3.2. Modulli kodda amalga oshirilgan Dobeshi - 4 Veyvlet-qayta
o’zgarishining alohida matematik modelini ishlab chiqish
2.3 bo'limida Galua GF(P) ning oxirgi maydonida amalga oshirilgan Dobeshi
DVQO’ ning matematik modeli berilgan.
Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, ishlab
chiqilgan matematik modeldan foydalanish ko'p o'lchamli signallarni tahlil
qilishning aniqligini oshirishga imkon beradi.
Shunga ko'ra operandlarning o'sishi
16 bitdan ortiq bo'lib, jadvalni amalga oshirishda muhim sxematik xarajatlarga olib
keladi.
Ushbu muammoni hal qilish modul kodida amalga oshirilgan Dobeshi-4
ning diskret Veyvlet-o’zgarishining matematik modelini ishlab chiqish orqali
amalga oshirilishi mumkin.
Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, DVQO’ algoritmlari va
usullaridan foydalanish dastlabki f(x) signalini tegishli koeffitsientlarga ajratish
imkonini beradi.
Bunday koeffitsientlarni hisoblash uchun taxminiy va batafsil
funktsiyalar qo'llaniladi
(3.29)
Bu
yerda
-
skeyling-DVQO’
vazifasi;
(x)-
Veyvlet
DVQO’
funktsiyasi.Modulli kodda DVQO’ Dobeshi bajarilishini amalga oshirish uchun,
skeyling funktsiyasini taqdim etish kerak
va Veyvlet- funktsiyasi
(x) MK
asosida.
Bunday holda biz shunday natija olamiz
61
(3.30)
Bu yerda h
L
-
past chastotali filtr koeffitsientlari;
=h
L
mod p
i
;
(3.31)
Bu yerda g
L
-
yuqori chastotali filtr koeffitsientlari;
=g
L
mod p
i
..Shu bilan
birga, modulli koddan foydalanishda skeyling funksiyasi
L,j
(x),
L,m
(x)
Veyvlet-
o’zgartirishi tizimda vaziyatni qondiradigan Dobeshaning qayta o’zgarishi
shartlarga javob berishi kerak
(3.32)
Bu yerda j
m; j=1,...,N; m=1,...,N.Xuddi shunday, biz Veyvlet-funktsiyalarga
taqdim etiladigan shartlarni olamiz
L,j
(x),
L,m
(x) modulli kodlarda amalga
oshiriladi.
Bunday holda, bu
62
(3.33)
Natijada, biz modulli kodda taqdim etilgan ortogonal funktsiyalarni olamiz.
Bunday holda, ushbu funktsiyalar uchun shart ham bajariladi
(3.34)
Shunday qilib, modulli kodlarida amalga oshiriladigan diskret Veyvlet - Dobeshi
qayta o’zgarishi matematik modeli turli xil dekompozitsiya o'lchovlaridan
foydalanadigan Veyvlet skeyling-funktsiyalarning chiziqli kombinatsiyasi sifatida
ifodalanishi mumkin va qolgan sinf tizimining kodlarida taqdim etilgan eng katta
o'lchamdagi skeyling funktsiyasi.
Modulli kodlarda amalga oshirilgan DVQO’
Dobeshining matematik modeli ixcham shaklda ifodalanishi mumkin
63
(3.35)
MKda amalga oshirilgan Dobeshi-4 ning ishlab chiqilgan matematik modeli
diskret veyvlet-qayta o’zgarishidan foydalanamiz va taxminan va batafsil
komponentlarni W(j) ni aniqlaymiz,
(3.36)
Bu yerda W(j)= J,L
,d
J,L
>; W
i
(j)
W(j) mod p
i
; i=0,1,2,...,k.
MK da Dobeshi-4 DVQO’ ni bajarish uchun koeffitsientlarni aniqlash kerak c
1
, c
2
,
c
3
, c
4
, ajratilgan sinflar kodida taqdim etilgan.
Biz berilgan pozitsion raqam
tizimida ushbu koeffitsientlarni olish uchun algoritmdan foydalanamiz.
MK da
taqdim etilgan Dobeshi-4 DVQO’ koeffitsientlarini hisoblash uchun tenglama
tizimini yaratish kerak.
