ГАРМОНИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ НА ОСНОВЕ БЛОКА ПОДДИАПАЗОНОВ, УСИЛЕННОЕ ПЕРЕКРЕСТНЫМИ ПРОИЗВЕДЕНИЯМИ

1. Система, сконфигурированная для генерирования растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала из входного сигнала, причем система содержит:
блок (101) анализирующих фильтров, сконфигурированный для получения некоторого количества Y≥1 сигналов анализируемых поддиапазонов из входного сигнала, где каждый сигнал анализируемого поддиапазона включает ряд комплекснозначных анализируемых дискретных значений, каждое из которых имеет фазу и амплитуду;
модуль (102) обработки поддиапазонов, сконфигурированный для генерирования сигнала синтезируемого поддиапазона из Y сигналов анализируемых поддиапазонов с использованием коэффициента Q преобразования поддиапазонов и коэффициента S растягивания поддиапазонов, причем по меньшей мере один из коэффициентов Q и S больше единицы, где модуль (102) обработки поддиапазонов содержит:
экстрактор (201) блоков, сконфигурированный для каждого из Y сигналов анализируемых поддиапазонов для:
i) формирования кадра, состоящего из L входных дискретных значений, извлекаемого из указанного ряда комплекснозначных анализируемых дискретных значений в сигнале анализируемого поддиапазона, и длина кадра составляет L>1; и
ii) применения величины скачка блока из h дискретных значений к указанному ряду анализируемых дискретных значений перед формированием следующего кадра, состоящего из L входных дискретных значений:
модуль (202) нелинейной обработки кадров, сконфигурированный для генерирования на основе Y соответствующих кадров входных дискретных значений, сформированных экстрактором блоков, кадра обрабатываемых дискретных значений путем определения фазы и амплитуды для каждого обрабатываемого дискретного значения кадра, где для по меньшей мере одного обрабатываемого дискретного значения:
i) фаза обрабатываемого дискретного значения основывается на соответствующих фазах соответствующего входного дискретного значения в каждом из Y кадров входных дискретных значений; и
ii) амплитуда обрабатываемого дискретного значения основывается на амплитуде соответствующего входного дискретного значения в каждом из Y кадров входных дискретных значений;
модуль (203) оконной обработки, сконфигурированный для применения к кадру обрабатываемых дискретных значений оконной функции конечной длины, содержащей ряд оконных дискретных значений, причем наложенные и сложенные оконные дискретные значения ряда оконных функций при взвешивании посредством комплексных весовых коэффициентов и сдвиге на величину скачка Sh образуют, в значительной мере, постоянную последовательность; и
модуль (204) сложения и наложения, сконфигурированный для определения сигнала синтезируемого поддиапазона путем наложения и сложения дискретных значений из последовательности кадров обрабатываемых дискретных значений, подвергаемых оконной обработке; и
блок (103) синтезирующих фильтров, сконфигурированный для генерирования растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала из по меньшей мере выходного сигнала синтезируемого поддиапазона посредством модуля обработки поддиапазонов,
где система действует, по меньшей мере, при Y=2.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что
блок (101) анализирующих фильтров представляет собой один из следующего: блока квадратурных зеркальных фильтров, оконного дискретного преобразования Фурье или вейвлет-преобразования; и
блок (103) синтезирующих фильтров представляет собой блок соответствующих обратных фильтров или обратное преобразование.
A
3. Система по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что блок (101) анализирующих фильтров применяет к входному сигналу шаг анализа по времени - Δt;
A
блок анализирующих фильтров имеет разнос анализируемых частот - Δf;
блок анализирующих фильтров содержит количество N анализируемых поддиапазонов, причем N>1, где n - индекс анализируемого поддиапазона, n=0…N-1;
анализируемый поддиапазон из числа N анализируемых поддиапазонов связан с частотной полосой входного сигнала;
s
блок (103) синтезирующих фильтров применяет к сигналу синтезируемого поддиапазона шаг синтеза по времени - Δt;
s
блок синтезирующих фильтров имеет разнос синтезируемых частот - Δf;
блок синтезирующих фильтров содержит количество М синтезируемых поддиапазонов, причем М>1, где m - индекс синтезируемого поддиапазона, причем m=0, …, М-1; и
синтезируемый поддиапазон из числа М синтезируемых поддиапазонов связан с одной из частотных полос растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала.
