СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И СПОСОБ РЕКОНФИГУРАЦИИ СИГНАЛОВ

1. Способ цифрового преобразования дискретизированного по времени полосового сигнала с повышением частоты до нужной величины, включающий:
s
задание фиксированной эффективной частоты F дискретизации для цифроаналогового преобразователя (ЦАПа), используемого для преобразования дискретизированного по времени полосового сигнала с повышением частоты;
выполнение комплексной перестройки дискретизированного по времени полосового сигнала для получения комплексного перестроенного, дискретизированного по времени, сигнала, который смещается в частотной области;
увеличение частоты дискретизации в N раз, где N>=2, для получения дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации, представление которого в частотной области содержит множество спектров сигнала, расположенных на равных расстояниях друг от друга;
фильтрацию дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации для выделения по меньшей мере одного спектра из множества спектров дискретизированного по времени сигнала для получения отфильтрованного дискретизированного по времени сигнала;
преобразование отфильтрованного дискретизированного по времени сигнала, который содержит по меньшей мере один спектр сигнала, в непрерывный сигнал с использованием ЦАПа; и
фильтрацию непрерывного сигнала для выделения спектров сигнала, расположенного на нужной частоте в частотной области;
причем величина перестройки, используемая для выполнения стадии комплексной перестройки сигнала, и коэффициенты фильтрации, используемые на стадии фильтрации дискретизированного по времени сигнала, определяются в функции от фиксированной эффективной частоты дискретизации ЦАПа и требуемой повышенной частоты преобразования.
2. Способ по п.1, включающий также:
определение величины комплексной перестройки сигнала для выполнения стадии перестройки;
определение коэффициентов фильтра, используемых при фильтрации дискретизированного по времени сигнала.
3. Способ по пп.1 и 2, который включает также выполнение квадратурной модуляции после комплексной перестройки сигнала.
4. Способ по п.3, в котором выполнение квадратурной модуляции после комплексной перестройки сигнала включает:
выполнение цифровой квадратурной модуляции перед преобразованием отфильтрованного дискретизированного по времени сигнала в непрерывный сигнал; или
выполнение аналоговой квадратурной модуляции после преобразования отфильтрованного дискретизированного по времени сигнала в непрерывный сигнал.
5. Способ по п.3, в котором выполнение квадратурной модуляции после комплексной перестройки сигнала включает выполнение цифровой квадратурной модуляции после фильтрации дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации.
6. Способ по любому из пп.1 или 2, в котором фильтрация непрерывного сигнала включает:
s
выделение спектра сигнала из непрерывного сигнала, расположенного на частоте между 0 и F; или
s
выделение спектра сигнала из непрерывного сигнала, расположенного на частоте, превышающей F.
7. Способ по любому из пп.1 или 2, в котором увеличение в N раз частоты дискретизации дискретизированного по времени сигнала и фильтрация дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации содержит дискретизацию и фильтрацию с использованием полифазной обработки сигнала.
8. Способ по п.5, в котором увеличение в N раз частоты дискретизации дискретизированного по времени сигнала и фильтрация дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации содержит дискретизацию и фильтрацию с использованием полифазной обработки сигнала, и выполнение цифровой квадратурной модуляции содержит использование частоты квадратурной модуляции, которая равна фиксированной эффективной частоте дискретизации ЦАПа, разделенной на целое число.
9. Способ по п.8, в котором указанное целое число содержится в N целое число раз.
10. Способ по любому из пп.1 или 2, в котором выполнение комплексной перестройки дискретизированного по времени полосового сигнала включает:
последовательное выполнение М раз, где М>=2, причем первый раз дискретизированного по времени полосового сигнала и каждый следующий раз дискретизированного по времени сигнала, полученного при предыдущем выполнении:
комплексной перестройки дискретизированного по времени сигнала для получения промежуточного перестроенного, дискретизированного по времени, сигнала;
увеличение частоты дискретизации промежуточного перестроенного, дискретизированного по времени, сигнала для получения этого сигнала с увеличенной частотой дискретизации;
фильтрация промежуточного перестроенного, дискретизированного по времени, сигнала с увеличенной частотой дискретизации для выделения спектров сигнала в частотной области и получения отфильтрованного промежуточного перестроенного, дискретизированного по времени, сигнала;
выполнение комплексной настройки на М-й отфильтрованной промежуточный перестроенный, дискретизированный по времени, сигнал для получения дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации.
11. Способ по любому из пп.1 или 2, содержащий также повторную дискретизацию по меньшей мере одного из сигналов: дискретизированного по времени полосового сигнала, комплексного перестроенного дискретизированного по времени сигнала, дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации и отфильтрованного дискретизированного по времени сигнала, с частотой, которая в целое число раз меньше фиксированной эффективной частоты дискретизации ЦАПа.
