JP2004172794A - Composite trigonometric function computing element and phase rotation computing element - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phase rotation computing element the scale of which is reduced without deteriorating the computing accuracy. <P>SOLUTION: The phase rotation computing element is provided with: composite trigonometric function computing elements 10, 11 for generating cos(atan(B<SB>Q</SB>/B<SB>I</SB>)) and sin(atan(B<SB>Q</SB>/B<SB>I</SB>)) on the basis of a second complex signal comprising an in-phase component BI and a quadrature component BQ; and a phase rotation unit 30 for rotating a phase of a first complex signal on the basis of the cos(atan(B<SB>Q</SB>/B<SB>I</SB>)) and sin(atan(B<SB>Q</SB>/B<SB>I</SB>)), and each of the composite trigonometric function computing elements 10, 11 includes: an input conversion processing section 110 for generating any of intermediate data corresponding to each of computing results stepped at an equal interval in advance; and an output conversion processing section 111 for generating the computing result on the basis of the intermediate data. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００４】
複素数を直接演算できる集積回路は実現できないため、デジタル信号としての複素信号は、通常、同相成分（実部）及び直交成分（虚部）からなる２次元データとして表される。すなわち、複素信号Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれの同相成分をＡ_Ｉ，Ｂ_Ｉ，Ｃ_Ｉとし、それぞれの直交成分をＡ_Ｑ，Ｂ_Ｑ，Ｃ_Ｑとすれば、式（５）〜（７）のように表される。
Ａ≡Ａ_Ｉ＋ｊＡ_Ｑ （５）
Ｂ≡Ｂ_Ｉ＋ｊＢ_Ｑ （６）
Ｃ≡Ｃ_Ｉ＋ｊＣ_Ｑ （７）
【０００５】
式（４）のＡとＢの項に式（５）及び（６）を代入して展開し、同相成分と直交成分を整理すれば式（８）となる。この式（８）及び（７）の右辺同士を比較すれば、複素信号Ｃの同相成分Ｃ_Ｉと直交成分Ｃ_Ｑは、それぞれ式（９）及び（１０）のように表すことができる。

【０００６】
図２４は、従来の位相回転演算装置として第１の構成例を示したブロック図である（例えば、特許文献１参照）。この位相回転演算装置３０は、４個の乗算器３０１〜３０４、減算器３０５及び加算器３０６により構成され、入力信号Ａ及び位相回転信号Ｂが入力され、入力信号Ａの位相を位相回転信号Ｂの位相分だけ回転させた出力信号Ｃが出力される。
【０００７】
この位相回転演算装置３０では、式（９）及び（１０）の数式通りに４回の乗算と２回の加減算を行って出力信号Ｃを生成している。すなわち、乗算器３０１〜３０４において、入力信号Ａ及び位相回転信号Ｂの同相成分及び直交成分の各組合せＡ_Ｉ・Ｂ_Ｉ，Ａ_Ｑ・Ｂ_Ｉ，Ａ_Ｉ・Ｂ_Ｑ，Ａ_Ｑ・Ｂ_Ｑを求め、減算器３０５において出力信号Ｃの同相成分Ａ_Ｉ・Ｂ_Ｉ−Ａ_Ｑ・Ｂ_Ｑを求め、加算器３０６において出力信号Ｃの直交成分Ａ_Ｉ・Ｂ_Ｉ＋Ａ_Ｑ・Ｂ_Ｑを求めている。
【０００８】
復調器において周波数ずれや位相ずれを補正する場合であれば、入力信号Ａの振幅ｒ１を変化させることなく位相回転を行うことが望ましい。このため、位相回転信号Ｂは予め正規化された複素信号（すなわち振幅ｒ２＝１）にしておく必要がある。その一方で、図２４の位相回転演算装置は、入力信号Ａに対し、任意の振幅ｒ２を持った位相回転信号Ｂを乗算する能力を有しており、位相回転演算装置というよりは複素乗算器と呼ぶ方がより相応しい回路である。
【０００９】
つまり、入力信号Ａの位相回転操作を目的として用いる場合、この位相回転演算装置３０は、位相回転信号Ｂを正規化するための付加的な回路を必要とする一方、乗算器としての過剰な能力を備えており、回路規模を削減するための改良の余地がある。
【００１０】
さらに、乗算器をデジタル回路で実現する場合、一般に、その回路規模が大きなものとなり、その消費電力も大きなものとなる。従って、この様なデジタル位相回転演算装置を復調器に組み込んだ場合、当該復調器の回路規模と消費電力も大きなものとなる。このため、できるだけ乗算器の少ない回路構成とすることが、回路規模の小型化と消費電力の低減化の点で重要である。
【００１１】
例えば、回転させる角度（位相回転量）がある程度限定されている場合であれば、４つの乗算器３０１〜３０４はデータテーブルによって実現することができる。この場合、乗算器３０１〜３０４をＲＯＭ化することにより、位相回転演算装置の回路規模と消費電力も小さくすることができる。
【００１２】
図２５は、従来の位相回転演算装置として第２の構成例を示したブロック図である（例えば、特許文献２参照）。この位相回転演算装置３１は、図２４の位相回転演算装置３０にｃｏｓ発生器３１０と、ｓｉｎ発生器３１１を追加し、位相回転量として角度θ２が入力される。この角度θ２は、ｃｏｓ発生器３１０及びｓｉｎ発生器３１１においてｃｏｓθ２及びｓｉｎθ２へ変換され、乗算器３０１〜３０４へ入力される。
【００１３】
位相回転量が位相角データとして与えられるということは、図２４の位相回転演算装置３０における位相回転信号Ｂに振幅情報が含まれず、位相回転信号Ｂの振幅ｒ２が定数であることを意味する。
【００１４】
正規化された複素数の同相成分及び直交成分は、それぞれ三角関数を用いて表すことができ、振幅ｒ２＝１、位相θ２の位相回転信号Ｂの場合、同相成分Ｂ_Ｉはｃｏｓθ２、直交成分Ｂ_Ｑはｓｉｎθ２となる。従って、正規化された位相回転信号Ｂは式（６’）のように表される。

【００１５】
入力信号Ａ及び出力信号Ｃは、図２４の位相回転演算装置３０の場合と同様の複素信号であるから、それぞれ式（５）及び（７）を用いることができる。式（４）のＡ及びＢの項に式（５）及び（６’）を代入して展開し、同相成分と直交成分を整理すると、式（８）に対応する式（８’）が得られる。
Ｃ＝（Ａ_Ｉｃｏｓθ２−Ａ_Ｑｓｉｎθ２）＋ｊ（Ａ_Ｑｃｏｓθ２＋Ａ_Ｉｓｉｎθ２） （８’）
【００１６】
式（８’）及び（７）の右辺同士を比較すると、式（９）及び（１０）に対応する式（９’）及び（１０’）が得られる。すなわち、出力信号Ｃの同相成分Ｃ_Ｉと直交成分Ｃ_Ｑはそれぞれ式（９’）及び（１０’）のように表される。
Ｃ_Ｉ＝Ａ_Ｉｃｏｓθ２−Ａ_Ｑｓｉｎθ２ （９’）
Ｃ_Ｑ＝Ａ_Ｑｃｏｓθ２＋Ａ_Ｉｓｉｎθ２ （１０’）
【００１７】
図２５の位相回転演算装置３１は、式（９’）及び（１０’）を数式通りに実現した例である。この位相回転演算装置３１では、位相回転量が角度θ２で与えられるため、θ２からｓｉｎθ２及びｃｏｓθ２を生成するｃｏｓ発生器３１０及びｓｉｎ発生器３１１が必要となる。必要とされている精度が限定されていれば、これらの三角関数発生器３１０，３１１は、ＲＯＭなどに記憶させたデータテーブルによって実現することができる。
【００１８】
ｓｉｎθ２，ｃｏｓθ２は、それぞれ図２４におけるＢ_Ｑ，Ｂ_Ｉに相当することから、図２５は、位相回転信号Ｂとして、振幅ｒ２＝１、位相θ２の規格化された信号が入力された場合と考えることができる。従って、出力信号Ｃの振幅ｒ３は入力信号Ａの振幅ｒ１に等しくなり、位相回転演算装置３１における処理は、入力信号Ａを複素平面上で回転させる操作に相当する。
【００１９】
乗算器３０１〜３０４は、位相回転演算装置３０と同様、任意の振幅を持った位相回転信号を乗じる能力を有しており、乗算器としての過剰な能力を備えており、回路規模を削減するための改良の余地がある。また、位相回転量として、角度θ２ではなく位相回転信号Ｂが与えられる場合であれば、位相回転信号Ｂを予め角度θ２に変換しておく必要があり、付加的な回路を必要としている。
【００２０】
図２６は、従来の位相回転演算装置として第３の構成例を示したブロック図である（例えば、特許文献２参照）。この位相回転演算装置３２は、三角関数乗算部３２１〜３２４、減算器３０５及び加算器３０６により構成され、位相回転量として角度θ２が入力される。
【００２１】
三角関数乗算部３２１は、図２５の位相回転装置３１におけるｃｏｓ発生器３１０及び乗算器３０１を一体化したものとして構成される。同様にして、三角関数乗算部３２２はｃｏｓ発生器３１０及び乗算器３０２を、三角関数乗算部３２３はｓｉｎ発生器３１１及び乗算器３０３を、三角関数乗算部３２４はｓｉｎ発生器３１１及び乗算器３０４を一体化したものとして構成される。従って、三角関数乗算部３２１はＡ_Ｉｃｏｓθ２を、三角関数乗算部３２２はＡ_Ｑｃｏｓθ２を、三角関数乗算部３２３はＡ_Ｉｓｉｎθ２を、三角関数乗算部３２４はＡ_Ｑｓｉｎθ２を出力する。
【００２２】
復調器における位相回転信号の精度は、通常、ある程度限定されている。位相回転演算装置３２では、位相回転量を示す角度θ２の値が限定的であることを利用して、実質的に乗算器をなくし、乗算をＲＯＭにより実現することができる。この場合も、図２５の位相回転演算装置３１の場合と同様、出力信号の振幅ｒ３は入力信号の振幅ｒ１に等しくなり、位相回転演算装置３２における処理は、入力信号Ａを複素平面上で回転させる操作に相当する。
【００２３】
図２７は、従来の位相回転演算装置として第４の構成例を示したブロック図である（例えば、特許文献１参照）。この位相回転演算装置３３は、ａｔａｎ発生器３３１と３３２、加算器３３３、ｃｏｓ発生器３３４及びｓｉｎ発生器３３５により構成され、入力信号Ａ及び位相回転信号Ｂをそれぞれ位相角θ１とθ２に変換した後、位相角θ３＝θ１＋θ２を求めて出力信号Ｃを生成している。
【００２４】
入力信号Ａを三角関数を用いて表せば、式（５’）となる。すなわち、式（１１）及び（１２）に示す通り、ｒ１ｃｏｓθ１がＡの同相成分Ａ_Ｉであり、ｒ１ｓｉｎθ１がＡの直交成分Ａ_Ｑである。

【００２５】
同相成分と直交成分の比Ａ_Ｑ／Ａ_Ｉは位相角の正接ｔａｎθ１であるから、入力信号Ａが同相成分Ａ_Ｉ及び直交成分Ａ_Ｑで与えられた場合、その位相θ１は逆正接（ａｔａｎ）関数を用いた式（１３）により求めることができる。全く同様にして、位相回転信号Ｂの位相θ２は式（１４）により求めることができる。
θ１＝ａｔａｎ（Ａ_Ｑ／Ａ_Ｉ） （１３）
θ２＝ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ） （１４）
【００２６】
式（１３）及び（１４）から出力信号Ｃの位相θ３は式（１５）により求めることができる。

【００２７】
一方、出力信号Ｃを三角関数を用いて表すと式（７’）となる。すなわち、ｒ３ｃｏｓθ３がＣの同相成分Ｃ_Ｉであり、ｒ３ｓｉｎθ３がＣの直交成分Ｃ_Ｑであるから、出力信号Ｃは、式（１６）及び（１７）によって求めることができる。

