JP2002290366A - 直交周波数分割多重変調回路 - Google Patents
直交周波数分割多重変調回路Info
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Abstract
全域通過型フィルタ51、53 、61 を有する1つ以上
の補間器5、6を用い、ロジック回路部の回路規模の増
大を防ぎ、消費電力を低減させる直交周波数分割多重変
調回路を提供する。 【解決手段】 デジタル変調信号を複数個のサブキャリ
アにマッピングして逆フーリエ変換を行い、複数(N)
点の逆フーリエ変換信号を出力する逆フーリエ変換段3
と、逆フーリエ変換信号を同相及び直交信号毎に補間す
る前段補間手段、同相または直交信号の一方を補間する
終段補間手段を有する補間手段とを備え、前段補間手段
は、補間次数2で補間する初段補間器5だけ、初段補間
器5、複素乗算器と次続の補間次数2で補間する次段補
間器との組み合わせ段を1段以上有し、終段補間手段
は、複素乗算器7と次続の補間次数2で補間する次続補
間器6を有する。
Description
重変調回路に係り、特に、地上波デジタル放送やMMA
C(マルチメディア モバイル アクセス コミニュケ
ーション)の高速無線LAN(ローカル エリア ネッ
トワーク)等のデジタル無線方式に用いられ、変調信号
を補間して出力するときにその補間次数を比較的大きく
した場合であっても、高調波の発生が抑圧され、補間器
の回路規模が大きくならない直交周波数分割多重変調回
路に関する。
の地上波アナログ放送に代わって、良好な放送品質を有
し、多くの放送チャネルの送信を可能にした地上波デジ
タル放送が脚光を浴びるようになってきた。そして、既
に欧米各国においては本放送が開始されているが、日本
においても間もなく実用化が見込まれている。
おいては、放送信号に直交周波数分割多重(OFDM)
変調方式が採用されており、地上波デジタル放送を送信
する地上波デジタル放送送信機においては、直交周波数
分割多重変調信号を形成する直交周波数分割多重変調回
路が用いられている。
れている直交周波数分割多重変調回路には、デジタル変
調信号を複数のサブキャリアにマッピングして、複数
(N)点の逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換(IF
FT)回路と、逆フーリエ変換回路の出力信号をサンプ
リング周波数の整数倍のサンプリング周波数で補間する
補間回路部とを備えている。
数分割多重変調回路の構成の一例を示すブロック図であ
って、4倍のサンプリング周波数で補間する補間回路部
を備えているものである。
周波数分割多重変調回路の各部に得られる信号波形(周
波数スペクトラム)図である。
分割多重変調回路は、デジタル変調器51と、シリアル
−パラレル変換器(S/P)52と、逆フーリエ変換器
(IFFT)53と、パラレル−シリアル変換器(P/
S)54と、有限インパルス応答(FIR)低域通過型
フィルタ(LPF)からなる同相信号補間器55Iと、
有限インパルス応答(FIR)低域通過型フィルタ(L
PF)からなる直交信号補間器55Qと、同相信号乗算
器56Iと、直交信号乗算器56Qと、局部発振器57
と、90°移相器58と、加算器59と、デジタル−ア
ナログ変換器(D/A)60とからなり、同相信号補間
器55I、直交信号補間器55Q、同相信号乗算器56
I、直交信号乗算器56Q、局部発振器57、90°移
相器58からなる部分が補間回路部を構成している。ま
た、同相信号乗算器56I、同相信号乗算器56I、局
部発振器57、90°移相器58、加算器59からなる
回路部分は、直交変調回路を構成している。
ジタルデータ入力端子61に接続され、出力がシリアル
−パラレル変換器52の入力に接続される。逆フーリエ
変換器53は、入力がシリアル−パラレル変換器52の
出力に接続され、出力がパラレル−シリアル変換器54
の入力に接続される。同相信号補間器55Iは、入力が
パラレル−シリアル変換器54の同相出力に接続され、
出力が同相信号乗算器56Iの第1入力に接続される。
直交信号補間器55Qは、入力がパラレル−シリアル変
換器54の直交出力に接続され、出力が直交信号乗算器
56Qの第1入力に接続される。同相信号乗算器56I
は、第2入力が局部発振器57の出力に接続され、出力
が加算器59の第1入力に接続される。直交信号補間器
55Qは、第2入力が90°移相器58を通して局部発
振器57の出力に接続され、出力が加算器59の第2入
力に接続される。デジタル−アナログ変換器60は、入
力が加算器59の出力に接続され、出力がアナログ信号
出力端子62に接続される。
路の動作を、図17に図示の信号波形図を併用して説明
する。
らデジタルデータが出力されると、このデジタルデータ
は、デジタルデータ入力端子61を通してデジタル変調
器51に供給され、デジタル変調器51においてサンプ
リング周波数fs’による四相位相シフトキーイング
(QPSK)等のデジタル変調を行い、デジタル変調器
51から入力デジタルデータと同相の同相デジタル変調
信号(I)及び入力デジタルデータと90°の位相差を
持つ直交デジタル変調信号(Q)が出力される。次に、
同相デジタル変調信号及び直交デジタル変調信号は、そ
れぞれ、シリアル−パラレル変換器52においてシリア
ル−パラレル変換され、同相パラレル信号及び直交パラ
レル信号として逆フーリエ変換器53に供給される。逆
フーリエ変換器53は、供給された同相パラレル信号及
び直交パラレル信号をそれぞれ複数個のサブキャリアに
マッピングするとともに、ヌル(0)となる複数のキャ
リアを加えて複数(N)点の逆フーリエ変換を行い、各
N個の同相逆フーリエ変換信号及び直交逆フーリエ変換
信号を出力する。次いで、各N個の同相逆フーリエ変換
信号及び直交逆フーリエ変換信号は、それぞれ、パラレ
ル−シリアル変換器54においてパラレル−シリアル変
換され、図18の第1段目に示すような信号スペクトル
を有する同相シリアル信号(I)及び直交シリアル信号
(Q)としてサンプリング周波数fsで同相信号補間器
55I及び直交信号補間器55Qに供給される。
信号補間器55Qは、それぞれ、有限インパルス応答デ
ジタルフィルタからなるもので、サンプリング周波数f
sに補間次数n(整数で、本例においては4)を乗算し
たサンプリング周波数4fsによる補間を行い、図18
の第2段目に示されるような周波数スペクトラムを持つ
補間信号が形成される。その後、これらの補間信号は、
図18の第2段目に示されるような有限インパルス応答
デジタル低域通過型フィルタの低域通過特性によって、
信号帯域の中間にある3つの周波数スペクトラムを持つ
信号が除去され、両端にある2つの周波数スペクトラム
を持つ信号だけが抽出され、それぞれ、同相信号乗算器
56I及び直交信号乗算器56Qに供給される。
55Iの出力信号とともに、局部発振器57からサンプ
リング周波数fsの局部発振信号が供給されてそれらの
信号が乗算され、また、直交信号乗算器56Qは、直交
信号乗算器56Qの出力信号とともに、局部発振器57
のサンプリング周波数fsの局部発振信号を90°移相
器58により90°移相させた局部発振信号が供給され
てそれらの信号が乗算され、それぞれ、図18の第4段
目に示されるような周波数スペクトラムを持つ信号が得
られる。これらの信号は、加算器59で加算された後、
デジタル−アナログ変換器60に供給されてデジタル−
アナログ変換され、アナログ信号としてアナログ信号出
力端子62に供給される。
及び直交信号補間器55Qに用いられる有限インパルス
応答(FIR)デジタルフィルタの基本回路例を示す回
路図である。
ルス応答(FIR)デジタル低域通過型フィルタ55I
(55Q)は、入力端子Sinと、出力端子Sout
と、8個の遅延部631 乃至638 と、9個の乗算部6
41 乃至649 と、9個の乗算係数発生部651 乃至6
59 と、加算部66とを備え、それらは図18に図示さ
れるように相互接続されている。
(FIR)デジタル低域通過型フィルタは、タップ(信
号段)段数が9タップのものとして示されているが、図
18の第2段目に示されるような低域通過特性、例え
ば、振幅が0dBになる通過帯域が0乃至0.09fs
の範囲内にあり、振幅が−60dB以下になる阻止帯域
が0.16乃至0.5fsの範囲内にあり、通過帯域と
阻止帯域の間の振幅立ち下がり領域が0.09乃至0.
