JP2004007574A - Finite impulse response filter and receiver for communication - Google Patents

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JP2004007574A
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Hidekuni Yomo
四方 英邦
Hiromichi Yamamoto
山本 裕理
Masanori Kunieda
國枝 賢徳
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a finite impulse response filter with a reduced circuit scale corresponding to the number of over-samplings that is dynamically revised. <P>SOLUTION: The finite impulse response filter 100 is provided with: a prescribed number of delay elements D0 to DN-1; a prescribed number of multipliers c(0) to c(N-1); and a prescribed number of adders K0 to KN-1, and the interconnection of them is revisably wired. a wiring control section 109 revises only the relation of the interconnection above when the number of over-samplings applied to an input signal is dynamically revised to adopt a filter configuration for the finite impulse response filter 100 with the number of parallel circuits in response to the number of over-samplings. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、離散化された信号をフィルタリングする有限インパルスレスポンスフィルタ及びこれを用いた通信用受信装置に関し、例えば、BPSK、QPSK、QAM等の線形変調されたシングルキャリア無線伝送装置における帯域制限用フィルタとして用いるに好適である。
【0002】
【従来の技術】
一般に、有限インパルスレスポンスフィルタには、遅延素子、乗算器、加算器の接続の様式からいくつかの種類に分けられる。中でも、直接型構成と転置型構成は広く用いられている。ここで、これらの構成について、図面を用いて簡単に説明する。図17は、直接型構成の有限インパルスレスポンスフィルタの構成を示すブロック図である。遅延素子11a〜11eは、直列に接続され、入力された信号を次の信号が入力されるまで遅延させる。遅延された信号は、次段の遅延素子と乗算器に出力される。乗算器12a〜12eは、予めタップ係数が設定されており、乗算器12aは入力信号に、他の乗算器12b〜12eは各遅延素子から出力された信号にそれぞれタップ係数を乗算し、乗算結果を加算器13に出力する。加算器13は、乗算器12a〜12eから出力された乗算結果を全て加算し、加算結果を出力する。
【0003】
図18は、転置型構成の有限インパルスレスポンスフィルタの構成を示すブロック図である。乗算器21a〜21eは、予めタップ係数が設定されており、同一の入力信号に対してそれぞれタップ係数を乗算し、乗算結果を加算器22a〜22eに出力する。加算器22a〜22eは、乗算器21a〜21eに対応して接続され、乗算器からの乗算結果と遅延素子からの遅延信号を加算し、加算結果を次段の遅延素子に出力する。遅延素子23a〜23dは、加算器22a〜22eから出力された加算結果を次の加算結果が入力されるまで遅延させる。遅延された信号は次段の加算器に出力される。
【0004】
従来、これらの回路規模を削減させるため、入力信号が帯域制限されていないデータ信号であることを利用した特許文献1に開示された技術がある。
【0005】
また、特許文献2には、乗算係数を切り替えることで回路規模を削減する技術が記載されており、この技術は公知である。
【0006】
