5次元ディジタル信号処理によるパルサーサーベイと重力理論の検証

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08102010
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 大師堂 経明 早稲田大学, 教育学部, 教授 (10112989)
• 研究分担者: 前田 恵一 早稲田大学, 理工学部, 教授 (70199610)
• キーワード: パルサー / サーベイ / FFT / 信号処理 / ディジタル信号処理 / 空間FFT / 時間FFT / バタフライ演算

研究概要

パルサーサーベイ干渉計用の空間・時間信号処理をつかさどるプロセッサーの製作は順調に進み、1998年春に完成予定である。これは、電波の到来方向をナイキストレート(20MHz)で、2次元的64方向(256方向)に識別する空間FFTと、識別された各方向(各画素)ごとの64点(256点)時系列データからスペクトルを得る時間FFTとからなる、世界に類のない最高速の演算装置である。上記の空間FFT(2次元)と時間FFT(1次元)における信号フローのトポロジーが、同一であることを積極的に利用して、空間FFTと時間FFTの基板を同一にすることができ、開発費を圧縮することができた。以下に、その要点をまとめる。
(1)空間2次元、時間1次元の、8x8x64点データのFFTのバタフライ演算は、N logN=(8x8x64)x12=Data数 x stages、である。しかし、この演算は、64クロックで行えばよいので、1クロック(ナイキストレート)当たりの演算数は、64で割った8x8x12、すなわち、64x6x2である。すなわち、上記空間FFTのバタフライ演算数N logN=64x6の2倍にすぎない。上記の空間FFTプロセッサー2台分である。
(2)先のトポロジーの同一性を思い起こすと、単に2台のFFTプロセッサー用意して処理する方法があるのではないかと、考えたくなる。
(3)特定画素の64点時系列データを、空間FFTと同じ構造の時間FFTボードの入力ポートに同時に設定でき、次のクロックに次の画素の時系列データを同様に取り込む、...が、連続して行えればよい。しかし、両FFTの入出力は8(16)枚の基板に分散しているので、両基板が1体1対応接続し、かつ64(256)クロックで全てのつなぎ方を経ていく、条件が満たされなければならない。これは、バタフライ型のマルチプレクサとシフトレジスターの組み合わせで実現できる。
現在、電子基板が出来上がり、プロセッサー本体のデバッグ中である。

研究成果

• [文献書誌] T.Daishido et al: "(2+1+2)D Signal Processing in Pulsar survey Project" Proc.“Neutron Stars and Pulsars" (Universal Academy Press). (in press). (1998)
• [文献書誌] 三上直樹,大師堂経明: "パルサー探査用2分木状構成の適応フィルタの検討(Study of Adaptive filter with Binary-Tree Structure for Surveys of Pulsars" 第12回ディジタル信号処理シンポジウム論文集A8(電子情報通信学会). A8-5. 1-6 (1997)
• [文献書誌] T.Daishido et al: "Implementation of Spatial-Temporal FFT in pulsar Survey Huge Array-3D topological solution-" Proc.The URSI Large Telescope Working Group Meeting and 1KT International Technical Workshop(CSIRO,Sydney). D1,1-20 (1997)
• [文献書誌] K.Maeda et al: "Dilatonic Black Holes with Gauss-Bonnet term" Phys.Rev.D. 739-753 (1997)
• [文献書誌] K.Maeda et al: "Chaos in Schwar 2 schild Spacetime : The Motion of a Spinning Particle" Phys.Rev.D55. 4848-4859 (1997)
• [文献書誌] K.Maeda et al: "Dynamics of Quiet Universes" Phys.Rev.D55. 3276-3287 (1997)