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La doctora Gordana Jovanovic Dolecek publicó nuevo libro con Springer

La editorial Springer publicó recientemente el libro Advances in Multirate Systems editado por la doctora Gordana Jovanovic Dolecek, investigadora de la Coordinación de Electronica del INAOE. Este libro presenta el estado de arte de las principales aplicaciones de sistemas multirate en comunicaciones inalámbricas, procesamiento de imágenes y de video, software y radio cognitiva. En este proyecto participaron varios destacados autores de Bélgica, Francia, Estados Unidos, Corea del Sur, India, Túnez y Mexico.

El procesamiento de señales multirate se ha convertido en un elemento clave para la creación de técnicas eficientes en diversas áreas de la ingeniería moderna, tales como sistemas de comunicación satelitales e inalámbricas, la radio cognitiva y software, procesamiento de imágenes y video, entre otras. La principal ventaja de los sistemas multirate radica en la eficiencia computacional con base en la capacidad para usar diferentes tasas de muestreo simultáneamente dentro del mismo sistema.

A pesar de que existen numerosas técnicas de procesamiento de señales multirate para el procesamiento de información digital, y diferentes aplicaciones prometedoras, existen sólo unos pocos libros editados que incluyen algunas aplicaciones de los sistemas multirate en diversos campos. La razón para proponer un nuevo libro en esta área es la de reducir la brecha existente entre los numerosos resultados publicados en revistas y conferencias y la falta de libros recientes especializados en el tema. El objetivo es incluir resultados importantes recientes y aplicaciones prometedoras de sistemas multirate. 

El texto está dividido en ocho capítulos escritos por expertos en la materia.

En el primer capítulo, Implementation Studies of Multirate Systems, escrito por Y.  Huang y C. Li, se discuten diversos aspectos de implementación de sistemas multirate. Se elaboran dos casos de estudio. El primero estudia el reto de diseño de filtros upsampling para transmisores de alta velocidad y ancho de banda muy grande. El segundo caso particulariza el reto de diseño en amplia cobertura de frecuencia del filtro downsampling para receptor de radio multiestándar.

El siguiente capítulo, Advances in Multirate Filter Banks: A Research Survey, escrito por A. Kumar, B. Kuldeep, I. Sharma, G. K. Singh, y H. N. Lee, expone un estudio en las investigaciones sobre bancos de filtros, incluyendo un repaso general de la teoría de los bancos de filtros y el estado del arte en su diseño. También se presentan los avances en el campo del diseño óptimo de bancos de filtros.

El tercer capítulo, Methods for Improving Magnitude Characteristic of Comb Decimation Filters, escrito por G. Jovanovic Dolecek, presenta métodos recientes para mejorar la magnitud característica de los Comb Decimation Filters en banda de rechazo, banda de paso y en ambas. Primero, se revisan los métodos para la mejora del rechazo de aliasing utilizando la rotación de ceros del filtro comb, basados en la exploración de las características de los polinomios simétricos. A continuación, se muestran los métodos para la compensación de caída en la banda de paso del filtro comb en banda ancha, basados en un enfoque trigonométrico, en el cual la respuesta en magnitud de los compensadores es de forma sinusoidal. Finalmente, se trata el método basado en filtros correctores sin multiplicadores para la mejora de la magnitud característica tanto en banda de paso como en banda de rechazo. Los métodos son ilustrados con ejemplos y se provee de los scripts de Matlab para los métodos presentados.

El siguiente capítulo, Design of Multi- Channel Filter bank Using Minor Component Analysis and Fractional Derivative Constraints, escrito por B. Kuldeep, A. Kumar, G. K. Singh, y H. N. Lee, presenta una nueva técnica de diseño para bancos de filtros multicanal modulados por coseno, basados en  el análisis de componentes menores y restricciones derivativas fraccionales, usando técnicas de optimización por enjambre. La formulación del problema y una metodología de diseño se presentan e ilustran mediante ejemplos.

El capítulo 5, Multiresolution Filter Banks for Pansharpening Application, escrito por H. Hallabia, A. Kallel, A. B. Hamida, aborda la aplicación del procesamiento de señales en imágenes. Bancos de filtros de dos canales son adoptados para fusión de imágenes detectadas remotamente, también llamadas pansharpening. Este proceso consiste en transferir el contenido espacial de la imagen pancromática (PAN) con una resolución más fina en una imagen con una resolución más burda; por ejemplo  una imagen multiespectral (MS) o hiperespectral (HS). Se presentan los resultados experimentales, incluyendo datasets, los algoritmos seleccionados de pansharpening y las métricas de evaluación de calidad.

El siguiente capítulo, Video Signal Processing, escrito por Y. L. Huang, está dedicado a las aplicaciones del procesamiento de señales de video. Se presentan los conocimientos básicos, las aplicaciones y los detalles técnicos de sistemas multirate  actuales. Primero, se introduce el concepto básico del sistema de video. Adicionalmente, se muestran varios ejemplos de aplicaciones de video multirate. Posteriormente, se explican las técnicas clave para lograr estas aplicaciones a partir de la conversión fundamental de cuadros por segundo (FRC) y la conversión ascendente de cuadros por segundo (FRUC). Se proporciona el diagrama de flujo general de las técnicas de FRUC y también se discuten los detalles técnicos. Igualmente, se explican varios métodos de evaluación y se muestran los datasets populares de video. Finalmente, se analizan los requerimientos e investigaciones recientes sobre la implementación en hardware para las técnicas FRUC.

El capítulo 7, Multirate Systems in Cognitive Radio, escrito por S. C. Prema y K.S. Dasgupta, aborda el uso de bancos de filtros para la detección de espectro en radio cognitiva (CR), incluidos los bancos de filtros modulados por coseno, y bancos de filtros DFT. Las técnicas de bancos de filtros multirate pueden reducir la complejidad computacional y mejorar el análisis espectral en aplicaciones de radio  cognitiva. Para la utilización fraccional del espectro, la frecuencia central y los bordes espectrales del usuario primario también pueden estimarse utilizando bancos de filtros.

El último capítulo, Design of Non-Uniform linear-Phase Transmultiplexer System for Communication, escrito por A. Vishwakarma, A. Kumar y H. N. Lee, presenta una técnica de diseño mejorada para un banco de filtros (FB) transmultiplexor de fase lineal no uniforme para un sistema de comunicación. El filtro prototipo está diseñado utilizando diferentes funciones de ventana que tienen una alta tasa de caída del lóbulo lateral (SLFOR). Después, los coeficientes del filtro se optimizan para satisfacer la condición de reconstrucción perfecta (PR). El desempeño del método es evaluado en términos de parámetros de fidelidad como la interferencia entre símbolos (ISI), la interferencia entre canales o entre portadoras (ICI), la razón señal a interferencia entre símbolos (SISI), la razón señal a interferencia entre canales (SICI), y la razón señal a interferencia total (SI). Los resultados de la simulación demuestran que se pueden obtener valores muy bajos de ICI e ISI usando varias ventanas ajustables.