また一方で、オーバーサンプリングに要求される演算動作速度を低減する手法として、特許文献3に記載された内容が知られている。この内容について図19を用いて簡単に説明する。図19は、従来の有限インパルスレスポンスフィルタの構成を示すブロック図である。ブロック31a〜31dは、それぞれ、図17で示した直接型構成のフィルタと同じ構成を有しており、互いに並列に構成されている。ただし、各乗算器のタップ係数は、異なる位相に対応するタップ係数同士を分離して演算するように設定されている。多重化部32は、フロック31a〜31dでの演算結果を多重化し、多重信号を出力する。これにより、各ブロックで入力信号を並列処理することができ、オーバーサンプリング数の4倍の精度でフィルタリングすることができる。すなわち、図19の構成によるフィルタリングの精度を図17の構成で実現する場合、オーバーサンプリングに要求される演算動作速度は、図19の場合に要求される演算動作速度の4倍となる。したがって、図19に示すように、直接型構成のフィルタを並列に構成することで、オーバーサンプリングに要求される演算動作速度を低減することができる。
【0007】
【特許文献1】
特許第2929807号公報
【特許文献2】
特開2001−77669号公報
【特許文献3】
特開昭60−77542号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来、動的に変更されたオーバーサンプリング数に対応した有限インパルスレスポンスフィルタを実現するには、図19に示す手法を用いて、各オーバーサンプリング数に対応したフィルタを複数個用意する必要があった。例えば、2並列、4並列、8並列のフィルタを用意する場合には、14個のフィルタ(ブロック)が必要であり、これらを切り替えて使用するため、回路規模の増大を招いていた。
【0009】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、動的に変更されたオーバーサンプリング数に対応し、回路規模を削減した有限インパルスレスポンスフィルタ及び通信用受信装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、2(nは正数)倍オーバーサンプリングされた入力信号に対応させて周波数帯域幅を可変する有限インパルスレスポンスフィルタであって、入力信号を順次遅延する遅延素子と前記遅延された入力信号と予め設定されたタップ係数との乗算演算を行う乗算器とからなるN個の回路ブロックと、前記回路ブロックの乗算器の出力を加算する加算手段と、前記入力信号から周波数帯域幅を検出する帯域幅検出手段と、前記N個の回路ブロックの入力及び出力の配線の接続を前記検出された帯域幅に応じて動的に制御する配線制御手段と、を具備する構成を採る。
【0011】
この構成によれば、標本化周波数一定で入力信号の周波数帯域幅が広くなると、オーバーサンプリング数が少なくなり、フィルタの処理精度が低くなるが、N個の回路ブロックについて入力と出力の配線の接続を入力信号の周波数帯域幅に応じて変更することができるので、並列数を増やしたフィルタ構成とすることにより実際のオーバーサンプリング数より処理精度の高い直接型の有限インパルスレスポンスフィルタを実現することができる。また、所定数の遅延素子、乗算器及び加算器の接続関係を変更するだけなので、回路規模を削減することができる。
【0012】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、前記N個の回路ブロックが、当該回路ブロックの入力及び出力の配線の接続を動的に行う配線可変ポートを具備する構成を採る。
【0013】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、前記配線可変ポートが、各乗算器及び遅延素子との間に設けられた第1端子と、前記遅延素子の出力部分に設けられた第2端子と、各乗算器及び前記加算手段との間に設けられた第3端子と、を備え、前記第1端子、前記第2端子及び前記第3端子を用いて配線の接続を行う構成を採る。
【0014】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、前記配線可変ポートが、入力された信号を前記遅延素子と前記乗算器に出力する第1配線可変ポートと、前記配線制御手段の制御に応じて前記第1配線可変ポートとの配線を動的に接続し、前記遅延素子から入力された信号を前記第1配線可変ポートに出力する第2配線可変ポートと、前記配線制御手段の制御に応じて前記乗算器と前記加算手段との配線を動的に接続し、前記乗算器から入力された信号を前記加算手段に出力する第3配線可変ポートと、を具備する構成を採る。
【0015】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、前記第1配線可変ポートが、前記N個の回路ブロックの各乗算器と遅延素子に対応して設けられたN個の第1端子を備え、入力された信号を、前記第1端子を介して前記乗算器と前記遅延素子に出力し、前記第2配線可変ポートが、前記N個の回路ブロックの各遅延素子に対応して設けられたN個の第2端子を備え、前記第2端子と前記第1端子との配線を前記配線制御手段の制御に応じて接続し、前記遅延素子から入力された信号を、前記第2端子を介して前記第1配線可変ポートに出力し、前記第3配線可変ポートが、前記N個の回路ブロックの各乗算器に対応して設けられたN個の第3端子を備え、前記第3端子と前記加算手段との配線を前記配線制御手段の制御に応じて接続し、前記乗算器から入力された信号を前記加算器に出力する構成を採る。
