JP2002084244A

JP2002084244A - 狭帯域ディジタルフィルタバンク

Info

Publication number: JP2002084244A
Application number: JP2000270743A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Yamashita; 史洋山下; Hiroshi Kazama; 宏志風間
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2002-03-22

Abstract

(57)【要約】【課題】縦続接続による周波数利用効率の低下を回避
した狭帯域なディジタルフィルタバンクを実現する。【解決手段】縦続接続する分波回路１１，２１〜２２
Ｎおよび合波回路４１〜４２Ｎ，６１を、第１のサブ分
波回路１１１と分波回路２１〜２Ｎおよび合波回路４１
〜４Ｎと第１のサブ合波回路６１１からなる系列と、第
２のサブ分波回路１１２と分波回路２Ｎ＋１〜２２ｎお
よび合波回路４Ｎ＋１〜４２Ｎと第２のサブ合波回路６
１２からなる系列と、それぞれの遷移周波数帯域が重複
し通過周波数帯域が重複しないように２系列設け、遷移
周波数帯域を通過周波数帯域として利用できるように遷
移周波数帯域と遷移周波数帯域を合成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信分野で用いら
れている周波数多重された信号のフィルタ技術に係わ
り、特に、通過域に対して遷移域が狭い急峻なフィルタ
を多チャネル実現するのに好適な狭帯域ディジタルフィ
ルタバンクに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通信分野で用いられているフィルタは、
アナログ回路を用いてもディジタル回路を用いても実現
できる。近年、ディジタル信号処理用素子の発展によ
り、柔軟かつ高精度な信号処理が可能なディジタル信号
処理技術を適用したディジタルフィルタが実現されてい
る。

【０００３】このようなフィルタにおいては、伝達関数
Ｈ（ｚ）とし、Ｈ（ｚ）の係数を多く必要とする狭帯域
フィルタを実現する回路として、Ｈ（ｚ）を多項式の積
に分解して、図１１に示すように、縦続形に接続する構
成が一般的である。尚、このような狭帯域フィルタを実
現する回路に関しては、三谷正昭著「ディジタルフィル
タデザイン」（平成８年、昭晃堂発行）の第８４頁およ
び第９４〜９６頁に記載されている。

【０００４】図１１は、狭帯域フィルタを実現する回路
構成例を示すブロック図である。

【０００５】伝達関数Ｈ（ｚ）の係数を多く必要とする
狭帯域フィルタを実現する回路としては、図１１（ａ）
に示すようなＨ（ｚ）を、下記数式（「数１」）として
多項式の積に分解し、図１１（ｂ）に示すような縦続形
に接続する構成が一般的である。

【０００６】

【数１】

【０００７】尚、上記「数１」において、「Ｍ」は多項
式の項数であり、「Ｍ１」はＨ（１）（ｚ）の項数、
「Ｍ２」はＨ（２）（ｚ）の項数である。

【０００８】フィルタのタップ係数は伝達関数の項数に
比例することから、項数は、回路規模を決定する重要な
要素となる。上述のように、伝達関数を多項式に分解す
ることで、狭帯域フィルタを実現する為に必要な大規模
タップ係数であるＨ（ｚ）を、小規模タップ係数のＨ
（１）（ｚ）とＨ（２）（ｚ）の積で実現することによ
り、回路はＨ（１）（ｚ）とＨ（２）（ｚ）を実現すれ
ばよく、設計が容易になる。

【０００９】また、例えば、貴家仁志著「マルチレート
信号処理技術」（１９９５年、昭晃堂発行）に記載のよ
うに、多チャネル信号の一括演算には、高速フーリエ変
換（ＦＦＴ；Fast Fourier Transform）を用いたＦＦＴ
フィルタバンクが演算効率の点で優れている。

【００１０】図１２は、ＦＦＴフィルタバンクの構成例
を示すブロック図である。

【００１１】本図１２に示すＦＦＴフィルタバンクは、
ＮポイントのＦＦＴを利用するものであり、分波フィル
タ１２３と高速逆フーリエ変換（図中、「ＩＦＦＴ」と
記載）１２４を合せて、周波数多重された信号処理帯域
をＮ個のサブバンドに分割する分波回路１２１として機
能し、また、高速フーリエ変換（図中、「ＦＦＴ」と記
載）１２６と合波フィルタ１２７を合せて、Ｎ分割され
たサブバンドを周波数多重する合波回路１２２として機
能する。

【００１２】図中の信号処理回路１２５は、分波回路１
２１で分波されたサブバンドをサブバンド毎に処理する
ものである。このようなＦＦＴフィルタバンクで狭帯域
のディジタルフィルタバンクを実現する場合、ＦＩＲ
（Finite Impulse Response、有限長インパルス応答）
フィルタのタップ数が大規模になり設計が困難になると
いう問題がある。

【００１３】この問題に対処するために、この図１２の
ＦＦＴフィルタバンクに、図１１（ｂ）に示す縦続接続
の概念を取り入れ、図１３に示すようなＦＦＴフィルタ
バンクを縦続接続する回路構成が考えられる。

【００１４】図１３は、ＦＦＴフィルタバンクを２段縦
続接続した回路構成例を示すブロック図である。

【００１５】本回路は、分波フィルタ（１）１３３とＩ
ＦＦＴ（１）１３４からなる１入力Ｍ₁出力の分波回路
（１）１３１、各々分波フィルタ（２）１３３ａとＩＦ
ＦＴ（２）１３４ａからなるＭ₁個の１入力Ｍ₂出力の分
波回路（２）２ｂ₁〜２ｂＭ₁、分波された信号を処理す
る信号処理回路１３５、各々ＦＦＴ（２）１３６ａと合
波フィルタ（２）１３７ａからなり信号処理回路１３５
の出力を周波数多重するＭ₁個のＭ₂入力１出力の合波回
路（２）３ｂ₁〜３ｂＭ₁、ＦＦＴ（１）１３６と合波フ
ィルタ（１）１３７からなり合波回路（２）３ｂ₁〜３
ｂＭ₁の各出力を周波数多重するＭ₁入力１出力の合波回
路（１）１３２のそれぞれを縦続接続した構成となって
いる。このような構成からなる本回路の周波数特性を図
１４を用いて説明する。

【００１６】図１４は、図１３における回路の周波数特
性を示す説明図である。

【００１７】本例において、図１３における回路の入力
信号のサンプリング周波数はｆｓとする。また、図１３
における分波回路（１）１３１および合波回路（１）１
３２で用いられるＩＦＦＴ（１）１３４とＦＦＴ（１）
１３６の処理ポイント数をＭ ₁とし、分波回路（２）２
ｂ₁〜２ｂＭ₁および合波回路（２）３ｂ₁〜３ｂＭ₁のそ
れぞれで用いられるＩＦＦＴ（２）１３４とＦＦＴ
（２）１３５の処理ポイント数をＭ₂とする。

【００１８】図１４において、サンプリング周波数ｆｓ
の入力信号は、図１３の分波回路（１）１３１により、
図１４（ａ）で示すように、キャリア間隔ｆｓ／Ｍ₁の
Ｍ₁個のサブバンド（ＣＨ１〜ＣＨＭ₁）に分割される。
分割された各サブバンドは、サンプリングレートが１／
Ｍ₁にダウンサンプリングされ、例えばＣＨｋ（１≦ｋ
≦Ｍ₁）は、図１４（ｂ）に示すように、−ｆｓ／（２
＊Ｍ₁）〜ｆｓ／（２＊Ｍ₁）の同一周波数帯域にスペク
トルが現れる。