【００２８】
式（１３）及び（１４）により、入力信号Ａ及び位相回転信号Ｂをそれぞれθ１，θ２へ変換した時点において、これらの信号の振幅情報ｒ１，ｒ２は失われている。このため、出力信号Ｃの振幅ｒ３＝ｒ２にしたい場合には、別途、入力信号Ａのｒ２を求めて、同相成分Ｃ_Ｉ及び直交成分Ｃ_Ｑに対し乗算しなければならない。
【００２９】
図２７の位相回転演算装置３３は、ｒ３＝１として式（１５）〜（１７）を実現した例である。ａｔａｎ発生器３３１は、逆正接関数のデータテーブルを記憶したＲＯＭからなり、入力信号Ａの同相成分Ａ_Ｉ及び直交成分Ａ_Ｑがアドレス入力され、これらの組合せに予め対応づけられた逆正接データａｔａｎ（Ａ_Ｑ／Ａ_Ｉ）を出力する。また、ａｔａｎ発生器３３２も逆正接関数のデータテーブルを記憶したＲＯＭからなり、位相回転信号Ｂの同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑがアドレス入力され、これらの組合せに予め対応づけられた逆正接データａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ）を出力する。
【００３０】
加算器３３３は、ａｔａｎ発生器３３１からのａｔａｎ（Ａ_Ｑ／Ａ_Ｉ）及びａｔａｎ発生器３３２からのａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ）を加算している。すなわち、入力信号Ａの位相θ１と、位相回転信号Ｂの位相θ２とを加算して、出力信号Ｃの位相θ３を生成している。
【００３１】
ｃｏｓ発生器３３４は、余弦関数のデータテーブルを記憶したＲＯＭからなり、加算器３３３の出力位相θ３がアドレス入力され、その余弦データｃｏｓθ３を出力する。また、ｓｉｎ発生器３３５は、正弦関数のデータテーブルを記憶したＲＯＭからなり、加算器３３３の出力位相θ３がアドレス入力され、その正弦関数ｓｉｎθ３を出力する。この様にして、正規化された出力信号Ｃの同相成分Ｃ_Ｉ及び直交成分Ｃ_Ｑがｃｏｓ発生器３３４及びｓｉｎ発生器３３５で生成される。
【００３２】
位相回転演算装置３３の場合、入力信号Ａの振幅ｒ１と位相回転信号Ｂの振幅ｒ２は、出力信号Ｃへは反映されないため、入力信号Ａも位相回転信号Ｂも正規化されている必要はない。図２４の位相回転演算装置３０と比較すれば、入力信号Ａ及び位相回転信号Ｂがともに複素信号として与えられる点で共通するが、位相回転演算装置３０では出力信号Ｃとして任意の振幅の信号を出力できるのに対し、位相回転演算装置３３では、出力信号Ｃの振幅が必然的に一定となる点で異なる。
【００３３】
なお、ａｔａｎ発生器３３１および３３２は任意角を生成できるような、いわゆるＣＯＲＤＩＣ（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）回路で構成してもよい。
【００３４】
図２７の位相回転演算装置３３は、位相回転信号Ｂの位相に基づいて入力信号Ａの位相を回転させるというよりは、むしろ入力信号Ａの位相角θ１と位相回転信号Ｂの位相角θ２を合成し、新たな位相角θ３＝θ１＋θ２を持った正規化信号Ｃ＝ｃｏｓθ３＋ｊｓｉｎθ３を生成する回路であると捉えた方がよく、位相回転演算装置というよりは位相合成器と呼ぶ方がより適切である。
【００３５】
ここで、デジタルデータ伝送システムの受信装置における周波数ずれや位相ずれを補正するためのデジタル２次元信号の位相回転演算装置について検討する。この種の位相回転演算装置では、入力信号Ａ及び位相回転信号Ｂが、ともに２次元データ（同相成分及び直交成分からなる複素信号）として入力され、入力信号Ａの振幅ｒ１は必ずしも規格化されていない。また、出力信号Ｃの振幅ｒ３は入力信号Ａの振幅ｒ１と同じでなければならない。
【００３６】
従って、図２４の位相回転演算装置３０を用いる場合には、複素信号としての位相回転信号Ｂをあらかじめ規格化しておく必要があり、ａｔａｎ変換器を用いて一旦、θ２に変換する必要がある。また、図２５及び図２６の位相回転演算装置３１、３２では、位相角θ２を入力としているため、やはりａｔａｎ発生器を用いて、複素信号として位相回転信号Ｂを位相角θ２に変換する必要がある。
【００３７】
図２８は、この様なデジタルデータ伝送システムの受信装置に適用可能な従来の位相回転演算装置の構成を示したブロック図である。この位相回転演算装置は、図２５の位相回転演算装置３１に図２８のａｔａｎ発生器３３２を加えて構成される。ａｔａｎ発生器３３２は、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑからなる位相回転信号Ｂをその位相角θ２に変換し、ｃｏｓ発生器３１０及びｓｉｎ発生器３１１に入力している。なお、ｃｏｓ発生器３１０と乗算器３０１，３０２をそれぞれ一体化し、ｓｉｎ発生器３１１と乗算器３０３，３０４をそれぞれ一体化すれば、三角関数乗算器３２１〜３２４とすることができることは上述した通りである。
【００３８】
【特許文献１】
特開平５−１２９８９３号公報（段落０００２〜０００３、段落００１９〜００２８、図２、図１０）
【特許文献２】
特開平１１−１７７５６号公報（段落０００２、段落００１６〜００２１、図２、図７）
【００３９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した通り、デジタルデータ伝送システムの受信装置等において使用される位相回転装置の場合、入力信号Ａの振幅ｒ１を変化させることなく、周波数ずれや位相ずれを補正する必要があり、入力信号Ａに正規化された位相回転信号Ｂを乗じる必要がある。このため、図２８の位相回転演算装置３４では、正規化されていない位相回転信号Ｂをａｔａｎ発生器３３２に入力し、一旦、位相角情報θ２に変換して正規化された位相回転信号を生成している。
【００４０】
しかしながらａｔａｎ発生器は一般に回路構成が複雑であり、回路規模が大きい。このため、回路規模の大きな乗算器３０１〜３０４に加えて、ａｔａｎ発生器３３２を用いる位相回転演算装置３４は、回路規模が大きくなってしまうという難点があった。
【００４１】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであり、演算精度を低下させることなく回路規模を縮小させた複合三角関数演算器を提供することを目的とする。また、演算精度を低下させることなく回路規模を縮小させた位相回転演算装置を提供することを目的とする。
【００４２】
【課題を解決するための手段】
【００４３】
本発明による複合三角関数演算器は、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑからなる複素信号が入力され、その逆正接の余弦データｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を出力する複合三角関数演算器であって、等間隔でステップ化された出力データに予め対応づけられた中間データを複素信号に基づいて生成する入力変換処理部と、中間データに基づいて、逆正接の余弦データを生成する出力変換処理部とを備えて構成される。
【００４４】
複合三角関数演算器から出力される各データは、ステップ間隔が等しくなるように予めステップ化され、中間データは、これらのいずれかの出力データに予め対応づけられている。出力変換処理部は、この中間データを出力データ、すなわち、逆正接の余弦データｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換している。
【００４５】
この様にして、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を等間隔でステップ化することにより、出力精度を低下させることなく、出力変換処理部の回路規模を縮小し、複合三角関数演算器の回路規模を縮小させることができる。例えば、出力変換処理部をＲＯＭにより実現する場合、等間隔でステップ化されたｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を中間データに対応づけてＲＯＭに記憶させることにより、出力データの精度を低下させることなく、ＲＯＭ容量を低減することができる。
【００４６】
また、本発明による複合三角関数演算器は、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑからなる複素信号が入力され、その逆正接の正弦データｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を出力する複合三角関数演算器であって、等間隔でステップ化された出力データに予め対応づけられた中間データを複素信号に基づいて生成する入力変換処理部と、中間データに基づいて、逆正接の余弦データを生成する出力変換処理部とを備えて構成される。
【００４７】
この様な構成により、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の場合と同様、ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を等間隔でステップ化することにより、出力精度を低下させることなく、出力変換処理部の回路規模を縮小し、複合三角関数演算器の回路規模を縮小させることができる。
【００４８】
また、本発明による複合三角関数演算器は、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑからなる複素信号が入力され、その逆正接の余弦データｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及び逆正接の正弦データｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を出力する複合三角関数演算器であって、それぞれが等間隔でステップ化されたｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に関し、同一の複素信号から求められる各組合せに予め対応づけられた中間データのいずれかを、入力された複素信号に基づいて生成する入力変換処理部と、中間データに基づいて、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を生成する出力変換処理部とを備えて構成される。
【００４９】
入力変換処理部が、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の各組合せに対応する中間データを生成することにより、１つの入力変換処理部により、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を生成することができ、回路規模を縮小することができる。
【００５０】
また、本発明による位相回転演算装置は、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑからなる第２の複素信号に基づいて、同相成分Ａ_Ｉ及び直交成分Ａ_Ｑからなる第１の複素信号の位相回転を行う位相回転演算装置であって、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を生成する上記複合三角関数演算器と、ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を生成する上記複合三角関数演算器と、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に基づいて、第１の複素信号の位相を回転させる位相回転器とを備えて構成される。
【００５１】
この様な構成により、演算精度を低下させることなく、複合三角関数演算器の回路規模を縮小し、位相回転演算装置の回路規模を縮小させることができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による位相回転演算装置の一構成例を示したブロック図である。この位相回転演算装置１は、乗算器３０１〜３０４と、減算器３０５と、加算器３０６と、複合三角関数演算器１０及び１１により構成される。また、複素信号の入力端子２１〜２４と、複素信号の出力端子２５及び２６を有している。
【００５３】
この位相回転演算装置１は、任意の振幅ｒ１を有する位相θ１の入力信号Ａと、正規化されていない振幅ｒ２を有する位相θ２の位相回転信号Ｂが入力され、入力信号Ａの位相を複素平面上でθ２だけ回転させた出力信号Ｃを出力する。すなわち、出力信号Ｃは、振幅ｒ３がｒ１に等しく、位相θ３がθ１＋θ２に等しい複素信号である。
【００５４】
入力信号Ａの同相成分Ａ_Ｉ及び直交成分Ａ_Ｑは、それぞれ入力端子２１及び２２から入力され、位相回転信号Ｂの同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑは、それぞれ入力端子２３及び２４から入力され、出力信号Ｃの同相成分Ｃ_Ｉ及び直交成分Ｃ_Ｑは、それぞれ出力端子２５及び２６から出力される。
【００５５】
複合三角関数演算器１０は、位相回転信号Ｂに基づいて、その逆正接の余弦データｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を生成する演算器であり、従来の位相回転演算装置３４（図２８）と比較すれば、ａｔａｎ発生器３３２及びｃｏｓ発生器３１０が一体化されたものである。この複合三角関数演算器１０は、演算結果ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を予めステップ化して得られた各データを記憶する記憶手段を備え、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑに基づいて、いずれかのデータを出力する。
【００５６】
また、複合三角関数演算器１１は、位相回転信号Ｂに基づいて、その逆正接の正弦データｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を生成する演算器であり、従来の位相回転演算装置３４（図２８）と比較すれば、ａｔａｎ発生器３３２及びｓｉｎ発生器３１１が一体化されたものである。この複合三角関数演算器１１は、演算結果ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を予めステップ化して得られた各データを記憶する記憶手段を備え、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑに基づいて、いずれかのデータを出力する。
【００５７】
入力端子２３及び２４から入力された位相回転信号Ｂは、これらの複合三角関数演算器１０及び１１において、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換される。このとき、一旦、位相θ２に変換されることなくｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換され、乗算器３０１〜３０４へ供給される。ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））は、それぞれｃｏｓθ２及びｓｉｎθ２に相当するため、乗算器３０１〜３０４、減算器３０５及び加算器３０６における動作は、従来の位相回転演算装置３１の場合と全く同様である。
【００５８】
すなわち、乗算器３０１〜３０４において、入力信号Ａ及び正規化された位相回転信号Ｂについて、互いの同相成分及び直交成分の各組合せＡ_Ｉｃｏｓθ２，Ａ_Ｑｃｏｓθ２，Ａ_Ｉｓｉｎθ２，Ａ_Ｑｓｉｎθ２が求められる。そして、減算器３０５において出力信号Ｃの同相成分Ｃ_Ｉ＝Ａ_Ｉｃｏｓθ２−Ａ_Ｑｓｉｎθ２が求められ、加算器３０６において出力信号Ｃの直交成分Ｃ_Ｑ＝Ａ_Ｉｃｏｓθ２＋Ａ_Ｑｓｉｎθ２が求められる。
【００５９】
図２は、図１の複合三角関数演算器１０の一構成例を示した図である。この複合三角関数演算器１０は、入力変換処理部１００及び出力変換処理部１０１により構成される。入力された同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑは、入力変換処理部１００において、一旦、中間データに変換された後、出力変換処理部１０１において中間データからｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換される。
【００６０】
中間データは、ステップ化された各出力データに対応づけられたデータである。入力変換処理部１００は、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑに基づいて、中間データを生成している。例えば、Ｂ_Ｉ／Ｂ_Ｑを求める除算器と、除算結果を複数の閾値と比較するコンパレータ、あるいは、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑをそれぞれ複数の閾値と比較するコンパレータによって構成することができる。
【００６１】
出力変換処理部１０１は、これらの中間データを各出力データに対応づけたデータテーブルを記憶する記憶手段、例えばＲＯＭからなる。すなわち、演算結果ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の全範囲を等間隔にステップ化して得られた各データを記憶し、中間データがアドレスとして入力されると、当該中間データに予め対応づけられたｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を出力する。
【００６２】
図３は、図１の複合三角関数演算器１１の一構成例を示した図である。この複合三角関数演算器１１は、入力変換処理部１１０及び出力変換処理部１１１により構成される。入力された同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑは、入力変換処理部１１０において、一旦、中間データに変換された後、出力変換処理部１１１において中間データからｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換される。
【００６３】
中間データは、ステップ化された各出力データに対応づけられたデータである。入力変換処理部１１０は、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑに基づいて、中間データを生成している。出力変換処理部１１１は、これらの中間データを各出力データに対応づけたデータテーブルを保持するＲＯＭからなる。すなわち、演算結果のｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の全範囲を等間隔にステップ化して得られた各データを記憶し、中間データがアドレスとして入力されると、当該中間データに予め対応づけられたｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を出力する。
【００６４】
図４は、複合三角関数ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）及びｓｉｎ（ａｔａｎｘ）についての説明図である。図中の（ａ）には、横軸にｘ、縦軸にθ２をとって、逆正接関数θ２＝ａｔａｎｘのグラフが示されている。この図に示す通り、全てのｘの値に対してθ２＝ａｔａｎｘは−π／２≦θ２≦π／２の範囲で変化する。
【００６５】
図中の（ｂ）には、横軸にｘ、縦軸にｙをとって、ｙ＝ｓｉｎｘ及びｙ＝ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）のグラフが示されている。同様にして、図中の（ｃ）には、ｙ＝ｃｏｓｘ及びｙ＝ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）のグラフが示されている。−π／２≦ａｔａｎｘ≦π／２であるから、ｙ＝ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）及びｙ＝ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）は、全てのｘに対して、いずれも−１≦ｙ≦＋１の範囲を変化する。
【００６６】
このため、最終的に必要な値の精度が決まっているならば、ｙ＝ｃｏｓｘ及びｙ＝ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）について、値ｙをステップ化した場合における値ｙの個数（ステップ数）は同じになる。同様にして、ｙ＝ｓｉｎｘ及びｙ＝ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）についても、値ｙをステップ化した場合における値ｙの個数（ステップ数）は同じになる。
【００６７】
つまり、値ｙをステップ化してＲＯＭに格納する場合、三角関数ｙ＝ｃｏｓｘ及び複合三角関数ｙ＝ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）のいずれであっても必要とされるワード数は同じである。また、必要とされるワード長も同じであるから、両者で必要とされる回路規模は等しくなる。ｙ＝ｓｉｎｘ及びｙ＝ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）についても全く同様である。結局、従来の位相回転演算装置３４（図２８）の様に、位相回転信号Ｂの位相θ２を一旦導出する必要はないことがわかる。
【００６８】
図５は、複合三角関数演算器１０及び１１におけるステップ化されたｃｏｓ（ａｔａｎｘ）及びｓｉｎ（ａｔａｎｘ）の一例を示した説明図である。図中の５１はｙ＝ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）、５２はステップ化されたｙ＝ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）、５３はｙ＝ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）、５４はステップ化されたｙ＝ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）を示している。
【００６９】
説明の都合上、ここでは、ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）が等間隔となるように４つの値にステップ化され、ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）は、近似値としてｙ＝０，ｙ＝０．２５，ｙ＝０．５，ｙ＝０．７５のいずれかが用いられるものとする。また、ｓｉｎ（ａｔａｎｘ） が等間隔となるように７つの値にステップ化され、ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）は、近似値としてｙ＝０，ｙ＝０．２５，ｙ＝０．５，ｙ＝０．７５，ｙ＝−０．２５，ｙ＝−０．５，ｙ＝−０．７５のいずれかが用いられるものとする。
【００７０】
上記の各値ｙは２の補数表示された符号付きの固定小数点数として、ＲＯＭに格納されているものとする。符号付きの２の補数は、一般に、最上位ビットが符号を表し、その他のビットが絶対値を表している。従って、符号付きの２の補数で表示されたｎビットデータの値ｙは、最上位ビットから数えてｊ番目のビットをＢ［ｊ］とすると、式（１８）で表される。
【数１】

