Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Операторы взаимосвязи спектров в базисах комплексных экспоненциальных функций и функций Виленкина-Крестенсона

Опубликовано: 19.11.2013

Авторы: Сюзев В.В.

Опубликовано в выпуске: #11(23)/2013

DOI: 10.18698/2308-6033-2013-11-1051

Раздел: Информационные технологии

В работе ставится и решается научно-прикладная задача взаимопреобразования спектров для наиболее известных и широко применяемых в цифровой обработке базисов дискретных комплексных экспоненциальных функций Фурье и функций Виленкина - Крестенсона. С этой целью рассмотрены теоретические основы обобщенного анализа спектра в данных базисах с использованием скалярной и матричной форм представления дискретных преобразований Фурье. Для конкретных значений размерности обрабатываемых сигналов и наиболее используемых на практике обработки способов Адамара и Пэли упорядочения базисных функций в системах Виленкина - Крестенсона приведены структуры и сформулированы основные свойства матричных операторов взаимосвязи спектров, на основе которых записываются оригинальные правила объединения спектров данных базисов в независимые группы. С их помощью операция обобщенного анализа спектра представлена в виде системы более простых для практической реализации уравнений связи спектров и предложена новая аналитическая трактовка энергетического равенства Парсеваля в спектральной области указанных базисов. Дана наглядная и полезная геометрическая интерпретация выявленным особенностям операторов взаимосвязи спектров в базисах Фурье и Виленкина - Крестенсона. Полученные частные результаты обобщены на произвольную размерность дискретного сигнала, что позволило разработать оригинальные алгоритмы взаимопреобразования спектров в базисах Фурье и Виленкина - Крестенсона для сигналов различной формы и длительности. Особенно полезными полученные результаты могут оказаться при решении задач обработки сигналов с использованием их спектров и энергетических характеристик.


Литература
[1] Айфичер Э., Джервис Б. Цифровая обработка сигналов: практический подход. 2-е изд. Москва, Издательский дом "Вильямс", 2004, 992 с.
[2] Трахтман А.М. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов. Москва, Сов. радио, 1972, 352 с.
[3] Залманзон Л.А. Преобразования Фурье, Уолша, Хаара и их применение в управлении, связи и других областях. Москва, Наука, 1989, 496 с.
[4] Трахтман А.М., Трахтман В.А. Основы теории дискретных сигналов на конечных интервалах. Москва, Сов. радио, 1972, 208 с.
[5] Сюзев В.В. Спектральный анализ в базисах функций Хаара. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2011, № 2, с. 48-67
[6] Сюзев В.В. Теоретические основы спектрального анализа в базисе Хартли. Наука и образование, 2011, № 10. URL: http://technomag.edu.ru/doc/230816.html
[7] Сюзев В.В. Имитация псевдослучайных сигналов с энергетическими характеристиками, инвариантными к обобщенному сдвигу в системах счисления с переменным основанием. Инженерный журнал: наука и инновации, 2012, вып. 1. URL: http://engjournal.ru/catalog/it/hidden/73.html
[8] Сюзев В.В., Савельев А.Я., Гудзенко Д.Ю. Методы представления и преобразования сигналов в базисе обобщенных функций Крестенсона. Наука и образование, 2012, № 3. URL: http://technomag.edu.ru/doc/372760.html
[9] Сюзев В.В. Синтез частотных нерекурсивных цифровых фильтров в спектральной области произвольного ортогонального базиса. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2000, № 2, c. 19-33
[10] Сюзев В.В. Обобщенные преобразования Фурье. Современные информационные технологии. Сб. тр. каф. "Компьютерные системы и сети" МГТУ им. Н.Э. Баумана. Москва, Эликс+, 2009, с. 130-138
[11] Садыхов Р.Х., Чеголин П.М., Шмерко В.П. Методы и средства обработки сигналов в дискретных базисах. Минск, Наука и техника, 1987, 296 с.
[12] Сюзев В.В. Энергетические спектры сигналов в базисе Виленкина - Крестенсона, инвариантные к циклическому сдвигу. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2007, № 2, с. 64-77