JP2002528945A - 多重チャネル多相フィルタにおいて非整数サンプリング・レート変更を行う装置 - Google Patents
多重チャネル多相フィルタにおいて非整数サンプリング・レート変更を行う装置Info
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Abstract
Description
ネル多相フィルタにおいて非整数サンプリング・レート変更を行う方法および装
置に関する。
PF1687NAの"APPARATUS FOR PERFORMING A NON-INTEGER SAMPLING RATE
CHANGE IN A MULTICHANNEL POLYPHASE FILTER"の一部継続出願である。該出願は
、本明細書に参考として含まれる。
ルタ・インパルス応答の選択された位相またはサンプルを入力信号のサンプルで
乗算することによって動作する。従来の多重チャネル多相フィルタは、フィルタ
・インパルス応答の選択された位相をフィルタの交換子(commutator)の位置と同
期させる。従来の多重チャネル多相フィルタでは、交換子の位置はフィルタ・イ
ンパルス応答の所定の位相と固有に対応する。実際、多相フィルタ設計の分野の
当業者であれば、多重サブチャネル多相変調器において、サブチャネル・サンプ
リング・レートは入力サンプル・レートの整数倍であり、このことはチャネル帯
域幅が入力サンプル・レートの整数倍でなければならないことを意味することを
単純に認めている。従って、多相フィルタを利用する従来の多重サブチャネル変
調器および復調器では、サブチャネル帯域幅は入力サンプル・レートと同じで、
受信機が適切に隣接サブチャネルをフィルタ除去するには密接すぎる間隔のサブ
チャネルとなるか、あるいはサブチャネル帯域幅は入力サンプル・レートの二倍
で、そのため過剰に分離したサブチャネルでスペクトルを無駄にするかのいずれ
かである。
めに、入力サンプル・レートよりもわずかに大きい、例えば、12パーセント大
きいサブチャネル帯域幅が望ましいところの、多重サブチャネル変調器および復
調器では、多重チャネル多相フィルタはよい選択とはみなされていない。一方、
多相フィルタはサンプリング・レート変更を得るための最も効率的な方法の一つ
であることが知られている。
・レート変更を行うための装置である。この装置は、好ましくは、サブチャネル
間隔の優れた柔軟性を有する、効率的な多重サブチャネル多相変調器/復調器を
可能にする。
フィルタである。多重チャネル多相フィルタは、それぞれが入力サンプリング・
レートにてサンプリングされたM入力チャネルのデータを受け取って処理する処
理システムによって構成され、ここでMは一(unity)よりも大きい正の整数であ
る。処理システムは、多重チャネル多相フィルタの交換子を与えるようにプログ
ラミングされ、ここで交換子の位置は、この位置について選択されたフィルタ・
インパルス応答の位相から分離(decouple)され、それにより多重チャネル多相フ
ィルタは、入力サンプリング・レートの非整数倍であるサンプリング・レートに
て動作できる;また非整数サンプリング・レート変更を得るために、入力サンプ
リング・レートの非整数倍にて多重チャネル多相フィルタを動作すべくプログラ
ミングされる。
ジンであり、ここでMは一よりも大きい正の整数である。変調エンジンは、Mサ
ブチャネルに対応し、かつベースバンド・サンプリング・レートにてサンプリン
グされたMベースバンド信号を受け取り;またMベースバンド信号を、それぞれ
がベースバンド・サンプリング・レートにてサンプリングされたM時間領域信号
(time-domain signals)に変換すべく構成された第1処理要素によって構成され
る。さらに、変調エンジンは、第1処理要素に結合され、M時間領域信号に対し
て非整数サンプリング・レート変更を行う多重チャネル多相フィルタによって構
成される。多重チャネル多相フィルタは、M時間領域信号を受け取り、処理する
第2処理要素によって構成される。第2処理要素は、多重チャネル多相フィルタ
の交換子を与えるべく構成され、ここで交換子の位置は、この位置について選択
されたフィルタ・インパルス応答の位相から分離され、それにより多重チャネル
多相フィルタはM時間領域信号のサンプリング・レートの非整数倍であるサンプ
リング・レートにて動作できる;また非整数サンプリング・レート変更を得るた
