6.16. Алгоритм Блюстейна
Алгоритм БПФ позволяет существенно уменьшить время вычисления
-точечного ДПФ лишь при условии, что число N имеет много сомножителей. Однако существуют и другие эффективные алгоритмы расчета ДПФ последовательностей, также требующие выполнения порядка N log N операций.
К ним относится и алгоритм Блюстейна, применимый при любых N и основанный на цифровой фильтрации, эквивалентной вычислению ДПФ.
Рассмотрим цифровой фильтр с импульсной характеристикой
вида
Фильтр с такой импульсной характеристикой обычно навивают ЛЧМ-фильтром из-за его сходства с аналоговым фильтром, согласованным с ЛЧМ-сигналом. При подаче на его вход
-точечной последовательности
[отсчеты
отличны от нуля только на интервале
] выходная последовательность
на интервале
будет равна
Введя в эту формулу новую переменную
, получим
откуда
Из формулы (6.57) следует, что выходная последовательность
равна взвешенным (весовые коэффициенты равны
) отсчетам ДПФ
-точечной последовательности вида
. Следовательно, чтобы получить
-точечное ДПФ последовательности
, необходимо в соответствии с (6.57) подать на вход фильтра последовательность
, а отсчеты выходной последовательности
с номерами
умножить на весовые коэффициенты
эти операции, необходимые для вычисления
-точечного ДПФ последовательности
, представлены на фиг. 6.25.
Фиг. 6.25. Вычисление
-точечного БПФ с помощью линейной фильтрации.
Для некоторых значений N (а именно если N равно квадрату целого числа) количество операций, используемых в цифровом фильтре, может быть пропорционально
.
Основной смысл алгоритма Блюстейна состоит в том, что с его помощью показана возможность получения ДПФ последовательности посредством ее линейной фильтрации ЛЧМ-фильтром.