16fsの範囲内にあるような特性を得るためには、実
際のタップの段数として50タップ以上が必要になる。
分割多重変調回路は、同相信号補間器55I及び直交信
号補間器55Qに用いられる有限インパルス応答デジタ
ル低域通過型フィルタの補間次数nを、4のような大き
い次数にした場合、広い帯域にわたり高調波が発生する
ので、これを抑圧する必要がある。また、その補間次数
の大きさに応じて有限インパルス応答デジタル低域通過
型フィルタの遮断特性を急峻なものにする必要がある。
そして、このように帯域幅が広く、かつ、遮断特性が急
峻な有限インパルス応答デジタル低域通過型フィルタ
は、そのタップ数が前述のように50タップ以上にな
り、直交周波数分割多重変調回路のロジック回路部の回
路規模が大きくなって、直交周波数分割多重変調回路に
おける消費電力が増大してしまうことになる。
なされたもので、その目的は、補間手段として縦続接続
した補間次数2の補間器を用いるとともに、その補間器
に無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタを含
めることにより、高調波の発生を抑圧し、ロジック回路
部の回路規模の増大を防ぐようにした直交周波数分割多
重変調回路を提供することにある。
に、本発明による直交周波数分割多重変調回路は、デジ
タル変調信号をサンプリング周波数の1/2の周波数を
中心とした複数個のサブキャリアにマッピングして逆フ
ーリエ変換を行い、複数個の逆フーリエ変換信号を出力
する逆フーリエ変換手段と、複数個の逆フーリエ変換信
号を、同相信号及び直交信号を個別に補間する前段補間
手段と、同相信号または直交信号の一方を補間する終段
補間手段とを有する補間手段とを備え、前段補間手段
は、補間次数2で補間する初段補間器だけ、または、初
段補間器と、初段補間器に縦続接続され、各段毎に、周
波数スペクトラムを高域側にシフトする複素乗算器とそ
れに続く補間次数2で補間する次段補間器とからなる組
み合わせ段を1段以上有しており、終段補間手段は、周
波数スペクトラムを高域側にシフトする複素乗算器とそ
れに従続接続された補間次数2で補間する次続補間器と
を有する第1の手段を具備する。
相信号及び直交信号を補間次数2で補間する初段補間器
を含むか、初段補間器及び補間次数2で補間する1段以
上の次段補間器を含む前段補間手段と、同相信号または
直交信号の一方を補間次数2で補間する次続補間器を含
んだ終段補間手段とによって形成し、それぞれの補間器
により時間的に離散したサンプル信号の間で波形が滑ら
かに変化するように補間されるので、それぞれの補間器
において変調信号の中心周波数の3倍の周波数を中心と
する信号帯域に高調波が生じることがなく、有効に高調
波の発生を抑圧することができ、しかも、終段補間手段
において同相信号または直交信号の一方だけの補間を行
っているので、次続補間器の構成ひいては直交周波数分
割多重変調回路の構成が大幅に簡素化される。
による直交周波数分割多重変調回路は、デジタル変調信
号をサンプリング周波数の1/2の周波数を中心とした
複数個のサブキャリアにマッピングして逆フーリエ変換
を行い、複数個の逆フーリエ変換信号を出力する逆フー
リエ変換手段と、複数個の逆フーリエ変換信号を、同相
信号及び直交信号を個別に補間する前段補間手段と、同
相信号または直交信号の一方を補間する終段補間手段と
を有する補間手段とを備え、前段補間手段は、補間次数
2で補間する初段補間器だけ、または、初段補間器と、
初段補間器に縦続接続され、各段毎に、周波数スペクト
ラムを高域側にシフトする複素乗算器とそれに続く補間
次数2で補間する次段補間器とからなる組み合わせ段を
1段以上有しており、終段補間手段は、周波数スペクト
ラムを高域側にシフトする複素乗算器とそれに従続接続
された補間次数2で補間する次続補間器とを有するもの
で、各補間器は、同相信号または直交信号の一方を90
°移相する無限インパルス応答デジタル全域通過型フィ
ルタと、同相信号または直交信号の他方を無限インパル
ス応答デジタル全域通過型フィルタの信号遅延分だけ遅
延するデジタル遅延回路とを有する第2の手段を具備す
る。
によって得られる機能に加えて、補間次数2で補間する
補間器に、無限インパルス応答デジタル全域通過型フィ
ルタとその無限インパルス応答デジタル全域通過型フィ
ルタの信号遅延分だけ信号遅延させるデジタル遅延回路
とを用いているので、この無限インパルス応答デジタル
全域通過型フィルタのタップ段数を、既知の補間器で用
いている有限インパルス応答デジタル低域通過型フィル
タのタップ段数よりも大幅に少なくすることが可能にな
り、ロジック回路部の回路規模を増大させることなく、
直交周波数分割多重変調回路の消費電力の増大を回避す
ることができる。
明による直交周波数分割多重変調回路は、デジタル変調
信号をサンプリング周波数の1/2の周波数を中心とし
た複数個のサブキャリアにマッピングして逆フーリエ変
換を行い、複数個の逆フーリエ変換信号を出力する逆フ
ーリエ変換手段と、複数個の逆フーリエ変換信号の同相
信号または直交信号の一方を補間次数2で補間する1つ
の補間器を有する補間手段とを備えている第3の手段を
具備する。
によって得られる機能に加え、補間手段として1つの補
間器を用いているだけであるので、その分、補間手段の
構成ひいては直交周波数分割多重変調回路の構成が著し
く簡素化される。
による直交周波数分割多重変調回路は、デジタル変調信
号をサンプリング周波数の1/2の周波数を中心とした
複数個のサブキャリアにマッピングして逆フーリエ変換
を行い、複数個の逆フーリエ変換信号を出力する逆フー
リエ変換手段と、複数個の逆フーリエ変換信号の同相信
号または直交信号の一方を補間次数2で補間する1つの
補間器を有する補間手段とを備えており、補間器は、同
相信号または直交信号の一方を90°移相する無限イン
パルス応答デジタル全域通過型フィルタと、同相信号ま
たは直交信号の他方を前記無限インパルス応答デジタル
全域通過型フィルタの信号遅延分だけ遅延するデジタル
遅延回路とを有している第4の手段を具備する。
によって得られる機能に加え、単一の補間器に無限イン
パルス応答デジタル全域通過型フィルタとその無限イン
パルス応答デジタル全域通過型フィルタの信号遅延分だ
け遅延するデジタル遅延回路とを用いているので、この
無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタのタッ
プ段数を、既知の補間器に用いている有限インパルス応
答デジタル低域通過型フィルタのタップ段数よりも大幅
に少なくすることができ、直交周波数分割多重変調回路
の構成を簡素化できるとともに、ロジック回路部の回路
規模を増大させることなく、直交周波数分割多重変調回
路の消費電力の増大を回避できる。
る無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタは、
信号処理部が出力側から偶数段目の信号処理部だけを備
えており、動作周波数の1/2の周波数で動作するもの
であることが好ましい。
応答デジタル全域通過型フィルタのタップ段数を、前記
第2及び第4の手段に用いている信号処理部のタップ段
数に比べ、有限インパルス応答デジタル低域通過型フィ
ルタのタップ段数をさらに少なくすることができ、無限
インパルス応答デジタル全域通過型フィルタの構成がよ
り簡素化されるとともに、ロジック回路部の回路規模が
増大することなく、直交周波数分割多重変調回路の消費
電力が増大を確実に回避できる。
を参照して説明する。
変調回路の第1の実施の形態であって、その要部構成を
示すブロック図であり、補間次数2の補間器を2つ縦続
接続したことにより、補間次数4の信号補間を行った例
を示すものである。
の直交周波数分割多重変調回路は、デジタル変調器1
と、シリアル−パラレル変換器(S/P)2と、逆フー
リエ変換器(IFFT)3と、パラレル−シリアル変換
器(P/S)4と、初段補間器5と、次続補間器6と、
複素乗算器(クロスプロダクト演算器)7と、局部発振
器8と、90°移相器9と、デジタル−アナログ変換器
(D/A)10と、デジタルデータ入力端子11と、ア
ナログ信号出力端子12とを備えている。
を構成する第1無限インパルス応答(IIR)デジタル
全域通過型フィルタ(図示記号90°)51 と、第1無
限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタ51 の信