【0016】
これらの構成によれば、配線の接続を動的に行う配線可変ポートを設けたことにより、フィルタ構成を動的に変更することができる。
【0017】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、2(nは正数)倍オーバーサンプリングされた入力信号に対応させて周波数帯域幅を可変する有限インパルスレスポンスフィルタであって、入力信号と予め設定されたタップ係数との乗算演算を行う乗算器と前記乗算器による演算結果を入力とする加算器と前記加算器による加算結果を遅延する遅延素子とからなるN個の回路ブロックと、前記入力信号から周波数帯域幅を検出する帯域幅検出手段と、前記N個の回路ブロックの入力及び出力の配線の接続を前記検出された帯域幅に応じて制御する配線制御手段と、前記遅延素子で遅延された信号を前記配線制御手段の制御に応じて出力する接続手段と、を具備する構成を採る。
【0018】
この構成によれば、標本化周波数一定で入力信号の周波数帯域幅が広くなると、オーバーサンプリング数が少なくなり、フィルタの処理精度が低くなるが、遅延素子と他の回路ブロックの加算器とを結ぶ配線の接続を入力信号の周波数帯域幅に応じて変更することができるので、並列数を増やしたフィルタ構成とすることにより実際のオーバーサンプリング数より処理精度の高い転置型の有限インパルスレスポンスフィルタを実現することができる。また、所定数の遅延素子、乗算器及び加算器の接続関係を変更するだけなので、回路規模を削減することができる。
【0019】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、入力された信号を前記加算器に出力し、前記配線制御手段の制御に応じて0が入力される第1配線可変ポートと、前記遅延素子から入力された信号を前記接続手段に出力すると共に、前記配線制御手段の制御に応じて前記第1配線可変ポートとの配線を動的に接続し、前記第1配線可変ポートに出力する第2配線可変ポートと、を具備する構成を採る。
【0020】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、前記第1配線可変ポートが、前記N個の回路ブロックの各加算器に対応して設けられたN個の第1端子を備え、入力された信号を、前記第1端子を介して前記加算器に出力し、前記第2配線可変ポートが、前記N個の回路ブロックの各遅延素子に対応して設けられたN個の第2端子を備え、前記第2端子と前記第1端子との配線を前記配線制御手段の制御に応じて接続し、前記遅延素子から入力された信号を、前記第2端子を介して前記第1配線可変ポートに出力する構成を採る。
【0021】
これらの構成によれば、配線の接続を動的に行う配線可変ポートを設けたことにより、フィルタ構成を動的に変更することができる。
【0022】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、前記配線制御手段が、前記検出手段で検出された入力信号の周波数帯域幅に基づいて入力信号の離散化数を算出し、算出した入力信号の離散化数と、フィルタ処理後の離散化数及びタップ数に基づいて、フィルタ構成の並列数を決定し、決定したフィルタ構成となるように前記N個の回路ブロックの入力及び出力の配線を制御する構成を採る。
【0023】
この構成によれば、入力信号の離散化数、すなわち、オーバーサンプリング数が動的に変更された場合に、フィルタ構成の並列数の決定を適切に行うことができる。例えば、実現可能な並列数をはるかに越えたり、縦列構成を示す並列数1未満となったりすることを防ぐことができる。
【0024】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、前記配線制御手段が、離散化された入力信号の周波数帯域幅がL(Lは自然数)倍で増加する場合、フィルタ構成の並列数をL倍で増加させ、前記周波数帯域幅が1/L倍に減少する場合、フィルタ構成の並列数を1/L倍で減少させる構成を採る。
【0025】
この構成によれば、入力信号の周波数帯域幅はシンボル速度に対応しており、周波数帯域幅に応じてフィルタ構成を変更することは、シンボル速度に応じてフィルタ構成を変更することを意味し、周波数帯域幅が広くなり、シンボル速度が速くなる場合、フィルタ構成の並列数を増大させ、周波数帯域幅が狭くなり、シンボル速度が遅くなる場合、フィルタ構成の並列数を減少させることにより、フィルタの動作可能周波数でフィルタ処理を行うことができる。
【0026】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、フィルタ構成を並列としたときに並列処理された複数系列の信号を1系列の信号に多重化する多重化手段を具備する構成を採る。
【0027】