【００１９】図１４（ｂ）におけるサブバンドに対して
さらに図１３の分波回路（２）２ｂ ₁〜２ｂＭ₁でフィル
タリングすると、図１４（ｃ）に示すように、−ｆｓ／
（２＊Ｍ₁）〜ｆｓ／（２＊Ｍ₁）の周波数帯域のサブバ
ンドは、Ｍ₂個のサブサブバンドＣＨ１ｋ〜ＣＨＭ₂ｋ
（キャリア間隔ｆｓ／Ｍ₁＊Ｍ₂）に分割される。

【００２０】このように分割された各サブサブバンド
は、サンプリングレートがｆｓ／（Ｍ ₁＊Ｍ₂）にダウン
サンプリングされ、例えば、ＣＨＪｋ（１≦Ｊ≦Ｍ₂，
１≦ｋ≦Ｍ₁）は、図１４（ｄ）に示すように、−ｆｓ
／（２＊Ｍ₁＊Ｍ₂）〜ｆｓ／（２＊Ｍ₁＊Ｍ₂）の同一周
波数帯域にスペクトルが現れる。

【００２１】この帯域は（−ｆｓ／（２＊Ｍ₁＊Ｍ₂）〜
ｆｓ／（２＊Ｍ₁＊Ｍ₂））、処理ポイント数Ｍ₁，Ｍ₂を
適切に選ぶことで、入力信号のサンプリング周波数ｆｓ
に比して非常に小さく、狭帯域ディジタルフィルタを実
現できる。

【００２２】図１３においては、分波回路（２）２ｂ₁
〜２ｂＭ₁でフィルタリングした後に、信号処理回路１
３５でサブサブバンド毎に信号処理がなされる。信号処
理回路１３５による処理の後は、合波回路（２）３ｂ₁
〜３ｂＭ₁および合波回路（１）１３２において、図１
４で示した手順の逆手順をたどり合成され、周波数多重
され合成される。

【００２３】図１５は、図１３におけるフィルタバンク
でフィルタリングした後の周波数特性を示す説明図であ
る。

【００２４】図１５中のＴで示す帯域（遷移域）の周波
数特性は劣化している。これは、回路規模を小さくする
ためにダウンサンプリングを最大限活用する場合、サン
プリングレートがｆｓ／Ｍ₁となり、図１４（ｂ）にお
けるＡ成分およびＢ成分が、折り返し、Ａ’成分および
Ｂ’成分となり元の信号に混入し、この成分が干渉成分
となり各サブバンドＣＨ１〜ＣＨＭ₁における遷移域の
特性を劣化させるためである。

【００２５】従って、隣接フィルタの遷移域を合成して
利用することができず、Ｐ（通過域）で示す帯域のみが
利用できる。このように、従来構成の縦続接続型フィル
タバンクでは、狭帯域なディジタルフィルタバンクを実
現することはできるが、周波数利用効率が低下してしま
う。

【００２６】尚、上述のディジタルフィルタやＦＦＴ、
縦続形のフィルタ構成技術、マルチレート信号処理等の
帯域フィルタバンクに関しての技術は、例えば、電子情
報通信学会編「電子情報通信ハンドブック」（１９８８
年、オーム社発行）の第２６４〜２７０頁、および、第
９１６〜９１７頁等において記載されている。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の技術では、縦続接続型で狭帯域なディジタ
ルフィルタバンクを構成する場合、前段の遷移域を後段
で利用できない点である。

【００２８】本発明の目的は、これら従来技術の課題を
解決し、縦続接続型フィルタバンクにおける周波数利用
効率の低下を回避した狭帯域ディジタルフィルタバンク
を提供することである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の狭帯域ディジタルフィルタバンクは、入力
信号を複数のサブバンドに分割する分波回路と、この分
波回路からの各出力を入力して信号処理する信号処理回
路と、この信号処理回路の出力を入力して合成する合波
回路とからなるディジタルフィルタバンクであって、複
数の分波回路と複数の合波回路のそれぞれを対応付けて
２段以上に縦続接続し、縦続接続した各分波回路は、入
力信号を２分岐する分岐手段と、この分岐手段からの一
方の入力信号を各々遷移周波数帯域が重ならない複数の
サブバンドに分割する第１のサブバンド分波手段および
分岐手段からの他方の入力信号を各々遷移周波数帯域が
重ならず且つ第１のサブバンド分波手段で分割した各サ
ブバンドとは各々遷移周波数帯域が重複し通過周波数帯
域が重複しない複数のサブバンドに分割する第２のサブ
バンド分波手段を有し、また、縦続接続した各合波回路
は、それぞれ対応付けられた分波回路の第１のサブバン
ド分波手段および第２のサブバンド分波手段に対応して
周波数多重する第１のサブ合波手段および第２のサブ合
波手段と、この第２のサブ合波手段と第１の合波手段の
出力を合成する合成手段を有することを特徴とする。こ
のことにより、処理帯域に対し信号を伝送できない遷移
域を小さく設定することができ、周波数利用効率を落と
すことのない縦続接続型の狭帯域なディジタルフィルタ
バンクを実現できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。図１は、本発明に係る狭帯域
ディジタルフィルタバンクの第１の構成例を示すブロッ
ク図である。

【００３１】本図１に示す狭帯域ディジタルフィルタバ
ンクは、帯域幅ｆＢで周波数多重された信号を入力して
２Ｎ個のサブバンドを出力する１入力２Ｎ出力の分波回
路１１と、この分波回路１１からの各出力を入力して、
それぞれ２Ｍ個のサブバンドに分割する２Ｎ個（第１〜
第Ｎ）の１入力２Ｍ出力の分波回路２１〜２２Ｎ、およ
び、各分波回路２１〜２２Ｎからの出力を入力して信号
処理する２Ｎ×２Ｍ入力２Ｎ×２Ｍ出力の信号処理回路
６と、それぞれ信号処理回路６からの各出力を入力して
周波数多重する２Ｎ個（第１〜第Ｎ）の２Ｍ入力１出力
の合波回路４１〜４２Ｎ、そして、各合波回路４１〜４
２Ｎからの出力を入力して周波数多重する２Ｎ入力１出
力の合成回路６１からなり、２段の縦型接続の構成とな
っている。

【００３２】尚、各分波回路２１〜２２Ｎの帯域分割数
は、それぞれ、フィルタリングにより自由に設定できる
が、ここでは、説明を容易とするために、各分波回路２
１〜２２Ｎの帯域分割数を全て２Ｍに設定したものとす
る。

【００３３】このような縦続接続構成においては、合波
回路４１〜４２Ｎおよび合波回路６１のそれぞれは、信
号処理回路６に対して対称な位置にある分波回路２１〜
２２Ｎおよび分波回路１１に対応しての周波数多重を行
なう。すなわち、合波回路６１は、１段目の分波回路１
１に対応した周波数多重を行ない、２Ｎ個（第１〜第２
Ｎ）の分波回路２１〜２２Ｎの内、図１において上から
第Ｋ（１≦Ｋ≦２Ｎ）番目にある合波回路は、２段目に
ある２Ｎ個（第１〜第２Ｎ）の分波回路２１〜２２Ｎの
内の図１における上から第Ｋ番目の分波回路に対応した
周波数多重を行なう。例えば、合波回路４１は分波回路
２１に対応して周波数多重を行なう。