Shu bilan birga, dastlabki ikki tenglama ortogonallik
xususiyati bilan aniqlanadi, bu ifoda (3.33) bilan beriladi.
Bunday holda,biz
shartlarga muvofiq nol nuqtalarni aniqlaydigan tenglamalarni olamiz
(3.37)
Bu yerda
=c
m
modp
i
;
i = 1, 2, 3, …, k.
Uchinchi va to'rtinchi algebraik
tenglamalar momentlarni nolga tenglashtirishdan olinishi mumkin.
Keyin adolatli
64
(3.38)
Bu yerda
=
modp
i
- p
i
moduli tomonidan taqdim etilgan ma'lum signal
qiymatlarini o'z ichiga olgan vektor ; m-vektor uzunligi; R-sharti hisoblanadi
1
R
U;
i = 1, 2, 3, …, k.
Bunday holda, MKdagi ortogonallik tenglikka mos keladi
(3.39)
Dobeshi-4 koeffitsientlarining yagona uzunligi holatini bajarish uchun
(3.40)
Modulli kodda taqdim etilgan DVQO’ Dobeshi-4 koeffitsientlari kirish vektorining
bir xil qiymatlari ketma-ketligini tiklashi kerak.
Keyin biz olamiz
65
(3.41)
Modulli kodda taqdim etilgan DVQO’ Dobeshi-4 koeffitsientlari chiziqli ravishda
o'sib borayotgan qiymatlar ketma-ketligini tiklashi kerak. Keyin biz olamiz
(3.42)
Keyinchalik modulli kodda taqdim etilgan Dobeshi-4 koeffitsientlarini hisoblash
uchun to'liq tenglama tizimi quyidagi ko'rinishga ega
(3.43)
Bu yerda i = 1, 2, 3, …, k.
MKda taqdim etilgan tenglama tizimini (3.43) hal qilish natijasida biz
Dobeshi-4 ning quyidagi koeffitsientlarini olamiz
(3.45)
MKda taqdim etilgan DVQO’ Dobeshi-4 koeffitsientlari chiziqli ravishda o'sib
borayotgan qiymatlar ketma-ketligini tiklashi kerak.
Keyin biz olamiz
66
(3.46)
Keyinchalik MKda taqdim etilgan Dobeshi-4 koeffitsientlarini hisoblash uchun
to'liq tenglama tizimi quyidagi ko'rinishga ega. Keyin 8 kirish uchun modul kodida
Dobeshi-4 to'g'ridan-to'g'ri o’zgarish qilish matritsasi ifoda bilan aniqlanadi.
(3.47)
Bu yerda i = 1, 2, 3, …, k..
MKda amalga oshirilgan Dobeshi-4 ning matematik modelini amalga
oshirishning misoli ko'rsatiladi.
DVQO’ Dobeshi-4 ni amalga oshirishda
koeffitsientlar qo'llaniladi c
1
; c
2
; c
3
; c
4
.
Shubhasiz, MKda
amalga oshirilgan ishlab chiqilgan matematik modelda ushbu koeffitsientlar butun
sonli yechimga ega bo'lishi kerak.
Qoldiq sinflar tizimi kodining asoslarini tanlash
tenglik bajarilganda shartdan amalga oshirilishi kerak a=
mod p
i
va b=
mod
p
i
, bu yerda a va b butun sonning ko'paytiruvchi guruhining elementlari p
i
., i = 1,
2, 3, …, k.
Keyinchalik, Dobeshi koeffitsientlarining irratsional qiymatlari butun
sonlar bilan almashtiriladi, bu esa signallarning bir nechta tahlillarini bajarishda
67
xatolikning pasayishiga olib keladi.
Shu bilan birga, p
i
bazalarining mahsuloti
qayta ishlangan signallarning kerakli hajmini belgilash imkonini beradi.
(3.46)
ifodasi bilan ifodalangan Dobeshining to'g'ridan-to'g'ri DVQO’ matritsasidan
foydalanib, dastlabki signalni ikki funktsiyaga ajratish mumkin.
