデータ値x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x
(t+3)、・・・・・・、x(t+N−1)、x(t+N)が
供給され、その供給されたデータ値に対する時刻tから
供給されるN個のデータ値をデータ列とし、そのデータ
列に対し、複数の次数k(kは0、又はNより小さな正
の整数)を用いて複素フーリエ変換を行ない、複数組の
複素フーリエ係数として、それぞれの係数の実数部Xr
(k,t)、及び虚数部Xi(k,t)を得る離散フーリエ変換装
置において、時刻t+N−1において時刻tから供給され
たデータ列x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+
3)、・・・・・・、x(t+N−1)を一時記憶する第1
の一時記憶手段(11)と、その第1の記憶手段に一時
記憶されたデータ列の、複数のkの値に対応するそれぞ
れの複素フーリエ係数Xr(k,t)、及びXi(k,t)を得る離
散フーリエ演算手段(3)と、それらの、それぞれのk
の値に対応する離散フーリエ演算手段より得られた複数
組の複素フーリエ係数Xr(k,t)、及びXi(k,t)のそれぞ
れを一時記憶する第2の一時記憶手段(4)と、を具備
し、前記複数の離散フーリエ演算手段のそれぞれを、時
刻t+Nにおいて供給されるデータ値x(t+N)と、第1
の記憶手段に一時記憶されたデータ値x(t)との差のデ
ータ値を得る共通の減算部(1)と、その減算部より得
られた差のデータ値に対して、予め定められた振幅を与
えるための定数値Aを乗算して所定振幅の信号を得る共
通の定数乗算部(31)と、その共通の定数乗算部より
得られた所定振幅の信号と、前記第2の一時記憶手段に
一時記憶された複素フーリエ係数の実数値Xr(k,t)、又
は虚数値Xi(k,t)の一方の信号を加算し、加算信号を得
る加算部(36)と、前記一時記憶された複素フーリエ
係数の実数値Xr(k,t)、又は虚数値Xi(k,t)の他方の信
号を供給する第2の一時記憶手段(4)と、前記加算部
よりの加算信号、及び前記第2の一時記憶手段よりの複
素フーリエ係数の実数値Xr(k,t)、又は虚数値Xi(k,t)
の他方の信号が供給され、これらの信号にそれぞれのk
の値に対応する基底周波数に基づく定数を用いて演算処
理を行い、時刻t+1におけるそれぞれの次数kに対する
複数組の複素フーリエ係数Xr(k,t+1)、及びXi(k,t+
1)を得る基底関数演算処理部(30)とで構成したこと
を特徴とする再帰型離散フーリエ変換装置。
4) Times t, t + 1, t + at constant intervals
2, t + 3,..., T + N−1, t + N, (N is a positive integer of 1 or more) data values x (t), x (t + 1), x (t + 2), x
(T + 3),..., X (t + N−1), x (t + N) are supplied, and N data values supplied from time t with respect to the supplied data value are defined as a data string. The data sequence is subjected to complex Fourier transform using a plurality of orders k (k is 0 or a positive integer smaller than N), and a real part Xr of each coefficient is obtained as a plurality of sets of complex Fourier coefficients.
In a discrete Fourier transform apparatus for obtaining (k, t) and an imaginary part Xi (k, t), a data sequence x (t), x (t + 1), x (t + 2) supplied from time t at time t + N−1 , X (t +
3) The first to temporarily store x (t + N-1)
And the respective complex Fourier coefficients Xr (k, t) and Xi (k, t) corresponding to a plurality of k values in the data sequence temporarily stored in the first storage means. ), And their respective k
Second temporary storage means (4) for temporarily storing each of a plurality of sets of complex Fourier coefficients Xr (k, t) and Xi (k, t) obtained by the discrete Fourier calculation means corresponding to the value of And each of the plurality of discrete Fourier calculation means is provided with a data value x (t + N) supplied at time t + N,
And a common subtraction unit (1) for obtaining a data value of a difference from the data value x (t) temporarily stored in the storage unit, and a predetermined difference data value obtained by the subtraction unit. A common constant multiplication unit (31) for obtaining a signal of a predetermined amplitude by multiplying by a constant value A for giving an amplitude, a signal of a predetermined amplitude obtained from the common constant multiplication unit, and the second temporary storage An adding section (36) for adding one of the real value Xr (k, t) or the imaginary value Xi (k, t) of the complex Fourier coefficient temporarily stored in the means to obtain an addition signal; Second temporary storage means (4) for supplying the other signal of the real value Xr (k, t) or the imaginary value Xi (k, t) of the obtained complex Fourier coefficient, and an addition signal from the addition unit, And the real value Xr (k, t) or the imaginary value Xi (k, t) of the complex Fourier coefficient from the second temporary storage means.
Are supplied, and these signals have their respective k
Is performed using a constant based on the base frequency corresponding to the value of, and a plurality of sets of complex Fourier coefficients Xr (k, t + 1) and Xi (k, t +) for each order k at time t + 1.
A recursive discrete Fourier transform device comprising a basis function calculation processing unit (30) for obtaining 1).

【0033】5) 前記それぞれのkの値に対応する複
数の複素フーリエ係数は、N個のkの値に対応する複素
フーリエ係数を出力するように構成することを特徴とす
る3)、又は4)項に記載の再帰型離散フーリエ変換装
置。
5) The plurality of complex Fourier coefficients corresponding to the respective k values are configured to output complex Fourier coefficients corresponding to N k values. 3) or 4). ). The recursive discrete Fourier transform apparatus according to the above item.

【0034】6) 前記x(t+N)と、前記x(t)との
差の値に対する振幅値を与えるための正の定数値Aは、
1、Nの平方根、又はNなどの値を選択的に設定可能で
あることを特徴とする1)、2)、3)、又は4)項に
記載の再帰型離散フーリエ変換装置。
6) A positive constant value A for giving an amplitude value for a value of the difference between the x (t + N) and the x (t) is:
The recursive discrete Fourier transform apparatus according to any one of 1), 2), 3) and 4), wherein a value such as 1, a square root of N, or N can be selectively set.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下、本発明の再帰型離散フーリ
エ変換装置の実施の形態につき、好ましい実施例により
説明する。図1は、その実施例に係る再帰型離散フーリ
エ変換装置の構成を概略示したものであり、同図と共に
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a recursive discrete Fourier transform apparatus according to the present invention will be described below with reference to preferred embodiments. FIG. 1 schematically shows the configuration of a recursive discrete Fourier transform apparatus according to the embodiment, which will be described with reference to FIG.

【0036】その再帰型離散フーリエ変換装置は一定時
間間隔でサンプリングされたデータが供給され、供給さ
れた最新のN個(Nは正の整数)のデータを一時記憶す
るデータ更新部1と、離散フーリエ変換を行なうための
基底周波数を設定する基底周波数設定部2と、再帰型D
FT演算を行なう再帰型DFT演算部3と、演算された
データを一時記憶するメモリ部4とより構成される。
The recursive discrete Fourier transform apparatus is supplied with data sampled at fixed time intervals, and includes a data update unit 1 for temporarily storing the latest N (N is a positive integer) supplied data, A base frequency setting unit 2 for setting a base frequency for performing a Fourier transform;
It comprises a recursive DFT operation unit 3 for performing an FT operation and a memory unit 4 for temporarily storing the calculated data.

【0037】次に、この様に構成される再帰型離散フー
リエ変換装置の動作について説明する。まず、供給され
るデータは図示しないサンプリング回路により一定時間
間隔でサンプリングされ、サンプリングされて量子化さ
れた離散データがデータ更新部1に供給される。
Next, the operation of the recursive discrete Fourier transform device configured as described above will be described. First, the supplied data is sampled at fixed time intervals by a sampling circuit (not shown), and the discrete data sampled and quantized is supplied to the data updating unit 1.

【0038】そのサンプリング回路は、間隔が一定であ
る時刻t、t+1、t+2、t+3、・・・・・・、t+N−1、
t+N(Nは自然数)において供給されるデータ値のサン
プリングを行ない、その時刻に供給されているデータ値
をそれぞれの時刻に対応したサンプリング値としてデー
タ列x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+3)、・・
・・・・、x(t+N−1)、x(t+N)を生成する。
The sampling circuit operates at times t, t + 1, t + 2, t + 3,...
The data values supplied at t + N (N is a natural number) are sampled, and the data values supplied at that time are taken as data values x (t), x (t + 1), x ( t + 2), x (t + 3), ...
.., X (t + N−1) and x (t + N) are generated.

【0039】このサンプリング回路の動作は、供給され
るアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器
の動作と同様であり、サンプリング周波数の逆数で与え
られる一定時間間隔で供給されるアナログ信号電圧値を
デジタル信号値に変換するものであり、変換されたデジ
タル信号値はパルス振幅変調信号を与えるアナログ電圧
と相似の関係にある電圧であったり、あるいはその電圧
値を2進数のデジタル値で表現するものであったりす
る。
The operation of this sampling circuit is the same as the operation of an A / D converter for converting a supplied analog signal to a digital signal, and the analog signal voltage supplied at a constant time interval given by the reciprocal of the sampling frequency. The value is converted to a digital signal value, and the converted digital signal value is a voltage having a similar relationship to an analog voltage that provides a pulse amplitude modulation signal, or the voltage value is represented by a binary digital value. Or something to do.