号遅延と同じ信号遅延を与える第1デジタル遅延器(図
示記号DL)52 と、90°移相器を構成する第2無限
インパルス応答デジタル全域通過型フィルタ(図示記号
90°)53 と、第2無限インパルス応答デジタル全域
通過型フィルタ53 の信号遅延と同じ信号遅延を与える
第2デジタル遅延器(図示記号DL)54 と、180°
移相器(図示記号180°)55 と、第1の1回路2接
点スイッチ56 と第2の1回路2接点スイッチ57 とか
らなる。次続補間器6は、90°移相器を構成する第1
無限インパルス応答(IIR)デジタル全域通過型フィ
ルタ(図示記号90°)61 と、第1無限インパルス応
答デジタル全域通過型フィルタ61 の信号遅延と同じ信
号遅延を与える第1デジタル遅延器(DL)62 と、1
80°移相器(図示記号180°)63 と、1回路2接
点スイッチ64 とからなる。
タ入力端子11に接続され、出力がシリアル−パラレル
変換器2の入力に接続される。逆フーリエ変換器3は、
入力がシリアル−パラレル変換器2の出力に接続され、
出力がパラレル−シリアル変換器4の入力に接続され
る。初段補間器5において、第1無限インパルス応答デ
ジタル全域通過型フィルタ51 は、入力がパラレル−シ
リアル変換器4のI出力に接続され、出力がスイッチ5
6 の一方の固定接点に接続される。第1デジタル遅延器
52 は、入力がパラレル−シリアル変換器4のQ出力に
接続され、出力がスイッチ56 の他方の固定接点に接続
される。第2無限インパルス応答デジタル全域通過型フ
ィルタ53 は、入力がパラレル−シリアル変換器4のQ
出力に接続され、出力が180°移相器55 の入力に接
続される。180°移相器55 は、出力がスイッチ57
の一方の固定接点に接続される。第2デジタル遅延器5
4 は、入力がパラレル−シリアル変換器4のI出力に接
続され、出力がスイッチ57の他方の固定接点に接続さ
れる。
ス応答デジタル全域通過型フィルタ61 は、入力が複素
乗算器7の第1出力に接続され、出力が180°移相器
63の入力に接続される。180°移相器63 は、出力
がスイッチ64 の一方の固定接点に接続される。第1デ
ジタル遅延器62 は、入力が複素乗算器7の第2出力に
接続され、出力がスイッチ64 の他方の固定接点に接続
される。複素乗算器7は、第1入力がスイッチ56 の可
動接点に接続され、第2入力がスイッチ57 の可動接点
に接続され、第3入力が局部発振器8の出力に接続さ
れ、第4入力が90°移相器9の出力に接続される。9
0°移相器9は、入力が局部発振器8の出力に接続され
る。デジタル−アナログ変換器10は、入力がスイッチ
64 の可動接点に接続され、出力がアナログ信号出力端
子12に接続される。
波数分割多重変調回路の各部に得られる信号波形(周波
数スペクトラム)図である。
周波数分割多重変調回路の動作を、図3に図示の信号波
形図を併用して説明する。
されたデジタルデータがデジタルデータ入力端子11に
印加されると、そのデジタルデータがデジタル変調器1
に供給される。デジタル変調器1は、供給されたデジタ
ルデータをサンプリング周波数fs’によって四相位相
シフトキーイング(QPSK)等のデジタル変調を行
い、そのI出力から入力デジタルデータと同相の同相デ
ジタル変調信号(I)を出力し、そのQ出力から入力デ
ジタルデータと90°の位相差を持つ直交デジタル変調
信号(Q)を出力する。次に、同相デジタル変調信号及
び直交デジタル変調信号は、それぞれ、シリアル−パラ
レル変換器2においてシリアル−パラレル変換され、同
相パラレル信号及び直交パラレル信号として逆フーリエ
変換器3に供給される。逆フーリエ変換器3は、供給さ
れた同相パラレル信号及び直交パラレル信号をそれぞれ
複数個のサブキャリアにマッピングするとともに、ヌル
(0)となる複数個のサブキャリアも加えて、複数
(N)点の逆フーリエ変換を行い、それぞれN個の同相
逆フーリエ変換信号及び直交逆フーリエ変換信号を出力
する。次いで、N個の同相逆フーリエ変換信号及び直交
逆フーリエ変換信号は、パラレル−シリアル変換器4に
おいてそれぞれパラレル−シリアル変換され、中心周波
数がサンプリング周波数fsの1/2である図3の第1
段目に示すような信号スペクトルを有する同相シリアル
信号及び直交シリアル信号(変調信号)が出力される。
これらの同相シリアル信号及び直交シリアル信号は初段
補間器5に供給される。
の同相シリアル信号及び直交シリアル信号(変調信号)
が入力され、同相シリアル信号及び直交シリアル信号に
対して信号補間を行い、サンプリング周波数fsの2倍
の周波数2fsの同相シリアル補間信号及び直交シリア
ル補間信号を出力する。このとき、信号変化が滑らかに
なるような信号補間が行われるので、図3の第2段目に
示す周波数スペクトラムFの波形のように、サンプリン
グ周波数fsの2倍の周波数2fsで出力しても、周波
数1.5fsを中心とする周波数帯域内に高調波が発生
しない。
リアル補間信号は、複素乗算器7において、周波数fs
/2の局部発振器8からの局部発振信号、及び、その局
部発振信号を90°移相した直交局部発振信号と複素乗
算される。その複素乗算の結果、図3の第3段目に示す
周波数スペクトラムJの波形のように、同相シリアル補
間信号及び直交シリアル補間信号は、OFDM変調信号
の中心周波数がfs/2だけ高域側にシフトされてfs
になり、2fsのサンプリング周波数で出力される。
出力される同相シリアル補間信号または直交シリアル補
間信号のいずれか一方に対して補間次数2で信号補間を
行う。ここで、同相シリアル補間信号または直交シリア
ル補間信号のいずれか一方だけの信号補間を行っている
理由は、同相シリアル補間信号または直交シリアル補間
信号のいずれも直流成分を含んでいないからである。こ
の信号補間により、次続補間器6からサンプリング周波
数4fsの同相シリアル補間信号または直交シリアル補
間信号が出力される。このときに、次続補間器6は、初
段補間器5と同様の信号補間を行っているので、図3の
第4段目に示す周波数スペクトラムKの波形のように、
fsの4倍のサンプリング周波数4fsで出力しても、
周波数3fsを中心とする周波数帯域内に高調波が発生
しない。
同相シリアル補間信号または直交シリアル補間信号は、
デジタル−アナログ変換器10に供給され、そこでアナ
ログ信号に変換される。その結果、アナログ信号出力端
子12からOFDM変調された信号成分を持ち、かつ、
次数4で信号補間されたシリアル補間信号が出力され
る。
器を構成する第1無限インパルス応答デジタル全域通過
型フィルタ51 と、第1デジタル遅延器52 と、第1の
1回路2接点スイッチ56 とによって直交シリアル信号
に対する補間信号、すなわち直交シリアル補間信号を得
る動作経緯について説明する。
同相変調信号に対して90°の位相遅れを持った信号で
あるので、同相変調信号の位相を90°だけ遅らせれ
ば、その信号は直交変調信号と同じ位相状態になる。そ
こで、この第1の実施の形態においては、同相シリアル
信号を第1無限インパルス応答デジタル全域通過型フィ
ルタ51 を通すことにより90°だけ位相を遅らせ、同
時に、直交シリアル信号を第1デジタル遅延器52 で第
1無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタ51
で生じる群遅延時間分だけ遅延させることにより、同相
シリアル信号を直交シリアル信号と同じ位相状態にして
いる。このとき、第1無限インパルス応答デジタル全域
通過型フィルタ51 を後述するような構成にすれば、第
1無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタ51
から出力されるシリアル信号は、第1デジタル遅延器5
2 から出力されるシリアル信号の時間補間を行った信号
になり、第1無限インパルス応答デジタル全域通過型フ
ィルタ51 の出力信号及び第1デジタル遅延器52 の出
力信号がサンプリング周波数fsの信号になる。これら
の信号を第1の1回路2接点スイッチ56 に供給し、そ
の可動接点をサンプリング周波数fsの2倍の周波数2
fsで切換えると、第1の1回路2接点スイッチ56 か
ら次数2で補間された直交シリアル補間信号が出力され
る。
相器を構成する第2無限インパルス応答デジタル全域通
過型フィルタ53 と、第2デジタル遅延器54 と、18