Birinchi funktsiya
o'zgarishning sekin tezligi bilan tavsiflangan taxminiy komponentlarni o'z ichiga
oladi.
Ushbu yumshatuvchi yondashuv funktsiyalari tahlil qilinadigan signalning
past chastotali tasvirini yaratish uchun mo'ljallangan.
Ikkinchi funktsiya tezkor
o'zgarishlarga taalluqli batafsil komponentlarni o'z ichiga oladi.
Ushbu
komponentlar tahlil qilingan signalning yuqori chastotali tasvirini tasvirlash uchun
ishlatiladi.
Ular kichik intervallarda tezkor signal o'zgarishini eng aniq tasvirlab
beradi.
Qoldiq sinf tizimining kodida alohida Dobeshi-4 Veyvlet-qayta o’zgarish
qilish misolini ko'rib chiqamiz.
8 hisob-kitoblarini o'z ichiga olgan kirish vektoriga
ishlov berilsin.
Keyin MKda Dobeshi-4 DVQO’ni bajarish uchun matritsa ifoda
(3.46) bilan belgilanadi.
MKda ushbu DVQO’ matematik modelini amalga oshirish
shartlariga asoslanib, asoslar tanlandi p
1
=23, p
2
=47, p
3
=71.
Qoldiq
sinf
tizimining
kodining
birinchi
modulidagi
Dobeshi
koeffitsientlarini hisoblang p
1
=23. Ma'lumki, ushbu modul uchun bizda mavjud
=5 mod 23 , a
=7mod23. Keyin dobeshi koeffitsientlari tengdir c
1
=2/5mod23=5;
c
2
=2
-1
mod23=12; c
3
=-5
-1
mod23=9; c
4
=-3/10mod23=2. MK kodining ikkinchi
moduli uchun Dobeshi-4 DVQO’ koeffitsientlarini hisoblashni amalga oshiramiz
p
2
=47.
Bunday holda bizda bor
=7mod47,
=12mod47.
Shuning uchun bizda
quyidagi
koeffitsientlar
mavjud
Dobeshi-4
c
1
=13/28mod47=29;
c
2
=15/28mod47=19; c
3
=-9/28mod47=45; c
4
=-11/28mod47=8.
Qoldiq sinf tizimining uchinchi moduli uchun Dobeshi-4 DVQO’
koeffitsientlarini hisoblashni amalga oshiramiz p
3
=71.
Ma'lumki, ushbu modul
uchun bizda mavjud
=12mod71,
=28mod71.
Keyin dobeshi koeffitsientlari
tengdir c
1
=29/48mod71=8; c
2
=31/48mod71=11; c
3
=-25/88mod71=69; c
4
=-
27/48mod71=66.
68
Natijada, MK da Dobeshi-4 DVQO’ to'g'ridan-to'g'ri o’zgarish qilish uchun
uchta matritsani olamiz:
-
modul uchun p
1
=23;
-
modul uchun p
2
=47
-
modul uchun p
3
=71
Kirish signalining qiymati quyidagi hisob-kitoblar to'plami bilan belgilanadi
x(n)={7, 2, 5, 17, 6, 11, 2, 18}.
Modular kodda Dobeshi-4 DVQO’ larni to'g'ridan-
to'g'ri o’zgarish qilish uchun kirish hisoblarini pozitsion raqam tizimidan MK ga
o'tkazish kerak. Biz to'g'ridan-to'g'ri DVQO’ Dobeshi-4 ni qoldiq sinf tizimining
kodining birinchi moduliga ko'ra hisoblaymiz p
1
=23.
Natijada, biz
69
Dobeshi-4 yumshatuvchi koeffitsientlarini olish uchun matritsaning g'alati
chiziqlari bilan hisob-kitoblarning kirish ketma-ketligini hisoblash kerak.
To'g'ridan-to'g'ri o’zgarish qilish natijasida quyidagi koeffitsientlar mavjud
=0,
=6,
=9,
=17
.
Shubhasiz,
bu
yumshatuvchi
koeffitsientlar past chastotali filtr H to'rtinchi darajali signalni qayta ishlash uchun
qo'llanilsa olinishi mumkin.