【００７１】
図６は、本明細書で用いる数値表現について説明した説明図であり、上記２の補数表示と、１０進数表示と、本明細書における代表表示との関係を示した図である。符号付きの２の補数表示０００，００１，０１０，０１１，１００，１０１，１１０，１１１を、それぞれＮ_０，Ｎ_１，Ｎ_２，Ｎ_３，−Ｎ_４，−Ｎ_３，−Ｎ_２，−Ｎ_１と表すことにする。
【００７２】
図７は、複合三角関数演算器１０及び１１内のＲＯＭに保持されているデータテーブルの一例を示した図である。図中の（ａ）には、ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）を記憶する複合三角関数演算器１０の場合が示されている。出力変換処理部１０１のＲＯＭには、０．２５間隔でステップ化された４つの値Ｎ_０，Ｎ_１，Ｎ_２，Ｎ_３が出力変換処理部１０１内のＲＯＭに記憶されている。
【００７３】
図中の（ｂ）には、ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）を記憶する複合三角関数演算器１１の場合が示されている。０．２５間隔でステップ化された７つの値Ｎ_０，Ｎ_１，Ｎ_２，Ｎ_３，−Ｎ_３，−Ｎ_２，−Ｎ_１が出力変換処理部１１１内のＲＯＭデータとして記憶されている。
【００７４】
すなわち、複合三角関数演算器１０は、演算結果が等間隔となるように予めステップ化されたｃｏｓ（ａｔａｎｘ）をＲＯＭに格納している。同様にして、複合三角関数演算器１１は、演算結果が等間隔となるように予めステップ化されたｓｉｎ（ａｔａｎｘ）をＲＯＭに格納している。このため、複合三角関数演算器１０及び１１において必要とされるＲＯＭのワード数は、それぞれの出力データのステップ数に等しくなる。
【００７５】
なお、出力データのステップ数は、要求される出力精度によって決まり、ＲＯＭのワード数もこの出力精度に応じて決定される。また、複合三角関数演算器１０において、ステップ化された各値に中間データを１対１に対応づけることは、ｙ＝ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）のｙ軸に関する対称形を利用して、第１象限のデータのみを保持することに相当する。
【００７６】
図８は、比較例として、複合三角関数ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）及びｓｉｎ（ａｔａｎｘ）について、ｘが等間隔となるようにステップ化した場合を示した説明図である。図中の５１はｃｏｓ（ａｔａｎｘ）、５２はステップ化されたｙ＝ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）、５３はｙ＝ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）、５４はステップ化されたｙ＝ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）を示している。
【００７７】
ｘが等間隔となるようにステップ化した場合、必要とされる出力精度を満足させるようにステップ間隔を決定する必要があり、ｙ＝ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）及びｙ＝ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）が収束するまで、各ステップごとにデータが必要となる。このため、出力精度が決まっている場合、値ｘを等間隔にステップ化すると、値ｙを等間隔にステップ化する場合に比べて、必要となるＲＯＭのワード数が増大する。その一方で、必要となるワード長は同じである。
【００７８】
従って、値ｙを等間隔にステップ化すれば、値ｘを等間隔にステップ化する場合に比べて、ＲＯＭ容量が削減できることがわかる。なお、この場合、各ステップのｘは不等間隔となるが、コンパレータなどにより構成される入力変換処理部１００及び１１０における回路規模に顕著な影響を与えることはない。
【００７９】
本実施の形態によれば、複合三角関数演算器１０が、等間隔でステップ化された各演算結果を中間データに対応づけて記憶する出力変換処理部１０１と、入力された複素信号Ｂに基づいて中間データを生成する入力変換処理部１００とを備え、一旦、複素信号Ｂの位相を求めることなく、その逆正接の余弦データｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求めている。従って、複素信号から正規化された余弦データを求める演算器において、演算結果を予め記憶するＲＯＭ容量を削減し、回路規模を縮小することができる。
【００８０】
また、本実施の形態によれば、複合三角関数演算器１１が、等間隔でステップ化された各演算結果を中間データに対応づけて記憶する出力変換処理部１１１と、入力された複素信号Ｂに基づいて中間データを生成する入力変換処理部１１０とを備え、一旦、複素信号Ｂの位相を求めることなく、その逆正接の正弦データｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求めている。従って、複素信号から正規化された正弦データを求める演算器において、演算結果を予め記憶するＲＯＭ容量を削減し、回路規模を縮小することができる。
【００８１】
また、本実施の形態によれば、位相回転演算装置１が、複合三角関数演算器１０及び１１と、これらの演算結果に基づいて入力信号Ａの位相を回転させる位相回転器とを備え、複素信号Ａの振幅を変化させることなく位相回転を行っている。従って、複素信号としての位相回転信号Ｂに基づいて、入力信号Ａを回転させる位相回転演算装置の回路規模を縮小することができる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、複合三角関数演算器１０及び１１におけるステップ間隔をともに０．２５とし、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を４ステップ、ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を７ステップで記憶する場合の例について説明したが、本発明はこのような場合に限定されない。すなわち、上述した通り、ステップ数は、求められる出力精度に応じて任意に決定することができる。
【００８３】
実施の形態２．
実施の形態１では、位相回転演算装置１に用いられる複合三角関数演算器１１として、等間隔にステップ化された演算結果を記憶し、その逆正接の正弦データｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求める複合三角関数演算器１１の一例について説明した。本実施の形態では、ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の対称性を利用して、更に、複合三角関数演算器１１の回路規模を縮小させる場合について説明する。
【００８４】
図９は、本発明の実施の形態２による位相回転演算装置の要部の一構成例を示したブロック図であり、図１の複合三角関数演算器１１の他の構成例が示されている。この複合三角関数演算器１１は、入力変換処理部１１０及び出力変換処理部１１１により構成され、出力変換処理部１１１は、更に、ＲＯＭ１１２及び符号処理部１１３により構成される。
【００８５】
ＲＯＭ１１２は、中間データに対応づけたデータテーブルとして、等間隔にステップ化された演算結果の絶対値｜ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））｜を記憶している。ＲＯＭ１１２から読み出された絶対値は、符号処理部１１３において符号が付され、演算結果ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換される。
【００８６】
入力変換処理部１１０は、中間データとして、絶対値に対応するＲＯＭアドレスと、符号データを生成している。ＲＯＭ１１２は、このＲＯＭアドレスに基づいて絶対値を読み出し、符号処理部１１３は、符号データに基づいて符号処理が行われる。
【００８７】
図１０は、図１の複合三角関数演算器１０及び１１内のＲＯＭに記憶されているデータテーブルの一例を示した図である。図中の（ａ）には、ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）を記憶する複合三角関数演算器１０の場合が示され、（ｂ）には、ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）を記憶する複合三角関数演算器１１の場合が示されている。
【００８８】
図４の（ｂ）に示したとおり、ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））は、原点に関して対称形である。すなわち、ｙ軸の両側で符号が異なり、絶対値がｙ軸に関して対称形となる。このため、符号処理を行う場合には、ＲＯＭ１１２は、第１象限のデータのみを保持すればよく、絶対値情報として４つの値Ｎ_０，Ｎ_１，Ｎ_２，Ｎ_３を記憶している。
【００８９】
本実施の形態によれば、複合三角関数演算器１１の出力変換処理部１１１が、中間データ及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の絶対値を対応づけたデータテーブルを記憶するＲＯＭ１１２と、ＲＯＭ１１２から読み出されたｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の絶対値をｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換する符号処理部とを備えている。このため、演算結果を予め記憶するＲＯＭ容量を削減し、回路規模を縮小することができる。
【００９０】
実施の形態３．
実施の形態１，２では、位相回転演算装置１が、２つの複合三角関数演算器１０及び１１を備える場合の例について説明した。本実施の形態では、１つの複合三角関数演算器により、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））をともに生成する場合について説明する。
【００９１】
図１１は、本発明の実施の形態３による位相回転演算装置の一構成例を示したブロック図である。この位相回転演算装置２は、図１の位相回転演算装置１（実施の形態１）における２つの複合三角関数演算器１０及び１１に代えて、１つの複合三角関数演算器１２を備えている。その他の構成は、位相回転演算装置１の場合と同様である。
【００９２】
複合三角関数演算器１２は、位相回転信号Ｂに基づいて、その逆正接の余弦データｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及び逆正接の正弦データｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を生成する演算器である。従来の位相回転演算装置３４（図２８）と比較すれば、ａｔａｎ発生器３３２、ｃｏｓ発生器３１０及びｓｉｎ発生器３１１が一体化されたものである。
【００９３】
この複合三角関数演算器１２は、演算結果ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を予めステップ化して得られた各データをペアーにして記憶する記憶手段を備え、同一の複素信号Ｂから求められるｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の組合せのいずれかを、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑに基づいて出力する。
【００９４】
入力端子２３及び２４から入力された位相回転信号Ｂは、複合三角関数演算器１２において、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換される。このとき、一旦、位相θ２に変換されることなく、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換され、乗算器３０１〜３０４へ供給される。乗算器３０１〜３０４、減算器３０５及び加算器３０６における動作は、実施の形態１の場合と全く同様である。
【００９５】
図１２は、図１１の複合三角関数演算器１２の一構成例を示した図である。この複合三角関数演算器１２は、入力変換処理部１２０及び出力変換処理部１２１により構成される。入力された同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑは、入力変換処理部１２０において、一旦、アドレス及び符号データからなる中間データに変換された後、出力変換処理部１２１において中間データからｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換される。
【００９６】
出力変換処理部１２１は、更に、２つのＲＯＭ１２２及び１２３と、符号処理部１２４により構成される。ＲＯＭ１２２及び１２３は、同一アドレスが入力され、ペアーとして関連づけられたｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及び｜ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））｜をそれぞれ出力する記憶手段であり、１つのＲＯＭとして構成することもできる。
【００９７】
ＲＯＭ１２２には、等間隔にステップ化された演算結果ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））が記憶され、ＲＯＭ１２３には、等間隔にステップ化された演算結果の絶対値｜ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））｜が記憶されている。そして、ＲＯＭ１２２，１２３間で互いにペアーとなる演算結果が、同一のアドレスに対応づけらるように、データテーブル化され記憶保持されている。
【００９８】
入力変換処理部１２０は、中間データとして、アドレス及び符号データを生成している。このアドレスは、ステップ化されたｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及び｜ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））｜の各ペアーに対応づけられ、複素信号Ｂに基づいて生成される。このアドレスに基づき、ＲＯＭ１２２から読み出された演算結果ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））は、そのまま出力され、ＲＯＭ１２３から読み出された演算結果の絶対値｜ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））｜は、符号処理部１２４において符号データに基づき符号が付され、ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））へ変換される。
【００９９】
図１３は、図１２のＲＯＭ１２２及び１２３に保持されているデータテーブルの一例を示した図である。図５から明らかなように、ペアーで出力させる必要のあるｃｏｓ（ａｔａｎｘ）及び｜ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）｜の組み合わせは、（０．７５，０．００），（０．７５，０．２５），（０．７５，０．５０），（０．５０，０．５０），（０．５０，０．７５），（０．２５，０．７５），（０．００，０．７５）の７通りである。図１３は、これらのペアーを代表表示Ｎ_０〜Ｎ_３を用いて表したもでのあり、ＲＯＭ１２２及び１２３は、それぞれ７ワードの演算結果を保持している。
【０１００】
本実施の形態によれば、複合三角関数演算器１２が、等間隔でステップ化されたｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に関し、同一の複素信号から求められる各組合せに予め対応づけられた中間データのいずれかを複素信号に基づいて生成する入力変換処理部１２０と、中間データに基づいて、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を生成する出力変換処理部１２１とを備えている。このため、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））のそれぞれについて入力変換処理部を設ける必要がなく、複合三角関数演算器の回路規模を縮小することができる。
【０１０１】
実施の形態４．
実施の形態３では、１つの複合三角関数演算器１２により、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の組合せを生成する場合について説明した。本実施の形態では、このような複合三角関数演算器１２において、ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の交点に関する対称性を利用して記憶データを削減する場合について説明する。
【０１０２】
図１３に示されたＲＯＭ１２２，１２３の各データテーブル（実施の形態３）は、一方のデータテーブルについて、アドレス「０１１」を中心にして上下でデータを入れ替えると、他方のデータテーブルになる。このことは、図５（実施の形態１）において、ステップ化されたｙ＝ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）を示すグラフ５２の変化と、ステップ化されたｙ＝ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）を示すグラフ５４の変化が、両者の交点に関して対称になっていることに起因する。
【０１０３】
このようなステップ化されたｃｏｓ（ａｔａｎｘ）と、ステップ化された｜ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）｜との対称性を利用すれば、図１３のデータテーブルの一部を省略して、ＲＯＭ容量を削減することができる。すなわち、以下のような構成により、ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）のデータを｜ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）｜として、｜ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）｜のデータをｃｏｓ（ａｔａｎｘ）として用いることにより、回路規模を更に縮小することができる。
【０１０４】
図１４は、本発明の実施の形態４による位相回転演算装置の要部の一構成例を示した図であり、図１１の複合三角関数演算器１２（実施の形態３）の他の構成例を示した図である。この複合三角関数演算器１２を、図１２の場合と比較すれば、セレクタ部１２５および１２６が新たに設けられるとともに、ＲＯＭ１２２’及び１２３’の記憶データが異なっている。
【０１０５】
この複合三角関数演算器１２は、入力変換処理部１２０及び出力変換処理部１２１により構成される。入力された同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑは、入力変換処理部１２０において、一旦、アドレス、切替データ及び符号データからなる中間データに変換された後、出力変換処理部１２１において中間データからｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換される。
【０１０６】
出力変換処理部１２１は、更に、２つのＲＯＭ１２２’及び１２３’と、２つのセレクタ部１２５及び１２６と、符号処理部１２４により構成される。ＲＯＭ１２２’及び１２３’は、同一アドレスが入力される記憶手段であり、１つのＲＯＭとして構成することもできる。
【０１０７】
ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））は、ＲＯＭ１２２’及び１２３’のいずれかに格納されている。同様にして、｜ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））｜もＲＯＭ１２２’及び１２３’のいずれかに格納されている。ＲＯＭ１２２’及び１２３’と、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及び｜ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））｜との対応関係は、複素信号Ｂごとに異なり、切替データによって指定される。
【０１０８】
セレクタ部１２５及び１２６は、ともにＲＯＭ１２２’及び１２３’からの出力データが入力され、切替データに基づいて、いずれか一方を選択的に出力する切替手段である。セレクタ部１２５の出力はｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））となる。一方、セレクタ部１２６の出力は｜ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））｜となり、符号処理部１２４へ入力され、符号データに基づき符号処理されて、ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））へ変換される。
【０１０９】
図１５は、図１４のＲＯＭ１２２’及び１２３’に保持されているデータテーブルの一例を示した図である。図１３のデータテーブル（実施の形態３）と比較すれば、アドレス「１００」〜「１１０」のデータを省略して、ワード数が７から４に減少し、ＲＯＭ容量が削減されている。
【０１１０】
また、図１０のデータテーブル（実施の形態２）と比較すれば、ともにワード数４で同一であるが、本実施の形態では、入力変換処理部１２０が共通化されているため、実施の形態２と比較しても回路規模はより削減されている。
【０１１１】
本実施の形態によれば、複合三角関数演算器１２が、ＲＯＭ１２２’及びＲＯＭ１２３’の出力データを切り替えるセレクタ部１２５及び１２６を備え、ＲＯＭアドレスにｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の絶対値及びｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の組合せを対応づける際、両者の交点に関する対称性を利用してＲＯＭデータを削減している。このため、ＲＯＭ容量を削減し、回路規模を縮小させることができる。
【０１１２】
実施の形態５．
実施の形態３では、１つの複合三角関数演算器１２によりｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を生成する場合について説明した。また、実施の形態４では、これらの交点に関する対称性を利用して記憶データを削減する場合について説明した。本実施の形態では、このような複合三角関数演算器１２において、ビット反転操作により、記憶データを更に削減する場合について説明する。
【０１１３】
図１６は、図１５のデータテーブル（実施の形態４）をビット反転表示を用いて表したものである。図中の／Ｎ_０，／Ｎ_１は、それぞれＮ_０，Ｎ_１の全ビットを反転させたデータを示している。Ｎ_０は２の補数表示で「０００」であるから、／Ｎ_０は「１１１」となり、−Ｎ１に相当する。同様にして、Ｎ_１は２の補数表示で「００１」であるから、／Ｎ_０は「１１０」となり、−Ｎ２に相当する。
【０１１４】
従って、アドレスの上位ビットａ_１＝０の場合にＮ_３を、アドレスの上位ビットａ_１＝１の場合にＮ_２を、アドレスの下位ビットａ_０＝０の場合にＮ_０を、アドレスの下位ビットａ_０＝１の場合にＮ_１をそれぞれ出力可能なＲＯＭと、ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）についてビット反転を行う回路があれば、実施の形態４と同様に動作させることができる。
【０１１５】
図１７は、本発明の実施の形態５による位相回転演算装置の要部の一構成例を示したブロック図であり、図１１の複合三角関数演算器１２（実施の形態３）の他の構成例を示した図である。この複合三角関数演算器１２を、図１４（実施の形態４）の場合と比較すれば、ビット反転部１２７が新たに設けられるとともに、ＲＯＭ１２８及び１２９の記憶データが異なっている。