めに、M時間領域信号のサンプリング・レートの非整数倍にて多重チャネル多相
フィルタを動作すべく構成される。
促進するための復調エンジンであり、ここでMは一よりも大きい正の整数である
。復調エンジンは、Mサブチャネルのうち少なくとも2つから導出された合成信
号を受信機から受け取り、この合成信号に対して非整数サンプリング・レート変
更を行う多重チャネル多相フィルタによって構成される。多重チャネル多相フィ
ルタは、合成信号を受け取り、処理する第1処理要素によって構成される。第1
処理要素は、多重チャネル多相フィルタの交換子を与えるべく構成され、ここで
交換子の位置は、この位置について選択されたフィルタ・インパルス応答の位相
から分離され、それにより多重チャネル多相フィルタは合成信号のサンプリング
・レートの非整数倍であるサンプリング・レートにて動作できる;また非整数サ
ンプリング・レート変更を得るために、合成信号のサンプリング・レートの非整
数倍にて多重チャネル多相フィルタを動作すべく構成され、それにより少なくと
も2つのレート変更済み信号(rate-changed signals)を生成する。さらに、多重
チャネル多相フィルタは、多重チャネル多相フィルタに結合され、少なくとも2
つのレート変更済み信号を少なくとも2つの周波数領域信号に変換し、それによ
り少なくとも2つのベースバンド信号を生成すべく構成された第2処理要素によ
って構成される。
でMは一よりも大きい正の整数である。送信機は、Mサブチャネルに対応し、か
つベースバンド・サンプリング・レートにてサンプリングされたMベースバンド
信号を受け取り;またMベースバンド信号を、それぞれがベースバンド・サンプ
リング・レートにてサンプリングされたM時間領域信号に変換すべく構成された
第1処理要素によって構成される。さらに、送信機は、第1処理要素に結合され
、M時間領域信号に対して非整数サンプリング・レート変更を行う多重チャネル
多相フィルタによって構成される。多重チャネル多相フィルタは、M時間領域信
号を受け取り、処理する第2処理要素によって構成される。第2処理要素は、多
重チャネル多相フィルタの交換子を与えるべく構成され、ここで交換子の位置は
、この位置について選択されたフィルタ・インパルス応答の位相から分離され、
それにより多重チャネル多相フィルタはベースバンド・サンプリング・レートの
非整数倍であるサンプリング・レートにて動作できる;また非整数サンプリング
・レート変更を得て、周波数多重化合成信号を生成するために、ベースバンド・
サンプリング・レートの非整数倍にて多重チャネル多相フィルタを動作すべく構
成される。さらに、送信機は、ワイヤレス搬送波を周波数多重化合成信号で変調
して、Mサブチャネルを有するワイヤレス信号を生成するワイヤレス変調器によ
って構成される。
る受信機であり、ここでMは一よりも大きい正の整数である。受信機は、Mサブ
チャネルを有するワイヤレス信号を、サンプリング・レートを有しかつMサブチ
ャネルのうち少なくとも2つから導出された合成信号に変換する受信機フロント
エンドと、受信機フロントエンドに結合され、受信機から合成信号を受け取り、
かつ合成信号に対して非整数サンプリング・レート変更を行う多重チャネル多相
フィルタとによって構成される。多重チャネル多相フィルタは、合成信号を受け
取り、処理する第1処理要素によって構成される。第1処理要素は、多重チャネ
ル多相フィルタの交換子を与えるべく構成され、ここで交換子の位置は、この位
置について選択されたフィルタ・インパルス応答の位相から分離され、それによ
り多重チャネル多相フィルタは合成信号のサンプリング・レートの非整数倍であ
るサンプリング・レートにて動作できる;また非整数サンプリング・レート変更
を得るために、合成信号のサンプリング・レートの非整数倍にて多重チャネル多
相フィルタを動作すべく構成され、それにより少なくとも2つのレート変更済み
信号を生成する。さらに受信機は、多重チャネル多相フィルタに結合され、かつ
少なくとも2つのレート変更済み信号を少なくとも2つの周波数領域信号に変換
して、それにより少なくとも2つのベースバンド信号を生成すべく構成された第
2処理要素によって構成される。
によって構成される、本発明による一例としてのワイヤレス通信システムの電気
ブロック図を示し、このワイヤレス通信システムは、複数の受信機122も含む
。送信機116は、従来のワイヤレス通信方法であって、例えば無線,赤外線,
超音波チャネルを利用して受信機122と好ましくは通信し、送信機116を制