0°移相器55 と、第2の1回路2接点スイッチ57 と
により、同相シリアル信号に対する補間信号、すなわち
同相シリアル補間信号を得る動作経緯について説明す
る。
直交変調信号に対して90°の位相進みを持った信号で
あるとともに、直交変調信号に対して270°の位相遅
れを持った信号でもあるので、同相変調信号の位相を2
70°だけ遅らせれば、同相変調信号は直交変調信号と
同じ位相状態になる。そこで、この第1の実施の形態に
おいては、直交シリアル信号を第2無限インパルス応答
デジタル全域通過型フィルタ53 を通すことにより90
°だけ位相を遅らせ、さらに、180°移相器55 を通
すことにより180°だけ位相を遅らせて全体で270
°の位相を遅らせている。なお、位相を180°遅らせ
ることは、信号の極性(符号)を反転させることと等価
であるので、180°移相器55 は、デジタル信号の極
性(符号)を反転させるインバータによって構成するこ
とが可能である。
デジタル遅延器54 を通して第2無限インパルス応答デ
ジタル全域通過型フィルタ53 で生じる群遅延時間分だ
け遅延させ、同相シリアル信号を直交シリアル信号と同
じ位相状態にしている。このときも、第2無限インパル
ス応答デジタル全域通過型フィルタ53 を後述するよう
な構成にすれば、第2無限インパルス応答デジタル全域
通過型フィルタ53 から出力されるシリアル信号は、第
2デジタル遅延器54 から出力されるシリアル信号の時
間補間を行った信号になる。これらの信号を第2の1回
路2接点スイッチ57 に供給し、その可動接点をサンプ
リング周波数fsの2倍の周波数2fsで切換えると、
第2の1回路2接点スイッチ57 から次数2で補間され
た同相シリアル補間信号が出力される。
間次数2で補間された同相シリアル補間信号及び直交シ
リアル補間信号が出力される。
プリング周波数が初段補間器5のサンプリング周波数の
2倍になっている点が異なっているだけで、その他の動
作は初段補間器5の動作と同じである。このため、次段
補間器6の動作については、これ以上の説明を省略す
る。
パルス応答デジタル全域通過型フィルタの具体的構成の
一例を示す回路図であり、図5は、無限インパルス応答
デジタル全域通過型フィルタの位相の変化状態を説明す
るための説明図である。図6は、無限インパルス応答デ
ジタル全域通過型フィルタにおいてその周波数通過帯域
内に発生する位相勾配数を変化させたときの位相の変化
状態を示す特性図であり、図7は、図6に図示の特性を
持つ無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタに
おける周波数通過帯域内の位相差の変化状態を示す特性
図である。図8は、無限インパルス応答デジタル全域通
過型フィルタにおいて、位相勾配数をパラメータとした
ときの群遅延の変化状態を示す特性図であり、図9は、
無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタにおい
て、発生する位相勾配数と信号処理段におけるタップ段
数とを決めたとき、乗算係数発生部に設定される係数値
の一例を示す一覧表である。図10は、位相勾配数に1
を加えた数を係数の数とした場合に、乗算係数発生部に
設定される係数値を示す一覧表である。図11は、位相
勾配mに対してm+1係数の数を有する場合、図4に図
示の無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタか
ら奇数番目のタップ段を省略した無限インパルス応答デ
ジタル全域通過型フィルタの具体的構成の一例を間引き
部ともに示した回路図である。
相器に用いられる無限インパルス応答デジタル全域通過
型フィルタについて説明する。
ス応答デジタルフィルタ14は、入力端子Sinと、出
力端子Soutと、出力端子Sout側から入力端子S
in側に順番に接続された8つのタップ段141 乃至1
48 と、共通加算器149 とを備えている。この場合、
各タップ段141 乃至148 は、それぞれ、第1遅延部
1411乃至1481と、第2遅延部1412乃至1482と、
加算部1413乃至14 83と、乗算部1414乃至14
84と、乗算係数発生部1415乃至1485とからなってお
り、各タップ段141 乃至148 において、それぞれの
第1遅延部1411乃至1481、第2遅延部1412乃至1
482、加算部1413乃至1483、乗算部14 14乃至14
84、乗算係数発生部1415乃至1485は、図4に図示さ
れるように相互接続されている。
ジタル全域通過型フィルタ14の出力位相の変化状態を
示すもので、デジタル信号遅延器の出力位相の変化状態
とともに示すものである。
であり、実線は無限インパルス応答デジタル全域通過型
フィルタ14の位相の変化状態であり、一点鎖線はデジ
タル信号遅延器の位相の変化状態である。
数fsの1/4の周波数fs/4を中心とする信号帯域
(点線で示す範囲)内において、デジタル信号遅延器の
位相の変化状態は、信号帯域の下限周波数値から上限周
波数値に向かうに従って位相値が直線的に変化し、位相
値が−2πにまで達すると位相値が0に跳躍し、上限周
波数値に向うに従って再び位相値が直線的に変化する。
これに対し、無限インパルス応答デジタルフィルタ14
の位相の変化状態も、信号帯域の下限周波数値から上限
周波数値に向かうに従って位相値がデジタル信号遅延回
路と同じ位相勾配で直線的に変化し、位相値が−2πに
まで達すると位相値0に跳躍し、上限周波数値に向かう
に従って再び位相値が直線的に変化するもので、無限イ
ンパルス応答デジタル全域通過型フィルタ14の位相値
とデジタル信号遅延器の位相値との間の位相差は、信号
帯域内で常時−(π/2)、すなわち−90°を保って
いる。
る位相変化の割合を表すもので、周波数が0からfsま
での間に−2π毎の位相変化が何回発生するかによって
定義される。例えば、周波数が0からfsまでの間の累
積位相が−6πであれば、位相勾配は3になる。
間にもなるもので、サンプリング時間を単位とした遅延
時間を示している。例えば、位相勾配が3であれば、群
遅延は3クロックとなる。
タル全域通過型フィルタ14において、周波数帯域内に
発生する位相勾配数を変化させた場合の位相の変化状態
を示す。
た位相、横軸はラジアン(rad)で表した周波数(2
πラジアンがサンプリング周波数に対応する)であり、
実線は無限インパルス応答デジタルフィルタ14の位相
勾配数を5にした場合の位相の変化状態、点線は無限イ
ンパルス応答デジタル全域通過型フィルタ14の位相勾
配数を7にした場合の位相の変化状態である。
答デジタル全域通過型フィルタ14を構成する各第1遅
延部1411乃至1481及び第2遅延部1412乃至1482
のそれぞれの遅延定数z-1、各乗算係数発生部1415乃
至1485のそれぞれの係数C 1 乃至C8 を適宜選択する
ことにより、無限インパルス応答デジタル全域通過型フ
ィルタ14の位相の変化状態は、デジタル信号の周波数
帯域(0.1π乃至0.9πラジアン)内で略直線状態
になり、全周波数帯域(0乃至2πラジアン)で位相勾
配数が5または7となるような変化状態になる。
タル全域通過型フィルタ14の信号帯域内における無限
インパルス応答デジタル全域通過型フィルタ14の位相
とデジタル信号遅延器の位相との差を表す位相差の変化
状態を示す特性図である。
た位相差、横軸はラジアン(rad)で表した周波数で
あり、曲線Aは無限インパルス応答デジタル全域通過型
フィルタ14の位相勾配数を5にしたときの位相差の変
化状態、曲線Bは無限インパルス応答デジタル全域通過
型フィルタ14の位相勾配数を7にしたときの位相差の
変化状態である。
ように、デジタル信号の周波数帯域(0.1π乃至0.
9πラジアン)内において、無限インパルス応答デジタ
ル全域通過型フィルタ14は、5つまたは7つの位相差
変化部分を有するものの、それらの位相差は−90°の
近傍の範囲内に収まっている。
ル全域通過型フィルタ14において、位相勾配数をパラ
メータとしたときの群遅延の変化状態を示す特性図であ
る。
ple)を基準として表した群遅延、横軸はラジアン
(rad)で表した周波数であり、6本の曲線A3乃至
A8は無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタ
14の位相勾配数をそれぞれ3乃至8にしたときの群遅
延の変化状態である。
ように、デジタル信号の周波数帯域(0.1π乃至0.