【０１１６】
この複合三角関数演算器１２は、入力変換処理部１２０及び出力変換処理部１２１により構成される。入力された同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑは、入力変換処理部１２０において、一旦、アドレス、切替データ、符号データ及び反転データからなる中間データに変換された後、出力変換処理部１２１において中間データからｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換される。
【０１１７】
出力変換処理部１２１は、更に、２つのＲＯＭ１２８及び１２９と、２つのセレクタ部１２５及び１２６と、ビット反転部１２７と、符号処理部１２４により構成される。ＲＯＭ１２８には、アドレスの上位ビットａ_１が入力され、ＲＯＭ１２９には、アドレスの下位ビットａ_０が入力され、それぞれ２ワードのデータのみを記憶している。ビット反転部１２７は、入力変換処理部１２０からの反転データに基づいてセレクタ部１２５の出力データの全ビットを反転させ、ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）を生成する。
【０１１８】
図１８は、図１７のＲＯＭ１２８及び１２９に保持されているデータテーブルの一例を示した図である。図１５のデータテーブル（実施の形態４）と比較すれば、２つのＲＯＭの合計で、ワード数が８から４に半減し、ＲＯＭ容量が削減されている。
【０１１９】
本実施の形態によれば、複合三角関数演算器１２が、全ビットの反転を行うビット反転部１２７を備え、ＲＯＭ１２８及び１２９に記憶するデータを削減している。このため、ＲＯＭ容量を削減し、回路規模を縮小させることができる。
【０１２０】
実施の形態６．
上記の各実施の形態では、複合三角関数演算器１０〜１２により、一旦、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））求めた後、乗算器３０１〜３０４により同相成分Ａ_Ｉ及び直交成分Ａ_Ｑとの積を求める場合の例について説明した。本実施の形態では、４つの複合三角関数乗算器を用いて、これらの積を求める場合について説明する。
【０１２１】
図１９は、本発明の実施の形態６による位相回転演算装置の一構成例を示したブロック図である。この位相回転演算装置３は、４つの複合三角関数乗算器１３〜１６と、減算器３０５と、加算器３０６により構成される。
【０１２２】
複合三角関数乗算器１３は、位相回転信号Ｂの同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑと、入力信号のＡの同相成分Ａ_Ｉに基づいて、Ａ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求める演算器であり、図１の位相回転演算装置１（実施の形態１）における複合三角関数演算器１０と、乗算器３０１を一体化したものとして構成される。
【０１２３】
複合三角関数乗算器１４は、位相回転信号Ｂの同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑと、入力信号のＡの直交成分Ａ_Ｑに基づいて、Ａ_Ｑｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求める演算器であり、図１の位相回転演算装置１（実施の形態１）における複合三角関数演算器１０と、乗算器３０２を一体化したものとして構成される。
【０１２４】
複合三角関数乗算器１５は、位相回転信号Ｂの同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑと、入力信号のＡの同相成分Ａ_Ｉに基づいて、Ａ_Ｉｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求める演算器であり、図１の位相回転演算装置１（実施の形態１）における複合三角関数演算器１１と、乗算器３０３を一体化したものとして構成される。
【０１２５】
複合三角関数乗算器１６は、位相回転信号Ｂの同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑと、入力信号のＡの直交成分Ａ_Ｑに基づいて、Ａ_Ｑｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求める演算器であり、図１の位相回転演算装置１（実施の形態１）における複合三角関数演算器１１と、乗算器３０４を一体化したものとして構成される。
【０１２６】
減算器３０５及び加算器３０６における動作は、位相回転演算装置１の場合と全く同様である。すなわち、減算器３０５において出力信号Ｃの同相成分Ｃ_Ｉ＝Ａ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））−Ａ_Ｑｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））が求められ、加算器３０６において出力信号Ｃの直交成分Ｃ_Ｑ＝Ａ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））＋Ａ_Ｑｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））が求められる。
【０１２７】
図２０は、図１９の複合三角関数乗算器１３の一構成例を示したブロック図である。この複合三角関数乗算器１３は、入力変換処理部１００と、出力変換処理部１３１により構成される。入力された同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑは、入力変換処理部１００において、一旦、中間データに変換された後、出力変換処理部１３１において中間データからＡ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換される。
【０１２８】
入力変換処理部１００は、図１の入力変換処理部１００（実施の形態１）と同一である。すなわち、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑに基づいて、等間隔にステップ化されたｃｏｓ（ａｔａｎｘ）に対応づけられた中間データを生成している。出力変換処理部１３１は、複素信号Ａの同相成分Ａ_Ｉ及び中間データの組合せを各出力データに対応づけたデータテーブルを記憶する記憶手段、例えばＲＯＭからなる。すなわち、複素信号Ａの同相成分Ａ_Ｉ及び中間データの組合せがアドレス入力されると、これらに予め対応づけられたＡ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を出力する。
【０１２９】
説明の都合上、入力変換処理部１００は、４つの値にステップ化されたｃｏｓ（ａｔａｎｘ）に対応づけられた中間データを生成するものとすれば、中間データは４通りのパターンとなる。一方、入力信号Ａの同相成分Ａ_Ｉのビット長がＭビットであるとすると、２^Ｍ通りの入力信号Ａに対して４通りの中間データの組合せがあるため、出力変換処理部１３１は、２^Ｍ＋２ワードのＲＯＭにより構成することができる。
【０１３０】
実施の形態１と比較すれば、図１の乗算器３０１（実施の形態１）は、任意の２つの数について乗算を行っている。これに対し、出力変換処理部１３１において乗算される中間データは４通りであり、それぞれのｃｏｓ（ａｔａｎｘ）の値は予め定められている。このため、図１の乗算器３０１をＲＯＭにより実現する場合に比べて、ＲＯＭ容量を削減することができる。また、別途、複合三角関数演算器１０が必要ないため、更に回路規模を削減できる。
【０１３１】
複合三角関数乗算器１４は、出力変換処理部１３１が、直交成分Ａ_Ｑ及び中間データの組合せをＡ_Ｑｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に対応づけたデータテーブルを記憶する点を除き、複合三角関数乗算器１３の場合と全く同様にして構成される。
【０１３２】
図２１は、図１９の複合三角関数乗算器１５の一構成例を示したブロック図である。この複合三角関数乗算器１５は、入力変換処理部１１０と、出力変換処理部１５１により構成される。入力変換処理部１１０は、図１の入力変換処理部１１０と同一である。すなわち、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑに基づいて、等間隔にステップ化されたｓｉｎ（ａｔａｎｘ）に対応づけられた中間データを生成している。
【０１３３】
出力変換処理部１５１は、複素信号Ａの同相成分Ａ_Ｉ及び中間データの組合せを各出力データに対応づけたデータテーブルを記憶する記憶手段、例えばＲＯＭからなる。すなわち、複素信号Ａの同相成分Ａ_Ｉ及び中間データの組合せがアドレス入力されると、これらに予め対応づけられたＡ_Ｉｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を出力する。
【０１３４】
複合三角関数乗算器１６は、出力変換処理部１５１が、直交成分Ａ_Ｑ及び中間データの組合せをＡ_Ｑｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に対応づけたデータテーブルを記憶する点を除き、複合三角関数乗算器１５の場合と全く同様にして構成される。
【０１３５】
本実施の形態によれば、位相回転演算装置３が、４つの複合三角関数乗算器１３〜１６を備え、ｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求めることなく、また、任意の２つの数の乗算を行うことなく、Ａ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））、Ａ_Ｑｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））、Ａ_Ｉｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びＡ_Ｑｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を生成している。このため、位相回転演算装置の回路規模を縮小することができる。
【０１３６】
なお、入力端子２１から同相成分Ａ_Ｉの各桁をシリアルデータとして順次に入力する場合であれば、複合三角関数乗算器１３及び１５は、予め与えられた４種類の値のいずれか一つを出力するだけでよく、４ワードのＲＯＭで構成することができる。この場合、減算器３０５の出力側で演算結果を順次にシフト加算する回路が必要になる。
【０１３７】
また、入力端子２２から同相成分Ａ_Ｑの各桁をシリアルデータとして順次に入力する場合であれば、複合三角関数乗算器１４及び１６は、予め与えられた４種類の値のいずれか一つを出力するだけでよく、４ワードのＲＯＭで構成することができる。この場合、加算器３０６の出力側で演算結果を順次にシフト加算する回路が必要になる。
【０１３８】
実施の形態７．
実施の形態６では、４つの複合三角関数乗算器を用いる場合について説明した。本実施の形態では、２つの複合三角関数乗算器を用い、一方によりＡ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びＡ_Ｉｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求め、他方によりＡ_Ｑｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びＡ_Ｑｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求める場合について説明する。
【０１３９】
図２２は、本発明の実施の形態７による位相回転演算装置の一構成例を示したブロック図である。この位相回転演算装置４は、２つの複合三角関数乗算器１７及び１８と、減算器３０５と、加算器３０６により構成される。
【０１４０】
複合三角関数乗算器１７は、位相回転信号Ｂの同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑと、入力信号のＡの同相成分Ａ_Ｉに基づいて、Ａ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びＡ_Ｉｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求める演算器であり、図１１の位相回転演算装置２（実施の形態３）における複合三角関数演算器１２と、乗算器３０１及び３０２とを一体化したものとして構成される。
【０１４１】
複合三角関数乗算器１８は、位相回転信号Ｂの同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑと、入力信号のＡの直交成分Ａ_Ｑに基づいて、Ａ_Ｑｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びＡ_Ｑｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を求める演算器であり、図１１の位相回転演算装置２（実施の形態３）における複合三角関数演算器１２と、乗算器３０３及び３０４を一体化したものとして構成される。
【０１４２】
減算器３０５及び加算器３０６における動作は、位相回転演算装置１〜３の場合と全く同様である。すなわち、減算器３０５において出力信号Ｃの同相成分Ｃ_Ｉ＝Ａ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））−Ａ_Ｑｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））が求められ、加算器３０６において出力信号Ｃの直交成分Ｃ_Ｑ＝Ａ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））＋Ａ_Ｑｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））が求められる。
【０１４３】
図２３は、図２２の複合三角関数演算器１７の一構成例を示した図である。この複合三角関数演算器１７は、入力変換処理部１２０及び出力変換処理部１７１により構成される。入力された同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑは、入力変換処理部１２０において、一旦、アドレス及び符号データからなる中間データに変換された後、出力変換処理部１７１において中間データからＡ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びＡ_Ｉｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））に変換される。
【０１４４】
入力変換処理部１２０は、図１２の入力変換処理部１２０（実施の形態３）と同一である。すなわち、同相成分Ｂ_Ｉ及び直交成分Ｂ_Ｑに基づいて、等間隔にステップ化されたｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及び｜ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））｜の各ペアーに対応づけられたアドレスと、ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））の符号データを中間データとして生成している。
【０１４５】
出力変換処理部１７１は、更に、２つのＲＯＭ１７２及び１７３と、符号処理部１７４により構成される。ＲＯＭ１７２及び１７３は、同一のアドレス、すなわち、入力信号Ａの同相成分Ａ_Ｉと中間データの組合せが入力され、ペアーとして関連づけられたＡ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びＡ_Ｉ｜ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））｜をそれぞれ出力する記憶手段であり、１つのＲＯＭとして構成することもできる。符号処理部１７４は、ｓｉｎ（ａｔａｎｘ）の符号データに応じて、ＲＯＭ１７３の出力データの符号の反転を行っている。
【０１４６】
複合三角関数演算器１８は、出力変換処理部１７１が、直交成分Ａ_Ｑ及び中間データの組合せをＡ_Ｑｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びＡ_Ｑ｜ｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））｜に対応づけたデータテーブルを記憶する点を除き、複合三角関数乗算器１７の場合と全く同様にして構成される。
【０１４７】
本実施の形態によれば、位相回転演算装置４が、２つの複合三角関数乗算器１７及び１８を備え、Ａ_Ｉｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））、Ａ_Ｑｃｏｓ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））、Ａ_Ｉｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））及びＡ_Ｑｓｉｎ（ａｔａｎ（Ｂ_Ｑ／Ｂ_Ｉ））を生成している。このため、実施の形態６と比較すれば、入力変換処理部が半減し、複合三角関数演算器の回路規模を縮小することができる。
【０１４８】
【発明の効果】
本発明によれば、演算精度を低下させることなく回路規模を縮小させ、低消費電力で安価な複合三角関数演算器を提供することができる。また、演算精度を低下させることなく回路規模を縮小させ、低消費電力で安価な位相回転演算装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による位相回転演算装置の一構成例を示したブロック図である。
【図２】図１の複合三角関数演算器１０の一構成例を示した図である。
【図３】図１の複合三角関数演算器１１の一構成例を示した図である。
【図４】複合三角関数ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）及びｓｉｎ（ａｔａｎｘ）についての説明図である。
【図５】複合三角関数演算器１０及び１１におけるステップ化されたｃｏｓ（ａｔａｎｘ）及びｓｉｎ（ａｔａｎｘ）の一例を示した説明図である。
【図６】本明細書で用いる数値表現について説明した説明図である。
【図７】複合三角関数演算器１０及び１１内のＲＯＭに保持されているデータテーブルの一例を示した図である。
【図８】比較例として、複合三角関数ｃｏｓ（ａｔａｎｘ）及びｓｉｎ（ａｔａｎｘ）について、ｘが等間隔となるようにステップ化した場合を示した説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２による位相回転演算装置の要部の一構成例を示したブロック図である。
【図１０】図１の複合三角関数演算器１０及び１１内のＲＯＭに記憶されているデータテーブルの一例を示した図である。
【図１１】本発明の実施の形態３による位相回転演算装置の一構成例を示したブロック図である。
【図１２】図１１の複合三角関数演算器１２の一構成例を示した図である。
【図１３】図１２のＲＯＭ１２２及び１２３に保持されているデータテーブルの一例を示した図である。
【図１４】本発明の実施の形態４による位相回転演算装置の要部の一構成例を示した図である。
【図１５】図１４のＲＯＭ１２２’及び１２３’に保持されているデータテーブルの一例を示した図である。
【図１６】図１５のデータテーブル（実施の形態４）をビット反転表示を用いて表したものである。
【図１７】本発明の実施の形態５による位相回転演算装置の要部の一構成例を示したブロック図である。
【図１８】図１７のＲＯＭ１２８及び１２９に保持されているデータテーブルの一例を示した図である。
【図１９】本発明の実施の形態６による位相回転演算装置の一構成例を示したブロック図である。
【図２０】図１９の複合三角関数乗算器１３の一構成例を示したブロック図である。
【図２１】図１９の複合三角関数乗算器１５の一構成例を示したブロック図である。
【図２２】本発明の実施の形態７による位相回転演算装置の一構成例を示したブロック図である。
【図２３】図２２の複合三角関数演算器１７の一構成例を示した図である。
【図２４】従来の位相回転演算装置として第１の構成例を示したブロック図である。
【図２５】従来の位相回転演算装置として第２の構成例を示したブロック図である。
【図２６】従来の位相回転演算装置として第３の構成例を示したブロック図である。
【図２７】従来の位相回転演算装置として第４の構成例を示したブロック図である。
【図２８】デジタルデータ伝送システムの受信装置に適用可能な従来の位相回転演算装置の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
１〜４ 位相回転演算装置
１０〜１８ 複合三角関数演算器
１００，１１０，１２０ 入力変換処理部
１０１，１１１、１２１，１３１，１４１，１５１，１７１ 出力変換処理部
１１３，１２４，１７４ 符号処理部
１２５，１２６ セレクタ部
１２７ ビット反転部
３０１〜３０４ 乗算器
３０５ 減算器
３０６ 加算器
Ａ 入力信号
Ｂ 位相回転信号
Ｃ 出力信号
Ａ_Ｉ，Ｂ_Ｉ，Ｃ_Ｉ 同相成分
Ａ_Ｑ，Ｂ_Ｑ，Ｃ_Ｑ 直交成分
ｒ１，ｒ２，ｒ３ 振幅
θ１，θ２，θ３ 位相[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a compound trigonometric function calculator and a phase rotation calculator, and more particularly, to a compound trigonometric function calculator for obtaining cosine data and sine data of an arctangent based on a complex signal composed of an in-phase component and a quadrature component. , And a phase rotation calculation device using the same.
[0002]
[Prior art]
First, a phase rotation operation for a signal representing a complex number (a complex signal) will be described. Since a complex number is generally specified by an amplitude and a phase, if the amplitude of the complex signal A is r1, the phase (the angle formed with the real axis) is θ1, and the pure imaginary number is j, the complex signal A is expressed by the following equation (1). It is represented as
A = r1 · e ^jθ1 (1)
[0003]
To obtain an output signal C having a phase θ3 = θ1 + θ2 and an amplitude r3 = r1 · r2 by rotating the phase θ1 of the complex signal A by θ2, a multiplication of the complex signal B having the phase θ2 and the amplitude r2 may be performed. . That is, the complex signals B and C are represented as in equations (2) to (4).