【００３４】さらに、本例の狭帯域ディジタルフィルタ
バンクにおいては、分波回路１１と分波回路２１〜２２
Ｎのそれぞれには、入力信号を２つに分岐する分岐回路
と、各々２つの分波回路が並列に設けられ、また、合波
回路４１〜４２Ｎと合波回路６１のそれぞれにも、同様
に、各々２つの合波回路が並列に、また、それらの出力
を合成する合成回路が設けられている。すなわち、分波
回路１１には、共に１入力Ｎ出力の第１のサブ分波回路
１１１と第２のサブ分波回路１１２が分岐回路７からの
出力に対応して並列に設けられ、分波回路２１〜２２Ｎ
のそれぞれには、分波回路２１で示すように、共に１入
力Ｍ出力の第１のサブサブ分波回路２１１ａと第２のサ
ブサブ分波回路２１２ａが分岐回路７１からの出力に対
応して並列に設けられ、合波回路４１〜４２Ｎのそれぞ
れには、合波回路４１で示すように、共にＭ入力１出力
の第１のサブサブ合波回路４１１ａと第２のサブサブ合
波回路４１２ａが並列に設けられ、合波回路６１には、
共にＮ入力１出力の第１のサブ合波回路６１１と第２の
サブ合波回路６１２ａが並列に設けられ、それぞれの出
力を合成する合成回路８，８１が設けられている。

【００３５】このように、分波回路１１と分波回路２１
〜２２Ｎのそれぞれに並列に設けられた２つの各分波回
路（第１のサブ分波回路１１１と第２のサブ分波回路１
１２、および、第１のサブサブ分波回路２１１ａと第２
のサブサブ分波回路２１２ａ）は、各々、遷移周波数帯
域が重複しないサブバンドに分割すると共に、相手方の
分波回路から出力されるサブバンドとは、遷移周波数帯
域が重複し、通過周波数帯域が重ならないような周波数
特性、すなわち、通過周波数帯域が相補的で異なる周波
数特性を有する。

【００３６】また、合波回路４１〜４２Ｎと合波回路６
１のそれぞれに並列に設けられた２つの各合波回路（第
１のサブ合波回路６１１と第２のサブ合波６１２、およ
び、第１のサブサブ合波回路４１１ａと第２のサブサブ
合波回路４１２ａ）に関しても、相手方とは、通過周波
数帯域が相補的で異なる周波数特性を有する。

【００３７】そして、合波回路４１の第１のサブサブ合
波回路４１１ａは分波回路２１の第１のサブサブ分波回
路２１１ａに対応して（１〜Ｍ₁）、第２のサブサブ合
波回路４１２ａは分波回路２１の第２のサブサブ分波回
路２１２ａに対応して（Ｍ₁＋１〜２Ｍ₁）周波数多重処
理を行ない、また、合波回路６１の第１のサブ合波回路
６１１は分波回路１１の第１のサブ分波回路１１１に対
応して（１〜Ｎ）、第２のサブ合波回路６１２は分波回
路２１の第２のサブ分波回路１１２に対応して（Ｎ＋１
〜２Ｎ）周波数多重処理を行なう。

【００３８】以下、このような構成からなる本例の狭帯
域ディジタルフィルタバンクの分波、合波原理を説明す
る。まず、分波回路１１において、入力信号は、分岐回
路７により、第１の入力と第２の入力に２分岐され、第
１の入力は、第１のサブ分波回路１１１でＮ個のサブバ
ンドにフィルタリングされ、第２の入力は、第２のサブ
分波回路１１２でＮ個のサブバンドにフィルタリングさ
れる。

【００３９】第１のサブ分波回路１１１および第２のサ
ブ分波回路１１２から出力された各サブバンドに対し、
分波回路１１と同様な機能を有する１入力２Ｍ出力の分
波回路２１〜２２Ｎがそれぞれ接続されている。尚、上
述したように、各分波回路２１〜２２Ｎはフィルタリン
グにより帯域分割数を自由に設定できるが、ここでは、
説明の容易化のために、全て２Ｍに帯域分割数を設定し
ている。

【００４０】分波回路２１〜２２Ｎにおいて各サブバン
ドは、分波回路２１において示すように、分岐回路７１
により第１の入力と第２の入力に２分岐される。第１の
入力は、１入力Ｍ出力の第１のサブサブ分波回路２１１
ａにより、Ｍ個（１〜Ｍ₁）のサブサブバンドに分割さ
れる。また、第２の入力は、１入力Ｍ出力の第２のサブ
サブ分波回路２１２ａにより、Ｍ個（Ｍ₁＋１〜２Ｍ₁）
のサブサブバンドに分割される。

【００４１】これらの第１のサブサブ分波回路２１１ａ
と第２のサブサブ分波回路２１２ａから出力された２Ｍ
個（「１〜Ｍ₁」＋「Ｍ₁＋１〜２Ｍ₁」）のサブサブバ
ンドは信号処理回路６に入力され、信号処理される。信
号処理回路６では、各分波回路２１〜２２Ｎのそれぞれ
からの２Ｎ×２Ｍ個の出力を入力して、それぞれに対し
て所定の信号処理を行い、２Ｎ×２Ｍ個の処理結果信号
を出力する。

【００４２】信号処理回路６からの２Ｎラ２Ｍ個の各出
力は、２Ｎ個の各分波回路２１〜２２Ｎ毎に対応する２
Ｎ個（第１〜第２Ｎ）の２Ｍ入力１出力の合波回路４１
〜４２Ｎに接続されている。

【００４３】合波回路４１〜４２Ｎのそれぞれは、合波
回路４１を例に示しているように、Ｍ入力１出力の第１
のサブサブ合波回路４１１ａと、Ｍ入力１出力の第２の
サブサブ合波回路４１２ａおよび合成回路８１を有して
いる。

【００４４】第１のサブサブ合波回路４１１ａは、Ｍ個
（１〜Ｍ₁）の入力信号を１つに周波数多重して出力
し、また、第２のサブサブ合波回路４１２ａは、Ｍ個
（Ｍ₁＋１〜２Ｍ₁）の入力信号を１つに周波数多重して
出力する。そして、合成回路８１では、第１のサブサブ
合波回路４１１ａの出力と第２のサブサブ合波回路４１
２ａの出力を１つに合成して、合波回路６１に出力す
る。

【００４５】２Ｎ入力１出力の合波回路６１は、Ｎ入力
１出力の第１のサブ合波回路６１１とＮ入力１出力の第
２のサブ合波回路６１２および合成回路８を有し、合波
回路４１〜４Ｎの出力（第１〜第Ｎ）が、第１のサブ合
波回路６１１に入力され周波数多重され、また、合波回
路４Ｎ＋１〜４２Ｎの出力（第Ｎ＋１〜第２Ｎ）が、第
２のサブ合波回路６１２に入力され周波数多重される。
第１のサブ合波回路６１１と第２のサブ合波回路６１２
の出力は、２入力１出力の合成回路８に接続され、それ
ぞれの出力は１つに合成され出力される。

【００４６】本例の狭帯域ディジタルフィルタバンクに
おいては、第１のサブ分波回路１１１と第１のサブ合波
回路６１１、および、第２のサブ分波回路１１２と第２
のサブ合波回路６１２の周波数特性を、以下の図２を用
いて説明するようにして決定する。