1
2
4. Система по п. 3, отличающаяся тем. что модуль (102) обработки поддиапазонов сконфигурирован для Y=2 и дополнительно содержит модуль (404) управления перекрестной обработкой, сконфигурированный для генерирования данных (403) управления перекрестной обработкой, определяющих индексы n, n поддиапазонов, связанные с сигналами анализируемых поддиапазонов и с индексом m синтезируемого поддиапазона, где указанные индексы соотносятся как приближенные целочисленные решения системы уравнений
<mrow><mrow><mo>{</mo><mrow><mtable><mtr><mtd><mrow><mi>m</mi><mo>+</mo><mi>σ</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>Q</mi><mi>ϕ</mi></msub><mi>Ω</mi><mo>+</mo><mi>r</mi><msub><mi>Ω</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>f</mi><mi>S</mi></msub></mrow></mfrac></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>n</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><mi>σ</mi><mo>=</mo><mfrac><mi>Ω</mi><mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>f</mi><mi>A</mi></msub></mrow></mfrac></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><msub><mi>n</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><mi>σ</mi><mfrac><mrow><mi>Ω</mi><mo>+</mo><msub><mi>Ω</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>f</mi><mi>A</mi></msub></mrow></mfrac></mrow></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>}</mo></mrow></mrow>
0
где Ω - основная частота входного сигнала;
σ=0 или ½;
S
A
Q=(Δt/Δt)·Qφ;
φ
Q - коэффициент преобразования;
φ
r - целое число, удовлетворяющее неравенству 1≤r≤Q-1.
1
2
5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что модуль (404) управления перекрестной обработкой сконфигурирован для генерирования управляющих данных обработки так, чтобы индексы n, n поддиапазонов основывались на значении r, которое максимизирует минимальную из амплитуд поддиапазонов двух кадров, сформированных путем извлечения анализируемых дискретных значений из сигналов анализируемых поддиапазонов.
6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что амплитуда поддиапазона для каждого кадра, состоящего из L входных дискретных значений, представляет собой амплитуду центрального или ближайшего к центральному дискретного значения.
7. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что экстрактор (201) блоков сконфигурирован для получения, по меньшей мере, одного кадра входных дискретных значений путем понижающей дискретизации комплекснозначных анализируемых дискретных значений в сигнале анализируемого поддиапазона.
1
2
8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что сконфигурирована для Y=2, где экстрактор блоков сконфигурирован для получения первого и второго кадров входных дискретных значений путем понижающей дискретизации комплекснозначных анализируемых дискретных значений, соответственно, в первом и втором сигналах анализируемых поддиапазонов посредством коэффициентов D и D понижающей дискретизации, удовлетворяющих
1
2
1
2
и неравенству D≥0, D>0 или D>0, D≥0,
1
2
и модуль (202) нелинейной обработки кадров сконфигурирован для определения фазы обрабатываемого дискретного значения на основе линейной комбинации с неотрицательными целочисленными коэффициентами Т, Т соответствующих фаз соответствующего входного дискретного значения в первом и втором кадрах входных дискретных значений.
9. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что следующие друг за другом комплексные весовые коэффициенты отличаются только на фиксированное чередование фаз, причем чередование фаз пропорционально основной частоте входного сигнала.
10. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что модуль (204) наложения и сложения применяет величину скачка к следующим друг за другом кадрам обрабатываемых дискретных значений, причем величина скачка равна величине h скачка блока, умноженной на коэффициент S растягивания поддиапазонов.