【0040】このようにして、データ更新部1には、時
刻tでサンプリングされたサンプリングデータx(t)、時
刻t+1におけるx(t+1)、・・・・・・・、時刻t+N-1
におけるx(t+N-1)、時刻t+Nにおけるx(t+N)が供給さ
れる。、
As described above, the data updating unit 1 stores the sampling data x (t) sampled at the time t, x (t + 1) at the time t + 1,..., And the time t + N-1.
X (t + N-1) at time t, and x (t + N) at time t + N. ,

【0041】データ更新部1は、供給されるデータのう
ち、最新に供給されるデータ数N個(Nは正の整数)の
データを更新しつつ一時記憶する。即ち、供給されるデ
ータがx(t)より開始され、x(t+1)、x(t+2)、x
(t+3)のように供給されるときは、供給されたデータ
x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+3)の全てを一
時記憶し、その一時記憶の動作はデータx(t+N−1)が
入来するまで継続し、x(t+N−1)のデータが入来した
段階で総データ数はN個となりデータ更新部のデータ領
域がフルとなる。
The data update unit 1 temporarily stores N data (N is a positive integer) of the latest supplied data among the supplied data while updating the data. That is, the supplied data starts from x (t), x (t + 1), x (t + 2), x
When supplied as (t + 3), supplied data
x (t), x (t + 1), x (t + 2), and x (t + 3) are all temporarily stored, and the operation of the temporary storage is continued until data x (t + N−1) is received, and x (t + N) When the data of -1) is received, the total number of data becomes N and the data area of the data update unit becomes full.

【0042】このような状態で、次のデータx(t+N)
が供給されるときは、総データ数がN+1個となるた
め、データ更新部1はx(t+N)よりx(t)を減算し、
減算して得られるデータを再帰型DFT演算部3に供給
するとともに、一番古いデータx(t)をメモリ部より削
除し、データ更新部1はx(t+1)、x(t+2)、x(t+
3)、・・・・・・、x(t+N−1)、x(t+N)のN個の
データを一時記憶する。
In such a state, the next data x (t + N)
Is supplied, since the total number of data is N + 1, the data updating unit 1 subtracts x (t) from x (t + N),
The data obtained by the subtraction is supplied to the recursive DFT operation unit 3 and the oldest data x (t) is deleted from the memory unit, and the data update unit 1 executes x (t + 1), x (t + 2), x (t t +
3) N data of x (t + N−1) and x (t + N) are temporarily stored.

【0043】同様にして、データ更新部1は、次のデー
タx(t+N+1)が供給されるときはデータx(t+N+1)
−x(t+1)を求めて再帰型DFT演算部3に供給すると
ともに、x(t+1)をメモリより削除するようにし、常に
供給されるデータの最新のN個をデータ更新部1に一時
記憶する。
Similarly, when the next data x (t + N + 1) is supplied, the data updating unit 1 outputs the data x (t + N + 1).
−x (t + 1) is obtained and supplied to the recursive DFT operation unit 3, x (t + 1) is deleted from the memory, and the latest N pieces of supplied data are temporarily stored in the data update unit 1. .

【0044】このようにして、一時記憶されるN個のデ
ータは再帰型DFT演算部に供給され、その再帰型DF
T演算部は基底周波数設定部2で設定される周波数解像
度情報に従って、及びメモリ回路4に一時記憶された1
サンプル前のFFT演算結果は再起型DFTに再帰デー
タとして供給され、後述の方法により再帰型離散フーリ
エ変換演算が行なわれ、その演算結果が出力されるよう
になされている。
Thus, the N data temporarily stored is supplied to the recursive DFT operation unit, and the recursive DF
The T operation unit 1 stores the 1 temporarily stored in the memory circuit 4 according to the frequency resolution information set by the base frequency setting unit 2.
The result of the FFT operation before the sample is supplied to the recursive DFT as recursive data, the recursive discrete Fourier transform operation is performed by a method described later, and the operation result is output.

【0045】次に、この再帰型離散フーリエ演算処理方
法について、従来から行なわれているフーリエ演算処理
をも参照しつつ、さらに詳細に説明する。図2に、供給
される信号波形をサンプリング期間tsでサンプリング
して得られるデータ値と、それに対するDFT演算の関
係を模式的に示し、説明する。
Next, the recursive discrete Fourier calculation processing method will be described in more detail with reference to the conventional Fourier calculation processing. FIG. 2 schematically shows a relationship between a data value obtained by sampling a supplied signal waveform in a sampling period ts and a DFT operation on the data value.

【0046】同図において、時間tより一定のサンプリ
ング期間tsでサンプリングされたN個の実数データ
値、x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+3)、・・
・・・・、x(t+N−1)の集合、及び時間t+1よりサ
ンプリングされて得られるN個の実数データ値、x(t+
1)、x(t+2)、x(t+3)、・・・・・・、x(t+N−
1)、x(t+N)の集合を示してある。
In the figure, N real data values sampled during a fixed sampling period ts from time t, x (t), x (t + 1), x (t + 2), x (t + 3),.
..., A set of x (t + N−1), and N real data values obtained by sampling from time t + 1, x (t +
1), x (t + 2), x (t + 3), ..., x (t + N-
1), a set of x (t + N) is shown.

【0047】そして、その時間tよりサンプリングされ
たN個の実数データ値であるデータ列に対して求められ
る離散フーリエ変換の値X(k、t)は次に示す式(2)で
定義される。
Then, the value X (k, t) of the discrete Fourier transform obtained for the data sequence of N real number data values sampled from the time t is defined by the following equation (2). .

【0048】[0048]

【数4】 (Equation 4)

【0049】このようにして定義された、任意の時間t
より供給されたサンプリングデータ列、x(t)〜x(t+
N−1)の実数部Xr(k,t)、及び虚数部Xi(k,t)の変
換を式(3)、(4)のように定義する。
An arbitrary time t defined in this way
Sampling data string supplied from x (t) to x (t +
The conversion of the real part X r (k, t) and the imaginary part X i (k, t) of N−1) is defined as in equations (3) and (4).

【0050】[0050]

【数5】 (Equation 5)

【0051】このようにして時間tより供給されたサン
プリングデータ列に対する変換式が定義されるが、次に
時間t+1より供給されるサンプリングデータ列に対す
る変換式について述べる。
The conversion formula for the sampling data sequence supplied from time t is defined as described above. Next, the conversion formula for the sampling data sequence supplied from time t + 1 will be described.

【0052】すなわち、その時間t+1より供給される
サンプリングデータ列はx(t+1)、x(t+2)、x(t+
3)、・・・・・・、x(t+N−1)、x(t+N)の集合と
して示されるが、これは時間tより供給されるデータ列
に対し、データx(t)が削除され、新たなデータx(t+
N)が追加されているため、実数部の変換は次の式(5)
で示されるとともに、その式(5)は次のように展開さ
れる。
That is, the sampling data sequence supplied from the time t + 1 is x (t + 1), x (t + 2), x (t +
3),..., X (t + N−1) and x (t + N), which are deleted from the data sequence supplied from time t, New data x (t +
N) is added, the conversion of the real part is
In addition, the expression (5) is expanded as follows.

【0053】[0053]

【数6】 (Equation 6)

【0054】ここで、Here,

【0055】[0055]

【数7】 (Equation 7)

【0056】である。そこで、最も古いデータであるx
(t)を削除し、最も新しいデータであるx(t+N)を組
み入れると、Xr(k、t)を用いてYr(k、t+1)を表す
ことが可能となり、同様に、Yi(k、t+1)をXi(k、
t)で表すこともことも可能となる。
Is as follows. So, the oldest data, x
If (t) is deleted and the newest data x (t + N) is incorporated, it becomes possible to represent Y r (k, t + 1) using X r (k, t), and similarly, Y i ( k, t + 1) to X i (k,
It can also be expressed as t).

【0057】その結果、式(6)、及び式(7)は次のよ
うに書き表わされる。
As a result, equations (6) and (7) are written as follows.

【0058】[0058]

【数8】 (Equation 8)

【0059】次に、虚数部の変換式(4)についても、
同様に展開する。即ち、新しいデータx(t+N)が供給
されるとき、虚数部の変換も同様にして行われる。
Next, regarding the conversion formula (4) of the imaginary part,
Expand similarly. That is, when new data x (t + N) is supplied, the conversion of the imaginary part is performed in the same manner.

【0060】[0060]

【数9】 (Equation 9)

【0061】従って、式(8)、及び(9)の関係を基
に、式(5)、及び(10)は次のように書き表すことが
出来る。
Therefore, based on the relations of equations (8) and (9), equations (5) and (10) can be written as follows.

【0062】[0062]

【数10】 (Equation 10)

【0063】このようにして、時間t+1における離散フ
ーリエ変換は、時間tにおける離散フーリエ演算結果を
再帰的に用いるとともに、新しく取り込んだサンプル値
x(t+N)と削除するサンプル値x(t)の差のデータ値を用
いて式(11)、及び(12)により計算して求めることが
できる。
As described above, the discrete Fourier transform at time t + 1 uses the discrete Fourier operation result at time t recursively, and uses the newly acquired sample value.
Using the data value of the difference between x (t + N) and the sample value x (t) to be deleted, it can be obtained by calculation according to equations (11) and (12).

【0064】ここで求められる離散フーリエ変換は、本
来的には有限なサンプル数Nに対して処理を行うFIR
フィルタ(非巡回形デジタルフィルタ)であるが、前述
の式(11)、及び(12)の変換式からも明らかように、
現サンプリング時間における離散フーリエ変換を前サン
プリング時間に求められた離散フーリエ変換結果を用い
て導く、IIRフィルタ(巡回形デジタルフィルタ)を
用いて実現していることになる。
The discrete Fourier transform obtained here is essentially an FIR that performs processing on a finite number of samples N.
Although it is a filter (a non-recursive digital filter), as is clear from the conversion equations of the above equations (11) and (12),
This means that the discrete Fourier transform at the current sampling time is realized by using an IIR filter (recursive digital filter) that derives using the result of the discrete Fourier transform obtained at the previous sampling time.