【００４７】図２は、本発明に係わる狭帯域ディジタル
フィルタバンクの動作説明のために必要となるディジタ
ルフィルタバンクの構成例を示すブロック図である。

【００４８】本例では、図１中の第１のサブ分波回路１
１１と第１のサブ合波回路６１１、第２のサブ分波回路
１１２と第２のサブ合波回路６１２、信号処理回路６を
用いて構成される２段構成ではなく、１段構成で２並列
の分波回路、信号処理回路、合波回路から構成されるデ
ィジタルフィルタバンクを想定している。

【００４９】図２に示すディジタルフィルタバンクは、
帯域幅可変特性を有し（以下、「帯域幅可変ディジタル
フィルタバンク」という）、１入力２Ｎ出力の分波回路
１１ａと２Ｎ入力２Ｎ出力の信号処理回路６ａ、およ
び、２Ｎ入力１出力の合波回路６１ａからなる。

【００５０】分波回路１１ａは、入力を第１の入力と第
２の入力に分岐する分岐回路７ａと、第１の入力を「１
〜Ｎ」のＮ個に分割（フィルタリング）する１入力Ｎ出
力の第１のサブ分波回路１１１ａと、第２の入力を「Ｎ
＋１〜２Ｎ」に分割（フィルタリング）する第２のサブ
分波回路１１２ａから構成される。

【００５１】合波回路６１ａは、信号処理回路６ａの２
Ｎ出力に対し、「１〜Ｎ」番目の出力を入力して合波す
る第１のサブ合波回路６１１ａと、「Ｎ＋１〜２Ｎ」番
目の出力を入力して合波する第２のサブ合波回路６１２
ａと、第１のサブ合波回路６１１ａの出力と第２のサブ
合波回路６１２ａの出力を入力して合成する２入力１出
力の合成回路８ａから構成される。

【００５２】ここで、第１のサブ分波回路１１１ａ、信
号処理回路６ａ、第１のサブ合波回路６１１ａから構成
されるディジタルフィルタバンクを第１のサブディジタ
ルフィルタバンク１、また、第２のサブ分波回路１１２
ａ、信号処理回路６ａ、第２のサブ合波回路６１２ａか
ら構成されるディジタルフィルタバンクを第２のサブデ
ィジタルフィルタバンク２として２系列化する。

【００５３】このような２系列構成の帯域幅可変ディジ
タルフィルタバンクの動作を、図３〜図６を用いて説明
する。

【００５４】図３は、図２における帯域幅可変ディジタ
ルフィルタバンクによる信号処理例を示す説明図であ
り、図４は、図２における帯域幅可変ディジタルフィル
タバンクの周波数特性を示す説明図、図５は、図２にお
ける帯域幅可変ディジタルフィルタバンクの振幅特性を
示す説明図、図６は、図２における帯域幅可変ディジタ
ルフィルタバンクの位相特性を示す説明図である。

【００５５】図２における分波回路１１ａに図３（ａ）
に示す入力信号が入力された場合、第１のサブディジタ
ルフィルタバンク１は図３（ｂ）に示す周波数特性とな
り、また、第２のサブディジタルフィルタバンク２は図
３（ｃ）に示す周波数特性となる。

【００５６】すなわち、第１のサブディジタルフィルタ
バンク１と第２のサブディジタルフィルタバンク２は、
それぞれのサブバンドの遷移域は重複し通過域は重なら
ないように、交互に配置される周波数特性（通過周波数
帯域が相補的な異なる周波数特性）を有している。

【００５７】このような周波数特性を有する第１のサブ
ディジタルフィルタバンク１と第２のサブディジタルフ
ィルタバンク２を並列に配置し、それぞれで図３（ａ）
に示す入力信号に対してフィルタリングした出力を、合
成回路８ａで合成することにより、図３（ｄ）に示す合
成信号が得られ、その結果、第１のサブディジタルフィ
ルタバンク１と第２のサブディジタルフィルタバンク２
におけるサブバンドの帯域幅よりも広い帯域幅の信号の
フィルタリングが可能となる。

【００５８】また、信号処理回路６ａを制御し、処理す
るサブバンドの組み合せを可変とすることにより、複数
の異なる帯域幅の信号のフィルタリングが可能である。

【００５９】次に、図２における帯域幅可変ディジタル
フィルタバンクの詳細を図４〜図６を用いて説明する。

【００６０】図４（ａ）は、図２における第１のサブデ
ィジタルフィルタバンク１の周波数特性（振幅特性）を
示し、また、図４（ｂ）は、図２における第２のサブデ
ィジタルフィルタバンク２の周波数特性（振幅特性）を
示している。

【００６１】第１のサブディジタルフィルタバンク１と
第２のサブディジタルフィルタバンク２のそれぞれは、
下限周波数ｆＬ、上限周波数ｆＵの帯域ｆＢ（＝ｆＬ−
ｆＵ）をＮ個のサブバンドに分割して処理する。

【００６２】各サブバンドの帯域は△ｆｃ＝ｆＢ／Ｎで
等しく、第Ｉ番目のサブバンド中心周波数は、第１のサ
ブディジタルフィルタバンク１ではｆＬ＋ｆＢ×Ｉ／Ｎ
（ここでのＩは０以上Ｎ以下の整数）となり、第２のサ
ブディジタルフィルタバンク２ではｆＬ＋ｆＢ（２Ｉ＋
１）／２Ｎ（ここでのＩは０以上Ｎ−１以下の整数）で
与えられる。

【００６３】すなわち、第１のサブディジタルフィルタ
バンク１と第２のサブディジタルフィルタバンク２にお
ける第Ｉ番目のサブバンドの帯域はｆＢ／２Ｎずつ周波
数軸上でずれており、第１のサブディジタルフィルタバ
ンク１で処理する第Ｉ＋１番目のサブバンドの帯域は、
第２のサブディジタルフィルタバンク２で処理する第Ｉ
番目〜第Ｉ＋１番目のサブバンドの帯域をまたがる配置
となっている。

【００６４】以下、図５と図６を用いて、このような第
１、第２のサブディジタルフィルタバンク１，２の周波
数特性（振幅特性，位相特性）を説明する。

【００６５】第１、第２のサブディジタルフィルタバン
ク１,２の下限周波数ｆＬは「０」とし、各サブバンド
の帯域は「△ｆｃ＝ｆＢ／Ｎ」で一定とする。また、第
１、第２のディジタルフィルタバンク１,２の各サブバ
ンドの周波数特性は中心から「△ｆｃ／４」だけ離れた
点で通過域のレベルから「−６ｄＢ」のレベルで一致す
るように設定する。

【００６６】第１のサブディジタルフィルタバンク１並
びに第２のサブディジタルフィルタバンク２で「−６ｄ
Ｂ」の減衰を実現する一例としては、第１のサブディジ
タルフィルタバンク１において、第１のサブ分波回路１
１１ａおよび第１のサブ合波回路６１１ａで同じ特性を
持つフィルタバンクを設計し、第１のサブ分波回路１１
１ａの周波数特性は、中心から「△ｆｃ／４」だけ離れ
た点で通過域のレベルから「−３ｄＢ」の減衰を実現す
ればよい。

【００６７】同様に、第２のサブディジタルフィルタバ
ンク２において、第２のサブ分波回路１１２ａおよび第
２のサブ合波回路６１２ａで同じ特性をもつフィルタバ
ンクを設計し、第２のサブ分波回路１１２ａの周波数特
性は、中心から「△ｆｃ／４」だけ離れた点で通過域の
レベルから「−３ｄＢ」の減衰を実現すればよい。