Dobeshi-4 batafsil koeffitsientlarini olish uchun
matritsaning hatto satrlari bilan hisoblash uchun kirish tartibini hisoblash kerak
p
1
=23.
Bunday holda, Dobeshi DVQO’ koeffitsientlari quyidagi shaklga ega
=17,
=12,
=8,
=8.
Shubhasiz,
bu
yumshatuvchi
koeffitsientlar signalni qayta ishlash uchun yuqori chastotali G filtrini to'rtinchi
tartibda qo'llash orqali olinishi mumkin.
Natijada, biz butun sonli alohida Veyvlet-
qayta o’zgarishi Dobeshi-4 moduli p =23 asosida kirish signali kengaytirishini
olish, qaysi shaklga ega
=(0H
1
+6H
3
+9H
5
+17H
7
+17G
2
+12G
4
+8G
6
+8G
8
)mod23.
V
0
W
0
Biz modul kodlarida amalga oshirilgan va ikkinchi modul yordamida bir nechta
signal tahlilini amalga oshiradigan ishlab chiqilgan DVQO’ matematik modelidan
foydalanamiz p
2
=47 qoldiq sinflar tizimi kodi . Biz shunday natija olamiz
70
Ikkinchi modul orqali Dobeshaning alohida o’zgarishini amalga oshirish p
2
=47
qoldiq sinflar tizimi kodi bazada signalning kengayishiga ruxsat berildi
=[38,38,24,15,29,4,26,33]mod47.
Dobeshi-4
yumshatuvchi
koeffitsientlarini olish uchun matritsaning chiziqlari bilan hisob-kitoblarning kirish
ketma-ketligini hisoblash kerak.
To'g'ridan-to'g'ri o’zgarish qilish natijasida
quyidagi koeffitsientlar mavjud
=38,
=24,
=29,
=26
Shubhasiz, bu yumshatuvchi koeffitsientlar past chastotali filtr H to'rtinchi darajali
signalni qayta ishlash uchun qo'llanilsa olinishi mumkin.
Dobeshi-4 batafsil
koeffitsientlarini olish uchun matritsaning hatto satrlari bilan hisoblash uchun
kirish tartibini hisoblash kerak p
2
=47. Bunday holda, Dobeshi-4 DVQO’
koeffitsientlari quyidagi shaklga ega
=38,
=15,
=4,
=33.
Ushbu koeffitsientlar to'rtinchi darajali yuqori chastotali G filtri yordamida
hisoblanishi mumkin.
Natijada, biz butun sonli alohida Veyvlet-qayta o’zgarishi
Dobeshi-4 moduli p
2
=47 asosida kirish signali kengaytmasini olish.
=(38H
1
+24H
3
+29H
5
+26H
7
+38G
2
+15G
4
+4G
6
+33G
8
)mod47.
V
0
W
0
Biz uchinchi modul p
3
=71 qoldiq sinf tizimlari orqali Dobeshaning alohida
Veyvlet o’zgarishini hisoblaymiz.
Keyin, ifoda (3.46) bilan belgilangan
matritsadan foydalanib, bizda bor
71
Uchinchi p
3
=71 modulidan foydalanib, Dobeshi-4 diskret Veyvlet-o’zgarishini
amalga oshirish keyingi bazada kirish signalining keyingi parchalanishini olish
imkonini
berdi
=[54,30,70,56,15,14,48,16]mod71.
Dobeshi-4
yumshatuvchi koeffitsientlarini olish uchun matritsaning chiziqlari bilan hisob-
kitoblarning kirish ketma-ketligini hisoblash kerak.
To'g'ridan-to'g'ri o’zgarish
qilish
natijasida
quyidagi
koeffitsientlar
mavjud
=54,
=70,
=15,
=48.
Shubhasiz,
bu
yumshatuvchi
koeffitsientlar past chastotali filtr H to'rtinchi darajali signalni qayta ishlash uchun
qo'llanilsa olinishi mumkin.
Dobeshi-4 batafsil koeffitsientlarini olish uchun p
3
=71
modulidagi matritsaning hatto qatorlari bilan hisoblash uchun kirish ketma-
ketligini hisoblash kerak.