御するコントローラ112に通信リンク114によって結合される。
saging Gateway (WMG(商標)) Administrator!ページング端末と、RF-Conducto
r!(商標)メッセージ配信装置の組合せである。好ましくは、送信機116は、
本発明に従って修正されたRF-Orchestra!送信機と同様である。好ましくは、受
信機122は、モトローラ・インク社製のPageWriter(商標)ワイヤレス通信ユ
ニットと同様であり、以下でさらに説明するように、本発明に従って修正された
ハードウェアおよびソフトウェアを有する。なお、コントローラ112,送信機
116および受信機122について他の同様な機器も利用できることが理解され
る。
る。送信機116によって受信機122に送信されるRF信号(アウトバウンド
・メッセージ(outbound message))は、受信機122を識別する選択呼出アドレ
スと、発呼者によって発信されたデータ・メッセージと、ワイヤレス通信システ
ムの動作パラメータを調整するためにコントローラ112によって発信されたコ
マンドとによって構成される。
に、電話リンク101によって一般電話交換網(PSTN)110に結合される
。PSTN110からの音声およびデータ・メッセージからなる選択呼出発信は
、例えば、従来の電話111もしくはPSTN110に結合された従来のコンピ
ュータ117から生成できる。あるいは、パケット交換網,インターネット,ロ
ーカル・エリア・ネットワークなど、他の種類の通信網も発信メッセージをコン
トローラ112に伝送するために利用できることが理解される。
ーラ社の周知のFLEX(商標)ファミリーのデジタル選択呼出シグナリング・
プロトコルから好ましくは選択される。これらのプロトコルは、周知の誤り検出
および誤り訂正手法を利用し、そのためビット誤りが多すぎなければ、送信中に
生じるビット誤りに対して耐性がある。なお、他の適切なプロトコルも利用でき
ることが理解される。さらに、本発明を実施するための一実施例は単方向ワイヤ
レス通信システムであるが、本発明は双方向ワイヤレス通信システムにも適用可
能であることが理解される。
ましくは、送信機116は、コントローラ112に応答して、Mサブチャネルに
対応し、かつ第1ベースバンド・サンプリング・レートにてサンプリングされた
Mベースバンド信号を生成するグレイ符号発生器(gray code generator)218
によって構成され、ここでMは一(unity)よりも大きい正の整数で、例えば、1
6である。グレイ符号発生器218は、Mベースバンド信号を受け取り、処理す
るための処理システム204または変調エンジンに結合される。好ましくは、処
理システム204は、従来のデジタル信号プロセッサ(DSP)206と、入力
バッファ212を与えるためのRAMおよびフィルタ係数210,多重チャネル
多相フィルタ・プログラム214ならびに逆高速フーリエ変換(IFFT:inve
rse fast Fourier transform)プログラム220などのあらかじめプログラミン
グされたパラメータおよびソフトウェアを格納するためのROMを含む、従来の
メモリとによって構成される。さらに、送信機116は、ワイヤレス搬送波を周
波数多重化合成信号(処理システム204によって生成される)で変調して、M
サブチャネルを有するワイヤレス信号で、例えばRF信号を生成するための、従
来のRF変調器216などのワイヤレス変調器によって構成される。好適な実施
例では、DSP206は、イリノイ州ショーンブルグのモトローラ・インク社製
のモデルDSP56800であり、本開示の教示があれば、当業者によって容易に書ける
ソフトウェアを実行する。あるいは、DSP56800の代わりに他の同様なDSPを代
用してもよいことが理解される。さらに、処理システム204の一部または全て
は、DSP206のソフトウェア・プログラミングによるのではなく、ハードウ
ェア内で実現でき、さらに、メモリ208はDSP206に一体化できることが
理解される。本発明による処理システム204の動作については、以下でさらに
詳しく説明する。
テクチャ図である。好ましくは、変調エンジン300は、Mサブチャネルに対応
し、かつベースバンド・サンプリング・レートにてサンプリングされたMベース
バンド信号をグレイ符号発生器から受け取り、それぞれがベースバンド・サンプ