【００６８】このようなサブバンドの帯域を合成する場
合、合成後の周波数特性では位相が連続する必要があ
る。

【００６９】第１のサブディジタルフィルタバンク１と
第２のサブディジタルフィルタバンク２の位相特性は、
図６に示すように、振幅のレベルが一致する点で位相が
連続するよう第１と第２のディジタルフィルタバンク
１,２の係数を決定する。

【００７０】以上が図２における第１のサブ分波回路１
１１ａ、第１のサブ合波回路６１１ａ、第２のサブ分波
回路１１２ａ、第２のサブ合波回路６１２ａの設計手法
である。

【００７１】次に、この設計手法を用い、図１における
２段構成の狭帯域ディジタルフィルタバンクの分波回路
２１〜２２Ｎ、合波回路４１〜４２Ｎの設計手法を説明
する。

【００７２】図１において、分波回路２１〜２２Ｎと合
波回路４１〜４２Ｎは１対１に対応し、例えば分波回路
２１と合波回路４１を１組として設計する。図２の１入
力２Ｎ出力の分波回路１１ａと２Ｎ入力１出力の合波回
路１２ａにおいてＮをＭと変更すれば、例えば１入力２
Ｍ出力の分波回路２１と２Ｍ入力１出力の合波回路４１
を同様に設計できる。

【００７３】以上の要素回路の設計条件を満足し、遷移
域を通過域として利用する帯域幅可変ディジタルフィル
タバンクを縦続接続することで、縦続接続することによ
る周波数利用効率の低下がない狭帯域ディジタルフィル
タバンクを実現できる。

【００７４】次に、図７を用いて、本発明に係わる狭帯
域ディジタルフィルタバンクの他の構成を説明する。

【００７５】図７は、本発明に係る狭帯域ディジタルフ
ィルタバンクの第２の構成例を示すブロック図である。

【００７６】本例は、図１で示した狭帯域ディジタルフ
ィルタバンクにおける分波回路ならびに合波回路をフー
リエ変換を用いて実現したものであり、４ポイントのフ
ーリエ変換を用いて構成した狭帯域ディジタルフィルタ
バンクである。

【００７７】すなわち、図１で示す狭帯域ディジタルフ
ィルタバンクにおける分波回路１１，２１を、遅延器と
ダウンサンプラおよび４ポイントの離散逆フーリエ変換
（ＩＤＦＴ）又は高速逆フーリエ変換（ＩＦＦＴ）で構
成し、合波回路４１，６１を、４ポイントの離散フーリ
エ変換（ＤＦＴ）又は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）とア
ップサンプラおよび遅延器で構成し、それぞれ（分波回
路２ｂ，３ｂ〜１０ｂおよび合波回路１２ｂ，２０ｂ）
を縦続に２段組み合せて帯域幅可変ＦＦＴフィルタバン
クを構成している。

【００７８】本例では、説明を容易とするため、分波回
路２ｂ，３ｂ〜１０ｂの分割（出力）数（ＮおよびＭ）
を共に「４」とする。また、下限周波数ｆＬ＝０とし、
上限周波数ｆＵを入力信号のサンプリング周波数ｆｓと
する。ここでは「Ｎ＝Ｍ＝４」であるので分波回路２
ｂ，３ｂ〜１０ｂは同じ回路構成で実現できる。

【００７９】これらの分波回路２ｂ，３ｂ〜１０ｂは、
分波回路２ｂを例に示すように、それぞれ入力を２分岐
する分岐回路１ｂと第１のサブ分波回路２ｃおよび第２
のサブ分波回路３ｃから構成されている。

【００８０】第１のサブ分波回路２ｃは、入力を分岐す
る分配回路２０１と遅延器（図中、「Ｚ」と記載）２１
１〜２１３と、ダウンサンプラ（図中、「↓４」と記
載）２２１〜２２４、ディジタルサブフィルタ（図中、
「Ｅ（ｚ）」と記載）２３１〜２３４、および、４ポイ
ントＩＤＦＴ又はＩＦＦＴ２４１から構成される。

【００８１】同様に、第２のサブ分波回路３ｃは、分配
回路３０１と遅延器（図中、「Ｚ」と記載）３１１〜３
１３と、ダウンサンプラ（図中、「↓４」と記載）３２
１〜３２４、ディジタルサブフィルタ（図中、「Ｆ
（ｚ）」と記載）３３１〜３３４、および、４ポイント
ＩＤＦＴ又はＩＦＦＴ３４１から構成される。

【００８２】また、合波回路１２ｂ〜２０ｂは、合波回
路２０ｂを例に示すように、第１のサブ合波回路４ｃと
第２のサブ合波回路５ｃから構成されている。ここでは
「Ｎ＝Ｍ＝４」であり、合波回路１２ｂ〜２０ｂも、分
波回路２ｂ〜３ｂと同様に同じ回路構成で実現できる。

【００８３】第１のサブ合波回路４ｃは、４ポイントＤ
ＦＴ又はＦＦＴ４１１とディジタルサブフィルタ（図
中、「Ｒ（ｚ）」と記載）４２１〜４２４、アップサン
プラ（図中、「↑４」と記載）４３１〜４３４、およ
び、遅延器（図中、「Ｚ」と記載）４４１〜４４３から
構成される。

【００８４】同様に、第２のサブ合波回路５ｃは、４ポ
イントＤＦＴ又はＦＦＴ５１１とディジタルサブフィル
タ（図中、「Ｇ（ｚ）」と記載）５２１〜５２４、アッ
プサンプラ（図中、「↑４」と記載）５３１〜５３４、
および、遅延器（図中、「Ｚ」と記載）５４１〜５４３
から構成される。

【００８５】このように、本例における分波回路２ｂ〜
１０ｂおよび合波回路１２ｂ〜２０ｂの内部回路の構成
は、ＦＦＴフィルタバンク（貴家仁志著「マルチレート
信号処理」（１９９５年、昭晃堂発行）参照）の分波回
路と合波回路と等しい。

【００８６】また、各分波回路２ｂ〜１０ｂと合波回路
１２ｂ〜２０ｂの周波数特性は、図１における分波回路
１１，２１〜２２Ｎと合波回路４１〜４２Ｎ，６１と同
様である。

【００８７】さらに、本例の第１のサブ分波回路２ｃと
第２のサブ分波回路３ｃの周波数特性は、図１における
第１のサブ分波回路１１１と第２のサブ分波回路１１２
の周波数特性と同様である。

【００８８】ＦＦＴフィルタバンクでは、ＩＦＦＴ（高
速逆フーリエ変換）又はＦＦＴ（高速フーリエ変換）と
基本ディジタルフィルタを組み合せることで、基本ディ
ジタルフィルタをサブバンド毎に周波数配置する特徴を
有する。従って、基本ディジタルフィルタの振幅特性、
位相特性を、次の図８で示すようにして設計すること
で、分波回路２ｂ〜１０ｂおよび合波回路１２ｂ〜２０
ｂを設計することが可能となる。