Natijada, DVQO’ Dobeshi-4 modulining batafsil
koeffitsientlari
quyidagi
shaklga
ega
=30,
=56,
=14,
=16.
Ushbu koeffitsientlar to'rtinchi
darajali yuqori chastotali G filtri yordamida hisoblanishi mumkin.
Natijada, p
3
=71
modulidagi butun sonli DVQO’ Dobeshi-4 bazasida kirish signalining ajralib
chiqishi. Bunda
=| (54H
1
+70H
3
+15H
5
+48H
7
+30G
2
+56G
4
+14G
6
+16G
8
)|
.
V
0
W
0
Shunday qilib, kirish vektorini qayta ishlashda Dobeshi-4 DVQO’ ning quyidagi
koeffitsientlari qoldiq sinf tizimining kodida aniqlandi
a
1
=(
0,38,54); d
1
=(
17,38,30);
a
2
=(
6,24,70);
d
2
=(
12,15,56);.
72
a
3
=(
9,29,15);
d
3
=(
8,4,14);
a
4
=(
17,26,48);
d
4
=(
8,33,16).
Qoldiq sinf tizimining kodi joylashtirilmagan arifmetik kodlarni nazarda tutganligi
sababli, Dobeshi-4 to'g'ridan-to'g'ri DVQO’ natijalari pozitsion kodga o'tkazilishi
kerak.
MK-pozitsion raqamli tizimning teskari o’zgarish qilinishini amalga oshirish
uchun biz qoldiqlar haqida Xitoy teoremasidan foydalanamiz .
Buning uchun
modulli kodning ortogonal asoslari qiymatlarini hisoblab chiqamiz.
Buning uchun,
biz ko'rsatilgan MK ortogonal asoslarini hisoblash uchun algoritm foydalanadi.
Natijada quyidagi ortogonal bazalar olingan:
B
1
=m
1
P
1
=40044; B
2
=m
2
P
2
=70219; B
3
=m
3
P
3
=43240;
Qoldiqlar bo'yicha Xitoy teoremasi asosida biz MK-pozitsion raqamli tizimni
taxminiy koeffitsient uchun aylantiramiz a
1
=(
0,38,54).Keyin
A=
mod P
pab
=(0
40044+38
70219+54
43420) mod P
pab
=14467.
Batafsil komponentlarni bir nechta signal tahlilini tarjima qilamiz.
Bunday holda,
MK da ishlab chiqarilgan Dobeshi-4 to'g'ridan-to'g'ri DVQO’ning natijasi quyidagi
ko'rinishga ega W={
14467, 41210, 40256, 40952, 52058, 55323, 56990, 59159 }.
MKda DVQO’ Dobeshining amalga oshirilishiga misol.Biz Tezkor Furye qayta-
o’zgarishi (
TFQO’)
asosida qurilgan OFDM tizimining tezkor xususiyatlarini va
modulli kodda ishlab chiqilgan DVQO’-4 matematik modelini ishlatadigan OFDM
tizimini qiyosiy tahlil qilamiz.
Modullar MK uchun asos sifatida tanlangan р
1
=23,
р
2
= 47, р
3
= 71.
Modulli kodi oralig'i P
pab
=76751.
Operandlarning bit chuqurligi
o'zgarishini hisobga olgan holda programlanadigan chip tanlandi PZU 1636РР1U
tashkilot bilan (128k
8) bit, namuna vaqti 65 ns.
Keyinchalik, MK da amalga
oshirilgan Dobeshi-4 DVQO’ bazaviy operatsiyasini bajarish uchun vaqt sarf-
xarajatlari bo'ladi T
=
T
umn
+3T
cum
=4T
vib
=260nc.
O'tkazilgan qiyosiy natija 16-
bit ma'lumotlarni qayta ishlash va jadval amalga oshirish foydalanish paytida
MKlari DVQO’ Dobeshi amalga oshirish uchun ishlab chiqilgan matematik model
foydalanish pozitsion raqamlash tizimida
TFQO’
bajarish matematik modeli bilan
73
solishtirganda, tayanch operatsiya DVQO’ Dobeshi-4 2,04 marta tezligini oshirish
imkonini berdi, deb ko'rsatdi.
Do'stlaringiz bilan baham: |