リング・レートにてサンプリングされたM時間領域信号に、周知の手法によって
Mベースバンド信号を変換する、M点逆高速フーリエ変換(IFFT)プロセッ
サ302によって構成される。
て非整数サンプリング・レート変更を行う多重チャネル多相フィルタ304によ
って構成される。多重チャネル多相フィルタ304は、M時間領域信号を受け取
り、処理するフィルタ・プロセッサ306によって構成される。本発明に従って
、フィルタ・プロセッサ306は、多重チャネル多相フィルタ304の交換子(c
ommutator)を与えるべく構成され、ここで交換子308の位置は、この位置につ
いて選択されたフィルタ・インパルス応答g(u)の位相から分離(decouple)さ
れ、それにより多重チャネル多相フィルタ304は、M時間領域信号のサンプリ
ング・レートの非整数倍であるサンプリング・レートにて動作できる。さらに、
フィルタ・プロセッサ306は、非整数サンプリング・レート変更を得るために
、M時間領域信号のサンプリング・レートの非整数倍にて多重チャネル多相フィ
ルタを動作すべく構成される。好ましくは、IFFTプロセッサ302およびフ
ィルタ・プロセッサ306の両方は、処理システム204ナインで実装される。
またはベースバンド信号であり、xr(m)はr番目のIFFT出力であり、xr (s)はr番目のフィルタ出力である。フィルタ・インパルス応答g(u)は、
周知の手法により、ベースバンド・シンボル・レートのI倍の処理レートにて設
計された低域通過フィルタについて得られる。Mフィルタのそれぞれは、I/(
DM)のサンプリング・レート変更を行い、ここでMはIFFTにおける点の数
で、例えば16であり、Iは補間レート(interpolation rate)で、例えば125
であり、Dは間引きレート(decimation rate)で、例えば7である。従って、例
示の値のサンプリング・レート変更は125/112であり、分数レート変更(f
ractional rate change)である。合成周波数間隔(synthesized frequency spaci
ng)は次式によって与えられる:
タ・インパルス応答g(u)は、fs=Ifbのサンプリング・レートにて設計さ
れる。フィルタ・バンク・アーキテクチャは次のように導出される。
。k番目のサブチャネルの濾波および変調は、フェーザ(phasor)と畳込み和(con
volution sum)の積として表すことができる。
ができる:
の形式で表すことができる。
関数g(u)による、信号のアップ・ダウン・リサンプリング(up-down resampl
ing)の一般式である。
トまたは基底サンプリング・レートと、効率的なスペクトル利用に必要な所望の
周波数間隔との間の非整数関係のために、多重サブチャネルを生成するには望ま
しくないと考えられてきた。しかし、この構造は単一チャネル多相補間/間引き
構造との多くの類似性がある。
ator/decimator)について検討する。
きる。
r history)は、交換子位置インデクス(commutator position index)の変化毎に
変化することである。同期バッファがあれば、これは最小限のアドレス指定オー
バヘッドで達成できる。
期させる。本発明は、各交換子位置について用いられるフィルタ・インパルス応
答の位相を、多相フィルタの動作を妨げずに、交換子の位置から分離できること
を実証するが、これは予想外の結果である。交換子の位置からフィルタ・インパ
ルス応答の位相を分離するすることにより、多相フィルタは、以下で説明するよ
うに、非整数サンプリング・レート変更を行うことができ、有利である。
しての入力バッファ・インクリメンテーション図400を示す図4に図示するよ
うに、全チャネルにおいて同期的にインクリメントされる。各行(row)は、交換
子位置インデクスrによって決定される交換子308の位置を表す。入力サンプ
ル・インデクスmは、フィルタ304によって処理される入力サンプルを表す。
交換子サイクル・インデクスsは、交換子308が例えば16であるM計算のフ
ル・サイクルを完了する毎に進む。黒点は、r,s,mに対応するフィルタ・イ
ンパルス応答の選択された所定の位相を介したステップを表す。例えば、列(col
umn)1および2において、入力と出力との間の非整数レート変更のため、多相フ
ィルタ304は、最初の入力サンプルについてフィルタ・インパルス応答の18
個の位相を利用する。(従来の多相フィルタであれば、16,32,48,..