【００８９】図８は、図７における狭帯域ディジタルフ
ィルタバンクのサブ分波回路における基本ディジタルフ
ィルタの周波数特性を示す説明図である。

【００９０】図７の分波回路２ｂで分波したサブバンド
の中心周波数間隔を「△ｆｃ」とすると、ディジタルサ
ブフィルタ（Ｅ（ｚ））２３１〜２３４から構成される
第１のサブ分波回路２ｃの基本ディジタルフィルタの周
波数特性（振幅特性）と、ディジタルサブフィルタ（Ｆ
（ｚ））３３１〜３３４から構成される第２のサブ分波
回路３ｃの基本ディジタルフィルタの周波数特性（振幅
特性）は、図８（ａ）に示すように、周波数「△ｆｃ／
４」の点で通過域より「３ｄＢ」減衰して一致するよう
に設定する。

【００９１】設計された基本ディジタルフィルタをポリ
フェーズ分解することで、第１および第２の分波ディジ
タルサブフィルタの係数（ディジタルサブフィルタ２３
１〜２３４、ディジタルサブフィルタ３３１〜３３４）
を得ることができる。

【００９２】同様にして、第１および第２の合波ディジ
タルサブフィルタの係数（ディジタルサブフィルタ４２
１〜４２４，５２１〜５２４）は、第１および第２のサ
ブ分波回路２ｃ，３ｃで利用される基本ディジタルフィ
ルタをポリフェーズ分解することで得られる。

【００９３】また、第１のサブ分波回路２ｃと第２のサ
ブ分波回路３ｃの基本ディジタルフィルタの周波数特性
では、振幅のレベルが一致する点において、位相が一致
する必要がある。本例では、図８（ｂ）に示すように、
周波数「△ｆｃ／４」の点で「０」として位相を連続と
している。

【００９４】次に、このように設計された図７の狭帯域
ディジタルフィルタバンクの信号処理動作を図９と図１
０に従って説明する。

【００９５】図９および図１０は、図７における狭帯域
ディジタルフィルタバンクの信号処理動作例を示す説明
図である。

【００９６】図９（ａ）は、図７における狭帯域ディジ
タルフィルタバンクに入力される信号例であり、以下、
図９（ｂ）〜（ｉ）および図１０（ａ），（ｂ）によ
り、この入力信号が処理される過程を示す。

【００９７】図９（ａ）の入力信号９１は、図７におけ
る分波回路２ｂ内の第１のサブ分波回路では、図９
（ｂ）に示すように、第Ｉ＋１番目のサブバンドに、ま
た、第２のサブ分波回路３ｃでは、図９（ｃ）に示すよ
うに、第Ｉ番目のサブバンドに存在する。尚、図９では
「Ｉ＝２」の場合を示している。

【００９８】第１のサブ分波回路２ｃにおけるサブバン
ドのサンプリング周波数は、「ｆｓ／４」とダウンサン
プルされており、図９（ｂ）の信号は、図９（ｄ）に示
すような「０〜ｆｓ／４」の周波数帯域の信号となる。

【００９９】同様に、第２のサブ分波回路３ｃにおける
第Ｉ番目のサブバンドも「ｆｓ／４」とダウンサンプリ
ングされており、図９（ｅ）に示すような「０〜ｆｓ／
４」の周波数帯域のサブバンドが得られる。

【０１００】図９（ｄ）のサブバンドを図７の分波回路
３ｂ〜６ｂに入力すると、図９（ｆ）と図９（ｇ）に示
すようなサブサブバンドに分波される。同様に、図９
（ｅ）のサブバンドを図７の分波回路７ｂ〜１０ｂに入
力すると、図９（ｈ）と図９（ｉ）に示すようなサブサ
ブバンドに分波される。

【０１０１】入力信号が存在するサブサブバンドの帯域
は、図９（ｆ）におけるおよび図９（ｈ）における
である。

【０１０２】これらのサブサブバンドは、さらに、ダウ
ンサンプリングされ、図７の分波回路３ｂ〜１０ｂから
出力される。すなわち、図９（ｆ）におけるの信号お
よび図（ｉ）におけるの信号は、それぞれ、図１０
（ｊ）、図１０（ｋ）に示すように、「０〜ｆｓ／１
６」の同一周波数帯域のスペクトラムの信号となり、分
波回路３ｂ〜１０ｂから信号処理回路６ｂに出力され
る。信号処理回路６ａにおいて各サブサブバンドが処理
される。

【０１０３】合波は、分波の手順の逆操作をするだけで
よい。すなわち、合波回路１２ｂ〜１９ｂにおいて、各
サブサブバンドを周波数多重してサブバンドに合成し、
これらの合波回路１２ｂ〜１９ｂから出力されたサブバ
ンドを合波回路２０ｂにおいて合成することで、図９
（ａ）に示すような入力信号を復元することができる。

【０１０４】以上、図１〜図１０を用いて説明したよう
に、本例の狭帯域ディジタルフィルタバンクでは、入力
信号を複数のサブバンドに分割する分波回路と、この分
波回路からの各出力を入力して信号処理する信号処理回
路と、この信号処理回路の出力を入力して合成する合波
回路とからなる基本的なディジタルフィルタバンク構成
において、複数の分波回路１１，２１〜２２Ｎと複数の
合波回路４１〜４２Ｎ，６１のそれぞれを対応付けて２
段に縦続接続し、さらに、各分波回路のそれぞれに、入
力信号を２分岐する分岐回路７，７１と、この分岐回路
７，７１からの一方の入力信号を各々遷移周波数帯域が
重ならない複数のサブバンドに分割する分岐回路を２つ
並列に、すなわち、第１のサブ分波回路１１１と第２の
サブ分波回路１１２、第１のサブサブ分波回路２１１ａ
と第２のサブサブ分波回路２１２ａとして設け、且つ、
これらの並列に設けられた分波回路には、それぞれ、双
方のサブバンドが各々遷移周波数帯域が重複し通過周波
数帯域が重複しない、すなわち、通過周波数帯域が相補
的で異なる周波数特性を持たせる。そして、合波回路側
においても、例えば、合波回路４１〜４２Ｎには、合波
回路４１で示すように相互に通過周波数帯域が相補的に
異なる第１のサブサブ合波回路４１１ａと第２のサブサ
ブ合波回路４１２ａを、また、合波回路６１には、第１
のサブ合波回路６１１と第２のサブ合波回路６１２を並
列に設けている。このことにより、処理帯域に対し信号
を伝送できない遷移域を小さく設定することができ、周
波数利用効率を落とすことのない縦続接続型の狭帯域な
ディジタルフィルタバンクを実現できる。

【０１０５】すなわち、遷移域を通過域として利用でき
る帯域幅可変ＦＦＴフィルタバンクを縦続接続すること
で、周波数利用効率を落とすことなく縦続接続型の狭帯
域なディジタルフィルタバンクを実現することができ
る。

【０１０６】尚、本発明は図１〜図１０を用いて説明し
た例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲においては、種々変更可能である。例えば、本例で
は、分波回路および合波回路を縦続に２段組み合せて構
成しているが、２段に限定したものではなく、一般に縦
続にＳ段（Ｓは２以上の自然数）組み合せてＳ段構成狭
帯域ディジタルフィルタバンクを構成することもでき
る。

【０１０７】また、図８で示した例では、合波回路側に
ＦＦＴ回路を、分波回路側にＩＦＦＴ回路を設けた構成
としているが、合波回路にＩＦＦＴ回路を、分波回路に
ＦＦＴ回路を設けた構成とすることでもよい。また、Ｆ
ＦＴ回路とＩＦＦＴ回路の代わりにＤＦＴ回路とＩＤＦ
Ｔ回路を設ける構成であっても良い。