[0004]
Since an integrated circuit capable of directly operating a complex number cannot be realized, a complex signal as a digital signal is usually represented as two-dimensional data including an in-phase component (real part) and a quadrature component (imaginary part). That is, the complex signals A, B, and C have their in-phase components represented by A _I , B _I , C _I And each orthogonal component is A _Q , B _Q , C _Q Then, they are expressed as Expressions (5) to (7).
A≡A _I + JA _Q (5)
B≡B _I + JB _Q (6)
C≡C _I + JC _Q (7)
[0005]
Expressions (5) and (6) are substituted for the terms A and B in Expression (4) to expand the expression, and the in-phase and quadrature components are arranged to obtain Expression (8). Comparing the right sides of Expressions (8) and (7), the in-phase component C of the complex signal C is obtained. _I And the orthogonal component C _Q Can be expressed as in equations (9) and (10), respectively.

[0006]
FIG. 24 is a block diagram showing a first configuration example as a conventional phase rotation operation device (for example, see Patent Document 1). The phase rotation operation device 30 includes four multipliers 301 to 304, a subtractor 305, and an adder 306. The input signal A and the phase rotation signal B are input, and the phase of the input signal A is changed to the phase rotation signal B. An output signal C rotated by the amount of the phase is output.
[0007]
The phase rotation operation device 30 generates an output signal C by performing four multiplications and two additions and subtractions according to the equations (9) and (10). That is, in the multipliers 301 to 304, each combination A of the in-phase component and the quadrature component of the input signal A and the phase rotation signal B _I ・ B _I , A _Q ・ B _I , A _I ・ B _Q , A _Q ・ B _Q And the in-phase component A of the output signal C in the subtractor 305. _I ・ B _I -A _Q ・ B _Q And the adder 306 calculates the orthogonal component A of the output signal C. _I ・ B _I + A _Q ・ B _Q Seeking.
[0008]
When correcting a frequency shift or a phase shift in the demodulator, it is desirable to perform the phase rotation without changing the amplitude r1 of the input signal A. Therefore, the phase rotation signal B needs to be a complex signal normalized in advance (that is, the amplitude r2 = 1). On the other hand, the phase rotation operation device of FIG. 24 has a capability of multiplying the input signal A by a phase rotation signal B having an arbitrary amplitude r2, and is a complex multiplier rather than a phase rotation operation device. It is a more appropriate circuit to call.
[0009]
That is, when the phase rotation operation device 30 is used for the purpose of performing the phase rotation operation of the input signal A, the phase rotation operation device 30 requires an additional circuit for normalizing the phase rotation signal B, while having an excessive capacity as a multiplier. And there is room for improvement to reduce the circuit scale.
[0010]
Further, when the multiplier is realized by a digital circuit, the circuit scale is generally large and the power consumption is also large. Therefore, when such a digital phase rotation operation device is incorporated in a demodulator, the circuit scale and power consumption of the demodulator also become large. Therefore, it is important to make the circuit configuration with as few multipliers as possible in terms of miniaturization of the circuit scale and reduction of power consumption.
[0011]
For example, if the angle to rotate (the amount of phase rotation) is limited to some extent, the four multipliers 301 to 304 can be realized by a data table. In this case, by converting the multipliers 301 to 304 into a ROM, the circuit size and power consumption of the phase rotation operation device can be reduced.
[0012]
FIG. 25 is a block diagram showing a second configuration example as a conventional phase rotation operation device (for example, see Patent Document 2). This phase rotation calculation device 31 adds a cos generator 310 and a sin generator 311 to the phase rotation calculation device 30 in FIG. 24, and inputs the angle θ2 as the phase rotation amount. The angle θ2 is converted into cos θ2 and sin θ2 in the cos generator 310 and the sin generator 311 and input to the multipliers 301 to 304.
[0013]
The fact that the phase rotation amount is given as phase angle data means that the phase rotation signal B in the phase rotation calculation device 30 in FIG. 24 does not include amplitude information, and that the amplitude r2 of the phase rotation signal B is a constant.
[0014]
The in-phase component and the quadrature component of the normalized complex number can be respectively expressed using trigonometric functions. In the case of the phase rotation signal B having the amplitude r2 = 1 and the phase θ2, the in-phase component B _I Is cos θ2, orthogonal component B _Q Becomes sin θ2. Therefore, the normalized phase rotation signal B is expressed as in equation (6 ′).

[0015]
Since the input signal A and the output signal C are the same complex signals as in the case of the phase rotation operation device 30 in FIG. 24, equations (5) and (7) can be used, respectively. By substituting equations (5) and (6 ′) for the terms A and B in equation (4) and developing the in-phase and quadrature components, equation (8 ′) corresponding to equation (8) is obtained. Can be
C = (A _I cos θ2-A _Q sin θ2) + j (A _Q cos θ2 + A _I sin θ2) (8 ')
[0016]
Comparing the right sides of Expressions (8 ′) and (7) yields Expressions (9 ′) and (10 ′) corresponding to Expressions (9) and (10). That is, the in-phase component C of the output signal C _I And the orthogonal component C _Q Are represented as in equations (9 ′) and (10 ′), respectively.
C _I = A _I cos θ2-A _Q sin θ2 (9 ')
C _Q = A _Q cos θ2 + A _I sin θ2 (10 ')
[0017]
The phase rotation calculation device 31 in FIG. 25 is an example in which the equations (9 ′) and (10 ′) are realized as mathematical expressions. In the phase rotation calculating device 31, since the phase rotation amount is given by the angle θ2, a cos generator 310 and a sin generator 311 that generate sin θ2 and cos θ2 from θ2 are required. If the required precision is limited, these trigonometric function generators 310 and 311 can be realized by a data table stored in a ROM or the like.
[0018]
sin θ2 and cos θ2 are B in FIG. _Q , B _I FIG. 25 can be considered as a case where a normalized signal having an amplitude r2 = 1 and a phase θ2 is input as the phase rotation signal B. Accordingly, the amplitude r3 of the output signal C becomes equal to the amplitude r1 of the input signal A, and the processing in the phase rotation operation device 31 corresponds to an operation of rotating the input signal A on a complex plane.
[0019]
The multipliers 301 to 304 have a capability of multiplying a phase rotation signal having an arbitrary amplitude, similarly to the phase rotation operation device 30, and have an excessive capability as a multiplier to reduce the circuit scale. There is room for improvement. If the phase rotation signal B is given instead of the angle θ2 as the phase rotation amount, it is necessary to convert the phase rotation signal B into the angle θ2 in advance, which requires an additional circuit.
[0020]
FIG. 26 is a block diagram showing a third configuration example as a conventional phase rotation operation device (for example, see Patent Document 2). The phase rotation operation device 32 includes trigonometric function multipliers 321 to 324, a subtractor 305, and an adder 306, and receives an angle θ2 as a phase rotation amount.
[0021]
The trigonometric function multiplication unit 321 is configured as an integrated unit of the cos generator 310 and the multiplier 301 in the phase rotation device 31 of FIG. Similarly, the trigonometric function multiplier 322 includes the cos generator 310 and the multiplier 302, the trigonometric function multiplier 323 includes the sine generator 311 and the multiplier 303, and the trigonometric function multiplier 324 includes the sin generator 311 and the multiplier 304. Are integrated. Therefore, the trigonometric function multiplier 321 calculates A _I cos θ2 and the trigonometric function multiplication unit 322 _Q cos θ2 and the trigonometric function multiplication unit 323 _I sin θ2 and the trigonometric function multiplier 324 _Q and outputs sin θ2.
[0022]
The accuracy of the phase rotation signal in a demodulator is usually somewhat limited. In the phase rotation calculating device 32, by utilizing the fact that the value of the angle θ2 indicating the amount of phase rotation is limited, the multiplier can be substantially eliminated and the multiplication can be realized by the ROM. Also in this case, the amplitude r3 of the output signal becomes equal to the amplitude r1 of the input signal as in the case of the phase rotation operation device 31 in FIG. Operation.
[0023]
FIG. 27 is a block diagram showing a fourth configuration example as a conventional phase rotation operation device (for example, see Patent Document 1). The phase rotation operation device 33 includes an atan generator 331 and 332, an adder 333, a cos generator 334, and a sin generator 335, and converts the input signal A and the phase rotation signal B into phase angles θ1 and θ2, respectively. Thereafter, the output signal C is generated by obtaining the phase angle θ3 = θ1 + θ2.
[0024]
If the input signal A is represented using a trigonometric function, the expression (5 ′) is obtained. That is, as shown in equations (11) and (12), r1 cos θ1 is the in-phase component A of A. _I And r1 sin θ1 is the orthogonal component A of A _Q It is.

[0025]
Ratio A of in-phase component and quadrature component _Q / A _I Is the tangent tan θ1 of the phase angle, so that the input signal A _I And orthogonal component A _Q , The phase θ1 can be obtained by Expression (13) using an arc tangent (atan) function. In exactly the same manner, the phase θ2 of the phase rotation signal B can be obtained by Expression (14).
θ1 = atan (A _Q / A _I ) (13)
θ2 = atan (B _Q / B _I ) (14)
[0026]
From Expressions (13) and (14), the phase θ3 of the output signal C can be obtained by Expression (15).

[0027]
On the other hand, when the output signal C is represented by using a trigonometric function, the equation (7 ′) is obtained. That is, r3cosθ3 is the in-phase component C of C _I And r3 sin θ3 is the orthogonal component C of C _Q Therefore, the output signal C can be obtained by Expressions (16) and (17).

[0028]
According to equations (13) and (14), when the input signal A and the phase rotation signal B are converted into θ1 and θ2, respectively, the amplitude information r1 and r2 of these signals are lost. For this reason, when it is desired to set the amplitude r3 of the output signal C to r2, r2 of the input signal A is separately obtained and the in-phase component C _I And orthogonal component C _Q Must be multiplied.
[0029]
27 is an example in which the equations (15) to (17) are realized with r3 = 1. The atan generator 331 is composed of a ROM in which a data table of an arctangent function is stored. _I And orthogonal component A _Q Is input as an address, and arctangent data atan (A _Q / A _I ) Is output. The atan generator 332 also includes a ROM storing a data table of the arctangent function, and the in-phase component B of the phase rotation signal B _I And orthogonal component B _Q Is input as an address, and arctangent data atan (B _Q / B _I ) Is output.
[0030]
The adder 333 outputs atan (A) from the atan generator 331. _Q / A _I ) And atan (B) from atan generator 332 _Q / B _I ) Is added. That is, the phase θ1 of the output signal C is generated by adding the phase θ1 of the input signal A and the phase θ2 of the phase rotation signal B.
[0031]
The cos generator 334 is composed of a ROM in which a data table of the cosine function is stored. The output phase θ3 of the adder 333 is input as an address, and the cosine data cos θ3 is output. The sin generator 335 is composed of a ROM storing a data table of a sine function, receives the address of the output phase θ3 of the adder 333, and outputs the sine function sinθ3. In this way, the in-phase component C of the normalized output signal C _I And orthogonal component C _Q Is generated by the cos generator 334 and the sin generator 335.
[0032]
In the case of the phase rotation operation device 33, the amplitude r1 of the input signal A and the amplitude r2 of the phase rotation signal B are not reflected on the output signal C, so that neither the input signal A nor the phase rotation signal B need be normalized. . Compared with the phase rotation operation device 30 of FIG. 24, the input signal A and the phase rotation signal B are both common in that they are given as complex signals. While the output can be output, the phase rotation operation device 33 is different in that the amplitude of the output signal C is necessarily constant.
[0033]
The atan generators 331 and 332 may be constituted by a so-called CORDIC (coordinate rotate digital computer algorithm) circuit capable of generating an arbitrary angle.
[0034]
The phase rotation calculation device 33 in FIG. 27 synthesizes the phase angle θ1 of the input signal A and the phase angle θ2 of the phase rotation signal B, rather than rotating the phase of the input signal A based on the phase of the phase rotation signal B. However, it is better to regard the circuit as generating a normalized signal C = cos θ3 + jsin θ3 having a new phase angle θ3 = θ1 + θ2, and it is more appropriate to call it a phase synthesizer rather than a phase rotation operation device.
[0035]
Here, a phase rotation operation device of a digital two-dimensional signal for correcting a frequency shift and a phase shift in a receiving device of a digital data transmission system will be examined. In this type of phase rotation operation device, the input signal A and the phase rotation signal B are both input as two-dimensional data (a complex signal composed of an in-phase component and a quadrature component), and the amplitude r1 of the input signal A is always standardized. Absent. Further, the amplitude r3 of the output signal C must be the same as the amplitude r1 of the input signal A.
[0036]
Therefore, when the phase rotation operation device 30 of FIG. 24 is used, it is necessary to standardize the phase rotation signal B as a complex signal in advance, and it is necessary to temporarily convert it to θ2 using an atan converter. Further, in the phase rotation operation devices 31 and 32 of FIGS. 25 and 26, since the phase angle θ2 is input, it is necessary to convert the phase rotation signal B as a complex signal into the phase angle θ2 again using an atan generator. is there.
[0037]
FIG. 28 is a block diagram showing a configuration of a conventional phase rotation operation device applicable to a receiving device of such a digital data transmission system. This phase rotation calculation device is configured by adding the atan generator 332 of FIG. 28 to the phase rotation calculation device 31 of FIG. The atan generator 332 has an in-phase component B _I And orthogonal component B _Q Is converted into its phase angle θ2 and input to the cos generator 310 and the sin generator 311. As described above, the trigonometric function multipliers 321 to 324 can be obtained by integrating the cos generator 310 and the multipliers 301 and 302 and integrating the sin generator 311 and the multipliers 303 and 304. It is.
[0038]
[Patent Document 1]
JP-A-5-129893 (paragraphs 0002 to 0003, paragraphs 0019 to 0028, FIG. 2, FIG. 10)
[Patent Document 2]
JP-A-11-17756 (paragraph 0002, paragraphs 0016 to 0021, FIGS. 2 and 7)
[0039]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the case of a phase rotation device used in a receiving device or the like of a digital data transmission system, it is necessary to correct a frequency shift or a phase shift without changing the amplitude r1 of the input signal A. It is necessary to multiply by the normalized phase rotation signal B. For this reason, in the phase rotation calculating device 34 in FIG. 28, the unnormalized phase rotation signal B is input to the atan generator 332, and is once converted into phase angle information θ2 to generate a normalized phase rotation signal. are doing.
[0040]
However, the atan generator generally has a complicated circuit configuration and a large circuit scale. Therefore, the phase rotation operation device 34 using the atan generator 332 in addition to the multipliers 301 to 304 having a large circuit scale has a problem that the circuit scale becomes large.
[0041]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a composite trigonometric function operation unit in which the circuit scale is reduced without lowering the operation accuracy. It is another object of the present invention to provide a phase rotation calculation device in which the circuit scale is reduced without lowering the calculation accuracy.
[0042]
[Means for Solving the Problems]
[0043]
The complex trigonometric function operation unit according to the present invention has an in-phase component B _I And orthogonal component B _Q Is input, and the cosine data cos (atan (B _Q / B _I )), An input conversion processing unit for generating, based on the complex signal, intermediate data previously associated with the output data stepped at equal intervals, based on the complex data. , And an output conversion processing unit that generates cosine data of arctangent.
[0044]
Each data output from the complex trigonometric function operation unit is previously formed into steps so that the step intervals become equal, and the intermediate data is associated in advance with any of these output data. The output conversion processing unit converts the intermediate data into output data, that is, the cosine data cos (atan (B _Q / B _I )).
[0045]
In this way, cos (atan (B _Q / B _I By making steps)) at equal intervals, the circuit scale of the output conversion processing unit and the circuit scale of the composite trigonometric function operation unit can be reduced without lowering the output accuracy. For example, when the output conversion processing unit is realized by a ROM, cos (atan (B _Q / B _I By storing)) in the ROM in association with the intermediate data, the ROM capacity can be reduced without lowering the accuracy of the output data.
[0046]
Further, the composite trigonometric function computing unit according to the present invention has an in-phase component B _I And orthogonal component B _Q Is input, and the sine data sin (atan (B _Q / B _I )), An input conversion processing unit for generating, based on the complex signal, intermediate data previously associated with the output data stepped at equal intervals, based on the complex data. , And an output conversion processing unit that generates cosine data of arctangent.
[0047]
With such a configuration, cos (atan (B _Q / B _I )), Sin (atan (B _Q / B _I By making steps)) at equal intervals, the circuit scale of the output conversion processing unit and the circuit scale of the composite trigonometric function operation unit can be reduced without lowering the output accuracy.
[0048]
Further, the composite trigonometric function computing unit according to the present invention has an in-phase component B _I And orthogonal component B _Q Is input, and the cosine data cos (atan (B _Q / B _I )) And the arc tangent sine data sin (atan (B _Q / B _I )), And outputs cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )), An input conversion processing unit that generates one of the intermediate data previously associated with each combination obtained from the same complex signal based on the input complex signal, and cos ( atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) And an output conversion processing unit that generates the output data.
[0049]
The input conversion processing unit determines that cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )), The intermediate data corresponding to each combination is generated so that one input conversion processing unit cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) Can be generated, and the circuit scale can be reduced.
[0050]
In addition, the phase rotation calculation device according to the present invention provides an in-phase component B _I And orthogonal component B _Q Based on the second complex signal consisting of _I And orthogonal component A _Q A phase rotation operation device for performing phase rotation of a first complex signal consisting of: cos (atan (B _Q / B _I )) To generate the compound trigonometric function calculator, and sin (atan (B _Q / B _I )) To generate the complex trigonometric function calculator, and cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) And a phase rotator for rotating the phase of the first complex signal.
[0051]
With such a configuration, it is possible to reduce the circuit scale of the complex trigonometric function calculator and the circuit scale of the phase rotation calculation device without lowering the calculation accuracy.
[0052]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing one configuration example of the phase rotation calculation device according to the first embodiment of the present invention. The phase rotation operation device 1 includes multipliers 301 to 304, a subtractor 305, an adder 306, and composite trigonometric function operation units 10 and 11. It also has input terminals 21 to 24 for complex signals and output terminals 25 and 26 for complex signals.
[0053]
The phase rotation operation device 1 receives an input signal A having a phase θ1 having an arbitrary amplitude r1 and a phase rotation signal B having a phase θ2 having an unnormalized amplitude r2, and converts the phase of the input signal A into a complex plane. The output signal C rotated by θ2 is output. That is, the output signal C is a complex signal whose amplitude r3 is equal to r1 and whose phase θ3 is equal to θ1 + θ2.
[0054]
In-phase component A of input signal A _I And orthogonal component A _Q Are input from input terminals 21 and 22, respectively, and the in-phase component B of the phase rotation signal B is _I And orthogonal component B _Q Are input from input terminals 23 and 24, respectively, and the in-phase component C of the output signal C _I And orthogonal component C _Q Are output from output terminals 25 and 26, respectively.
[0055]
Based on the phase rotation signal B, the composite trigonometric function calculator 10 calculates the cosine data cos (atan (B _Q / B _I )), The atan generator 332 and the cos generator 310 are integrated as compared with the conventional phase rotation calculating device 34 (FIG. 28). The composite trigonometric function operation unit 10 calculates the operation result cos (atan (B _Q / B _I )) Is provided with a storage means for storing each data obtained by stepping the _I And orthogonal component B _Q And outputs any data based on
[0056]
Further, based on the phase rotation signal B, the complex trigonometric function calculator 11 calculates the sine data sin (atan (B _Q / B _I )), The atan generator 332 and the sine generator 311 are integrated as compared with the conventional phase rotation calculating device 34 (FIG. 28). The composite trigonometric function calculator 11 calculates the calculation result sin (atan (B _Q / B _I )) Is provided with a storage means for storing each data obtained by stepping the _I And orthogonal component B _Q And outputs any data based on
[0057]
The phase rotation signals B input from the input terminals 23 and 24 are subjected to cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )). At this time, cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) And supplied to the multipliers 301 to 304. cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) Correspond to cos θ2 and sin θ2, respectively, so that the operations of the multipliers 301 to 304, the subtractor 305, and the adder 306 are exactly the same as those of the conventional phase rotation operation device 31.
[0058]
That is, in the multipliers 301 to 304, each combination A of the in-phase component and the quadrature component with respect to the input signal A and the normalized phase rotation signal B. _I cosθ2, A _Q cosθ2, A _I sin θ2, A _Q sin θ2 is determined. Then, the in-phase component C of the output signal C _I = A _I cos θ2-A _Q sin θ2 is obtained, and the adder 306 calculates the quadrature component C of the output signal C. _Q = A _I cos θ2 + A _Q sin θ2 is determined.
[0059]
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the composite trigonometric function calculator 10 of FIG. The composite trigonometric function operation unit 10 includes an input conversion processing unit 100 and an output conversion processing unit 101. Input common-mode component B _I And orthogonal component B _Q Is temporarily converted to intermediate data in the input conversion processing unit 100, and then cos (atan (B _Q / B _I )).
[0060]
The intermediate data is data associated with each stepped output data. The input conversion processing unit 100 _I And orthogonal component B _Q , The intermediate data is generated. For example, B _I / B _Q Or a comparator that compares the division result with a plurality of thresholds, or an in-phase component B _I And orthogonal component B _Q Can be configured by a comparator that compares each with a plurality of threshold values.
[0061]
The output conversion processing unit 101 is configured by a storage unit that stores a data table in which the intermediate data is associated with each output data, for example, a ROM. That is, the operation result cos (atan (B _Q / B _I )) Are stored at regular intervals, and when the intermediate data is input as an address, cos (atan (B _Q / B _I )) Is output.
[0062]
FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the composite trigonometric function calculator 11 of FIG. The complex trigonometric function operation unit 11 includes an input conversion processing unit 110 and an output conversion processing unit 111. Input common-mode component B _I And orthogonal component B _Q Is temporarily converted into intermediate data in the input conversion processing unit 110, and then sin (atan (B _Q / B _I )).
[0063]
The intermediate data is data associated with each stepped output data. The input conversion processing unit 110 _I And orthogonal component B _Q , The intermediate data is generated. The output conversion processing unit 111 is composed of a ROM that holds a data table in which the intermediate data is associated with each output data. That is, sin (atan (B _Q / B _I )) Are stored at regular intervals, and each piece of data obtained is stored. When the intermediate data is input as an address, sin (atan (B _Q / B _I )) Is output.
[0064]
FIG. 4 is an explanatory diagram of the composite trigonometric functions cos (atanx) and sin (atanx). (A) in the figure shows a graph of the arctangent function θ2 = atanx, where x is the horizontal axis and θ2 is the vertical axis. As shown in this figure, θ2 = atanx changes in the range of −π / 2 ≦ θ2 ≦ π / 2 for all values of x.
[0065]
(B) in the figure shows a graph in which x is on the horizontal axis and y is on the vertical axis, and y = sinx and y = sin (atanx). Similarly, (c) in the figure shows a graph of y = cosx and y = cos (atanx). Since −π / 2 ≦ atan ≦ π / 2, y = sin (atanx) and y = cos (atanx) change the range of −1 ≦ y ≦ + 1 for all x.
[0066]
Therefore, if the accuracy of the finally required value is determined, the number (the number of steps) of the value y in the case where the value y is stepped becomes the same for y = cosx and y = cos (atanx). . Similarly, for y = sinx and y = sin (atanx), the number of values y (the number of steps) in the case where the value y is stepped is the same.
[0067]
That is, in the case where the value y is stored in the ROM in steps, the required number of words is the same regardless of whether the trigonometric function y = cosx or the composite trigonometric function y = cos (atanx). Also, since the required word lengths are the same, the required circuit scales are the same for both. The same applies to y = sinx and y = sin (atanx). As a result, it is understood that there is no need to once derive the phase θ2 of the phase rotation signal B unlike the conventional phase rotation operation device 34 (FIG. 28).
[0068]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of stepped cos (atanx) and sin (atanx) in the composite trigonometric function operation units 10 and 11. In the figure, 51 indicates y = cos (atanx), 52 indicates y = cos (atanx) stepped, 53 indicates y = sin (atanx), and 54 indicates y = sin (atanx) converted into a step. .
[0069]
For convenience of explanation, here, cos (atanx) is stepped into four values so as to be equally spaced, and cos (atanx) is an approximate value of y = 0, y = 0.25, y = 0. 5, y = 0.75 is used. In addition, sin (atanx) is stepped into seven values so as to be equally spaced, and sin (atanx) is an approximate value of y = 0, y = 0.25, y = 0.5, y = 0. 75, y = −0.25, y = −0.5, y = −0.75.
[0070]
Each of the above values y is assumed to be stored in the ROM as a signed fixed-point number represented by a two's complement. In signed two's complement, the most significant bit generally represents the sign and the other bits represent the absolute value. Therefore, the value y of n-bit data represented by a signed two's complement is represented by Expression (18), where the j-th bit counted from the most significant bit is B [j].
(Equation 1)