12. Устройство цифрового преобразования с повышением частоты дискретизированного по времени полосового сигнала до необходимой величины, содержащее:
цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) с фиксированной эффективной частотой дискретизации, равной Fs;
комплексный тюнер, предназначенный для перестройки дискретизированного по времени полосового сигнала для получения комплексного перестроенного дискретизированного по времени сигнала;
цифровое устройство увеличения в N раз частоты дискретизации, где N>=2, для получения дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации, представление которого в частотной области содержит множество спектров сигнала, расположенных на равных расстояниях друг от друга;
фильтр выделения спектров сигнала, предназначенный для выделения по меньшей мере одного спектра из множества спектров сигнала и формирования отфильтрованного дискретизированного по времени сигнала, которые преобразуется ЦАПом в непрерывный во времени сигнал;
фильтр после ЦАПа, предназначенный для приема непрерывного во времени сигнала и выделения спектра, расположенного на нужной частоте в частотной области;
причем величина перестройки, используемая в комплексном тюнере, и коэффициенты фильтрации, используемые в фильтре выделения спектров, определяются в функции от фиксированной эффективной частоты дискретизации ЦАПа и требуемой повышенной частоты преобразования.
13. Устройство по п.12, в котором комплекснй тюнер и фильтр выделения спектров могут настраиваться путем изменения рабочих параметров для цифрового преобразования с повышением частоты дискретизированного по времени полосового сигнала до необходимой величины в одном из множества диапазонов радиосвязи.
14. Устройство по п.12 или 13, в котором цифровое устройство увеличения в N раз частоты дискретизации и фильтр выделения спектров реализуются в форме полифазной обработки сигнала.
15. Устройство по любому из пп.12 или 13, содержащее также: квадратурный модулятор для выполнения квадратурной модуляции после комплексного тюнера.
16. Устройство по п.15, в котором квадратурный модулятор может быть:
цифровым квадратурным модулятором, предназначенным для выполнения цифровой квадратурной модуляции перед ЦАПом; или
аналоговым квадратурным модулятором, предназначенным для выполнения аналоговой квадратурной модуляции после ЦАПа.
17. Устройство по п.15, в котором цифровое устройство увеличения в N раз частоты дискретизации и фильтр выделения спектров реализуются в форме полифазной обработки сигналов, и квадратурный модулятор представляет собой цифровой квадратурный модулятор, предназначенный для выполнения цифровой квадратурной модуляции перед ЦАПом, который работает на частоте квадратурной модуляции, снижающей сложность реализации устройства.
18. Устройство по любому из пп.12 или 13, в котором комплексный тюнер представляет собой распределенный тюнер, в состав которого входят М комплексных тюнеров полосового сигнала, где М>=2, М-1 цифровых устройств увеличения частоты дискретизации и М-1 фильтров выделения спектров сигнала:
причем М-1 из М тюнеров полосового сигнала, М-1 цифровых устройств увеличения частоты дискретизации и М-1 фильтров выделения спектров сигнала организованы в группы, каждая из которых содержит тюнер полосового сигнала, цифровое устройство увеличения частоты дискретизации и фильтр выделения спектров сигнала, и каждая группа предназначена для:
комплексной перестройки дискретизированного по времени сигнала для получения промежуточного перестроенного дискретизированного по времени сигнала;
увеличения частоты дискретизации промежуточного перестроенного дискретизированного по времени сигнала для получения этого сигнала с увеличенной частотой дискретизации; и
фильтрации промежуточного перестроенного дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации для выделения спектров сигнала и получения отфильтрованного промежуточного перестроенного, дискретизированного по времени, сигнала;
причем первая группа осуществляет обработку дискретизированного по времени полосового сигнала, и каждая следующая группа осуществляет обработку отфильтрованного промежуточного перестроенного, дискретизированного по времени, сигнала с выхода каждой предыдущей группы; и
комплексный М-й тюнер предназначен для:
приема М-1-го отфильтрованного промежуточного перестроенного, дискретизированного по времени, сигнала; и
выполнения комплексной перестройки М-1-го отфильтрованного промежуточного перестроенного, дискретизированного по времени, сигнала для получения комплексного перестроенного, дискретизированного по времени, сигнала.
19. Устройство по любому из пп.12 или 13, содержащее также компонент изменения частоты дискретизации для повторной дискретизации по меньшей мере одного из сигналов: дискретизированного по времени полосового сигнала, комплексного перестроенного дискретизированного по времени сигнала, дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации и отфильтрованного дискретизированного по времени сигнала, с частотой, которая в целое число раз меньше фиксированной эффективной частоты дискретизации ЦАПа.
20. Способ реконфигурации сигналов цифрового преобразователя с повышением частоты для обеспечения работы в другом диапазоне частот, включающий:
определение частоты перестройки для использования при осуществлении комплексной перестройки дискретизированного по времени полосового сигнала для получения комплексного перестроенного дискретизированного по времени сигнала;
определение коэффициентов фильтра для использования при фильтрации дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации для выделения по меньшей мере одного спектра в частотной области из множества спектров дискретизированного по времени сигнала с увеличенной частотой дискретизации и получения отфильтрованного дискретизированного по времени сигнала, причем дискретизированный по времени сигнал с увеличенной частотой дискретизации получают путем увеличения частоты дискретизации комплексного перестроенного дискретизированного по времени сигнала;
причем частота перестройки и коэффициенты фильтра определяются в функции от фиксированной эффективной частоты дискретизации цифроаналогового преобразователя (ЦАПа), используемого в цифровом преобразователе с повышением частоты, и требуемой повышенной частоты преобразования дискретизированного по времени полосового сигнала.
21. Способ по 20, включающий также замену текущей частоты перестройки и текущих коэффициентов фильтра, используемых в цифровом преобразователе, частотой перестройки и/или коэффициентами фильтра, полученными на предыдущих стадиях.