【０１０８】また、本例では、図１における各分波回路
２１〜２２Ｎの帯域分割数を全て２Ｍに設定した構成と
しているが、各分波回路２１〜２２Ｎの帯域分割数は、
それぞれ、フィルタリングにより自由に設定できる。例
えば、分波回路２１の帯域分割数を「１０」、分波回路
２Ｎの帯域分割数を「１５」、分波回路２２Ｎの帯域分
割数を「９」に設定することでも良い。尚、この場合、
各合波回路４１，２Ｎ，２２Ｎは、それぞれ、「１０入
力１出力」、「１５入力１出力」、「９入力１出力」と
なる。

【０１０９】

【発明の効果】本発明によれば、縦続接続型で狭帯域な
ディジタルフィルタバンクを構成する場合でも、前段の
遷移域を後段で利用できるので、多チャネルの狭帯域デ
ィジタルフィルタから構成される大規模狭帯域ディジタ
ルフィルタバンクを、周波数利用効率を低下させること
なく実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る狭帯域ディジタルフィルタバンク
の第１の構成例を示すブロック図である。

【図２】本発明に係わる狭帯域ディジタルフィルタバン
クの動作説明のために必要となるディジタルフィルタバ
ンクの構成例を示すブロック図である。

【図３】図２における帯域幅可変ディジタルフィルタバ
ンクによる信号処理例を示す説明図である。

【図４】図２における帯域幅可変ディジタルフィルタバ
ンクの周波数特性を示す説明図である。

【図５】図２における帯域幅可変ディジタルフィルタバ
ンクの振幅特性を示す説明図である。

【図６】図２における帯域幅可変ディジタルフィルタバ
ンクの位相特性を示す説明図である。

【図７】本発明に係る狭帯域ディジタルフィルタバンク
の第２の構成例を示すブロック図である。

【図８】図７における狭帯域ディジタルフィルタバンク
のサブ分波回路における基本ディジタルフィルタの周波
数特性を示す説明図である。

【図９】図７における狭帯域ディジタルフィルタバンク
の信号処理動作例の前半部分を示す説明図である。

【図１０】図７における狭帯域ディジタルフィルタバン
クの信号処理動作例の後半部分を示す説明図である。

【図１１】狭帯域フィルタを実現する回路構成例を示す
ブロック図である。

【図１２】ＦＦＴフィルタバンクの構成例を示すブロッ
ク図である。

【図１３】ＦＦＴフィルタバンクを２段縦続接続した回
路構成例を示すブロック図である。

【図１４】図１３における回路の周波数特性を示す説明
図である。

【図１５】図１３におけるフィルタバンクでフィルタリ
ングした後の周波数特性を示す説明図である。

【符号の説明】

１：第１のディジタルフィルタバンク、１ｂ，７，７
ａ，７１，３０１：分岐回路、２：第２のディジタルフ
ィルタバンク、２ｂ〜１０ｂ，１１，１１ａ，２１〜２
２Ｎ：分波回路、２ｃ，１１１，１１１ａ：第１のサブ
分波回路、３ｃ，１１２，１１２ａ：第２のサブ分波回
路、６，６ａ，６ｂ：信号処理回路、８，８ａ，２１
ｂ，８１：合成回路、１２ｂ〜２０ｂ，４１〜４２Ｎ，
６１，６１ａ：合波回路、９１：入力信号、２１１ａ：
第１のサブサブ分波回路、２１２ａ：第２のサブサブ分
波回路、４１１ａ：第１のサブサブ合波回路、４１２
ａ：第２のサブサブ合波回路、４ｃ，６１１，６１１
ａ：第１のサブ合波回路、５ｃ，６１２，６１２ａ：第
２のサブ合波回路、１２１：分波回路、１２２：合波回
路、１２３：分波フィルタ、１２４：ＩＦＦＴ、１２
５：信号処理回路、１２６：ＦＦＴ、１２７：合波フィ
ルタ、１３１：分波回路（１）、１３２：合波回路
（１）、１３３：分波フィルタ（１）、１３３ａ：分波
フィルタ（２）、１３４：ＩＦＦＴ（１）、１３４ａ：
ＩＦＦＴ（２）、１３５：信号処理回路、１３６：ＦＦ
Ｔ（１）、１３６ａ：ＦＦＴ（２）、１３７：合波フィ
ルタ（１）、１３７ａ：合波フィルタ（２）、２ｂｉ〜
２ｂＭ₁：分波回路（２）、３ｂｉ〜３ｂＭ₁：合波回路
（２）、２０１，３０１：分配回路、２１１〜２１３，
３１１〜３１３，４４１〜４４３，５４１〜５４３：遅
延器（「Ｚ」）、２２１〜２２４，３２１〜３２４：ダ
ウンサンプラ（「↓４」）、２３１〜２３４：ディジタ
ルサブフィルタ（「Ｅ（ｚ）」）、２４１，３４１：Ｉ
ＤＦＴ又はＩＦＦＴ、４１１，５１１：ＤＦＴ又はＦＦ
Ｔ、４２１〜４２４：ディジタルサブフィルタ（「Ｒ
（ｚ）」）、４３１〜４３４，５３１〜５３４：アップ
サンプラ（「↑４」）、５２１〜５２４：ディジタルサ
ブフィルタ（「Ｇ（ｚ）」）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力信号を複数のサブバンドに分割する
分波回路と、該分波回路からの各出力を入力して信号処
理する信号処理回路と、該信号処理回路の出力を入力し
て合成する合波回路とからなるディジタルフィルタバン
クであって、複数の上記分波回路と複数の上記合波回路
のそれぞれを対応付けて２段以上に縦続接続し、縦続接
続した各分波回路は、入力信号を２分岐する分岐手段
と、該分岐手段からの一方の入力信号を各々遷移周波数
帯域が重ならない複数のサブバンドに分割する第１のサ
ブバンド分波手段および上記分岐手段からの他方の入力
信号を各々遷移周波数帯域が重ならず且つ上記第１のサ
ブバンド分波手段で分割した各サブバンドとは各々遷移
周波数帯域が重複し通過周波数帯域が重複しない複数の
サブバンドに分割する第２のサブバンド分波手段を有
し、縦続接続した各合波回路は、それぞれ対応付けられ
た上記分波回路の上記第１のサブバンド分波手段および
上記第２のサブバンド分波手段に対応して周波数多重す
る第１のサブ合波手段および第２のサブ合波手段と、該
第２のサブ合波手段と上記第１の合波手段の出力を合成
する合成手段を有することを特徴とする狭帯域ディジタ
ルフィルタバンク。
【請求項２】請求項１に記載の狭帯域ディジタルフィ
ルタバンクであって、２段目以降に縦続接続された各分
波回路の上記第１，第２のサブ分波回路は、各分波回路
別に設定された数のサブバンドに分割して出力すること
を特徴とする狭帯域ディジタルフィルタバンク。
【請求項３】請求項１、もしくは、請求項２のいずれ
かに記載の狭帯域ディジタルフィルタバンクであって、
上記第１，第２の分波手段は高速逆フーリエ変換手段も
しくは離散逆フーリエ変換手段のいずれか一方と分波フ
ィルタからなり、上記第１，第２の合波手段は高速フー
リエ変換手段もしくは離散フーリエ変換手段のいずれか