【0065】このDFTをIIRフィルタにより実現す
る方法は、そのDFTをFIRフィルタで構成するより
も演算のためのハードウェア構成を簡単にすることがで
きるため、以上述べたような変換式により示される再帰
型離散フーリエ変換を行う場合は、前述の図2に示した
ようなサンプリング時間間隔で、逐次サンプリングされ
た新しいデータが供給され、その新しいデータ値を含む
最新のデータ列に対して演算効率の高いフーリエ変換を
行うことができるものである。
In the method of realizing this DFT by the IIR filter, the hardware configuration for the operation can be simplified as compared with the case where the DFT is configured by the FIR filter. In the case of performing the recursive discrete Fourier transform, new data sequentially sampled is supplied at the sampling time interval as shown in FIG. A high Fourier transform can be performed.

【0066】さて、このようにして、cos(2πk/N)、
及びsin(2πk/N)で示される基底周波数を用いてフー
リエ演算を行なうことが出来るが、それらの基底周波数
をΓc、Γs(ガンマc、ガンマs)とおき、振幅を示す
1/(Nの平方根)をAとおくと式(11)、及び(12)
は次のように表せる。
Now, in this way, cos (2πk / N),
And sin (2πk / N) can be used to perform a Fourier operation, but those base frequencies are set as Γc, Γs (gamma c, gamma s), and 1 / (N Letting A be the square root, equations (11) and (12)
Can be expressed as follows.

【0067】[0067]

【数11】 [Equation 11]

【0068】このようにして、式(13)、及び(14)を
用いてフーリエ変換の演算を行なうことができるが、次
にそれを実現する再帰型離散フーリエ変換装置の構成に
ついて述べる。
In this way, the Fourier transform operation can be performed by using the equations (13) and (14). Next, the configuration of a recursive discrete Fourier transform apparatus for realizing it will be described.

【0069】即ち、式(13)は、時刻t+1におけるフー
リエ係数の実数部Xr(k、t+1)を、時刻t+Nと時刻t
において供給されるデータx(k、t+N)、x(k、t)
と、時刻tのときに求められたフーリエ係数の実数部Xr
(k、t)、及び虚数部Xi(k、t)を再帰的に用いるこ
とにより、目的とする基底周波数Γc、及びΓsにおい
て得られることを示している。
That is, equation (13) is obtained by converting the real part X r (k, t + 1) of the Fourier coefficient at time t + 1 to the time t + N and the time t + N.
X (k, t + N), x (k, t) supplied at
And the real part X r of the Fourier coefficients obtained at time t
It is shown that by using (k, t) and the imaginary part X i (k, t) recursively, the desired base frequencies に お い て c and Γs can be obtained.

【0070】そして、式(14)は、同様にして時刻t+1
におけるフーリエ係数の虚数部Xi(k、t+1)が得られ
ることを示しており、次にこのような演算式に対応して
動作する再帰型離散フーリエ変換装置について述べる。
Equation (14) is similarly calculated at time t + 1
It is shown that the imaginary part X i (k, t + 1) of the Fourier coefficient can be obtained. Next, a recursive discrete Fourier transform apparatus that operates according to such an arithmetic expression will be described.

【0071】図3は、その再帰型離散フーリエ変換装置
の要部を構成する再帰型離散フーリエ変換回路であり、
また図4は図3における基底関数演算処理部を更に詳細
に示した図であり、これらの図とともに説明する。
FIG. 3 shows a recursive discrete Fourier transform circuit constituting a main part of the recursive discrete Fourier transform apparatus.
FIG. 4 is a diagram showing the basis function calculation processing section in FIG. 3 in further detail, and will be described with reference to these figures.

【0072】図4において、その再帰型離散フーリエ変
換回路は、データ更新部1を構成する遅延回路11、及
び減算器12と、再帰型DFT演算部を構成する複数の
乗算器31〜35、及び複数の加算器36〜38と、メ
モリ部を構成する遅延回路41、及び42とより構成さ
れる。
In FIG. 4, the recursive discrete Fourier transform circuit includes a delay circuit 11 and a subtractor 12 constituting a data updating unit 1, a plurality of multipliers 31 to 35 constituting a recursive DFT operation unit, and It comprises a plurality of adders 36 to 38 and delay circuits 41 and 42 constituting a memory section.

【0073】次に、この様に構成される再帰型離散フー
リエ変換回路の動作について説明する。まず、供給され
る入力信号は図示しないサンプリング回路により間隔が
一定である時刻t、t+1、t+2、t+3、・・・・・・、t
+N−1、t+N(Nは自然数)において供給される入力信
号のサンプリングを行ない、その時刻における入力信号
のレベルをサンプリング値としてデータ列x(t)、x(t
+1)、x(t+2)、x(t+3)、・・・・・・、x(t+N
−1)、x(t+N)とされた離散データがデータ更新部1
に供給される。
Next, the operation of the recursive discrete Fourier transform circuit configured as described above will be described. First, supplied input signals are time t, t + 1, t + 2, t + 3,..., T at a constant interval by a sampling circuit (not shown).
+ N−1, t + N (N is a natural number) is sampled, and the level of the input signal at that time is sampled as a data sequence x (t), x (t)
+1), x (t + 2), x (t + 3), ..., x (t + N)
−1), x (t + N) discrete data
Supplied to

【0074】データ更新部1では、供給されるデータの
一方は遅延器11に、他の一方は減算器12に供給され
る。遅延器11はNサンプリングクロックの期間に相当
する時間、信号を遅延させる。即ち、遅延器11は最新
に供給されるデータ数N個のデータを更新しつつ一時記
憶する機能を有している。
In the data updating unit 1, one of the supplied data is supplied to the delay unit 11 and the other is supplied to the subtractor 12. The delay unit 11 delays the signal for a time corresponding to the period of the N sampling clocks. That is, the delay unit 11 has a function of temporarily storing the data of the number N of data supplied most recently while updating the data.

【0075】ここで、供給されるデータがx(t)より開
始され、x(t+1)、x(t+2)、x(t+3)のように供
給されるとき、遅延器11は供給されたデータx(t)、
x(t+1)、x(t+2)、x(t+3)の全てを一時記憶
し、その一時記憶の動作はデータx(t+N−1)が入来す
るまで継続し、x(t+N−1)のデータが入来した段階で
総データ数はN個となり、遅延器11のデータ領域がフ
ルとなる。
Here, when the supplied data starts from x (t) and is supplied as x (t + 1), x (t + 2), x (t + 3), the delay unit 11 outputs the supplied data x (T),
All of x (t + 1), x (t + 2) and x (t + 3) are temporarily stored, and the operation of the temporary storage is continued until data x (t + N-1) is received, and data of x (t + N-1) is stored. Is received, the total number of data becomes N, and the data area of the delay unit 11 becomes full.

【0076】このような状態で、次のデータx(t+N)
が供給されるときは、総データ数がN+1となるため、
遅延器11は最も古いデータx(t)を減算器12に供給
し、減算器12は、供給されるデータx(t+N)よりそ
の最も古いデータx(t)を減算し、減算して得られる
[x(t+N)−x(t)]を再帰型DFT演算部3に供給
する。
In such a state, the next data x (t + N)
Is supplied, the total number of data becomes N + 1,
The delay unit 11 supplies the oldest data x (t) to the subtractor 12, and the subtractor 12 subtracts the oldest data x (t) from the supplied data x (t + N) and obtains the result by subtracting it. [X (t + N) −x (t)] is supplied to the recursive DFT operation unit 3.

【0077】その再帰型DFT演算部3では、このよう
にして供給される信号の乗算、及び加算を行う。まず、
乗算器31では供給される信号[x(t+N)−x(t)]
には前述の定数値Aが乗算され、乗算された信号は加算
器36に供給される。
The recursive DFT operation unit 3 performs multiplication and addition of the signals thus supplied. First,
In the multiplier 31, the supplied signal [x (t + N) -x (t)]
Is multiplied by the aforementioned constant value A, and the multiplied signal is supplied to the adder 36.

【0078】その加算器36では、乗算器31より供給
された信号と、この再帰型離散フーリエ演算回路の出力
信号の実数部が遅延器41により1サンプリング期間分
遅延された信号とが供給されて加算され、加算された信
号はそれぞれの乗算器32と33に供給される。
The adder 36 receives the signal supplied from the multiplier 31 and the signal obtained by delaying the real part of the output signal of the recursive discrete Fourier operation circuit by one sampling period by the delay unit 41. The added signals are supplied to respective multipliers 32 and 33.

【0079】その一方の乗算器32では、供給された信
号に基底周波数Γc=cos(2πk/N)が乗じられ、乗じ
て得られる信号は加算器37の一方の入力信号として供
給され、もう一方の乗算器33では、供給された信号に
基底周波数−Γs=−cos(2πk/N)が乗じられ、乗じ
て得られる信号は加算器38の一方の入力信号として供
給される。
In one of the multipliers 32, the supplied signal is multiplied by a base frequency Γc = cos (2πk / N), and the signal obtained by the multiplication is supplied as one input signal of the adder 37, In the multiplier 33, the supplied signal is multiplied by the base frequency −−s = −cos (2πk / N), and a signal obtained by the multiplication is supplied as one input signal of the adder 38.