9πラジアン)内において、無限インパルス応答デジタ
ル全域通過型フィルタ14の群遅延の変化状態は、位相
勾配数が3から8に増えるに従って変化状態が順次小さ
くなるものの、全体的にその変化状態は限られた範囲内
に収まっている。
デジタル全域通過型フィルタ14として、その位相勾配
数が例えば3以上になるように、第1遅延部1411乃至
14 81及び第2遅延部1412乃至1482のそれぞれの遅
延定数z-1、各乗算係数発生部1415乃至1485のそれ
ぞれの係数C1 乃至C8 を適宜選択すれば、デジタル信
号の周波数帯域内において無限インパルス応答デジタル
全域通過型フィルタ14から出力される直交(Q)信号
とデジタル信号遅延器から出力される同相(I)信号と
の位相差をほぼ90°にすることができ、直交(Q)信
号と同相(I)信号の群遅延が殆んど同じになる。
ル全域通過型フィルタ14において、発生する位相勾配
数とタップ段数とを決めたとき、乗算係数発生部に設定
される係数値の一例を示す一覧表である。
(表では位相勾配と表記している)、次の欄がタップ段
数(表では係数の数と表記している)、その次の欄が乗
算係数発生部に設定される係数値(表では図2の乗算係
数発生部に図示された係数C 1 、C2 、… …、C8 と
表記しており、図4に図示されていない9番目及び10
番目のタップ段の各乗算係数発生部の係数をC9 、C10
と表記している)である。
は、位相勾配が4、係数の数が5のとき、係数C1 が
2.5×10-7に、係数C2 が−0.4×10-1に、係
数C3が−9.1×10-7に、係数C4 が−9.3×1
0-2に、係数C5 が−3.2×10-6にそれぞれ設定さ
れる。同じように、第2段以降の構成例においても、位
相勾配、係数の数に応じて、係数の数に合致した数の各
係数C1 乃至C10がそれぞれ図示の値に設定される。
C10の係数値を見ると、位相勾配が4で係数の数が5の
とき、位相勾配が6で係数の数が7のとき、位相勾配が
8で係数の数が9のときのそれぞれにおいて、奇数番目
の係数C1 、C3 、C5 、C 7 、C9 の係数値は、指数
を含む数値が10-6、10-7、10-8、10-9になって
いて、有効桁を5桁としたとき、これらの数値を含む各
係数値は実質的に0になる。
配数に1を加えた数を係数の数とした場合に、乗算係数
発生部に設定される係数値を示す一覧表である。
配、次の欄が係数の数、その次の欄が係数C1 、C2 、
… …、C9 であって、位相勾配と係数の数との間に、
位相勾配がmであるとき、係数の数がm+1となる組み
合わせの各係数C1 、C2 、……、C9 の係数値を示し
たものである。
で、係数の数がそれより1つ多いm+1となる組み合わ
せ、位相勾配が2乃至8で、それに対応した係数の数が
3乃至9のものにおいては、奇数番目の係数C1 、
C3 、C5 、C7 、C9 のいずれの係数値も、指数を含
む数値が10-5、10-6、10-7、10-8、10-9であ
って、これらの数値を含む各係数値は実質的に0にな
る。
り、それにより乗算係数発生部の係数が0になれば、そ
の乗算係数発生部から出力される係数0を乗算する乗算
器の乗算出力データが0になるとともに、乗算器に入力
される加算器の出力データも不要になり、係数が0にな
る乗算係数発生部を有するタップ段、すなわち図4に点
線によって指示される奇数番目のタップ段141 、14
3 、145 、147 等においては、それぞれ、加算部1
413、1433、1453、1473等、乗算部14 14、14
34、1454、1474等、乗算係数発生部1415、1
435、1455、14 75等を設ける必要がなく、これらを
省略することが可能になる。
の数がm+1とした場合に、図4に図示された無限イン
パルス応答デジタル全帯域通過フィルタ14における奇
数番目のタップ段141 、143 、145 、147 の加
算部1413、1433、1453、1473、乗算部1414、
1434、1454、1474及び乗算係数発生部1415、1
435、1455、1475を省略した無限インパルス応答デ
ジタル全帯域通過フィルタ14’と、その共通加算部1
49 と出力端子Soutとの間に挿入した間引き部15
とを用いて構成した無限インパルス応答デジタル全帯域
通過フィルタの構成の一例を示す回路図である。
で間引きを行うもので、無限インパルス応答デジタル全
帯域通過フィルタ14’から供給されたデータを1つ置
きに間引き、出力端子Soutに1/2のデータレート
の出力データを供給するものである。このとき、乗算係
数発生部1425、1445、1465、1485の各係数値C
2 、C4 、C6 、C8 は、それぞれ、C2 =−4.8×
10-1、C4 =−1.0×10-1、C6 =−3.6×1
0-2、C8 =−1.3×10-2に設定されている。この
場合に、無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィル
タ14’のサンプリング周波数をfiとすれば、周波数
帯域が0.05乃至0.45fiであって、周波数帯域
内の位相リップルが±1.5°以内に収まる周波数特性
を持っている。
限インパルス応答デジタル全帯域通過フィルタ14’
は、間引き部15の入力端における位相特性や群遅延特
性が図5乃至図8に図示された特性と同じである。すな
わち、無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィルタ
14’は、そのサンプリング周波数(データレート)f
iの1/4である周波数fi/4を中心とした通過帯域
において所定の位相・群遅延特性を有している。データ
が間引き部15を通過することにより、出力端子Sou
tのサンプリング周波数(データレート)foは無限イ
ンパルス応答デジタル全帯域通過フィルタ14’のサン
プリング周波数(データレート)fiの1/2であるf
i/2(=fo)となるので、前記の各特性はデータレ
ートが変換され、fo/2を中心とした通過帯域におけ
る特性になるが、fiを基準に考えた場合、fi/4を
中心とした特性になっている。
パルス応答デジタル全帯域通過フィルタは、図1に図示
された各無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィル
タ5 1 、53 、61 に用いて好適なものである。
ス応答デジタル全帯域通過フィルタ51 、53 は、その
サンプリング周波数(データレート)がfsであるの
で、図11に図示された無限インパルス応答デジタル全
帯域通過フィルタ14’において、間引き部15のサン
プリング周波数(データレート)f0 はfsとなり、間
引き部15を除いてはその2倍の2fsのサンプリング
周波数(データレート)(fi=2fs)で動作させ
る。また、図1に図示された無限インパルス応答デジタ
ル全帯域通過フィルタ61 は、そのサンプリング周波数
(データレート)が2fsであるので、図11に図示の
無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィルタにおい
て、間引き部15のサンプリング周波数(データレー
ト)f0 は2fsとなり、間引き部15を除いてはその
2倍の4fsのサンプリング周波数(データレート)
(fi=2fs)で動作させる。
限インパルス応答デジタル全帯域通過フィルタ14’と
ともに、無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィル
タ14”の他の構成例を示す回路図であり、図1に図示
された各無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィル
タ51 、53 、61 に用いて好適なものである。
ジタル全帯域通過フィルタ14”は、図11に図示の無
限インパルス応答デジタル全帯域通過フィルタ14’に
用いられていた間引き部15を省略するとともに、図4
に図示された無限インパルス応答デジタル全帯域通過フ
ィルタ14の奇数番目のタップ段141 、143 、14
5 、147 の全てを省略しているものである。そして、
この無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィルタ1
4”のサンプリング周波数(データレート)を図11に
図示された無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィ
ルタの出力端子Soutにおけるサンプリング周波数
(データレート)と同じ周波数、すなわち図10に図示
された無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィルタ
のサンプリング周波数(データレート)の1/2の周波
数で動作させるようにしている。
ジタル全帯域通過フィルタ14”を、図1に図示された