[0071]
FIG. 6 is an explanatory diagram explaining the numerical expression used in the present specification, and is a diagram showing a relationship between the two's complement display, the decimal display, and the representative display in the present specification. Signed two's complement notation 000,001,010,011,100,101,110,111 ₀ , N ₁ , N ₂ , N ₃ , -N ₄ , -N ₃ , -N ₂ , -N ₁ Will be expressed as
[0072]
FIG. 7 is a diagram showing an example of a data table held in the ROMs in the complex trigonometric function operation units 10 and 11. (A) in the figure shows the case of the complex trigonometric function operation unit 10 that stores cos (atanx). The ROM of the output conversion processing unit 101 stores four values N stepped at intervals of 0.25. ₀ , N ₁ , N ₂ , N ₃ Are stored in the ROM in the output conversion processing unit 101.
[0073]
(B) in the figure shows the case of the complex trigonometric function operation unit 11 that stores sin (atanx). 7 values N stepped at 0.25 intervals ₀ , N ₁ , N ₂ , N ₃ , -N ₃ , -N ₂ , -N ₁ Are stored as ROM data in the output conversion processing unit 111.
[0074]
That is, the composite trigonometric function operation unit 10 stores, in the ROM, cos (atanx) which has been stepped in advance so that the operation results are equally spaced. Similarly, the compound trigonometric function operation unit 11 stores sin (atanx), which has been stepped in advance so that the operation results are equally spaced, in the ROM. Therefore, the number of words of the ROM required in the complex trigonometric function calculators 10 and 11 is equal to the number of steps of each output data.
[0075]
Note that the number of steps of the output data is determined by the required output accuracy, and the number of words in the ROM is also determined by the output accuracy. Also, in the composite trigonometric function operation unit 10, associating the intermediate data one-to-one with each of the stepped values is performed by using a symmetrical shape with respect to the y-axis of y = cos (atanx) in the first quadrant. This is equivalent to retaining only data.
[0076]
FIG. 8 is an explanatory diagram showing, as a comparative example, a case where the composite trigonometric functions cos (atanx) and sin (atanx) are stepped so that x has an equal interval. In the figure, reference numeral 51 denotes cos (atanx), 52 denotes y = cos (atanx) which is stepped, 53 denotes y = sin (atanx), and 54 denotes y = sin (atanx) which is stepped.
[0077]
When stepping is performed so that x has an equal interval, it is necessary to determine the step interval so as to satisfy the required output accuracy, and until y = cos (atanx) and y = sin (atanx) converge. Data is required for each step. For this reason, when the output precision is determined, if the value x is stepped at regular intervals, the number of words of the ROM required is increased as compared with the case where the value y is stepped at regular intervals. On the other hand, the required word length is the same.
[0078]
Accordingly, it can be seen that the ROM capacity can be reduced by stepping the value y at regular intervals, as compared with the case of stepping the value x at regular intervals. In this case, x in each step is unequally spaced, but does not significantly affect the circuit scale in the input conversion processing units 100 and 110 including a comparator and the like.
[0079]
According to the present embodiment, the compound trigonometric function operation unit 10 is configured to output, based on an input complex signal B, an output conversion processing unit 101 that stores each operation result stepped at equal intervals in association with intermediate data. And an input conversion processing unit 100 for generating intermediate data by using the cosine data cos (atan (B _Q / B _I )). Therefore, in an arithmetic unit that obtains normalized cosine data from a complex signal, it is possible to reduce the ROM capacity for storing operation results in advance, and to reduce the circuit scale.
[0080]
Further, according to the present embodiment, the complex trigonometric function calculator 11 stores the output conversion processing unit 111 that stores each stepped calculation result at regular intervals in association with the intermediate data, and the input complex signal B And an input conversion processing unit 110 for generating intermediate data based on the sine data sin (atan (B _Q / B _I )). Therefore, in an arithmetic unit that obtains normalized sine data from a complex signal, it is possible to reduce the ROM capacity for storing operation results in advance, and to reduce the circuit scale.
[0081]
Further, according to the present embodiment, the phase rotation operation device 1 includes the complex trigonometric function operation units 10 and 11, and the phase rotator that rotates the phase of the input signal A based on the operation results thereof, and The phase rotation is performed without changing the amplitude of the signal A. Accordingly, it is possible to reduce the circuit scale of the phase rotation operation device that rotates the input signal A based on the phase rotation signal B as a complex signal.
[0082]
In the present embodiment, the step intervals of the composite trigonometric function calculators 10 and 11 are both set to 0.25, and cos (atan (B _Q / B _I )) For 4 steps, sin (atan (B _Q / B _I Although the example in which the)) is stored in seven steps has been described, the present invention is not limited to such a case. That is, as described above, the number of steps can be arbitrarily determined according to the required output accuracy.
[0083]
Embodiment 2 FIG.
In the first embodiment, as the compound trigonometric function operation unit 11 used in the phase rotation operation device 1, an operation result which is stepped at equal intervals is stored, and the sine data sin (atan (B _Q / B _I )) Has been described above. In this embodiment, sin (atan (B _Q / B _I A case will be described in which the circuit scale of the composite trigonometric function operation unit 11 is further reduced by utilizing the symmetry of ()).
[0084]
FIG. 9 is a block diagram showing one configuration example of a main part of the phase rotation calculation device according to the second embodiment of the present invention, and shows another configuration example of the composite trigonometric function calculator 11 of FIG. . The composite trigonometric function operation unit 11 includes an input conversion processing unit 110 and an output conversion processing unit 111, and the output conversion processing unit 111 further includes a ROM 112 and a sign processing unit 113.
[0085]
The ROM 112 stores, as a data table associated with the intermediate data, the absolute value | sin (atan (B _Q / B _I )) |. The sign value is assigned to the absolute value read from the ROM 112 by the sign processing unit 113, and the operation result sin (atan (B _Q / B _I )).
[0086]
The input conversion processing unit 110 generates a ROM address corresponding to an absolute value and code data as intermediate data. The ROM 112 reads an absolute value based on the ROM address, and the sign processing unit 113 performs sign processing based on the sign data.
[0087]
FIG. 10 is a diagram showing an example of a data table stored in the ROM in the complex trigonometric function calculators 10 and 11 of FIG. In the figure, (a) shows the case of the composite trigonometric function calculator 10 that stores cos (atanx), and (b) shows the case of the composite trigonometric function calculator 11 that stores sin (atanx). It is shown.
[0088]
As shown in FIG. 4B, sin (atan (B _Q / B _I )) Are symmetric with respect to the origin. That is, the signs are different on both sides of the y-axis, and the absolute values are symmetric with respect to the y-axis. For this reason, when performing the encoding process, the ROM 112 only needs to hold the data in the first quadrant, and the four values N as the absolute value information. ₀ , N ₁ , N ₂ , N ₃ I remember.
[0089]
According to the present embodiment, the output conversion processing unit 111 of the composite trigonometric function operation unit 11 executes the intermediate data and sin (atan (B _Q / B _I )) And a ROM 112 storing a data table in which the absolute values of the data are associated with each other, and sin (atan (B _Q / B _I )) Is calculated as sin (atan (B _Q / B _I )). Therefore, the capacity of the ROM for storing the operation results in advance can be reduced, and the circuit scale can be reduced.
[0090]
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, examples in which the phase rotation operation device 1 includes the two complex trigonometric function operation units 10 and 11 have been described. In the present embodiment, cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) Will be described.
[0091]
FIG. 11 is a block diagram showing one configuration example of the phase rotation calculation device according to the third embodiment of the present invention. The phase rotation operation device 2 includes one composite trigonometric function operation device 12 instead of the two composite trigonometric function operation devices 10 and 11 in the phase rotation operation device 1 (the first embodiment) of FIG. Other configurations are the same as those of the phase rotation operation device 1.
[0092]
Based on the phase rotation signal B, the composite trigonometric function calculator 12 calculates the cosine data cos (atan (B _Q / B _I )) And the arc tangent sine data sin (atan (B _Q / B _I )). Compared with the conventional phase rotation operation device 34 (FIG. 28), the atan generator 332, the cos generator 310 and the sine generator 311 are integrated.
[0093]
The complex trigonometric function calculator 12 calculates the calculation result cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) Is stored in a pair, and each data obtained by stepping the data is stored in pairs, and cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) Is replaced with in-phase component B _I And orthogonal component B _Q Output based on
[0094]
The phase rotation signal B input from the input terminals 23 and 24 is converted into cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )). At this time, cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) And supplied to the multipliers 301 to 304. The operations of the multipliers 301 to 304, the subtractor 305, and the adder 306 are exactly the same as those in the first embodiment.
[0095]
FIG. 12 is a diagram showing an example of the configuration of the composite trigonometric function calculator 12 of FIG. The composite trigonometric function operation unit 12 includes an input conversion processing unit 120 and an output conversion processing unit 121. Input common-mode component B _I And orthogonal component B _Q Is temporarily converted into intermediate data consisting of address and code data in the input conversion processing unit 120, and then cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )).
[0096]
The output conversion processing unit 121 further includes two ROMs 122 and 123 and a code processing unit 124. In the ROMs 122 and 123, the same address is input and cos (atan (B _Q / B _I )) And | sin (atan (B _Q / B _I )) |, And can be configured as one ROM.
[0097]
In the ROM 122, the operation result cos (atan (B _Q / B _I )) Is stored in the ROM 123, and the absolute value | sin (atan (B _Q / B _I )) | Is stored. The calculation results that are paired with each other between the ROMs 122 and 123 are stored in a data table so as to be associated with the same address.
[0098]
The input conversion processing unit 120 generates address and code data as intermediate data. This address is represented by the stepped cos (atan (B _Q / B _I )) And | sin (atan (B _Q / B _I )) | Is associated with each pair and is generated based on the complex signal B. Based on this address, the operation result cos (atan (B _Q / B _I )) Is output as it is, and the absolute value | sin (atan (B _Q / B _I )) | Is assigned a code based on the code data in the code processing unit 124, and sin (atan (B _Q / B _I )).
[0099]
FIG. 13 is a diagram showing an example of a data table held in the ROMs 122 and 123 of FIG. As is clear from FIG. 5, the combinations of cos (atanx) and | sin (atanx) | which need to be output in pairs are (0.75, 0.00), (0.75, 0.25), (0.75, 0.50), (0.50, 0.50), (0.50, 0.75), (0.25, 0.75), (0.00, 0.75) There are seven ways. FIG. 13 shows these pairs as a representative display N ₀ ~ N ₃ , And the ROMs 122 and 123 each hold a 7-word operation result.
[0100]
According to the present embodiment, the compound trigonometric function operation unit 12 performs the cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )), The input conversion processing unit 120 that generates any of the intermediate data previously associated with each combination obtained from the same complex signal based on the complex signal, and cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) Is provided. Therefore, cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I It is not necessary to provide an input conversion processing unit for each of the above cases, and the circuit scale of the composite trigonometric function operation unit can be reduced.
[0101]
Embodiment 4 FIG.
In the third embodiment, cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) Has been described. In the present embodiment, in such a composite trigonometric function calculator 12, sin (atan (B _Q / B _I )) And cos (atan (B _Q / B _I The case where the stored data is reduced by utilizing the symmetry about the intersection of ()) will be described.
[0102]
Each data table of the ROMs 122 and 123 (Embodiment 3) shown in FIG. 13 becomes the other data table when one of the data tables is replaced up and down around the address “011”. This means that in FIG. 5 (Embodiment 1), the change in the graph 52 indicating y = cos (atanx) stepped and the change in the graph 54 indicating y = sin (atanx) in step This is due to being symmetrical with respect to the intersection of both.
[0103]
If the symmetry between the stepped cos (atanx) and the stepped | sin (atanx) | is used, a part of the data table in FIG. 13 is omitted and the ROM capacity is reduced. be able to. That is, by using the data of cos (atanx) as | sin (atanx) | and the data of | sin (atanx) | as cos (atanx) with the following configuration, the circuit scale can be further reduced it can.
[0104]
FIG. 14 is a diagram showing a configuration example of a main part of a phase rotation calculation device according to a fourth embodiment of the present invention, and another configuration example of the composite trigonometric function calculator 12 (third embodiment) of FIG. FIG. Compared to the case of FIG. 12, the composite trigonometric function operation unit 12 is different from the case of FIG.
[0105]
The composite trigonometric function operation unit 12 includes an input conversion processing unit 120 and an output conversion processing unit 121. Input common-mode component B _I And orthogonal component B _Q Is temporarily converted to intermediate data including an address, switching data, and code data in an input conversion processing unit 120, and then cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )).
[0106]
The output conversion processing section 121 further includes two ROMs 122 ′ and 123 ′, two selector sections 125 and 126, and a code processing section. The ROMs 122 'and 123' are storage means to which the same address is input, and can be configured as one ROM.
[0107]
cos (atan (B _Q / B _I )) Is stored in one of the ROMs 122 'and 123'. Similarly, | sin (atan (B _Q / B _I )) | Is also stored in one of the ROMs 122 'and 123'. ROMs 122 ′ and 123 ′ and cos (atan (B _Q / B _I )) And | sin (atan (B _Q / B _I )) | Differs for each complex signal B and is specified by the switching data.
[0108]
The selectors 125 and 126 are switching means to which output data from both the ROMs 122 'and 123' are input, and selectively output either one based on the switching data. The output of the selector unit 125 is cos (atan (B _Q / B _I )). On the other hand, the output of the selector 126 is | sin (atan (B _Q / B _I )) |, And is input to the code processing unit 124, where the code processing is performed based on the code data, and sin (atan (B _Q / B _I )).
[0109]
FIG. 15 is a diagram showing an example of a data table held in the ROMs 122 ′ and 123 ′ of FIG. As compared with the data table of FIG. 13 (Embodiment 3), the data at addresses “100” to “110” is omitted, the number of words is reduced from 7 to 4, and the ROM capacity is reduced.
[0110]
In addition, when compared with the data table of FIG. 10 (Embodiment 2), both have the same number of words of four, but in the present embodiment, the input conversion processing unit 120 is shared, so that 2, the circuit scale is further reduced.
[0111]
According to the present embodiment, the compound trigonometric function operation unit 12 includes the selector units 125 and 126 for switching the output data of the ROM 122 ′ and the ROM 123 ′, and stores the sin (atan (B _Q / B _I )) And the absolute value of cos (atan (B _Q / B _I When associating the combinations of (1) and (2), the ROM data is reduced by utilizing the symmetry of the intersection between the two. Therefore, the ROM capacity can be reduced, and the circuit scale can be reduced.
[0112]
Embodiment 5 FIG.
In the third embodiment, the cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) Has been described. In the fourth embodiment, the case where the stored data is reduced by using the symmetry of these intersections has been described. In the present embodiment, a case will be described in which the stored data is further reduced by the bit inversion operation in the composite trigonometric function calculator 12.
[0113]
FIG. 16 shows the data table (Embodiment 4) of FIG. 15 using bit-reversed display. / N in the figure ₀ , / N ₁ Is N ₀ , N ₁ 2 shows the inverted data of all the bits. N ₀ Is "000" in two's complement notation, so / N ₀ Becomes "111", which corresponds to -N1. Similarly, N ₁ Is "001" in two's complement notation, so / N ₀ Becomes "110", which corresponds to -N2.
[0114]
Therefore, the upper bits a of the address ₁ N if = 0 ₃ With the upper bits a of the address ₁ N if = 1 ₂ With the lower bits a of the address ₀ N if = 0 ₀ With the lower bits a of the address ₀ N if = 1 ₁ Can be operated in the same manner as in the fourth embodiment, if there is a ROM capable of outputting the same, and a circuit for performing bit inversion for cos (atanx).
[0115]