【0080】前述の加算器37の、他方の入力信号とし
ては、この再帰型離散フーリエ演算回路の出力信号の虚
数部が遅延器42により1サンプリング期間分遅延され
た信号の一方を乗算器34によりΓs=cos(2πk/N)
を乗じた信号として供給され、前述の加算器38の他方
の入力信号としては、その遅延器42により1サンプリ
ング期間分遅延された信号の他方を乗算器35によりΓ
c=cos(2πk/N)が乗じられた信号が生成され、その
生成された信号が供給される。
As the other input signal of the adder 37, one of the signals obtained by delaying the imaginary part of the output signal of the recursive discrete Fourier operation circuit by one sampling period by the delay unit 42 is used by the multiplier 34. Γs = cos (2πk / N)
And the other input signal of the adder 38 described above is multiplied by the multiplier 35 with the other of the signals delayed by one sampling period by the delay unit 42.
A signal multiplied by c = cos (2πk / N) is generated, and the generated signal is supplied.

【0081】このようにして加算器37により加算され
た信号は、この再帰型離散フーリエ演算回路の出力信号
の実数部信号Xr(k、t+1)として供給されるととも
に、その信号の一部は再帰信号として前述の遅延回路4
1に供給され、また加算器38により加算された信号
は、この再帰型離散フーリエ演算回路の出力信号の虚数
部信号Xi(k、t+1)として供給されるとともにその信
号の一部は再帰信号として前述の遅延回路42に供給さ
れるようになされている。
The signal thus added by the adder 37 is supplied as the real part signal X r (k, t + 1) of the output signal of the recursive discrete Fourier operation circuit, and a part of the signal is supplied. The aforementioned delay circuit 4 as a recursive signal
1 and the signal added by the adder 38 is supplied as an imaginary part signal X i (k, t + 1) of the output signal of the recursive discrete Fourier operation circuit, and a part of the signal is a recursive signal. Is supplied to the delay circuit 42 described above.

【0082】ここで、乗算器32〜35に与えられたそ
れぞれの乗算用係数Γc、及びΓsは前述の図1に示し
た基底周波数設定部2により設定され、この再帰型離散
フーリエ演算回路はその設定された周波数に基づいて、
目的とする解像度に従ってNが設定され、そのNに従っ
た離散フーリエ変換の係数が演算されて、出力されるも
のである。
Here, the respective multiplication coefficients Γc and Γs given to the multipliers 32 to 35 are set by the base frequency setting unit 2 shown in FIG. 1, and this recursive discrete Fourier operation circuit is Based on the set frequency,
N is set according to the target resolution, and the coefficients of the discrete Fourier transform according to the N are calculated and output.

【0083】このようにして、供給されるデータ列x
(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+3)、・・・・・
・、x(t+N−1)、x(t+N)に対する複素フーリエ変
換結果X r(k、t+1)−jXi(k、t+1)を得ることが
できる。
In this manner, the supplied data string x
(T), x (t + 1), x (t + 2), x (t + 3), ...
·, Complex Fourier transformation for x (t + N-1) and x (t + N)
Exchange result X r(K, t + 1) -jXi(K, t + 1)
it can.

【0084】なお、上述の式(11)、(12)において、
cos(2πk/N)及びcos(2πk/N)をそれぞれΓc、Γs
とおいて、前述の図4に示す再帰型DFT演算回路の動
作について述べたが、これらのΓc、及びΓsは基底周波
数を示すものであり、その図4に示す再帰型DFT演算
回路は1つのkにより定められる基底周波数に対するD
FT演算を行なうモジュールであるので、そのモジュー
ルをN個並列に接続してNポイントの全ての基底周波数
に対するDFT演算回路を構成するようにすることがで
きる。
In the above equations (11) and (12),
Let cos (2πk / N) and cos (2πk / N) be Γc and Γs, respectively.
In the above, the operation of the recursive DFT operation circuit shown in FIG. 4 has been described. However, these Γc and Γs indicate the base frequency, and the recursive DFT operation circuit shown in FIG. D for the base frequency defined by
Since the module performs FT operation, N modules can be connected in parallel to form a DFT operation circuit for all base frequencies at N points.

【0085】図5に、N個の基底周波数を用いる演算モ
ジュールにより構成するNポイントの再帰型DFT演算
器の構成を示す。同図に示す、それぞれのモジュールに
おけるΓc、及びΓsは、
FIG. 5 shows a configuration of an N-point recursive DFT calculator composed of calculation modules using N base frequencies. Γc and Γs in each module shown in FIG.

【0086】[0086]

【数12】 (Equation 12)

【0087】であり、そのNポイント再帰型DFT演算
器の各モジュールのΓc、及びΓsにおけるkの値は、0
≦k≦N−1であるN個の異なる基底周波数となるように
設定されている。これにより、Nポイントのフーリエ変
換を並列演算により処理する再帰型DFT演算部を実現
できる。
The value of k in Γc and Γs of each module of the N-point recursive DFT calculator is 0
It is set so that N different base frequencies satisfying ≦ k ≦ N−1. As a result, a recursive DFT operation unit that processes the N-point Fourier transform by parallel operation can be realized.

【0088】このようにして実現される再帰型DFT演
算部における演算は、前述の式(11)、及び(12)によ
り、サンプリング期間ts毎に行われ、その演算に用い
られるkの値を、0〜N-1と変化させることにより、各基
底周波数におけるフーリエ変換結果を得ることができ
る。
The operation in the recursive DFT operation unit realized in this manner is performed for each sampling period ts by the above-described equations (11) and (12), and the value of k used in the operation is calculated as follows: By changing the value from 0 to N-1, a Fourier transform result at each base frequency can be obtained.

【0089】そして、これらの変換式を用いて行う再帰
型DFT演算は、所定の特定ポイントのフーリエ変換値
を算出するために、他のポイントのフーリエ変換値を用
いることなく、即ち相互に依存することなく、独立にフ
ーリエ変換値を得ることができる。
The recursive DFT operation performed by using these transformation formulas does not use the Fourier transform values of other points, ie, depends on each other, in order to calculate the Fourier transform value of a predetermined specific point. , And Fourier transform values can be obtained independently.

【0090】このように、独立して、所定の周波数にお
けるフーリエ変換値を求めることができることは、例え
ば特定の周波数ポイントに着目する場合、即ち、kを特
定の値に選定する場合、前述の式(11)、及び(12)の中に
示されている三角関数の式の値は定数となる。
As described above, the fact that the Fourier transform value at a predetermined frequency can be obtained independently is, for example, when focusing on a specific frequency point, that is, when k is selected to a specific value, The value of the expression of the trigonometric function shown in (11) and (12) is a constant.

【0091】このことを従来のDFT演算と比較する
に、従来のDFTの定義が前述の式(1)により行わ
れ、基底関数を示す三角関数の値がkの値とともに変化
するバタフライ演算を用いて行われるため、従来のFF
Tでは特定のポイントの算出は難しいが、ここに示した
再帰型DFT演算による方法では、三角関数で示される
式の値が定数であるため、特定のポイントに対するフー
リエ係数の算出が容易である特徴を有する点で異なって
いる。
In order to compare this with the conventional DFT operation, the conventional DFT is defined by the above-described equation (1), and the butterfly operation in which the value of the trigonometric function indicating the basis function changes with the value of k is used. Is performed by the conventional FF
In T, it is difficult to calculate a specific point. However, in the method based on the recursive DFT operation shown here, since the value of the expression represented by the trigonometric function is a constant, it is easy to calculate the Fourier coefficient for the specific point. Is different.

【0092】この様に、この回帰型DFTは、周波数解
析すべき周波数に対応するkの値を選定することによ
り、選定した周波数ポイントにおけるDFT変換結果を
簡単な演算により得ることが出来る。
As described above, in the regression type DFT, by selecting the value of k corresponding to the frequency to be subjected to the frequency analysis, the DFT conversion result at the selected frequency point can be obtained by a simple calculation.

【0093】さらにまた、フーリエ解析を所望する基底
周波数のみを選択して行なうことができるため、従来の
FFTのように取り扱うポイント数が2の指数ポイント
(2のべき乗で示される値;2、4、8、16、32、
64、128、・・・・・・)に制限されることはな
く、任意のポイント数を指定してフーリエ解析を行なう
ことができる。
Furthermore, since Fourier analysis can be performed by selecting only a desired base frequency, the number of points handled as in the conventional FFT is an exponential point of 2 (a value indicated by a power of 2; 2, 4 , 8, 16, 32,
64, 128,...), And Fourier analysis can be performed by specifying an arbitrary number of points.

【0094】次に、このようにしてなされる演算モジュ
ールが並列に配置される再帰型DFT演算回路の構成に
ついて述べる。前述の図5に示したNポイントの再帰型
フーリエ変換における演算は、並列に並べられたN個の
モジュール全てにおいて全く同一の動作を行う構成個所
が存在し、その同一の動作を行う部分を共通化したフー
リエ変換回路を構成することができる。
Next, the configuration of a recursive DFT operation circuit in which the operation modules thus constructed are arranged in parallel will be described. In the operation in the N-point recursive Fourier transform shown in FIG. 5 described above, there are constituent parts that perform exactly the same operation in all of the N modules arranged in parallel, and the part that performs the same operation is common. And a simplified Fourier transform circuit.