無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィルタ51 、
53に用いた場合、その出力サンプリング周波数(デー
タレート)はfsになるので、無限インパルス応答デジ
タル全帯域通過フィルタ14”のサンプリング周波数
(データレート)fiもfs(fi=fs)で動作させ
る。また、図11に図示された無限インパルス応答デジ
タル全帯域通過フィルタ14”を、図1に図示された無
限インパルス応答デジタル全帯域通過フィルタ61 に用
いた場合、その出力サンプリング周波数(データレー
ト)は2fsになるので、無限インパルス応答デジタル
全帯域通過フィルタ14”のサンプリング周波数(デー
タレート)fiも2fs(fi=2fs)で動作させ
る。
応答デジタル全帯域通過フィルタ14と、図11に図示
された無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィルタ
14’とを比較すると、明らかに前者に比べて後者は、
回路素子が削減されており、しかも、無限インパルス応
答デジタル全帯域通過フィルタ14’のサンプリング周
波数が無限インパルス応答デジタル全帯域通過フィルタ
14の1/2になるので、より低電力消費を達成でき
る。また、図12に図示された無限インパルス応答デジ
タル全帯域通過フィルタ14”も、同様である。
数分割多重変調回路によれば、補間器として、第1及び
第2無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタ5
1 、53 を有する初段補間器5と、無限インパルス応答
デジタル全域通過型フィルタ61 を有する次続補間器6
とを用いて補間次数4の信号補間を行うことができ、こ
れらの無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタ
51 、53 、61 のタップ段数は4タップ段程度のもの
で足りるので、全体的にロジック回路部の回路規模を、
既知のロジック回路部の回路規模に比べて大幅に小型化
することができ、直交周波数分割多重変調回路の消費電
力を既知のものに比べて大きく低減することができる。
初段補間器5及び第2段目補間器9に用いられる第1及
び第2無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタ
51、53 、61 として、タップ(信号段)段数が4タ
ップ段のものを用いた例を挙げて説明したが、本発明に
用いられる第1及び第2無限インパルス応答デジタル全
域通過型フィルタ51 、53 、61 はタップ段数は4タ
ップのものに限られるものでなく、第1及び第2無限イ
ンパルス応答デジタル全域通過型フィルタ51、53 、
61 において必要とする位相特性に応じて適宜タップ段
数を変更することができる。
デジタル全域通過型フィルタ51 、53 、61 として、
その周波数帯域が0.05乃至0.45fsで、周波数
帯域内の位相リップルが±0.5°以内の周波数選択特
性を有するものが必要になったとすれば、タップ段数を
5つにし、乗算係数発生部の各係数C2 、C4 、C6、
C8 、C10を、例えば、C2 =−4.9×10-1、C4
=−1.1×10-1、C6 =−4.0×10-2、C8 =
−1.7×10-2、C10=−6.1×10-3に設定す
る。
ス応答デジタル全域通過型フィルタ51 、53 、61 と
して、その周波数帯域がやや狭い0.1乃至0.4fs
にし、その周波数帯域内の位相リップルが±1.5°以
内の周波数選択特性を有するもので足りるときには、タ
ップ段数を3つにし、乗算係数発生部の各係数C2 、C
4 、C6 を、例えば、C2 =−4.6×10-1、C4 =
−7.1×10-2、C 6 =−1.3×10-2に設定すれ
ばよい。
割多重変調回路の第2の実施の形態を示すもので、その
要部構成を示すブロック図であり、補間次数2の補間器
を2つ用いたことにより、補間次数4の周波数補間を行
っている他の例を示すものである。なお、図2におい
て、図1に示された構成要素と同じ構成要素については
同じ符号を付けている。
第1の実施の形態に比べて、次続補間器6の構成が若干
異なっている。すなわち、第2の実施の形態の次続補間
器6は、第1の実施の形態の次続補間器6における18
0°移相器63 がなく、複素乗算器7の第1出力(同相
出力)側に90°移相器を構成する第1無限インパルス
応答デジタル全帯域通過フィルタ61 が接続され、第2
出力(直交出力)側に第1デジタル遅延器62 が接続さ
れた構成になっているもので、第1の実施の形態の次続
補間器6における複素乗算器7の第1出力及び第2出力
へのデジタル遅延器62 及び第1無限インパルス応答デ
ジタル全帯域通過フィルタ61 の接続状態と逆の接続状
態になっている。
形態に比べて、次続補間器6の構成の相違により、それ
らの動作が異なっている。すなわち、第2の実施の形態
の次続補間器6は、スイッチ64 の可動接点を切替える
ことにより、直交信号を90°移相した同相信号によっ
て補間した補間信号をスイッチ64 から出力する動作を
行っているものであるのに対し、第1の実施の形態の次
続補間器6は、次続補間器6において、スイッチ64 の
可動接点を切替えることにより、同相信号を270°移
相した直交信号によって補間した補間信号をスイッチ6
4 から出力する動作を行っているものである点に違いが
ある。しかし、次続補間器6の動作以外には、第2の実
施の形態の動作と第1の実施の形態の動作との間に違い
はない。
により、次続補間器6から出力される補間信号が、第2
の実施の形態が直交信号を同相信号によって補間した補
間信号であり、第1の実施の形態が同相信号を直交信号
によって補間した補間信号である点に違いがあるが、こ
れらの補間信号はいずれも中間周波帯の信号である点で
同じであるので、第2の実施の形態により得られる作用
効果は、180°移相器63 がない点で若干構成が簡単
になることを除けば、第1の実施の形態により得られる
作用効果と同じである。
数分割多重変調回路の第3の実施の形態を示すもので、
その要部構成を示すブロック図であり、補間次数2の補
間器を3つ用いたことにより、補間次数8の周波数補間
を行っている例を示すものである。
態においては、初段補間器5と複素乗算器7との間に、
次段補間器16と、複素乗算器(クロスプロダクト演算
器)17と、局部発振器18と、90°移相器19から
なる組み合わせ段を備えているものである。この場合、
次段補間器16は、90°移相器を構成する第1無限イ
ンパルス応答(IIR)デジタル全域通過型フィルタ
(図示記号90°)16 1 と、第1無限インパルス応答
デジタル全域通過型フィルタ161 の信号遅延と同じ信
号遅延を与える第1デジタル遅延器(図示記号DL)1
62 と、90°移相器を構成する第2無限インパルス応
答デジタル全域通過型フィルタ(図示記号90°)16
3 と、第2無限インパルス応答デジタル全域通過型フィ
ルタ163の信号遅延と同じ信号遅延を与える第2デジ
タル遅延器(図示記号DL)164と、180°移相器
(図示記号180°)165 と、第1の1回路2接点ス
イッチ166 と、第2の1回路2接点スイッチ167 と
からなっている。この場合、次段補間器16の構成は、
図1に図示された初段補間器5の構成と同じであり、ま
た、複素乗算器17と局部発振器18と90°移相器1
9とからなる部分の構成は、図1に図示された複素乗算
器7と局部発振器8と90°移相器9とからなる部分の
構成と同じである。
算器17と局部発振器18と90°移相器19とからな
る構成部分を設けたことにより、初段補間器5から出力
される同相シリアル補間信号及び直交シリアル補間信号
の中心周波数が1/2fsだけシフトされ、また、次段
補間器16を設けたことにより、次段補間器16によっ
て初段補間器5から出力される同相シリアル補間信号及
び直交シリアル補間信号に対して次数2による信号補間
が行われるもので、その結果、次続補間器6から次数8
によって補間した補間信号が出力されるものである。
補間器5の動作、複素乗算器7や次続補間器6の動作
は、それぞれ、第1の実施の形態における初段補間器5
の動作、複素乗算器7や次続補間器6の動作と同じであ
り、また、第3の実施の形態における、複素乗算器17
や次段補間器16の動作は、複素乗算器7や次続補間器
6の動作に準じるものである。このため、第3の実施の
形態による動作や作用は、第1の実施の形態による動作
や作用殆ど同じであるので、第3の実施の形態の動作及
び作用については、これ以上の説明を省略する。
分割多重変調回路の第4の実施の形態を示すもので、そ
の要部構成を示すブロック図であり、補間次数2の補間
器を3つ用いたことにより、補間次数8の周波数補間を
行っている他の例を示すものである。なお、図14にお
