圆周卷积与周期卷积、线性卷积的关系及计算
一、三者关系
设:
1122()01()01
x n n N x n n N ≤≤-≤≤-N :圆周卷积的点数
⏹ 圆周卷积是周期卷积的主值序列。
周期卷积:1
120()()()N m y n x m x n m -==-∑ (1)
圆周卷积:1
120
()()()[()(())]()N c N N N m y n y n R n x m x n m R n -===-∑
1
210
[()(())]()N N N m x m x n m R n -==-∑ (2)
注意:(2)式直接使用的前提是圆周卷积的点数N 应满足:
12max[,]N N N ≥(一般题目均符合此种情况)
⏹ 周期卷积是线性卷积的周期延拓。
线性卷积:11
12120()()*()()()N l m y n x n x n x m x n m -===-∑
212
1
2
1
()()()*()N m x m x n m x n x n -==
-=∑ (4)
圆周卷积与线性卷积的关系:()[()]()c l N r y n y n rN R n ∞
=-∞
=+∑ (5)
注意:上述关系式对任意长度的圆周卷积均适合。
二、举例说明
1、对于12max[,]N N N ≥的情况,各教材例题很多,不再举例。
2、12N N N N <<或的情况。
习题8.已知序列()()2(1)(4)3(5)x n n n n n δδδδ=+-+-+-,
4()()y n R n =,求:
(1)()()*()z n x n y n =
(2)()()f n x n =○5()y n (5点圆周卷积)。
解:(){1,2,0,0,4,3},
(){1,1,1,1}x n y n ==
(1)()()(){1,3,3,3,3,4,4,4,3}z n x n y n =*=(过程略) (2)()()f n x n =○5()y n (5点圆周卷积),N =5。
*利用圆周卷积与线性卷积的关系计算*
()[()]()[...(5)()(5)...]()
N N r f n z n rN R n z n z n z n R n ∞
=-∞
=+=+-++++∑
所以:()()f n x n =○5()y n ={5,7,7,6,3}
这种方法计算过程比较简单,但前提是先计算出线性卷积的结果。
三、结论
⏹ 圆周卷积的计算始终要记住一点:圆周卷积虽然是针对有限长序列的卷积运算,但它是由周期卷积推导而来的,故隐含了周期性。
⏹ (2)式虽然是圆周卷积的定义式,但要正确理解,灵活应用。
它是在满足12max[,]N N N ≥的前提下由周期卷积推导而来的,其适用场合仅限于12max[,]N N N ≥的情况。
对于12N N N N <<或的情况,要从圆周卷积与周期卷积的关系出发,利用(3)式进行计算。