【0095】図6に、モジュールの一部を共用化したN
ポイント再帰型DFT変換器の構成を示す。同図におけ
るDFTは、前述の図5に示したモジュールに対して、
同一の動作を行う部分を共通化し、共通でない部分をサ
ブモジュールとして構成したものである。
FIG. 6 shows an example of a shared N
2 shows a configuration of a point recursive DFT transformer. The DFT in the same figure is different from the module shown in FIG.
Parts that perform the same operation are shared, and parts that are not common are configured as submodules.

【0096】即ち、モジュールを構成する前述の図4の
再帰型DFT変換回路において、サンプリングされて供
給されるデータをNサンプル分蓄積する遅延器11と、
サンプリングされて供給されるデータ値から遅延器11
に一時記憶されている最も古いデータ値との減算を行う
減算器12と、減算器12から供給される信号に所定の
係数Aを乗算する乗算器31の構成部分が共通に用いら
れている。
That is, in the above-described recursive DFT conversion circuit of FIG. 4 constituting the module, a delay unit 11 for accumulating N samples of data sampled and supplied,
From the data value sampled and supplied, the delay unit 11
And a multiplier 31 for multiplying a signal supplied from the subtractor 12 by a predetermined coefficient A are commonly used.

【0097】サブモジュール1〜(N−1)のそれぞれ
は、モジュール1〜(N−1)に対して、これらの共通
な構成部分が除かれた構成のものであり、それぞれのサ
ブモジュール1〜(N−1)は、共通の遅延器11、減
算器12、及び乗算器31より供給される信号を共用し
て使用し、回路規模の縮小、小型化、及び省電力化を図
っている。
Each of the submodules 1 to (N-1) has the same configuration as that of the modules 1 to (N-1) except that these common components are removed. In (N-1), the signals supplied from the common delay unit 11, subtracter 12, and multiplier 31 are used in common, and the circuit scale, size, and power consumption are reduced.

【0098】以上、再帰型離散フーリエ変換装置につい
て述べたが、信号形式の変換を逆に行う装置として再帰
型逆離散フーリエ変換装置がある。即ち、ここで述べた
再帰型離散フーリエ変換装置は時系列データを周波数系
列のデータに変換する装置であるが、再帰型逆離散フー
リエ変換装置は周波数系列データを時系列のデータに変
換する装置であり、ここに述べた装置の構成方法を応用
して再帰型逆離散フーリエ変換装置を実現することが出
来る。
The recursive discrete Fourier transform apparatus has been described above, but there is a recursive inverse discrete Fourier transform apparatus which reversely converts the signal format. That is, the recursive discrete Fourier transform device described here is a device that converts time series data into frequency sequence data, while a recursive inverse discrete Fourier transform device is a device that converts frequency sequence data into time series data. Yes, a recursive inverse discrete Fourier transform device can be realized by applying the device configuration method described here.

【0099】そして、周波数系列のデータを再帰型逆離
散フーリエ変換装置により時系列データとして生成し、
生成された時系列データを再帰型離散フーリエ変換装置
により周波数系列のデータに変換するときは、両者が相
対応するパラメータを利用して変換を行う場合は、元の
周波数系列データが再現される。
Then, frequency series data is generated as time series data by a recursive inverse discrete Fourier transform device,
When the generated time-series data is converted into frequency-series data by the recursive discrete Fourier transform device, if the conversion is performed using the corresponding parameters, the original frequency-series data is reproduced.

【0100】そのパラメータとは、前述の式(13)、及
び式(14)においてAとして示した振幅値を規定する数
値などであり、この数値としては1、N、又はNの平方
根などの値が割り付けられて用いられる。
The parameter is a numerical value defining the amplitude value indicated as A in the above-mentioned equations (13) and (14), and this numerical value is a value such as 1, N, or the square root of N. Are allocated and used.

【0101】即ち、パラメータとして例えば数値aが用
いられて再帰型逆離散フーリエ変換がなされて生成され
たデータを、再帰型離散フーリエ変換に供給するように
して対称的な信号変換、信号再変換を行う場合は、その
ときに用いられるフーリエ逆変換のパラメータaに対応
するパラメータAを用いてフーリエ変換を行なうと変換
前のデータを得ることが出来る。
That is, data generated by performing a recursive inverse discrete Fourier transform by using, for example, a numerical value a as a parameter is supplied to a recursive discrete Fourier transform to perform symmetric signal conversion and signal retransformation. When performing the Fourier transform using the parameter A corresponding to the parameter a of the inverse Fourier transform used at that time, data before the transform can be obtained.

【0102】そのa、及びAにより与えられる信号の振
幅が、フーリエ逆変換側で与えられる値が1のときはフ
ーリエ変換側ではNとし、フーリエ逆変換側がNのとき
はフーリエ変換側は1とし、そしてフーリエ逆変換側が
Nの平方根によるときはフーリエ変換側でもNの平方根
に基づく振幅を与えるようにすると、フーリエ逆変換を
行なった信号をフーリエ変換することにより変換前のデ
ータを得ることができる。
When the amplitudes of the signals given by a and A are 1 on the inverse Fourier transform side, the Fourier transform side is N, and when the Fourier inverse transform side is N, the Fourier transform side is 1. When the Fourier inverse transform side uses the square root of N, if the Fourier transform side also gives an amplitude based on the square root of N, the data before the transform can be obtained by performing the Fourier transform on the signal subjected to the inverse Fourier transform. .

【0103】この関係を前述の式(11)、及び(12)を
元にして述べるに、これらの式において振幅を示す
This relationship will be described based on the above equations (11) and (12).

【0104】[0104]

【数13】 (Equation 13)

【0105】をAとおいて、図4に示す再帰型DFT変
換回路について述べたが、この値は、DFTの定義を前
述の式(2)で行い、導入したものであり、本来はDF
Tとそれと対になるIDFTとの振幅調整のために存在
する係数である。
In the description of the recursive DFT conversion circuit shown in FIG. 4 where A is assumed, the value is obtained by defining DFT by the above-described equation (2) and introducing it.
This coefficient exists for adjusting the amplitude of T and its corresponding IDFT.

【0106】従って、再帰型DFTにおける定数Aは、
それに対応するIDFT側の定数aに対応する値とし
て、
Therefore, the constant A in the recursive DFT is
As a value corresponding to the constant a on the IDFT side corresponding thereto,

【0107】[0107]

【数14】 [Equation 14]

【0108】以外に1、又は1/NなどのIDFT側と
相補的な関係にある都合のよい値を適宜選択して乗算器
3を構成するようにする。
In addition, a convenient value such as 1 or 1 / N which is complementary to the IDFT side is appropriately selected to constitute the multiplier 3.

【0109】このようにして構成されるフーリエ逆変換
をOFDM(直交周波数分割多重変調)信号の生成装置
に、そしてフーリエ変換をOFDM信号受信装置に使用
するようにして、フーリエ逆変換によりデジタル変調さ
れて送信される信号を生成し、受信側では送信された信
号をフーリエ変換を用いて復号するようにし、そのとき
に用いられる振幅を定める定数a、及びAは、前述のよ
うな相対応する値に設定すればよい。
The inverse Fourier transform configured in this way is used for an OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) signal generating device, and the Fourier transform is used for an OFDM signal receiving device. The receiving side decodes the transmitted signal using Fourier transform, and the constants a and A that determine the amplitude used at that time are the corresponding values as described above. Should be set to.

【0110】しかし、実際にこのようにして生成され、
伝送されるOFDM信号はその経路中で振幅値(伝送さ
れる信号の利得)を変動させる要因が多くあるため、離
散フーリエ変換時の振幅値は逆離散フーリエ変換時の値
にほぼ対応している程度で良く、離散フーリエ変換にお
けるAの値は組み込みやすい値を適宜選択して設定すれ
ばよいことになる。
However, actually generated in this way,
Since the transmitted OFDM signal has many factors that fluctuate the amplitude value (gain of the transmitted signal) in its path, the amplitude value at the time of the discrete Fourier transform almost corresponds to the value at the time of the inverse discrete Fourier transform. The value of A in the discrete Fourier transform may be set by appropriately selecting a value that is easy to incorporate.

【0111】以上、式(11)及び、(12)により導かれ
る離散フーリエ変換、及びその応用としての逆離散フー
リエ変換について述べた。これらのフーリエ係数を求め
る式は、Nサンプル離れた2つのデータ値の差と、1サ
ンプルクロック前に求められたフーリエ係数値に対して
基底周波数の正弦値、及び余弦値を用い、単純な形でフ
ーリエ係数値を求めることが出来る。
The discrete Fourier transform derived by the equations (11) and (12) and the inverse discrete Fourier transform as an application thereof have been described above. The formula for calculating these Fourier coefficients is a simple form using the difference between two data values separated by N samples and the sine and cosine values of the base frequency for the Fourier coefficient values obtained one sample clock before. Can obtain the Fourier coefficient value.

【0112】そして、式(13)及び、(14)により導か
れる離散フーリエ変換に用いられている基底周波数の余
弦値Γc、及び正弦値Γsは、お互いに直交している関
数を用いることにより再帰型DFT変換装置を構成でき
ることを示しており、例えばΓcとΓsを入れ替えるな
ど、その他のお互いに直交する関数を用いて同様な分析
手法を実現することができる。
The cosine value Γc and the sine value Γs of the base frequency used in the discrete Fourier transform derived by the equations (13) and (14) are recursively obtained by using mutually orthogonal functions. This shows that a type DFT converter can be configured, and a similar analysis method can be realized using other mutually orthogonal functions, such as exchanging Γc and Γs.