1
2
11. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что сконфигурирована для Y=2, причем модуль (202) обработки кадров сконфигурирован для определения амплитуды обрабатываемого дискретного значения как среднего значения амплитуды соответствующего входного дискретного значения в первом кадре входных дискретных значений и амплитуды соответствующего входного дискретного значения во втором кадре входных дискретных значений и/или для определения фазы обрабатываемого дискретного значения на основе линейной комбинации с неотрицательными целочисленными коэффициентами (T, Т) соответствующих фаз соответствующего входного дискретного значения в первом и втором кадрах входных дискретных значений.
12. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем,что дополнительно содержит:
ряд модулей (401, 402; 503; 602-2, 602-3, 602-4) обработки поддиапазонов, каждый из которых сконфигурирован для определения сигнала промежуточного синтезируемого поддиапазона с использованием отличающегося значения коэффициента Q преобразования поддиапазонов и/или коэффициента S растягивания поддиапазонов; и
модуль (405; 603) слияния, расположенный за указанным рядом модулей обработки поддиапазонов и перед блоком (103) синтезирующих фильтров, сконфигурированный для слияния соответствующих сигналов промежуточных синтезируемых поддиапазонов с целью определения сигнала синтезируемого поддиапазона.
13. Система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что
блок (101) анализирующих фильтров сконфигурирован для формирования Y×Z анализируемых поддиапазонов из входного сигнала;
модуль (102) обработки поддиапазонов сконфигурирован для генерирования Z сигналов синтезируемых поддиапазонов из Y×Z сигналов анализируемых поддиапазонов, применяя пару величин S и Q для каждой группы из Y сигналов анализируемых поддиапазонов, на которой основывается один сигнал синтезируемого поддиапазона; и
блок (103) синтезирующих фильтров сконфигурирован для генерирования Z растянутых во времени и/или преобразованных по частоте сигналов из Z сигналов синтезируемых поддиапазонов.
14. Способ генерирования растянутого во времени и/или преобразованного по частоте сигнала из входного сигнала, причем способ включает этапы, на которых:
получают число Y≥2 сигналов анализируемых поддиапазонов из входного сигнала, причем каждый сигнал анализируемого поддиапазона включает ряд комплекснозначных анализируемых дискретных значений, каждое из которых имеет фазу и амплитуду;
для каждого из Y анализируемых поддипазонов:
формируют кадр, состоящий из L входных дискретных значений, причем кадр извлекают из указанного ряда комплекснозначных анализируемых дискретных значений в сигнале анализируемого поддиапазона, а длина кадра составляет L>1; и
применяют величину скачка блока из h дискретных значений к указанному ряду анализируемых дискретных значений перед получением следующего кадра, состоящего из L входных дискретных значений;
генерируют на основе Y соответствующих кадров полученных таким образом входных дискретных значений кадр обрабатываемых дискретных значений путем определения фазы и амплитуды для каждого обрабатываемого дискретного значения кадра, где по меньшей мере для одного обрабатываемого дискретного значения:
i) фаза обрабатываемого дискретного значения основывается на соответствующих фазах соответствующего входного дискретного значения в Y кадрах входных дискретных значений; и
ii) амплитуда обрабатываемого значения основывается на амплитуде соответствующего входного дискретного значения в Y кадрах входных дискретных значений;
определяют сигнал синтезируемого поддиапазона путем применения оконной функции конечной длины к каждому кадру обработанных дискретных значений, затем накладывают и складывают дискретные значения последовательности, причем оконная функция содержит ряд оконных дискретных значений, причем наложенные и сложенные оконные дискретные значения ряда оконных функций при взвешивании посредством комплексных весовых коэффициентов и сдвиге на величину скачка Sh образуют, в значительной мере, постоянную последовательность; и
генерируют растянутый во времени и/или преобразованный по частоте сигнал из, по меньшей мере, сигнала синтезируемого поддиапазона.
15. Носитель данных, в памяти которого хранятся машиночитаемые команды, предназначенные для выполнения способа по п. 14.