一方と合波フィルタからなることを特徴とする狭帯域デ
ィジタルフィルタバンク。
【請求項４】周波数多重された入力信号を２分岐する
第１分岐回路と、該第１の分岐回路の出力の一方を入力
して各々遷移周波数帯域が重複しない第１〜第Ｎ（２≦
Ｎ）のＮ個のサブバンドに分割して出力する第１サブ分
波回路と、上記第１分岐回路の他方の出力を入力して上
記第１サブ分波回路から出力される各サブバンドと遷移
周波数帯域は重複し通過周波数帯域は重複しない第Ｎ＋
１〜第２ＮのＮ個のサブバンドに分割して出力する第２
サブ分波回路と、各々上記第１，第２サブ分波回路から
の第１〜第２Ｎの出力の１つを入力して２分岐する第１
〜第２Ｎの２Ｎ個の第２分岐回路と、第１〜第２Ｎの内
の第Ｋ番目の上記第２分岐回路の出力の一方を入力して
各々遷移周波数帯域が重複しない予め上記第２分岐回路
別に設定されたＭ（０≦Ｍ）個のサブサブバンドに分割
して出力する第１〜第２Ｎの内の第Ｋ番目の第１サブサ
ブ分波回路と、上記第Ｋ番目の第２分岐回路の出力の他
方を入力して上記第Ｋ番目の第１サブサブ分波回路から
出力される各サブサブバンドと遷移周波数帯域は重複し
通過周波数帯域は重複しないＭ個のサブサブバンドに分
割して出力する第１〜第２Ｎの内の第Ｋ番目の第２サブ
サブ分波回路と、第１〜第２Ｎ番目の上記第１，第２サ
ブサブ分波回路の各出力毎に信号処理を行う信号処理回
路と、上記第Ｋ番目の第１サブサブ分波回路の出力に対
する上記信号処理回路の処理結果を入力して周波数多重
し出力する第１〜第２Ｎの内の第Ｋ番目の第１サブサブ
合波回路と、上記第Ｋ番目の第２のサブサブ分波回路の
出力に対する上記信号処理回路の処理結果を入力して周
波数多重し出力する第１〜第２Ｎの内の第Ｋ番目の第２
サブサブ合波回路と、上記第Ｋ番目の第１，第２サブサ
ブ合波回路からの各出力を入力して合成する第１〜第２
Ｎの内の第Ｋ番目の第１合成回路と、第１〜第Ｎ番目の
上記第１合成回路の各出力を入力して周波数多重する第
１サブ合波回路と、第Ｎ＋１〜第２Ｎ番目の上記第１合
成回路の各出力を入力して周波数多重する第２サブ合波
回路と、該第２サブ合波回路と上記第１合波回路の各出
力を合成する第２合成回路とを有することを特徴とする
狭帯域ディジタルフィルタバンク。
【請求項５】請求項４に記載の狭帯域ディジタルフィ
ルタバンクにおいて、上記第１サブ分波回路は、上記第
１分岐回路からの入力をＮ個の低速信号に変換する１入
力Ｎ出力の第１直並列変換回路と、該第１直並列変換回
路から出力されるＮ個の信号をそれぞれ入力してフィル
タリングを行うＮ個の第１ディジタルフィルタと、該第
１ディジタルフィルタからの各出力を逆高速フーリエ変
換するＮ入力Ｎ出力の第１高速逆フーリエ変換回路とか
らなり、上記第２サブ分波回路は、上記第１分岐回路か
らの入力をＮ個の低速信号に変換する１入力Ｎ出力の第
２直並列変換回路と、上記第１ディジタルフィルタと通
過周波数帯域が相補的で異なる周波数特性を有し上記第
２直並列変換回路から出力されるＮ個の信号をそれぞれ
入力してフィルタリングを行うＮ個の第２ディジタルフ
ィルタと、該第２ディジタルフィルタからの各出力を逆
高速フーリエ変換するＮ入力Ｎ出力の第２高速逆フーリ
エ変換回路とからなり、上記第１サブサブ分波回路は、
上記第２分岐回路からの入力をＭ個の低速信号に変換す
る１入力Ｍ出力の第３直並列変換回路と、該第３直並列
変換回路から出力されるＭ個の信号をそれぞれ入力して
フィルタリングを行うＭ個の第３ディジタルフィルタ
と、該第３ディジタルフィルタからの各出力を逆高速フ
ーリエ変換するＭ入力Ｍ出力の第３高速逆フーリエ変換
回路とからなり、上記第２サブサブ分波回路は、上記第
２分岐回路からの入力をＭ個の低速信号に変換する１入
力Ｍ出力の第４直並列変換回路と、上記第３ディジタル
フィルタと通過周波数帯域が相補的で異なる周波数特性
を有し上記第４直並列変換回路から出力されるＭ個の信
号をそれぞれ入力してフィルタリングを行うＭ個の第４
ディジタルフィルタと、該第４ディジタルフィルタから
の各出力を逆高速フーリエ変換するＭ入力Ｍ出力の第４
高速逆フーリエ変換回路とからなり、上記第１サブサブ
合波回路は、上記信号処理回路からの入力を高速フーリ
エ変換するＭ入力Ｍ出力の第１高速フーリエ変換回路
と、該第１高速フーリエ変換回路からの出力をフィルタ
リングするＭ個の第５ディジタルフィルタと、該第５デ
ィジタルフィルタの出力を高速信号に変換するＭ入力１
出力の第１並直列変換回路とからなり、上記第２サブサ
ブ合波回路は、上記信号処理回路からの入力を高速フー
リエ変換するＭ入力Ｍ出力の第２高速フーリエ変換回路
と、上記第５ディジタルフィルタと通過周波数帯域が相
補的で異なる周波数特性を有し上記第２高速フーリエ変
換回路からの出力をフィルタリングするＭ個の第６ディ
ジタルフィルタと、該第６ディジタルフィルタの出力を
高速信号に変換するＭ入力１出力の第２並直列変換回路
とからなり、上記第１サブ合波回路は、上記第１合成回
路からの入力を高速フーリエ変換するＮ入力Ｎ出力の第
３高速フーリエ変換回路と、該第３高速フーリエ変換回
路からの出力をフィルタリングするＮ個の第７ディジタ
ルフィルタと、該第７ディジタルフィルタの出力を高速
信号に変換するＮ入力１出力の第３並直列変換回路とか
らなり、上記第２サブ合波回路は、上記第２合成回路か
らの入力を高速フーリエ変換するＮ入力Ｎ出力の第４高
速フーリエ変換回路と、上記第７ディジタルフィルタと
通過周波数帯域が相補的で異なる周波数特性を有し上記
第４高速フーリエ変換回路からの出力をフィルタリング
するＮ個の第８ディジタルフィルタと、該第８ディジタ
ルフィルタの出力を高速信号に変換するＮ入力１出力の
第４並直列変換回路とからなることを特徴とする狭帯域
ディジタルフィルタバンク。
【請求項６】請求項４、もしくは、請求項５のいずれ
かに記載の狭帯域ディジタルフィルタバンクにおいて、
上記第１〜第２Ｎの各第１，第２のサブサブ分波回路の
それぞれの出力側に、上記第２分岐回路と上記第１，第
２サブサブ分波回路から構成される分波回路を接続し、
以降、該分波回路のそれぞれの出力側への該分波回路と
同じ構成の分波回路の接続を任意の段数分繰り返し、且
つ、それぞれ接続した各分波回路に対応して周波数多重
を行なう、上記第１，第２のサブサブ合波回路と上記第
１合成回路から構成される合波回路を設けることを特徴
とする狭帯域ディジタルフィルタバンク。