【0113】そのときは、再帰的信号として使用するフ
ーリエ係数の実数部と虚数部の関係、及びそれぞれの信
号の極性についても、フーリエ係数が可能な限り単純な
形の式で求められるようにお互いの組み合わせを定め、
その定められた手法によりフーリエ係数を導き出すよう
にする必要がある。
At this time, the relationship between the real part and the imaginary part of the Fourier coefficient used as the recursive signal and the polarity of each signal are also set so that the Fourier coefficient can be obtained by the simplest possible expression. Determine the combination of
It is necessary to derive Fourier coefficients by the defined method.

【0114】[0114]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、供給され
るN個のサンプルよりなるデータ列に対して複素フーリ
エ変換を行い、次に供給される新しいサンプルのサンプ
ル値より、既に複素フーリエ変換を行うために使用した
最も古いサンプル値を減算して減算値を求めると共にそ
の最も古いサンプルを削除し、その減算値と既に求めた
複素フーリエ演算結果を基にして1サンプルづつ新しく
されたN個のサンプルに対する離散フーリエ演算結果を
得ることができるので、従来の様にNサンプルのデータ
が供給されてからフーリエ演算を行うのと異なり、1サ
ンプル期間内に必要とする解析解像度を与えるポイント
数Nにおける高速フーリエ演算結果を得る再帰型フーリ
エ変換装置を構成することが出来る効果を有している。
According to the first aspect of the present invention, a complex Fourier transform is performed on a supplied data sequence consisting of N samples, and a complex Fourier transform is already performed based on the sample value of a new sample supplied next. The oldest sample value used to perform the conversion is subtracted to obtain a subtraction value, the oldest sample is deleted, and the N is updated one by one based on the subtraction value and the complex Fourier operation result already obtained. Since the result of discrete Fourier calculation for a number of samples can be obtained, unlike the conventional case where Fourier calculation is performed after data of N samples is supplied, the number of points that gives the required analysis resolution within one sample period This has an effect that a recursive Fourier transform apparatus for obtaining a fast Fourier operation result in N can be configured.

【0115】また、請求項2記載の発明によれば、供給
されるN個のサンプルよりなるデータ列に対して複素フ
ーリエ変換を行い、次に供給される新しいサンプルのサ
ンプル値と、既に複素フーリエ変換を行うために使用し
た最も古いサンプル値と、既に求めた複素フーリエ演算
結果とを基にして、所定の演算式により演算することに
より1サンプルづつ新しくされたN個のサンプルに対す
る離散フーリエ演算結果を求めることができるので、従
来の様にNサンプルのデータが供給されてからフーリエ
演算を行うのと異なり、1サンプル期間内に必要とする
解析解像度を与えるポイント数Nにおける高速フーリエ
演算結果を得る再帰型フーリエ変換装置を構成すること
が出来る効果を有している。
According to the second aspect of the present invention, a complex Fourier transform is performed on the supplied data sequence of N samples, and the sample value of the next new sample to be supplied and the complex Fourier transform Based on the oldest sample value used for performing the conversion and the already obtained complex Fourier operation result, a discrete Fourier operation result is newly obtained for each of the N samples by performing an operation using a predetermined operation expression. Therefore, unlike the conventional method, the Fourier operation is performed after the data of N samples is supplied, and the result of the fast Fourier operation at the number of points N that provides the required analysis resolution within one sample period is obtained. This has the effect that a recursive Fourier transform device can be configured.

【0116】また、請求項3記載の発明によれば、供給
されるN個のサンプルよりなるデータ列に対して複数の
基底周波数に対して複素フーリエ変換を行い、次に供給
される新しいサンプルのサンプル値より、既に複素フー
リエ変換を行うために使用した最も古いサンプル値を減
算して減算値を求めると共にその最も古いサンプルを削
除し、その減算値と既に求めた複素フーリエ演算結果を
基にして1サンプルづつ新しくされたN個のサンプルに
対し、複数の基底周波数に対する離散フーリエ演算結果
を得ることができるので、従来の様にNサンプルのデー
タが供給されてからフーリエ演算を行うのと異なり、1
サンプル期間内に、複数の基底周波数に対するフーリエ
演算結果を得る高速に動作する再帰型フーリエ変換装置
を構成することが出来る効果を有している。
According to the third aspect of the present invention, a complex Fourier transform is performed on a plurality of base frequencies with respect to a supplied data sequence including N samples, and a new sample to be supplied next. From the sample values, subtract the oldest sample value already used for performing the complex Fourier transform to obtain a subtraction value, delete the oldest sample, and based on the subtraction value and the complex Fourier operation result already obtained. Since it is possible to obtain a discrete Fourier calculation result for a plurality of base frequencies for the N samples updated one by one, unlike the conventional case where the Fourier calculation is performed after data of N samples is supplied, 1
This has the effect that a recursive Fourier transform apparatus that operates at high speed and obtains Fourier operation results for a plurality of base frequencies within a sample period can be configured.

【0117】また、請求項4記載の発明によれば、供給
されるN個のサンプルよりなるデータ列に対して複数の
基底周波数に対して複素フーリエ変換を行い、次に供給
される新しいサンプルのサンプル値より、既に複素フー
リエ変換を行うために使用した最も古いサンプル値を減
算して減算値を求めると共にその最も古いサンプルを削
除し、その減算値と既に求めた複素フーリエ演算結果を
基にして1サンプルづつ新しくされたN個のサンプルに
対し、複数の基底周波数に対する離散フーリエ演算結果
を得るに際して、第1の一次記憶手段、減算部、及び定
数乗算部を共通に使用することができるので、従来の様
にNサンプルのデータが供給されてからフーリエ演算を
行うのと異なり、1サンプル期間内に、複数の基底周波
数に対するフーリエ演算結果を得る高速に動作するハー
ドウエアの共用化により簡略化された構成の再帰型フー
リエ変換装置を構成することが出来る効果を有してい
る。
According to the fourth aspect of the present invention, a complex Fourier transform is performed on a plurality of base frequencies with respect to a supplied data sequence including N samples, and a new sample to be supplied next is obtained. From the sample values, subtract the oldest sample value already used for performing the complex Fourier transform to obtain a subtraction value, delete the oldest sample, and based on the subtraction value and the complex Fourier operation result already obtained. When obtaining discrete Fourier operation results for a plurality of base frequencies for the N samples updated one by one, the first primary storage unit, the subtraction unit, and the constant multiplication unit can be commonly used. Unlike the conventional case where the Fourier operation is performed after data of N samples is supplied, the Fourier operation for a plurality of base frequencies within one sample period is performed. It has an effect capable of constituting a recursive Fourier transform device of simplified construction by sharing the hardware operates at a high speed to obtain a calculation result.

【0118】また、請求項5記載の発明によれば、請求
項3、及び4の効果に加え、特にN個の全ての基底周波
数に対するフーリエ演算結果を得る高速に動作する再帰
型フーリエ変換装置を構成することが出来る効果を有し
ている。
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effects of the third and fourth aspects, in particular, a recursive Fourier transform apparatus which operates at high speed and obtains Fourier operation results for all N base frequencies is provided. It has an effect that can be configured.

【0119】また、請求項6記載の発明によれば、請求
項1、2、3、及び4の効果に加え、特に正の定数値A
を1、N、又はNの平方根などの値を適宜選択して設定
したFFTにより演算処理を行なうことが出来るので、
例えば通信装置に用いられ、伝送すべき情報信号をIF
FT(逆高速フーリエ変換)変換処理して時系列信号に
変換してその時系列信号を伝送するような場合、その伝
送された信号をFFTに供給してFFT演算を行うこと
により情報信号を再生するようなフーリエ演算装置にお
いて、そのIFFT演算に使用された、例えば1、N、
又はNの平方根の数であるaの定数値に対応する定数値
AをFFT演算処理回路に用い、前記IFFTと相補的
に動作するFFTを構成して前記情報信号を復号するこ
とができるなど、相対応する系から供給される信号に対
しても、その系でのIFFT演算に使用されたaに対応
する定数値Aを用いることにより、品質の良い特性を有
する再帰型フーリエ変換装置を構成することが出来る効
果を有している。
According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first, second, third, and fourth aspects, the positive constant value A
Can be calculated by an FFT in which values such as 1, N, or the square root of N are appropriately selected and set.
For example, an information signal to be transmitted,
In the case where an FT (Inverse Fast Fourier Transform) conversion process is performed to convert the signal into a time-series signal and transmit the time-series signal, the transmitted signal is supplied to the FFT and the FFT operation is performed to reproduce the information signal. In such a Fourier arithmetic device, for example, 1, N,
Alternatively, a constant value A corresponding to a constant value of a, which is the number of the square root of N, can be used in an FFT operation processing circuit to configure an FFT that operates complementarily to the IFFT to decode the information signal. By using the constant value A corresponding to a used in the IFFT operation in the corresponding system for the signal supplied from the corresponding system, a recursive Fourier transform device having good quality characteristics is configured. It has the effect that can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に関わる再帰型離散フーリエ変
換装置の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a recursive discrete Fourier transform device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例に関わる再帰型離散フーリエ変
換装置に供給される信号波形をサンプリングして得られ
るデータ値と、それに対するDFT演算の関係を模式的
に示した図である。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a relationship between a data value obtained by sampling a signal waveform supplied to a recursive discrete Fourier transform apparatus according to an embodiment of the present invention and a DFT operation on the data value.