いて、図13に示された構成要素と同じ構成要素につい
ては同じ符号を付けている。
は、第3の実施の形態に比べて、次続補間器6の構成が
若干異なっているもので、この構成の違いは、第2の実
施の形態と第1の実施の形態との構成の違いと同じとこ
ろである。すなわち、第4の実施の形態の次続補間器6
は、第3の実施の形態の次続補間器6における180°
移相器63 がなく、複素乗算器7の第1出力(同相出
力)側に90°移相器を構成する第1無限インパルス応
答デジタル全帯域通過フィルタ61 が接続され、第2出
力(直交出力)側に第1デジタル遅延器62 が接続され
た構成になっているもので、第3の実施の形態の次続補
間器6における複素乗算器7の第1出力及び第2出力へ
のデジタル遅延器62 及び第1無限インパルス応答デジ
タル全帯域通過フィルタ61 の接続状態と逆の接続状態
になっている。
形態に比べて、次続補間器6の構成の相違により、それ
らの動作が異なっている。すなわち、第4の実施の形態
の次続補間器6は、スイッチ64 の可動接点を切替える
ことにより、直交信号を90°移相した同相信号によっ
て補間した補間信号をスイッチ64 から出力する動作を
行っているのに対し、第3の実施の形態の次続補間器6
は、次続補間器6において、スイッチ64 の可動接点を
切替えることにより、同相信号を270°移相した直交
信号によって補間した補間信号をスイッチ64 から出力
する動作を行っている点に違いがある。しかし、次続補
間器6の動作以外には、第4の実施の形態の動作と第3
の実施の形態の動作との間に違いはない。
により、次続補間器6から出力される補間信号が、第4
の実施の形態が直交信号を同相信号によって補間した補
間信号であり、第3の実施の形態が同相信号を直交信号
によって補間した補間信号である点に違いがあるが、こ
れらの補間信号はいずれも中間周波帯の信号である点で
同じであるので、第4の実施の形態により得られる作用
効果は、180°移相器63 がない点で若干構成が簡単
になることを除けば、第3の実施の形態により得られる
作用効果と同じである。
数分割多重変調回路の第5の実施の形態を示すもので、
その要部構成を示すブロック図であり、補間次数2の補
間器を1つ用いたことにより、補間次数2の周波数補間
を行っている例を示すものである。
と同じ構成要素については同じ符号を付けている。
との構成の違いは、第5の実施の形態が、次続補間器6
に対応する1つの補間器6’だけの終段補間手段を用い
ているのに対し、第1の実施の形態が、初段補間器5か
らなる前段補間手段と、複素乗算器7及び次続補間器6
等からなる終段補間手段とを用いている点にあるもの
で、その他の構成に変わりがない。このため、第5の実
施の形態の構成については、これ以上の説明を省略す
る。
6’の動作及び作用は、第1の実施の形態における次続
補間器6の動作及び作用と同じであり、その他の構成の
動作及び作用も対応する構成の動作及び作用と同じであ
る。このため、第5の実施の形態の動作及び作用につい
ても、これ以上の説明を省略する。
数分割多重変調回路の第6の実施の形態を示すもので、
その要部構成を示すブロック図であり、補間次数2の補
間器を1つ用いたことにより、補間次数2の周波数補間
を行っている他の例を示すものである。なお、図16に
おいて、図1に示された構成要素と同じ構成要素につい
ては同じ符号を付けている。
は、第5の実施の形態に比べて、補間器6’の構成が若
干異なっているもので、この構成の違いは、第2の実施
の形態と第1の実施の形態との構成の違い及び第4の実
施の形態と第3の実施の形態との構成の違いと同じとこ
ろである。すなわち、第6の実施の形態の補間器6’
は、第5の実施の形態の補間器6’における180°移
相器63 がなく、複素乗算器7の第1出力(同相出力)
側に90°移相器を構成する第1無限インパルス応答デ
ジタル全帯域通過フィルタ61 が接続され、第2出力
(直交出力)側に第1デジタル遅延器62 が接続された
構成になっているもので、第5の実施の形態の補間器
6’における複素乗算器7の第1出力及び第2出力への
デジタル遅延器6 2 及び第1無限インパルス応答デジタ
ル全帯域通過フィルタ61 の接続状態と逆の接続状態に
なっている。
形態に比べて、補間器6’の構成の相違により、それら
の動作が異なっている。すなわち、第6の実施の形態の
補間器6’は、スイッチ64 の可動接点を切替えること
により、直交信号を90°移相した同相信号によって補
間した補間信号をスイッチ64 から出力する動作を行っ
ているのに対し、第5の実施の形態の補間器6’は、補
間器6’において、スイッチ64 の可動接点を切替える
ことにより、同相信号を270°移相した直交信号によ
って補間した補間信号をスイッチ64 から出力する動作
を行っている点に違いがある。しかし、補間器6’の動
作以外には、第6の実施の形態の動作と第5の実施の形
態の動作との間に違いはない。
より、補間器6’から出力される補間信号が、第6の実
施の形態が直交信号を同相信号によって補間した補間信
号であり、第5の実施の形態が同相信号を直交信号によ
って補間した補間信号である点に違いがあるが、これら
の補間信号はいずれも中間周波帯の信号である点で同じ
であるので、第6の実施の形態により得られる作用効果
は、180°移相器6 3 がない点で若干構成が簡単にな
ることを除けば、第5の実施の形態により得られる作用
効果と同じである。
においては、補間次数4の信号補間、補間次数8の信号
補間、補間次数2の信号補間をそれぞれ行った例を挙げ
て説明しているものであるが、本発明による信号補間の
補間次数は、4、8、2の場合に限られるものでなく、
2の指数乗2N (2、4、8、16、… …等)の補間
次数の信号補間を行うような使用状態であればよく、そ
の補間次数に応じて従属接続される補間器6や複素乗算
器7等の段数を選択すればよいものである。
よれば、補間手段は、同相信号及び直交信号を補間次数
2で補間する初段補間器を含むか、初段補間器及び補間
次数2で補間する1段以上の次段補間器を含む前段補間
手段と、同相信号または直交信号の一方を補間次数2で
補間する次続補間器を含んだ終段補間手段とによって形
成し、それぞれの補間器により時間的に離散したサンプ
ル信号の間で波形が滑らかに変化するように補間される
ので、それぞれの補間器において変調信号の中心周波数
の3倍の周波数を中心とする信号帯域に高調波が生じる
ことがなく、有効に高調波の発生を抑圧することがで
き、しかも、終段補間手段において同相信号または直交
信号の一方だけの補間を行っているので、次続補間器の
構成ひいては直交周波数分割多重変調回路の構成が大幅
に簡素化されるという効果がある。
求項1に記載の発明によって得られる効果に加えて、補
間次数2で補間する補間器に、無限インパルス応答デジ
タル全域通過型フィルタとその無限インパルス応答デジ
タル全域通過型フィルタの信号遅延分だけ信号遅延させ
るデジタル遅延回路とを用いているので、この無限イン
パルス応答デジタル全域通過型フィルタのタップ段数
を、既知の補間器で用いている有限インパルス応答デジ
タル低域通過型フィルタのタップ段数よりも大幅に少な
くすることが可能になり、ロジック回路部の回路規模を
増大させることなく、直交周波数分割多重変調回路の消
費電力の増大を回避することができるという効果があ
る。
請求項1に記載の発明によって得られる効果に加えて、
補間手段として1つの補間器を用いているだけであるの
で、その分、補間手段の構成ひいては直交周波数分割多
重変調回路の構成が著しく簡素化されるという効果があ
る。
求項6に記載の発明によって得られる効果に加えて、単
一の補間器に無限インパルス応答デジタル全域通過型フ
ィルタとその無限インパルス応答デジタル全域通過型フ
ィルタの信号遅延分だけ遅延するデジタル遅延回路とを
用いているので、この無限インパルス応答デジタル全域
通過型フィルタのタップ段数を、既知の補間器に用いて
いる有限インパルス応答デジタル低域通過型フィルタの
タップ段数よりも大幅に少なくすることができ、直交周
波数分割多重変調回路の構成を簡素化できるとともに、
ロジック回路部の回路規模を増大させることなく、直交
周波数分割多重変調回路の消費電力の増大を回避できる
という効果がある。
発明によれば、無限インパルス応答デジタル全域通過型
フィルタのタップ段数を、請求項2に記載の発明及び請
求項7に記載の発明に用いている信号処理部のタップ段
数に比べて、有限インパルス応答デジタル低域通過型フ
ィルタのタップ段数をさらに少なくすることが可能にな
り、無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタの
構成がより簡素化されるとともに、ロジック回路部の回
路規模が増大することなく、直交周波数分割多重変調回
路の消費電力が増大を確実に回避できるという効果があ
る。