.個の位相を利用し、ここでMは、この例と同様にM=16である。)従来のフ
ィルタにおいて、16個の入力サンプルのそれぞれが各交換子フル・サイクルに
ついて一回触れられると、これはクリティカル・サンプリング(サブチャネル間
の分離なし)の例となり、16個の入力サンプルのそれぞれが各ブロック(太い
線によって区切られる)において整数回触れられると、これは従来のFFT/多
相多重サブチャネル変調の典型的な用途(サブチャネルの分離が広すぎ)となる
。
れたフィルタ・インパルス応答全体の選択された位相における一つの通過(singl
e pass)を表すことに留意されたい。すなわち、選択された列の最初の2つの行
について用いられる位相は、従来の多相フィルタの場合と同様に、最初の列の最
初の2つの行について用いられる位相と同じ位相ではない。交換子位置に固定さ
れるのではなく、フィルタ・インパルス応答の現位相インデクスφnは、多重チ
ャネル多相フィルタの間引きレートD,補間レートI,開始位相インデクスφs
および出力サンプル・インデクスnの関数として計算される。
ンデクスsと同期して進まずに、現位相インデクスφn、間引きレートDおよび
補間レートIから求められる。
値に相当する18個の位相ではなく、フィルタ・インパルス応答の17個の位相
しかないことに留意されたい。これは、この例において、I=125およびD=
7であるためである。従って、7個の位相だけ離れたホップでステッピングする
125個の可能な位相インデクス値が存在する。このとき、I/D=125/7
=17 6/7が成立する。従って、フィルタ・インパルス応答の位相における
7番目の通過ごとに、17回のホップでフィルタの最後に達し、次の入力サンプ
ルに移動する時間となる。
。IFFTは同相アルゴリズム(in-phase algorithm)で実行でき、濾波のために
中間的な信号格納は必要ない。複雑なシンボルまたはサンプルでは、濾波プロセ
ス全体に必要なメモリは、フィルタ係数(filter coefficients)について、(バ
ッチ期間(batch duration)と出力レートの積の4倍の)RAM番地と、(フィル
タ応答におけるシンボル数のI倍の)ROM番地にほぼ等しい。
一例としての受信機122の電気ブロック図であり、ここでMは一よりも大きい
正の整数である。受信機122は、メッセージを傍受するアンテナ504によっ
て構成される。アンテナ504は、メッセージを受信する従来の受信機フロント
エンド508に結合される。受信機フロントエンド508は、Mサブチャネルを
有するワイヤレス信号を、サンプリング・レートを有し、かつMサブチャネルの
うち少なくとも2つから導出される合成信号(composite signal)に変換する。受
信機フロントエンド508は、メッセージを処理し、受信機122を制御する処
理システム506に結合される。また、好ましくは、ユーザ・インタフェース5
14も、ユーザとのインタフェースを与えるために処理システム506に結合さ
れる。好ましくは、ユーザ・インタフェース514は、メッセージを表示する従
来のディスプレイ516と、メッセージが着信したことをユーザに報知する従来
の報知要素518と、受信機122を制御する従来のキーボード520とによっ
て構成される。なお、受信機122のいくつかのモデル、例えば、デバイスを制
御するための受信機は、ユーザ・インタフェース514を従来のデバイス・イン
タフェース(図示せず)と置換できることが理解される。好ましくは、処理シス
テム506は、従来のデジタル信号プロセッサ(DSP)510および従来のメ
モリ512によって構成される。好適な実施例では、DSPはイリノイ州ショー
ンブルグのモトローラ・インク社製のモデルDSP56800であり、本開示の教示があ
れば、当業者によって容易に書けるソフトウェアを実行する。あるいは、DSP568
00の代わりに他の同様なDSPを代用してもよいことが理解される。さらに、処
理システム506の一部または全ては、DSPのソフトウェア・プログラミング
によるのではなく、ハードウェア内で実現でき、さらに、メモリ512はDSP
510に一体化できることが理解される。
めのソフトウェア要素および変数によって構成される。好ましくは、メモリ51
2は、受信機122が応答するところの選択呼出アドレス522を含む。さらに
、メモリ512は、周知の手法を介してメッセージを処理するように処理システ
ム506をプログラミングするためのメッセージ処理要素524を含む。また、
メモリ512は、本発明に従ってフィルタ・インパルス応答を記述するフィルタ
係数526を含む。さらに、メモリ512は、入力バッファを格納するために用
いられる入力バッファ528を含む。さらに、メモリ512は、本発明による多
重チャネル多相フィルタ・プログラム530および高速フーリエ変換(FFT)
プログラム532によって構成される。本発明による処理システム506の動作
については、以下でさらに詳しく説明する。