【図3】本発明の実施例に関わる再帰型離散フーリエ変
換装置の構成を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a recursive discrete Fourier transform device according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例に関わる再帰型離散フーリエ変
換装置の構成を詳細に示した図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating in detail a configuration of a recursive discrete Fourier transform device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例に関わるNポイントの基底周波
数に対するフーリエ係数を演算する再帰型離散フーリエ
変換装置の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a recursive discrete Fourier transform apparatus that calculates a Fourier coefficient for an N-point base frequency according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例に関わるNポイントの基底周波
数に対するフーリエ係数を演算する再帰型離散フーリエ
変換装置の構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a recursive discrete Fourier transform device that calculates a Fourier coefficient for an N-point base frequency according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 データ更新部 2 基底周波数設定部 3 再帰型DFT演算部 4 メモリ部 11 一時記憶部 12 減算部 30 基底関数演算処理部 31 定数乗算部 32〜35 乗算部 36〜38 加算部 41 一時記憶部 42 一時記憶部 Reference Signs List 1 data update unit 2 base frequency setting unit 3 recursive DFT operation unit 4 memory unit 11 temporary storage unit 12 subtraction unit 30 basis function operation processing unit 31 constant multiplication unit 32 to 35 multiplication unit 36 to 38 addition unit 41 temporary storage unit 42 Temporary storage