1の実施の形態であって、その要部構成を示すブロック
図である。
2の実施の形態であって、その要部構成を示すブロック
図である。
の各部に得られる信号波形図である。
構成の一例を示す回路図である。
変化状態を説明するための説明図である。
その周波数通過帯域内に発生する位相勾配数を変化させ
たときの位相の変化状態示す特性図である。
フィルタにおける周波数通過帯域内の位相差の変化状態
を示す特性図である。
て、位相勾配数をパラメータとしたときの群遅延の変化
状態を示す特性図である。
て、発生する位相勾配数と信号処理段におけるタップ段
数とを決めたとき、乗算係数発生部に設定される係数値
の一例を示す一覧表である。
を係数の数とした場合に、乗算係数発生部に設定される
係数値の一例を示す一覧表である。
合の同相信号補間器や直交信号補間器に用いられる無限
インパルス応答デジタル全域通過型フィルタの構成の一
例を示す回路図である。
合の同相信号補間器や直交信号補間器に用いられる無限
インパルス応答デジタル全域通過型フィルタの構成の他
の例を示す回路図である。
第3の実施の形態であって、その要部構成を示すブロッ
ク図である。
第4の実施の形態であって、その要部構成を示すブロッ
ク図である。
第5の実施の形態であって、その要部構成を示すブロッ
ク図である。
第6の実施の形態であって、その要部構成を示すブロッ
ク図である。
一例を示すブロック図である。
路の各部に得られる信号波形図である。
れる有限インパルス応答デジタル低域通過型フィルタの
基本回路例を示す回路図である。
答(IIR)デジタル全域通過型フィルタ(90°) 52 、54 、62 、162 、164 デジタル遅延器
(DL) 55 、63 、165 180°移相器(180°) 56 、57 、64 、166 、167 1回路2接点スイ
ッチ 7、17 複素乗算器(クロスプロダクト演算器) 8、18 局部発振器 9、19 90°移相器 10 デジタル−アナログ変換器(D/A) 11 デジタルデータ入力端子 12 アナログ信号出力端子 14、14’、14” 無限インパルス応答(IIR)
デジタル全域通過型フィルタ 15 間引き部 16 次段補間器
Claims (9)
- 【請求項1】 デジタル変調信号をサンプリング周波数
の1/2の周波数を中心とした複数個のサブキャリアに
マッピングして逆フーリエ変換を行い、複数個の逆フー
リエ変換信号を出力する逆フーリエ変換手段と、前記複
数個の逆フーリエ変換信号を、同相信号及び直交信号を
個別に補間する前段補間手段と、前記同相信号または直
交信号の一方を補間する終段補間手段とを有する補間手
段とを備え、前記前段補間手段は、補間次数2で補間す
る初段補間器だけ、または、前記初段補間器と、前記初
段補間器に縦続接続され、各段毎に、周波数スペクトラ
ムを高域側にシフトする複素乗算器とそれに続く補間次
数2で補間する次段補間器とからなる組み合わせ段を1
段以上有しており、前記終段補間手段は、周波数スペク
トラムを高域側にシフトする複素乗算器とそれに従続接
続された補間次数2で補間する次続補間器とを有してい
ることを特徴とする直交周波数分割多重変調回路。 - 【請求項2】 デジタル変調信号をサンプリング周波数
の1/2の周波数を中心とした複数個のサブキャリアに
マッピングして逆フーリエ変換を行い、複数個の逆フー
リエ変換信号を出力する逆フーリエ変換手段と、前記複
数個の逆フーリエ変換信号を、同相信号及び直交信号別
に順次補間する前段補間手段と、前記同相信号または直
交信号の一方を補間する終段補間手段とを有する補間手
段とを備え、前記前段補間手段は、補間次数2で補間す
る初段補間器だけ、または、前記初段補間器と、前記初
段補間器に縦続接続され、各段毎に、周波数スペクトラ
ムを高域側にシフトする複素乗算器とそれに続く補間次
数2で補間する次段補間器とからなる組み合わせ段を1
段以上有しており、前記終段補間手段は、周波数スペク
トラムを高域側にシフトする複素乗算器とそれに従続接
続された補間次数2で補間する次続補間器とを有するも
ので、前記各補間器は、同相信号または直交信号の一方
を90°移相する無限インパルス応答デジタル全域通過
型フィルタと、前記同相信号または直交信号の他方を前
記無限インパルス応答デジタル全域通過型フィルタの信
号遅延分だけ遅延するデジタル遅延回路とを有している
ことを特徴とする直交周波数分割多重変調回路。 - 【請求項3】 前記補間手段は、補間次数4で補間する
場合、前記初段補間器のみを有する前記前段補間手段と
前記終段補間手段とからなることを特徴とする請求項1
または2に記載の直交周波数分割多重変調回路。 - 【請求項4】 前記補間手段は、補間次数8で補間する
場合、前記初段補間器及び前記1段の組み合わせ段を有
する前記前段補間手段と前記終段補間手段とからなるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の直交周波数分
割多重変調回路。 - 【請求項5】 前記補間手段は、補間次数16で補間す
る場合、前記初段補間器及び前記2段の次段補間器を有
する前段補間手段と前記終段補間手段とからなることを
特徴とする請求項1または2に記載の直交周波数分割多
重変調回路。 - 【請求項6】 デジタル変調信号をサンプリング周波数
の1/2の周波数を中心とした複数個のサブキャリアに
マッピングして逆フーリエ変換を行い、複数個の逆フー
リエ変換信号を出力する逆フーリエ変換手段と、前記複
数個の逆フーリエ変換信号の同相信号または直交信号の
一方を補間次数2で補間する1つの補間器を有する補間
手段とを備えていることを特徴とする直交周波数分割多
重変調回路。 - 【請求項7】 デジタル変調信号をサンプリング周波数
の1/2の周波数を中心とした複数個のサブキャリアに
マッピングして逆フーリエ変換を行い、複数個の逆フー
リエ変換信号を出力する逆フーリエ変換手段と、前記複
数個の逆フーリエ変換信号の同相信号または直交信号の
一方を補間次数2で補間する1つの補間器を有する補間
手段とを備えており、前記補間器は、同相信号または直
交信号の一方を90°移相する無限インパルス応答デジ
タル全域通過型フィルタと、前記同相信号または直交信
号の他方を前記無限インパルス応答デジタル全域通過型
フィルタの信号遅延分だけ遅延するデジタル遅延回路と
を有していることを特徴とする直交周波数分割多重変調
回路。 - 【請求項8】 前記無限インパルス応答デジタル全域通
過型フィルタは、縦続接続された3以上の任意の整数n
段の信号処理部からなり、前記信号処理部のそれぞれが
第1遅延部、第2遅延部、加算部、乗算部、乗算係数発
生部を有し、前記信号処理部の動作周波数が前記無限イ
ンパルス応答デジタル全域通過型フィルタの信号出力周
波数の2倍であり、前記信号処理部の動作周波数の1/
4の周波数を中心とする信号帯域内に生じる位相勾配数
がn−1になるように前記各部の定数を設定することを
特徴とする請求項2乃至5、7のいずれかに記載の直交
周波数分割多重変調回路。 - 【請求項9】 前記無限インパルス応答デジタル全域通
過型フィルタは、出力側から偶数段目の信号処理部だけ
を備え、前記動作周波数の1/2の周波数で動作させる
ことを特徴とする請求項8に記載の直交周波数分割多重
変調回路。
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---|---|---|---|
JP2001085915A JP3802772B2 (ja) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 直交周波数分割多重変調回路 |
EP02251432A EP1237342A3 (en) | 2001-03-01 | 2002-02-28 | Mutlicarrier modulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106296609A (zh) * | 2016-08-09 | 2017-01-04 | 北京智联安科技有限公司 | 用于容栅的全波和数字滤波去噪方法和电路 |
-
2001
- 2001-03-23 JP JP2001085915A patent/JP3802772B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106296609A (zh) * | 2016-08-09 | 2017-01-04 | 北京智联安科技有限公司 | 用于容栅的全波和数字滤波去噪方法和电路 |
CN106296609B (zh) * | 2016-08-09 | 2023-09-12 | 广东盈动高科自动化有限公司 | 用于容栅的全波和数字滤波去噪方法和电路 |
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