CC BY
34
Секция автоматизации научных исследований и экспериментов
ными понятиями этой теории являются: Е~приближение, радиус информации и погрешность алгоритма. Согласно этой теории радиус информации служит нижней оценкой для погрешности алгоритма. Для нахождения радиуса информации достаточно знать только способ перехода к цифровым данным (дискретизация и квантование) и описание решаемой задачи (эталонный алгоритм). Тем самым становится известной потенциальная точность оптимального алгоритма цифровой обработки без фактического предъявления последнего. При этом погрешность органически "встраивается" в описание задачи на самом начальном этапе и является ее неотъемлемой частью. Аналогичная постановка задачи может иметь место в задачах компьютерного моделирования, когда известно непрерывное описание задачи (объект моделирования или эталонная модель) и требуется найти цифровой алгоритм, аппроксимирующий ее с заданной точностью. Для иллюстрации предлагаемого подхода в докладе обсуждаются результаты вычисления информационного радиуса для некоторых несложных, но характерных для цифровой обработки сигналов задач, среди которых реализация арифметических операций (сложение и умножение) над квантованными по уровню величинами и восстановление непрерывных сигналов по дискретным отсчетам с помощью полиномиальной аппроксимации.
УДК 621.391.24:681.3.01
И.И. Турулии, Т.В. Олейникова ПРИМЕНЕНИЕ РЕКУРСИВНЫХ ФИЛЬТРОВ С КОНЕЧНОЙ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ В РАДИОЛОКАТОРАХ С СИНТЕЗИРОВАННОЙ АПЕРТУРОЙ
В настоящее время широкое применение для решения задач воздушной разведки, картографирования, навигации летательных аппаратов находят бортовые радиолокационные станции (РЛС) обзора земной поверхности.
Важнейшими требованиями, предъявляемыми к ним, являются высокая разрешающая способность и возможность работы (выдачи изображений) в реальном масштабе времени (например, при посадке самолетов в условиях плохой видимости). Необходимое разрешение по дальности обеспечивается применением коротких или широкополосных зондирующих радиоимпульсов. Высокое разрешение по азимуту достигается при использовании РЛС с синтезированной антенной (искусственным раскрывом). Сигналы в таких системах или не обрабатывались в реальном масштабе времени (т.е. производилась запись, обработка осуществлялась на земле), или использовались громоздкие процессоры. В то же время проблема веса и энергопотребления стоит достаточно остро в авиации и, особенно, в космонавтике.
Наиболее высокое разрешение вдоль линии полета дают РЛС с фокусированной антенной. Однако для работы в реальном масштабе времени такая система должна выполнять порядка 10операций в секунду при ширине полосы, просматриваемой РЛС вдоль линии полета, равной 90 км.
Известия ТРТУ
Специальный выпуск
В РЛС бокового обзора наиболее просто создать нефокусированную синтезированную антенну. В этом случае отраженные сигналы суммируются без компенсации фазовых сдвигов. Отсутствие регулировки фазы принимаемых сигналов ограничивает максимально допустимую длину синтезированной антенны. Это обусловлено тем, что разность фаз принятых сигналов в центре и на краях синтезированного раскрыва не
должна превышать 90°. Такая система при ширине полосы, просматриваемой РЛС вдоль линии полета, равной 65км, должна выполнять
* 3.5 • 1010 операций в секунду, учитывая мнимую и действительную составляющие принятого сигнала. Чтобы обеспечить такое быстродействие, в системе должны работать минимум двенадцать наиболее скоростных на сегодняшний день процессоров ЦОС ТМБ320С80. Однако в данном случае, решающим оказывается не само быстродействие, а пропускная способность внешней магистрали процессора »400Мбайт/с и разрядность данных. Если в такой системе применить окна, сконструированные на основе рекурсивных фильтров с конечной импульсной характеристикой, необходимое быстродействие составит » (5.4-г9.4) • 10х операций в секунду (меньше в 65 4- 38 раз, в зависимости от выбранного окна), что может быть реализовано на 2-г-З процессорах в зависимости от разрядности данных.
ЛИТЕРАТУРА
1. Реутоа А.П., Михайлов Б.А. и др. Радиолокационные станции бокового обзора. Под ред. Реутова А.П. М.: Сов. радио, 1970.
2. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978.
3. Турулин И.И. Некоторые методы синтеза рекурсивных фильтров с конечной импульсной характеристикой. /Таганрог, 1997. Таганрогский государственный радиотехнический университет. Деп. в ВИНИТИ 16.09.97 №2837-В97.
УДК 621.385
В.И. Каринский, С.В. Николаев
СИСТЕМА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ СТОХАСТИЧЕСКИ ПРЕДСТАВЛЕННЫХ СИГНАЛОВ
При проектировании систем ЦОС, предназначенных для работы в режиме реального времени и при ограничениях по вычислительному ресурсу, необходимо подобрать наиболее подходящий состав алгоритмов для реализации требуемых вычислений, определить ряд параметров (метод и разрядность представления информации, частоту дискретизации, интервалы анализа и т.д.), а также найти оптимальное соотношение между точностью обработки и необходимыми вычислительными мощностями аппаратуры. Главным определяющим фактором при этом является жесткое ограничение вычислительных процедур во времени. Для получения максимальной эффективности на каждой ЭВМ, исходя из ее индивидуальных характеристик, необходимо создавать свой набор вычислительных процедур со своими параметрами. Для этих целей была разработана программная оболочка, позволяющая проводить анализ и