クチャ図である。復調エンジン600は、受信機フロントエンド508から合成
信号を受け取り、この合成信号に対して非整数サンプリング・レート変更を行う
多重チャネル多相フィルタ602によって構成される。多重チャネル多相フィル
タ602は、合成信号を受け取り、処理するフィルタ・プロセッサ604によっ
て構成される。フィルタ・プロセッサ604は、多重チャネル多相フィルタ60
2の交換子606を与えるべく構成され、ここで交換子606の位置は、この位
置について選択されたフィルタ・インパルス応答の位相から分離され、それによ
り多重チャネル多相フィルタ602は、合成信号のサンプリング・レートの非整
数倍であるサンプリング・レートにて動作できる。さらに、フィルタ・プロセッ
サ604は、非整数サンプリング・レート変更を得るために、合成信号のサンプ
リング・レートの非整数倍にて多重チャネル多相フィルタ602を動作すべく構
成され、それにより少なくとも2つのレート変更済み信号(rate-changed signal
)を生成する。また、復調エンジン600は、多重チャネル多相フィルタ602
に結合され、かつ少なくとも2つのレート変更済み信号を少なくとも2つの周波
数領域信号に変換して、それにより少なくとも2つのベースバンド信号を生成す
べく構成された高速フーリエ変換(FFT)プロセッサ608を含む。好ましく
は、フィルタ・プロセッサ604およびFFTプロセッサ608は、処理システ
ム506内で実装される。
ト非同期波形であり、xr(s)はr番目のフィルタ・バンク入力であり、xr(
m)はr番目のフィルタ出力である。フィルタ・インパルス応答g(u)は、周
知の手法により、x(n)のサンプリング・レートのI倍の処理レートにて設計
された低域通過フィルタについて得られる。Mフィルタのそれぞれは、IM/D
のレート変更を行い、ここでMはFFTにおける点の数である。交換(commutati
on)後、合成周波数間隔は次式によって与えられる:
テクチャは次のように導出される。
。k番目のサブチャネルの濾波およびダウンサンプリングは、次式のように表す
ことができる。
抜き出すことができる。
ー・レートまたは基底サンプリング・レートと、所望の周波数間隔との間の非整
数関係のために、多重サブチャネルでは望ましくないと考えられてきた。しかし
、この構造は単一チャネル多相補間/間引き構造との多くの類似性がある。以下
の単一チャネル・インタポレータ/デシメータについて検討する。
きる。
の出力は、異なるFFT入力に送られることである。
606の位置から分離することにより、多重チャネル多相フィルタ602におい
て非整数レート変更が有利に可能になることである。交換子位置に固定されるの
ではなく、フィルタ・インパルス応答の現位相インデクスφr,mは、多重チャネ
ル多相フィルタの間引きレートD,補間レートI,出力サンプル・インデクスm
,交換子位置インデクスr,FFTにおける点の数Mおよび開始位相インデクス
φsの関数として計算される。
・インパルス応答を入力サンプルx(n)のシンボル中心に時間整合させる値に
好ましくは設定されることを理解されたい。
ル・インデクスsは同期して進まずに、交換子サイクル・インデクスsの前進は
、現位相インデクスφr,m,FFTにおける点の数M,補間レートおよび間引き
レートDから求められる。
着信データ・ストリームと同期して変化しなければならず、そのため処理システ
ム506の計算のタイミングはそうなることを保証するように手配される。
必要としない。FFTは同相アルゴリズムで実行でき、濾波のために中間的な信
号格納は必要ない。複雑なシンボルまたはサンプルでは、濾波プロセス全体に必
要なメモリは、フィルタ係数について、(バッチ期間と出力レートの積の4倍の
)RAM番地と、(フィルタ応答における基底サンプリング・レート・サンプル
数のI倍の)ROM番地にほぼ等しい。一つの評価した用途では、本発明により
、従来の方法に比べて、処理能力条件、すなわちMIPSは約3分の1に軽減し
、またRAM条件の著しい改善が得られた。
ト変更を行うための装置を提供したことが、上記の開示から明らかであろう。有
利な点は、本装置は、サブチャネル間隔の優れた柔軟性を有する効率的な多重サ
ブチャネル多相変調および復調エンジンを可能にする。
特許請求の範囲内で、本発明は本明細書で具体的に説明した以外でも実施できる
ものとする。
である。
ンクリメンテーション図である。
である。
Claims (13)
- 【請求項1】 非整数サンプリング変更を行う多重チャネル多相フィルタで
あって: それぞれが入力サンプリング・レートにてサンプリングされたM入力チャネル
のデータを受け取り、処理する処理システムであって、Mは一よりも大きい正の
整数であり、前記処理システムは: 前記多重チャネル多相フィルタの交換子を与え、ここで前記交換子の位置
は前記位置について選択されたフィルタ・インパルス応答の位相から分離され、