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】間隔が一定である時刻t、t+1、t+2、t+
3、・・・・・・、t+N−1、t+N、(Nは1以上の正の
整数)のそれぞれの時点においてサンプリングして得ら
れたデータ値x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+
3)、・・・・・・、x(t+N−1)、x(t+N)が供給さ
れ、その供給されたデータ値に対する時刻tから供給さ
れるN個のデータ値をデータ列とし、そのデータ列に対
して複素フーリエ変換を行なって得られる次数k(kは
0、又はNより小さな正の整数)における複素フーリエ
係数として、その実数部Xr(k,t)、及び虚数部Xi(k,t)
を得る離散フーリエ変換装置において、 時刻t+N−1において時刻tから供給されたデータ列x
(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+3)、・・・・・
・、x(t+N−1)を一時記憶する第1の一時記憶手段
と、 その第1の記憶手段に一時記憶されたデータ列の複素フ
ーリエ係数Xr(k,t)、及びXi(k,t)を得る離散フーリエ
演算手段と、 その離散フーリエ演算手段より得られた複素フーリエ係
数Xr(k,t)、及びXi(k,t)を一時記憶する第2の一時記
憶手段と、を具備し、 前記離散フーリエ演算手段を、時刻t+Nにおいて供給
されるデータ値x(t+N)と、第1の記憶手段に一時記
憶されたデータ値x(t)との差のデータ値を得る減算部
と、 その得られた差のデータ値に対して、予め定められた振
幅を与えるための定数値Aを乗算して所定振幅の信号を
得る定数乗算部と、 その定数乗算部より得られた所定振幅の信号と、前記第
2の一時記憶手段に一時記憶された複素フーリエ係数の
実数値Xr(k,t)、又は虚数値Xi(k,t)の一方の信号を加
算し、加算信号を得る加算部と、 その加算部より得られた加算信号と、前記第2の一時記
憶手段に一時記憶された複素フーリエ係数の実数値Xr
(k,t)、又は虚数値Xi(k,t)の他方の信号と、が供給さ
れ、それらの信号に基底周波数に基づく定数を用いて演
算処理を行い、時刻t+1における複素フーリエ係数Xr
(k,t+1)、及びXi(k,t+1)を得る基底関数演算処理部
で構成したことを特徴とする再帰型離散フーリエ変換装
置。
1. Times t, t + 1, t + 2, t + at constant intervals.
3,..., T + N−1, t + N, (N is a positive integer of 1 or more), and data values x (t), x (t + 1), x ( t + 2), x (t +
3),..., X (t + N−1), x (t + N) are supplied, and N data values supplied from time t with respect to the supplied data value are defined as a data string, The order k obtained by performing a complex Fourier transform on a sequence (k is
Its real part Xr (k, t) and its imaginary part Xi (k, t) as complex Fourier coefficients at 0 or a positive integer less than N).
In the discrete Fourier transform apparatus that obtains, the data sequence x supplied from time t at time t + N−1
(T), x (t + 1), x (t + 2), x (t + 3), ...
, X (t + N-1), and a complex Fourier coefficient Xr (k, t) and Xi (k, t) of a data sequence temporarily stored in the first storage means. ), And second temporary storage means for temporarily storing the complex Fourier coefficients Xr (k, t) and Xi (k, t) obtained by the discrete Fourier calculation means. A subtraction unit that obtains a data value of a difference between the data value x (t + N) supplied at time t + N and the data value x (t) temporarily stored in the first storage unit, A constant multiplier for multiplying the obtained data value of the difference by a constant value A for giving a predetermined amplitude to obtain a signal of a predetermined amplitude; A signal, a real value Xr (k, t) of a complex Fourier coefficient temporarily stored in the second temporary storage means, or an imaginary value An adder for adding one of the values Xi (k, t) to obtain an addition signal, an addition signal obtained from the addition unit, and a complex Fourier coefficient temporarily stored in the second temporary storage means. Real value Xr
(k, t) or the other signal of the imaginary value Xi (k, t) is supplied, the signal is subjected to arithmetic processing using a constant based on the base frequency, and the complex Fourier coefficient Xr at time t + 1 is calculated.
A recursive discrete Fourier transform device comprising a basis function operation processing unit for obtaining (k, t + 1) and Xi (k, t + 1).
【請求項2】間隔が一定である時刻t、t+1、t+2、t+
3、・・・・・・、t+N−1、t+N、(Nは1以上の正の
整数)のそれぞれの時点においてサンプリングして得ら
れたデータ値x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+
3)、・・・・・・、x(t+N−1)、x(t+N)が供給さ
れ、その供給されたデータ値に対する時刻tから供給さ
れるN個のデータ値をデータ列とし、そのデータ列に対
して複素フーリエ変換を行なって得られる次数k(kは
0、又はNより小さな正の整数)に対する複素フーリエ
係数として、その実数部Xr(k,t)、及び虚数部Xi(k,t)
を得る離散フーリエ変換装置において、 時刻t+N−1において時刻tから供給されたデータ列x
(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+3)、・・・・・
・、x(t+N−1)を一時記憶する第1の一時記憶手段
と、 その第1の記憶手段に一時記憶されたデータ列の複素フ
ーリエ係数Xr(k,t)、及びXi(k,t)を得る離散フーリエ
演算手段と、 その離散フーリエ演算手段より得られた複素フーリエ係
数Xr(k,t)、及びXi(k,t)を一時記憶する第2の一時記
憶手段と、 を具備し、 前記離散フーリエ演算手段は、複素フーリエ係数Xr(k,
t+1)、及びXi(k,t+1)を、次式により算出して得るよ
うにしたことを特徴とする再帰型離散フーリエ変換装
置。 【数1】
2. Times t, t + 1, t + 2, and t + at fixed intervals.
3,..., T + N−1, t + N, (N is a positive integer of 1 or more), and data values x (t), x (t + 1), x ( t + 2), x (t +
3),..., X (t + N−1), x (t + N) are supplied, and N data values supplied from time t with respect to the supplied data value are defined as a data string, The order k obtained by performing a complex Fourier transform on a sequence (k is
0 or a positive integer less than N) as its Fourier coefficients, its real part Xr (k, t) and its imaginary part Xi (k, t)
In the discrete Fourier transform apparatus that obtains, the data sequence x supplied from time t at time t + N−1
(T), x (t + 1), x (t + 2), x (t + 3), ...
, X (t + N-1), and a complex Fourier coefficient Xr (k, t) and Xi (k, t) of a data sequence temporarily stored in the first storage means. ), And second temporary storage means for temporarily storing the complex Fourier coefficients Xr (k, t) and Xi (k, t) obtained by the discrete Fourier calculation means. , The discrete Fourier operation means comprises a complex Fourier coefficient Xr (k,
A recursive discrete Fourier transform apparatus, wherein t + 1) and Xi (k, t + 1) are calculated and obtained by the following equations. (Equation 1)
【請求項3】間隔が一定である時刻t、t+1、t+2、t+
3、・・・・・・、t+N−1、t+N、(Nは1以上の正の
整数)のそれぞれの時点においてサンプリングして得ら
れたデータ値x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+
3)、・・・・・・、x(t+N−1)、x(t+N)が供給さ
れ、その供給されたデータ値に対する時刻tから供給さ
れるN個のデータ値をデータ列とし、そのデータ列に対
し、複数個の次数k(kは0、又はNより小さな正の整
数)を用いて複素フーリエ変換を行ない、複数組の複素
フーリエ係数として、それぞれの係数の実数部Xr(k,
t)、及び虚数部Xi(k,t)を得る離散フーリエ変換装置に
おいて、 時刻t+N−1において時刻tから供給されたデータ列x
(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+3)、・・・・・
・、x(t+N−1)を一時記憶する第1の一時記憶手段
と、 その第1の記憶手段に一時記憶されたデータ列の、複数
のkの値に対応するそれぞれの複素フーリエ係数Xr(k,
t)、及びXi(k,t)を得る離散フーリエ演算手段と、 それらの、それぞれのkの値に対応する離散フーリエ演
算手段より得られた複数組の複素フーリエ係数Xr(k,
t)、及びXi(k,t)のそれぞれを一時記憶する第2の一時
記憶手段と、 を具備し、 前記複数の離散フーリエ演算手段のそれぞれを、時刻t
+Nにおいて供給されるデータ値x(t+N)と、第1の記
憶手段に一時記憶されたデータ値x(t)との差のデータ
値を得る減算部と、 その得られた差のデータ値に対して、予め定められた振
幅を与えるための定数値Aを乗算して所定振幅の信号を
得る定数乗算部と、 その定数乗算部より得られた所定振幅の信号と、前記第
2の一時記憶手段に一時記憶された複素フーリエ係数の
実数値Xr(k,t)、又は虚数値Xi(k,t)の一方を加算し、
加算信号を得る加算部と、 その加算部より得られた加算信号と、前記第2の一時記
憶手段に一時記憶された複素フーリエ係数の実数値Xr
(k,t)、又は虚数値Xi(k,t)の他方の信号とが供給さ
れ、それらの信号に基底周波数に基づく定数を用いて演
算処理を行い、時刻t+1における所定のkに対する複素
フーリエ係数Xr(k,t+1)、及びXi(k,t+1)を得る基底
関数演算処理部とで構成したことを特徴とする再帰型離
散フーリエ変換装置。
3. Times t, t + 1, t + 2, t + at constant intervals.
3,..., T + N−1, t + N, (N is a positive integer of 1 or more), and data values x (t), x (t + 1), x ( t + 2), x (t +
3),..., X (t + N−1), x (t + N) are supplied, and N data values supplied from time t with respect to the supplied data value are defined as a data string, The column is subjected to a complex Fourier transform using a plurality of orders k (k is 0 or a positive integer smaller than N), and as a plurality of sets of complex Fourier coefficients, the real part Xr (k,
t) and a discrete Fourier transform apparatus for obtaining an imaginary part Xi (k, t), wherein a data sequence x supplied from time t at time t + N−1
(T), x (t + 1), x (t + 2), x (t + 3), ...
, X (t + N−1), and first and second complex Fourier coefficients Xr (r) corresponding to a plurality of k values in a data sequence temporarily stored in the first storage means. k,
t) and Xi (k, t), and a plurality of sets of complex Fourier coefficients Xr (k, k) obtained by the discrete Fourier calculation means corresponding to the respective values of k.
t) and second temporary storage means for temporarily storing each of Xi (k, t), and each of the plurality of discrete Fourier calculation means is stored at time t
+ N, and a subtraction unit for obtaining a data value of a difference between the data value x (t + N) supplied at + N and the data value x (t) temporarily stored in the first storage means. On the other hand, a constant multiplier for obtaining a signal of a predetermined amplitude by multiplying by a constant value A for giving a predetermined amplitude, a signal of a predetermined amplitude obtained from the constant multiplier, and the second temporary storage Adding one of the real value Xr (k, t) or the imaginary value Xi (k, t) of the complex Fourier coefficient temporarily stored in the means,
An addition unit for obtaining an addition signal; an addition signal obtained from the addition unit; and a real value Xr of a complex Fourier coefficient temporarily stored in the second temporary storage unit.
(k, t) or the other signal of the imaginary value Xi (k, t) is supplied, the signal is subjected to arithmetic processing using a constant based on the base frequency, and a complex Fourier for a predetermined k at time t + 1 A recursive discrete Fourier transform apparatus characterized by comprising a basis function operation processing section for obtaining coefficients Xr (k, t + 1) and Xi (k, t + 1).
【請求項4】間隔が一定である時刻t、t+1、t+2、t+
3、・・・・・・、t+N−1、t+N、(Nは1以上の正の
整数)のそれぞれの時点においてサンプリングして得ら
れたデータ値x(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+
3)、・・・・・・、x(t+N−1)、x(t+N)が供給さ
れ、その供給されたデータ値に対する時刻tから供給さ
れるN個のデータ値をデータ列とし、そのデータ列に対
し、複数の次数k(kは0、又はNより小さな正の整
数)を用いて複素フーリエ変換を行ない、複数組の複素
フーリエ係数として、それぞれの係数の実数部Xr(k,
t)、及び虚数部Xi(k,t)を得る離散フーリエ変換装置に
おいて、 時刻t+N−1において時刻tから供給されたデータ列x
(t)、x(t+1)、x(t+2)、x(t+3)、・・・・・
・、x(t+N−1)を一時記憶する第1の一時記憶手段
と、 その第1の記憶手段に一時記憶されたデータ列の、複数
のkの値に対応するそれぞれの複素フーリエ係数Xr(k,
t)、及びXi(k,t)を得る離散フーリエ演算手段と、 それらの、それぞれのkの値に対応する離散フーリエ演
算手段より得られた複数組の複素フーリエ係数Xr(k,
t)、及びXi(k,t)のそれぞれを一時記憶する第2の一時
記憶手段と、 を具備し、 前記複数の離散フーリエ演算手段のそれぞれを、時刻t
+Nにおいて供給されるデータ値x(t+N)と、第1の記
憶手段に一時記憶されたデータ値x(t)との差のデータ
値を得る共通の減算部と、 その減算部より得られた差のデータ値に対して、予め定
められた振幅を与えるための定数値Aを乗算して所定振
幅の信号を得る共通の定数乗算部と、 その共通の定数乗算部より得られた所定振幅の信号と、
前記第2の一時記憶手段に一時記憶された複素フーリエ
係数の実数値Xr(k,t)、又は虚数値Xi(k,t)の一方の信
号を加算し、加算信号を得る加算部と、 前記一時記憶された複素フーリエ係数の実数値Xr(k,
t)、又は虚数値Xi(k,t)の他方の信号を供給する第2の
一時記憶手段と、 前記加算部よりの加算信号、及び前記第2の一時記憶手
段よりの複素フーリエ係数の実数値Xr(k,t)、又は虚数
値Xi(k,t)の他方の信号が供給され、これらの信号にそ
れぞれのkの値に対応する基底周波数に基づく定数を用
いて演算処理を行い、時刻t+1におけるそれぞれの次数
kに対する複数組の複素フーリエ係数Xr(k,t+1)、及
びXi(k,t+1)を得る基底関数演算処理部とで構成した
ことを特徴とする再帰型離散フーリエ変換装置。
4. Times t, t + 1, t + 2, t + at which intervals are constant.
3,..., T + N−1, t + N, (N is a positive integer of 1 or more), and data values x (t), x (t + 1), x ( t + 2), x (t +
3),..., X (t + N−1), x (t + N) are supplied, and N data values supplied from time t with respect to the supplied data values are used as a data string, The column is subjected to a complex Fourier transform using a plurality of orders k (k is 0 or a positive integer smaller than N), and as a plurality of sets of complex Fourier coefficients, the real part Xr (k,
t) and a discrete Fourier transform apparatus for obtaining an imaginary part Xi (k, t), wherein a data sequence x supplied from time t at time t + N−1
(T), x (t + 1), x (t + 2), x (t + 3), ...
, X (t + N−1), and first and second complex Fourier coefficients Xr (r) corresponding to a plurality of k values in a data sequence temporarily stored in the first storage means. k,
t) and Xi (k, t), and a plurality of sets of complex Fourier coefficients Xr (k, k) obtained by the discrete Fourier calculation means corresponding to the respective values of k.
t) and second temporary storage means for temporarily storing each of Xi (k, t), and each of the plurality of discrete Fourier calculation means is stored at time t
+ N, a common subtraction unit for obtaining a data value of the difference between the data value x (t + N) supplied at + N and the data value x (t) temporarily stored in the first storage means, A common constant multiplication unit for multiplying the data value of the difference by a constant value A for giving a predetermined amplitude to obtain a signal of a predetermined amplitude; and a predetermined constant amplitude obtained by the common constant multiplication unit. Signals,
An adder for adding one of the real value Xr (k, t) or the imaginary value Xi (k, t) of the complex Fourier coefficient temporarily stored in the second temporary storage means to obtain an addition signal; The temporarily stored complex Fourier coefficient real value Xr (k,
t) or a second temporary storage unit that supplies the other signal of the imaginary value Xi (k, t); an addition signal from the adding unit; and an actual value of a complex Fourier coefficient from the second temporary storage unit. The other signal of the numerical value Xr (k, t) or the imaginary numerical value Xi (k, t) is supplied, and these signals are subjected to arithmetic processing using a constant based on a base frequency corresponding to each value of k, A recursive discrete Fourier transform apparatus comprising a plurality of sets of complex Fourier coefficients Xr (k, t + 1) and Xi (k, t + 1) for each order k at time t + 1. .
【請求項5】前記それぞれのkの値に対応する複数の複
素フーリエ係数は、N個のkの値に対応する複素フーリ
エ係数を出力するように構成することを特徴とする請求
項3、又は4に記載の再帰型離散フーリエ変換装置。
5. The system according to claim 3, wherein the plurality of complex Fourier coefficients corresponding to the respective k values are configured to output complex Fourier coefficients corresponding to the N k values. 5. The recursive discrete Fourier transform apparatus according to 4.
【請求項6】前記x(t+N)と、前記x(t)との差の値
に対する振幅値を与えるための正の定数値Aは、1、N
の平方根、又はNなどの値を選択的に設定可能であるこ
とを特徴とする請求項1、2、3、又は4に記載の再帰
型離散フーリエ変換装置。
6. A positive constant value A for giving an amplitude value corresponding to a difference value between x (t + N) and x (t) is 1, N
5. The recursive discrete Fourier transform apparatus according to claim 1, wherein a value such as a square root of N or N can be selectively set.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014182615A (en) * 2013-03-19 2014-09-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Multiplication unit method and program

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