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration example of a main part of a phase rotation calculation device according to a fifth embodiment of the present invention. Another configuration of composite trigonometric function calculator 12 (third embodiment) in FIG. It is a figure showing an example. Comparing this composite trigonometric function calculator 12 with the case of FIG. 14 (Embodiment 4), the bit inversion section 127 is newly provided and the data stored in the ROMs 128 and 129 are different.
[0116]
The composite trigonometric function operation unit 12 includes an input conversion processing unit 120 and an output conversion processing unit 121. Input common-mode component B _I And orthogonal component B _Q Is temporarily converted into intermediate data including an address, switching data, code data, and inverted data in an input conversion processing unit 120, and then cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )).
[0117]
The output conversion processing unit 121 further includes two ROMs 128 and 129, two selector units 125 and 126, a bit inversion unit 127, and a sign processing unit 124. The upper bit a of the address is stored in the ROM 128. ₁ Is input to the ROM 129, and the lower bit a of the address is ₀ , And each stores only two words of data. The bit inverting unit 127 inverts all bits of the output data of the selector unit 125 based on the inverted data from the input conversion processing unit 120, and generates cos (atanx).
[0118]
FIG. 18 is a diagram showing an example of a data table held in the ROMs 128 and 129 of FIG. Compared with the data table of FIG. 15 (Embodiment 4), the total number of words in the two ROMs is reduced by half from eight to four, and the ROM capacity is reduced.
[0119]
According to the present embodiment, the composite trigonometric function operation unit 12 includes the bit inverting unit 127 that inverts all bits, and reduces the data stored in the ROMs 128 and 129. Therefore, the ROM capacity can be reduced, and the circuit scale can be reduced.
[0120]
Embodiment 6 FIG.
In each of the above embodiments, cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) After the calculation, the multipliers 301 to 304 calculate the in-phase component A. _I And orthogonal component A _Q The example in which the product with is calculated has been described. In the present embodiment, a case will be described in which four composite trigonometric function multipliers are used to obtain the product of these.
[0121]
FIG. 19 is a block diagram showing one configuration example of the phase rotation calculation device according to the sixth embodiment of the present invention. The phase rotation operation device 3 includes four compound trigonometric function multipliers 13 to 16, a subtractor 305, and an adder 306.
[0122]
The composite trigonometric function multiplier 13 calculates the in-phase component B of the phase rotation signal B. _I And orthogonal component B _Q And the in-phase component A of the input signal A _I Based on A _I cos (atan (B _Q / B _I )), And is configured as an integrated unit of the composite trigonometric function operation unit 10 and the multiplier 301 in the phase rotation operation device 1 (Embodiment 1) of FIG.
[0123]
The composite trigonometric function multiplier 14 calculates the in-phase component B of the phase rotation signal B. _I And orthogonal component B _Q And the orthogonal component A of A of the input signal _Q Based on A _Q cos (atan (B _Q / B _I )), And is configured as an integrated unit of the composite trigonometric function operation unit 10 and the multiplier 302 in the phase rotation operation device 1 (Embodiment 1) of FIG.
[0124]
The composite trigonometric function multiplier 15 calculates the in-phase component B of the phase rotation signal B. _I And orthogonal component B _Q And the in-phase component A of the input signal A _I Based on A _I sin (atan (B _Q / B _I )), And is configured as an integrated unit of the composite trigonometric function operation unit 11 and the multiplier 303 in the phase rotation operation device 1 (Embodiment 1) of FIG.
[0125]
The composite trigonometric function multiplier 16 calculates the in-phase component B of the phase rotation signal B. _I And orthogonal component B _Q And the orthogonal component A of A of the input signal _Q Based on A _Q sin (atan (B _Q / B _I )), And is configured as an integrated unit of the composite trigonometric function operation unit 11 and the multiplier 304 in the phase rotation operation device 1 (Embodiment 1) of FIG.
[0126]
The operations in the subtractor 305 and the adder 306 are exactly the same as in the case of the phase rotation operation device 1. That is, the in-phase component C of the output signal C in the subtractor 305 _I = A _I cos (atan (B _Q / B _I ))-A _Q sin (atan (B _Q / B _I )) Is calculated, and the adder 306 calculates the orthogonal component C of the output signal C. _Q = A _I cos (atan (B _Q / B _I )) + A _Q sin (atan (B _Q / B _I )) Is required.
[0127]
FIG. 20 is a block diagram showing one configuration example of the composite trigonometric function multiplier 13 of FIG. The composite trigonometric function multiplier 13 includes an input conversion processing unit 100 and an output conversion processing unit 131. Input common-mode component B _I And orthogonal component B _Q Is temporarily converted into intermediate data in the input conversion processing unit 100, _I cos (atan (B _Q / B _I )).
[0128]
Input conversion processing section 100 is the same as input conversion processing section 100 (Embodiment 1) of FIG. That is, the in-phase component B _I And orthogonal component B _Q , The intermediate data associated with the cos (atanx) stepped at equal intervals is generated. The output conversion processing unit 131 outputs the in-phase component A of the complex signal A. _I And storage means for storing a data table in which a combination of the intermediate data is associated with each output data, for example, a ROM. That is, the in-phase component A of the complex signal A _I When the combination of the data and the intermediate data is input as an address, A _I cos (atan (B _Q / B _I )) Is output.
[0129]
For convenience of explanation, if the input conversion processing unit 100 generates intermediate data associated with cos (atanx) stepped into four values, the intermediate data has four patterns. On the other hand, the in-phase component A of the input signal A _I Is M bits, 2 ^M Since there are four combinations of intermediate data for each input signal A, the output conversion processing unit 131 ^{M + 2} It can be constituted by a word ROM.
[0130]
Compared with Embodiment 1, the multiplier 301 (Embodiment 1) of FIG. 1 performs multiplication on any two numbers. On the other hand, there are four types of intermediate data to be multiplied by the output conversion processing unit 131, and the value of each cos (atanx) is predetermined. Therefore, the ROM capacity can be reduced as compared with the case where the multiplier 301 in FIG. 1 is realized by a ROM. Further, since the compound trigonometric function operation unit 10 is not separately required, the circuit scale can be further reduced.
[0131]
In the composite trigonometric function multiplier 14, the output conversion processing unit 131 _Q And the combination of intermediate data _Q cos (atan (B _Q / B _I The configuration is exactly the same as that of the composite trigonometric function multiplier 13 except that a data table associated with the above (3) is stored.
[0132]
FIG. 21 is a block diagram showing one configuration example of the composite trigonometric function multiplier 15 of FIG. The composite trigonometric function multiplier 15 includes an input conversion processing unit 110 and an output conversion processing unit 151. The input conversion processing unit 110 is the same as the input conversion processing unit 110 in FIG. That is, the in-phase component B _I And orthogonal component B _Q , The intermediate data associated with the sin (atanx) stepped at equal intervals is generated.
[0133]
The output conversion processing unit 151 outputs the in-phase component A of the complex signal A. _I And storage means for storing a data table in which a combination of the intermediate data is associated with each output data, for example, a ROM. That is, the in-phase component A of the complex signal A _I When the combination of the data and the intermediate data is input as an address, A _I sin (atan (B _Q / B _I )) Is output.
[0134]
In the complex trigonometric function multiplier 16, the output conversion processing unit 151 _Q And the combination of intermediate data _Q sin (atan (B _Q / B _I The configuration is exactly the same as that of the composite trigonometric function multiplier 15 except that the data table associated with the above ()) is stored.
[0135]
According to the present embodiment, the phase rotation operation device 3 includes the four complex trigonometric function multipliers 13 to 16 and cos (atan (B _Q / B _I )) And sin (atan (B _Q / B _I )) And without multiplying any two numbers, _I cos (atan (B _Q / B _I )), A _Q cos (atan (B _Q / B _I )), A _I sin (atan (B _Q / B _I )) And A _Q sin (atan (B _Q / B _I )). For this reason, the circuit scale of the phase rotation operation device can be reduced.
[0136]
In addition, the in-phase component A _I Are sequentially input as serial data, the compound trigonometric function multipliers 13 and 15 need only output one of four types of values given in advance, and a four-word ROM Can be configured. In this case, a circuit for sequentially shifting and adding the operation results on the output side of the subtractor 305 is required.
[0137]
Also, the in-phase component A _Q Are sequentially input as serial data, the composite trigonometric function multipliers 14 and 16 need only output one of the four types of values given in advance, and a four-word ROM Can be configured. In this case, a circuit for sequentially shifting and adding the operation results on the output side of the adder 306 is required.
[0138]
Embodiment 7 FIG.
In the sixth embodiment, the case where four compound trigonometric function multipliers are used has been described. In the present embodiment, two compound trigonometric function multipliers are used, _I cos (atan (B _Q / B _I )) And A _I sin (atan (B _Q / B _I )) And A _Q cos (atan (B _Q / B _I )) And A _Q sin (atan (B _Q / B _I )) Will be described.
[0139]
FIG. 22 is a block diagram showing one configuration example of the phase rotation calculation device according to the seventh embodiment of the present invention. The phase rotation operation device 4 includes two compound trigonometric function multipliers 17 and 18, a subtractor 305, and an adder 306.
[0140]
The composite trigonometric function multiplier 17 calculates the in-phase component B of the phase rotation signal B. _I And orthogonal component B _Q And the in-phase component A of the input signal A _I Based on A _I cos (atan (B _Q / B _I )) And A _I sin (atan (B _Q / B _I )), And is configured as an integrated unit of the composite trigonometric function operation unit 12 and the multipliers 301 and 302 in the phase rotation operation device 2 (Embodiment 3) of FIG.
[0141]
The composite trigonometric function multiplier 18 calculates the in-phase component B of the phase rotation signal B. _I And orthogonal component B _Q And the orthogonal component A of A of the input signal _Q Based on A _Q cos (atan (B _Q / B _I )) And A _Q sin (atan (B _Q / B _I )), And is configured as an integrated unit of the composite trigonometric function operation unit 12 and the multipliers 303 and 304 in the phase rotation operation device 2 (Embodiment 3) of FIG.
[0142]
The operations in the subtractor 305 and the adder 306 are exactly the same as those in the case of the phase rotation operation devices 1 to 3. That is, the in-phase component C of the output signal C in the subtractor 305 _I = A _I cos (atan (B _Q / B _I ))-A _Q sin (atan (B _Q / B _I )) Is calculated, and the adder 306 calculates the orthogonal component C of the output signal C. _Q = A _I cos (atan (B _Q / B _I )) + A _Q sin (atan (B _Q / B _I )) Is required.
[0143]
FIG. 23 is a diagram showing a configuration example of the composite trigonometric function calculator 17 of FIG. The composite trigonometric function operation unit 17 includes an input conversion processing unit 120 and an output conversion processing unit 171. Input common-mode component B _I And orthogonal component B _Q Is temporarily converted into intermediate data consisting of address and code data by the input conversion processing unit 120, _I cos (atan (B _Q / B _I )) And A _I sin (atan (B _Q / B _I )).
[0144]
Input conversion processing section 120 is the same as input conversion processing section 120 (Embodiment 3) of FIG. That is, the in-phase component B _I And orthogonal component B _Q Cos (atan (B _Q / B _I )) And | sin (atan (B _Q / B _I )) | And the address associated with each pair, sin (atan (B _Q / B _I )) Is generated as intermediate data.
[0145]
The output conversion processing unit 171 further includes two ROMs 172 and 173 and a code processing unit 174. The ROMs 172 and 173 store the same address, that is, the in-phase component A of the input signal A. _I And the combination of intermediate data is input and A _I cos (atan (B _Q / B _I )) And A _I | Sin (atan (B _Q / B _I )) |, And can be configured as one ROM. The sign processing unit 174 inverts the sign of the output data of the ROM 173 according to the sign data of sin (atanx).
[0146]
In the complex trigonometric function calculator 18, the output conversion processing unit 171 _Q And the combination of intermediate data _Q cos (atan (B _Q / B _I )) And A _Q | Sin (atan (B _Q / B _I )) Except for storing a data table associated with |, the configuration is exactly the same as that of the composite trigonometric function multiplier 17.
[0147]
According to the present embodiment, the phase rotation operation device 4 includes the two compound trigonometric function multipliers 17 and 18, _I cos (atan (B _Q / B _I )), A _Q cos (atan (B _Q / B _I )), A _I sin (atan (B _Q / B _I )) And A _Q sin (atan (B _Q / B _I )). Therefore, as compared with the sixth embodiment, the number of input conversion processing units is halved, and the circuit scale of the complex trigonometric function operation unit can be reduced.
[0148]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an inexpensive composite trigonometric function operation unit with low power consumption and reduced circuit scale without lowering the operation accuracy. Further, it is possible to provide a low-power-consumption and inexpensive phase rotation operation device in which the circuit scale is reduced without lowering the operation accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a phase rotation calculation device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of a configuration of a composite trigonometric function calculator 10 of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a composite trigonometric function calculator 11 of FIG. 1;
FIG. 4 is an explanatory diagram of composite trigonometric functions cos (atanx) and sin (atanx).
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of stepped cos (atanx) and sin (atanx) in the composite trigonometric function operation units 10 and 11;
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a numerical expression used in this specification.
FIG. 7 is a diagram showing an example of a data table held in a ROM in the complex trigonometric function calculators 10 and 11;
FIG. 8 is an explanatory diagram showing, as a comparative example, a case in which the compound trigonometric functions cos (atanx) and sin (atanx) are stepped so that x has an equal interval.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a main part of a phase rotation calculation device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a data table stored in a ROM in the complex trigonometric function calculators 10 and 11 of FIG. 1;
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a phase rotation calculation device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a composite trigonometric function calculator 12 of FIG. 11;
FIG. 13 is a diagram showing an example of a data table held in ROMs 122 and 123 of FIG.
FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of a main part of a phase rotation calculation device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing an example of a data table held in ROMs 122 ′ and 123 ′ of FIG. 14;
FIG. 16 illustrates the data table of FIG. 15 (Embodiment 4) using bit-reversed display.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration example of a main part of a phase rotation calculation device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing an example of a data table held in ROMs 128 and 129 of FIG. 17;
FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration example of a phase rotation calculation device according to a sixth embodiment of the present invention.
20 is a block diagram showing one configuration example of the composite trigonometric function multiplier 13 of FIG.
21 is a block diagram showing an example of a configuration of the composite trigonometric function multiplier 15 of FIG.
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration example of a phase rotation calculation device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a diagram showing a configuration example of a complex trigonometric function calculator 17 of FIG. 22;
FIG. 24 is a block diagram showing a first configuration example as a conventional phase rotation operation device.
FIG. 25 is a block diagram showing a second configuration example as a conventional phase rotation operation device.
FIG. 26 is a block diagram showing a third configuration example as a conventional phase rotation operation device.
FIG. 27 is a block diagram showing a fourth configuration example as a conventional phase rotation operation device.
FIG. 28 is a block diagram showing a configuration of a conventional phase rotation operation device applicable to a receiving device of a digital data transmission system.
[Explanation of symbols]
1-4 phase rotation arithmetic unit
10-18 complex trigonometric function calculator
100, 110, 120 input conversion processing unit
101, 111, 121, 131, 141, 151, 171 Output conversion processing unit
113, 124, 174 Code processing unit
125, 126 Selector section
127 bit inversion unit
301-304 multiplier
305 Subtractor
306 adder
A Input signal
B phase rotation signal
C output signal
A _I , B _I , C _I In-phase component
A _Q , B _Q , C _Q Orthogonal component
r1, r2, r3 amplitude
θ1, θ2, θ3 phase