それにより前記多重チャネル多相フィルタは、前記入力サンプリング・レートの
非整数倍であるサンプリング・レートにて動作でき;および 前記非整数サンプリング・レート変更を得るために、前記入力サンプリン
グ・レートの前記非整数倍にて前記多重チャネル多相フィルタを動作し、 前記多重チャネル多相フィルタが変調器において採用される場合には、前
記多重チャネル多相フィルタの間引きレート,補間レート,開始位相インデクス
および出力サンプル・インデクスの関数として、前記フィルタ・インパルス応答
の位相インデクスを判定し;および 前記多重チャネル多相フィルタが復調器において採用される場合には、M
と、前記多重チャネル多相フィルタの間引きレート,補間レート,開始位相イン
デクス,交換子位置インデクスおよび出力サンプル・インデクスの関数として、
前記フィルタ・インパルス応答の位相インデクスを判定する; ようにプログラミングされる処理システム; によって構成されることを特徴とする多重チャネル多相フィルタ。 - 【請求項2】 前記処理システムは、フィルタ・インパルス応答の現位相イ
ンデクスと、前記多重チャネル多相フィルタの間引きレートとの和が、前記多重
チャネル多相フィルタの補間レートを超える毎に、入力サンプル・インデクスを
進めるようにさらにプログラミングされることを特徴とする請求項1記載の多重
チャネル多相フィルタ。 - 【請求項3】 前記処理システムは、フィルタ・インパルス応答の現位相イ
ンデクスと、前記多重チャネル多相フィルタの間引きレートとの和が、前記多重
チャネル多相フィルタの補間レートのM倍よりも大きい毎に、交換子サイクル・
インデクスを進めるようにさらにプログラミングされることを特徴とする請求項
1記載の多重チャネル多相フィルタ。 - 【請求項4】 Mサブサブチャネルの変調を並列に促進する変調エンジンで
、Mは一よりも大きい正の整数である、変調エンジンであって: 第1処理手段であって: 前記Mサブチャネルに対応し、かつベースバンド・サンプリング・レート
にてサンプリングされたMベースバンド信号を受け取り;および 前記Mベースバンド信号を、それぞれが前記ベースバンド・サンプリング
・レートにてサンプリングされたM時間領域信号に変換する; ように構成された第1処理手段と; 前記第1処理手段に結合され、前記M時間領域信号に対して非整数サンプリン
グ・レート変更を行う多重チャネル多相フィルタであって、前記多重チャネル多
相フィルタは: 前記M時間領域信号を受け取り、処理する第2処理手段からなり、前記第
2処理手段は: 前記多重チャネル多相フィルタの交換子を与え、ここで前記交換子の
位置は、前記位置について選択されたフィルタ・インパルス応答の位相から分離
され、それにより前記多重チャネル多相フィルタは、前記M時間領域信号のサン
プリング・レートの非整数倍であるサンプリング・レートにて動作でき; 前記多重チャネル多相フィルタの間引きレート,補間レート,開始位
相インデクスおよび出力サンプル・インデクスの関数として、フィルタ・インパ
ルス応答の位相インデクスを判定し;および 前記非整数サンプリング・レート変更を得るために、前記M時間領域
信号のサンプリング・レートの非整数倍にて前記多重チャネル多相フィルタを動
作する; ように構成される、第2処理手段からなる多重チャネル多相フィルタと; によって構成されることを特徴とする変調エンジン。 - 【請求項5】 前記第2処理手段は: 前記Mベースバンド信号を表し、かつ前記ベースバンド・サンプリング・レー
トの非整数倍である周波数間隔を有する周波数多重化合成信号を生成する; ようにさらに構成されることを特徴とする請求項4記載の変調エンジン。 - 【請求項6】 前記第1および第2処理手段は、一つのデジタル信号プロセ
ッサによって実現されることを特徴とする請求項4記載の変調エンジン。 - 【請求項7】 Mサブチャネルのうち少なくとも2つの復調を並列に促進す
る復調エンジンで、Mは一よりも大きい正の整数である、復調エンジンであって
: 前記Mサブチャネルのうち前記少なくとも2つから導出された合成信号を受信
機から受け取り、かつ前記合成信号に対して非整数サンプリング・レート変更を
行う多重チャネル多相フィルタであって、前記多重チャネル多相フィルタは: 前記合成信号を受け取り、処理する第1処理手段からなり、前記第1処理
手段は: 前記多重チャネル多相フィルタの交換子を与え、ここで前記交換子の
位置は、前記位置について選択されたフィルタ・インパルス応答の位相から分離
され、それにより前記多重チャネル多相フィルタは、前記合成信号のサンプリン
グ・レートの非整数倍であるサンプリング・レートにて動作でき; Mと、前記多重チャネル多相フィルタの間引きレート,補間レート,
開始位相インデクス,交換子位置インデクスおよび出力サンプル・インデクスの
関数として、フィルタ・インパルス応答の位相インデクスを判定し;および 前記非整数サンプリング・レート変更を得るために、前記合成信号の
サンプリング・レートの非整数倍にて前記多重チャネル多相フィルタを動作して