Claims (21)

A complex trigonometric function calculator that receives a complex signal composed of an in-phase component B _I and a quadrature component B _Q and outputs cosine data cos (atan (B _Q / B _I )) of its inverse tangent
An input conversion processing unit that generates any one of the intermediate data previously associated with each output data that is stepped at equal intervals based on the complex signal,
Composite trigonometric function calculator that; and an output conversion processing unit that generates based on the intermediate data _{cos (atan (B Q / B} I)). The output conversion processing unit, a composite trigonometric function operation according to claim 1, characterized in that it consists of a data storage means for storing a data table that associates the intermediate data and cos (atan (B Q / B I)) vessel. Said data storage means, cos reduces data by using the symmetry of _{(atan (B Q / B I} )), the data to be associated with the after reducing the intermediate data _{cos (atan (B Q / B} I)) 3. The compound trigonometric function operation unit according to claim 2, wherein a table is stored. A complex trigonometric function calculator that receives a complex signal including an in-phase component B _I and a quadrature component B _Q and outputs sine data sin (atan (B _Q / B _I )) of the inverse tangent thereof
An input conversion processing unit that generates any one of the intermediate data previously associated with each output data that is stepped at equal intervals based on the complex signal,
Composite trigonometric function calculator that; and an output conversion processing unit that generates based on the intermediate data _{sin (atan (B Q / B} I)). The output conversion processing unit, a composite trigonometric function operation according to claim 4, characterized in that it consists of a data storage means for storing a data table that associates the intermediate data and sin (atan (B Q / B I)) vessel. It said data storage means, sin reduce data using the symmetry of _{(atan (B Q / B I} )), the data to be associated with the after reducing the intermediate data _{sin (atan (B Q / B} I)) The compound trigonometric function operation unit according to claim 5, wherein a table is stored. The output conversion processing unit includes a data storage means for storing the association data table the absolute value of the intermediate data and _{sin (atan (B Q / B} I)),
And a code processing unit for converting the absolute value of sin read from the data storage means _{(atan (B Q / B I} )) to _{sin (atan (B Q / B} I)),
The input conversion unit, and characterized in that to generate the code data of sin _{(atan (B Q / B I} )) of the intermediate data and the sin associated with the absolute value _{(atan (B Q / B I} )) The composite trigonometric function calculator according to claim 4. Complex signal consisting of in-phase component _{B I} and the quadrature component _{B Q} are inputted, the cosine data cos for the arctangent _{(atan (B Q / B I} )) and arctangent sine data _{sin (atan (B Q / B} I) ), The compound trigonometric function calculator outputs
For each is stepped at regular intervals _{cos (atan (B Q / B} I)) and _{sin (atan (B Q / B} I)), an intermediate which is preliminarily correlated with each combination obtained from the same complex signal An input conversion processing unit that generates any of the data based on the input complex signal,
Based on the intermediate _{data, cos (atan (B Q /} B I)) and _{sin (atan (B Q / B} I)) composite trigonometric function calculator that; and an output conversion processing unit for generating a. The output conversion processing unit includes a first data storage means for storing a data table that associates the intermediate data and _{cos (atan (B Q / B} I)),
Composite trigonometric function calculator according to claim 8, characterized in that a second data storage means for storing correspondence and the data table intermediate data and sin (atan (B Q / B I)). The output conversion processing unit, cos reduces data by using the symmetry of _{(atan (B Q / B I} )), associating the intermediate data and after reduction _{cos (atan (B Q / B} I)) First data storage means for storing the stored data table;
A second data storing means for storing the association data table the absolute value of the intermediate data and _{sin (atan (B Q / B} I)),
And a code processing unit for converting the absolute value of sin read from the second data storage means _{(atan (B Q / B I} )) to _{sin (atan (B Q / B} I)),
The input conversion _{unit, sin (atan (B Q /} B I)) of the absolute value and _{cos (atan (B Q / B} I)) intermediate data associated with the combination of, as well as, sin (atan (B The complex trigonometric function calculator according to claim 8, wherein code data of _Q / _BI )) is generated. The first data storage means and the second data storage means, when associating a combination of the absolute value and cos of the intermediate data _{sin (atan (B Q / B} I)) (atan (B Q / B I)), Each of the data tables in which the data has been reduced using the symmetry about the intersection of both is stored,
The output conversion processing unit includes a first switching means for selecting either the output of the first data storage means and the second data storage means as _{cos (atan (B Q / B} I)),
Claim, characterized in that a second switching means for selecting either the output of the first data storage means and the second data storage means as the absolute value of sin (atan (B Q / B I)) 10 3. The complex trigonometric function calculator according to item 1. The first data storage means and the second data storage means, when associating a combination of the absolute value and cos of the intermediate data _{sin (atan (B Q / B} I)) (atan (B Q / B I)), Data tables in which matching data is reduced by bit inversion are stored, respectively.
The output conversion processing unit includes a first bit inverting means for inverting all bits of the absolute value of _{cos (atan (B Q / B} I)),
sin (atan (B Q / B I)) of the complex trigonometric function calculator according to claim 11, characterized in that it comprises a second bit inverting means for inverting all bits of the absolute value. In a phase rotation operation device for performing a phase rotation of a first complex signal composed of an in-phase component A _I and a quadrature component A _Q based on a second complex signal composed of an in-phase component B _I and a quadrature component B _Q ,
A first composite trigonometric function calculator that generates the cosine data cos arctangent of the second complex signal _{(atan (B Q / B I} )),
The second composite trigonometric function calculator that generates sine data sin arctangent of the second complex signal _{(atan (B Q / B I} )),
Based on _{cos (atan (B Q / B} I)) and _{sin (atan (B Q / B} I)), and a phase rotator for rotating the phase of the first complex signal,
A first compound trigonometric function operation unit, based on the second complex signal, an input conversion processing unit that generates one of intermediate data previously associated with each operation result stepped at equal intervals; an output conversion unit that generates a _{cos (atan (B Q / B} I)) on the basis of the data,
A second complex trigonometric function operation unit, based on the second complex signal, an input conversion processing unit that generates one of intermediate data previously associated with each operation result stepped at equal intervals; phase rotation computation device and having an output conversion processing unit that generates a _{cos (atan (B Q / B} I)) based on the data. The first output conversion processing unit is made from the data storage means for storing a data table that associates the intermediate data and _{cos (atan (B Q / B} I)),
The second output conversion processing unit, the phase rotation according to claim 13, characterized in that it consists of a data storage means for storing correspondence and the data table intermediate data and sin (atan (B Q / B I)) Arithmetic unit. A first multiplier for multiplying the in-phase component A _I of the second complex signal and output data cos (atan (B _Q / B _I )) of the first complex trigonometric function calculator;
A second multiplier for multiplying the quadrature component of the second complex signal _{A Q} and the output data cos of the first composite trigonometric function calculator _{(atan (B Q / B I} )),
A third multiplier for multiplying the in-phase component A _I of the second complex signal and the output data sin (atan (B _Q / B _I )) of the second composite trigonometric function calculator;
A fourth multiplier for multiplying the orthogonal component A _Q of the second complex signal and the output data sin (atan (B _Q / B _I )) of the second complex trigonometric function calculator;
A first multiplier output data _{A I cos (atan (B Q} / B I)) and a subtractor for obtaining the difference between the output data _A Q sin of the fourth multiplier _{(atan (B Q / B I} )) ,
An adder for obtaining the sum of the output data _A Q cos of the second multiplier _{(atan (B Q / B I} )) and a third multiplier of the output data _{A I sin (atan (B Q} / B I)) The phase rotation calculation device according to claim 13, further comprising: In a phase rotation operation device for performing a phase rotation of a first complex signal composed of an in-phase component A _I and a quadrature component A _Q based on a second complex signal composed of an in-phase component B _I and a quadrature component B _Q ,
And composite trigonometric function calculator that generates the cosine data cos arctangent of the second complex signal _{(atan (B Q / B I} )) and arctangent sine data _{sin (atan (B Q / B} I)),
Based on _{cos (atan (B Q / B} I)) and _{sin (atan (B Q / B} I)), and a phase rotator for rotating the phase of the first complex signal,
Composite trigonometric function calculator relates cos each of which is stepped at regular intervals _{(atan (B Q / B I} )) and _{sin (atan (B Q / B} I)), each combination obtained from the same complex signal advance an input conversion unit which generates, based on either a second complex signal correlated obtained intermediate data, cos based on the intermediate data _{(atan (B Q / B I} )) and sin (atan (the An output conversion processing unit that generates _BQ / _B1 )). The output conversion processing unit includes a first data storage means for storing a data table that associates the intermediate data and _{cos (atan (B Q / B} I)),
Intermediate data and sin (atan (B Q / B I)) phase rotation operation apparatus according to claim 16, characterized in that a second data storage means for storing the association data table. In a phase rotation operation device for performing a phase rotation of a first complex signal composed of an in-phase component A _I and a quadrature component A _Q based on a second complex signal composed of an in-phase component B _I and a quadrature component B _Q ,
_{A I cos (atan (B Q} / B I)), A Q cos (atan (B Q / B I)), A I sin (atan (B Q / B I)) and _{A Q} sin (atan _(B Q / B _I )) to generate first to fourth composite trigonometric function multipliers, respectively.
Each composite trigonometric multiplier, on the basis of a second complex signal, each being stepped at regular intervals _{cos (atan (B Q / B} I)) or _{A Q sin (atan (B Q} / B I)) Characterized in that it has an input conversion processing unit for generating any of the intermediate data previously associated with the input data, and an output conversion processing unit for generating an operation result based on the intermediate data and the first complex signal. Rotation calculation device. 19. The phase rotation operation device according to claim 18, wherein the output conversion processing unit of each of the composite trigonometric function multipliers comprises data storage means for storing a data table in which intermediate data and operation results are associated. In a phase rotation operation device for performing a phase rotation of a first complex signal composed of an in-phase component A _I and a quadrature component A _Q based on a second complex signal composed of an in-phase component B _I and a quadrature component B _Q ,
A first composite trigonometric function multiplier for generating A _I cos (atan (B _Q / B _I )) and A _I sin (atan (B _Q / B _I ));
A second composite trigonometric function multiplier for generating A _Q cos (atan (B _Q / B _I )) and A _Q sin (atan (B _Q / B _I ))
First composite trigonometric multiplier, advance correspondence to each combination of the same is stepped determined from the complex signal _{cos (atan (B Q / B} I)) and _{sin (atan (B Q / B} I)) An input conversion processing unit for generating any of the obtained intermediate data based on the second complex signal;
Output conversion processing for generating the intermediate data and based on the phase component _{A I} of the first complex signal _{A I cos (atan (B Q} / B I)) and _{A I sin (atan (B Q} / B I)) And a part,
Second composite trigonometric multiplier, advance correspondence to each combination of the same is stepped determined from the complex signal _{cos (atan (B Q / B} I)) and _{sin (atan (B Q / B} I)) An input conversion processing unit for generating any of the obtained intermediate data based on the second complex signal;
An output conversion processing unit for generating A _Q cos (atan (B _Q / B _I )) and A _Q sin (atan (B _Q / B _I )) based on the intermediate data and the first complex signal A phase rotation calculation device. Output conversion processing unit of the first composite trigonometric multiplier, made from the data storage means for storing the intermediate data and the first correspondence data table and the calculation result phase component A _I of the complex signal,
Output conversion processing unit of the second composite trigonometric multiplier, characterized in that it consists of a data storage means for storing a data table that associates and the quadrature component A _Q of the intermediate data and the first complex signal and the operation result The phase rotation calculation device according to claim 20.

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