、それにより少なくとも2つのレート変更済み信号を生成する; ように構成された第1処理手段、によって構成される多重チャネル多相フィル
タと; 前記多重チャネル多相フィルタに結合され、かつ前記少なくとも2つのレート
変更済み信号を少なくとも2つの周波数領域信号に変換し、それにより少なくと
も2つのベースバンド信号を生成するように構成された第2処理手段と; によって構成されることを特徴とする復調エンジン。 - 【請求項8】 前記第1および第2処理手段は、一つのデジタル信号プロセ
ッサによって実現されることを特徴とする請求項7記載の復調エンジン。 - 【請求項9】 Mサブチャネル信号を並列に変調する送信機で、Mは一より
も大きい正の整数である、送信機であって: 第1処理手段であって: 前記Mサブチャネルに対応し、かつベースバンド・サンプリング・レート
にてサンプリングされたMベースバンド信号を受け取り;および 前記Mベースバンド信号を、それぞれが前記ベースバンド・サンプリング
・レートにてサンプリングされたM時間領域信号に変換する; ように構成された第1処理手段と; 前記第1処理手段に結合され、前記M時間領域信号に対して非整数サンプリン
グ・レート変更を行う多重チャネル多相フィルタであって、前記多重チャネル多
相フィルタは: 前記M時間領域信号を受け取り、処理する第2処理手段からなり、前記第
2処理手段は: 前記多重チャネル多相フィルタの交換子を与え、ここで前記交換子の
位置は、前記位置について選択されたフィルタ・インパルス応答の位相から分離
され、それにより前記多重チャネル多相フィルタは、前記ベースバンド・サンプ
リング・レートの非整数倍であるサンプリング・レートにて動作でき; 前記多重チャネル多相フィルタの間引きレート,補間レート,開始位
相インデクスおよび出力サンプル・インデクスの関数として、フィルタ・インパ
ルス応答の位相インデクスを判定し;および 前記非整数サンプリング・レート変更を得て、周波数多重化合成信号
を生成するために、前記ベースバンド・サンプリング・レートの前記非整数倍に
て前記多重チャネル多相フィルタを動作する; ように構成された第2手段からなる多重チャネル多相フィルタと; ワイヤレス搬送波を前記周波数多重化合成信号で変調して、Mサブチャネルを
有するワイヤレス信号を生成するワイヤレス変調器と; によって構成されることを特徴とする送信機。 - 【請求項10】 前記第2処理手段は: 前記Mベースバンド信号を表し、かつ前記ベースバンド・サンプリング・レー
トの非整数倍である周波数間隔を有する周波数多重化合成信号を生成する; ようにさらに構成されることを特徴とする請求項9記載の送信機。 - 【請求項11】 前記第1および第2処理手段は、一つのデジタル信号プロ
セッサによって実現されることを特徴とする請求項9記載の送信機。 - 【請求項12】 Mサブチャネルのうち少なくとも2つを並列に復調する受
信機で、Mは一よりも大きい正の整数である、受信機であって: 前記Mサブチャネルを有するワイヤレス信号を、サンプリング・レートを有し
、かつ前記Mサブチャネルのうち前記少なくとも2つから導出された合成信号に
変換する受信機フロントエンドと; 前記受信機フロントエンドに結合され、前記受信機から前記合成信号を受け取
り、前記合成信号に対して非整数サンプリング・レート変更を行う多重チャネル
多相フィルタであって、前記多重チャネル多相フィルタは: 前記合成信号を受け取り、処理する第1処理手段からなり、前記第1処理
手段は: 前記多重チャネル多相フィルタの交換子を与え、ここで前記交換子の
位置は、前記位置について選択されたフィルタ・インパルス応答の位相から分離
され、それにより前記多重チャネル多相フィルタは、前記合成信号のサンプリン
グ・レートの非整数倍であるサンプリング・レートにて動作でき; Mと、前記多重チャネル多相フィルタの間引きレート,補間レート,
開始位相インデクス,交換子位置インデクスおよび出力サンプル・インデクスの
関数として、フィルタ・インパルス応答の位相インデクスを判定し;および 前記非整数サンプリング・レート変更を得るために、前記合成信号の
サンプリング・レートの前記非整数倍にて前記多重チャネル多相フィルタを動作
し、それにより少なくとも2つのレート変更済み信号を生成する; ように構成された第1処理手段からなる多重チャネル多相フィルタと; 前記多重チャネル多相フィルタに結合され、かつ前記少なくとも2つのレート
変更済み信号を少なくとも2つの周波数領域信号に変換し、それにより少なくと
も2つのベースバンド信号を生成するように構成された第2処理手段と; によって構成されることを特徴とする受信機。 - 【請求項13】 前記第1および第2処理手段は、一つのデジタル信号プロ
セッサによって実現されることを特徴とする請求項12記載の受信機。
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