この構成によれば、有限インパルスレスポンスフィルタの後段において、並列処理された複数系列の信号を処理することができない場合でも、多重化手段により1系列の信号として出力することにより、信号の処理を行うことができる。
【0028】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、前記乗算器が、ルートナイキストフィルタ又はナイキストフィルタのインパルスレスポンスに対応したタップ係数が設定された構成を採る。
【0029】
この構成によれば、無線通信等で多く用いられる線形変調やパーシャルレスポンス信号に対して最適なフィルタ特性とすることができると共に、遅延歪みの小さい良好なフィルタ出力を得ることができる。
【0030】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、プログラムにより再構成される集積回路が用いられた構成を採る。
【0031】
この構成によれば、変更可能な配線部分にプログラムにより再構成される集積回路を用いることにより、回路規模の小さい配線部分のみを複数有することになり、回路規模の増大を回避することができる。
【0032】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、プログラムにより回路構成が変更されるディジタル信号処理器が用いられた構成を採る。
【0033】
この構成によれば、有限インパルスレスポンスフィルタをより柔軟に再構成することができ、また、回路規模を縮小することができる。
【0034】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタは、上記構成において、容量の異なる複数のキャパシタを切り替えて、タップ係数を変更するスイッチドキャパシタ型フィルタと、再構成可能な集積回路又はディジタル信号処理器とが用いられた構成を採る。
【0035】
この構成によれば、A/D変換器が動作できないような高速なシンボル速度の信号に対してフィルタ処理を行うことができる。
【0036】
本発明の通信用受信装置は、上記いずれかの構成を有する有限インパルスレスポンスフィルタと、フィルタ処理された信号を判定し、ビットデータを形成する判定手段と、フィルタ処理された信号に基づいて、前記判定手段において判定する位相を決定する位相決定手段と、を具備する構成を採る。
【0037】
本発明の通信用受信装置は、上記構成において、通信相手から送信された変調信号をベースバンド帯に周波数変換する周波数変換手段を具備し、前記有限インパルスレスポンスフィルタが、周波数変換されたベースバンド信号を入力信号とする構成を採る。
【0038】
本発明の通信用受信装置は、上記構成において、通信相手から送信された変調信号をベースバンド信号の同相成分及び直交成分に直交復調する直交復調手段を具備し、前記有限インパルスレスポンスフィルタが、前記ベースバンド信号の同相成分及び直交成分を入力信号とする構成を採る。
【0039】
これらの構成によれば、上記いずれかの構成を有する有限インパルスレスポンスフィルタを通信用受信装置に適用することにより、入力信号の帯域幅が可変とされた場合でも、フィルタに要求される動作速度を一定の標本化周波数と同等とすることができ、フィルタの処理速度を一定以内に抑えることができる。
【0040】
【発明の実施の形態】
本発明の骨子は、所定数の遅延素子と乗算器との接続、所定数の乗算器と加算器との接続をそれぞれ変更可能に配線し、入力信号のオーバーサンプリング数が動的に変更されると、オーバーサンプリング数に応じた並列数のフィルタ構成となるよう前記配線を変更することである。
【0041】
本発明の実施の形態では、有限インパルスレスポンスフィルタを通信装置に適用した場合を想定する。従来では、一定の周波数帯域幅しか使用されておらず、伝送速度を向上させつつ、所望の通信品質を確保するため、適応変調が行われていた。しかしながら、一定の周波数帯域幅しか使用していないため、伝送速度の向上には限界があった。そこで、本発明の実施の形態では、伝送速度を向上させるため、周波数帯域幅を可変とした場合について説明する。
【0042】
信号の周波数帯域幅を可変にする場合、入力信号のシンボル速度が一定のままでフィルタの帯域幅のみを変化させるだけでは、信号の帯域幅の可変範囲が狭い。このため、シンボル速度自体を可変にすることも求められる。このシンボル速度の変化に対して、良好な通信を確保するためにはフィルタの帯域幅も変化させる必要がある。なお、シンボル速度を速くすると広帯域な信号となり、シンボル速度を遅くすると狭帯域な信号となる。
【0043】
一般に、フィルタの帯域幅を変更するためには、フィルタのタップ係数を変更したり、標本化周波数を変更したりすることで対応することができる。また、急峻な遮断特性を得るためにはフィルタのタップ数が多く必要である。このため、標本化周波数を一定とした場合には、広帯域な有限インパルスレスポンスフィルタをタップ係数の変更のみで実現することは困難である。また、標本化周波数が一定ということはオーバーサンプリング数が変化するということでもあり、シンボル速度の遅い信号(狭帯域な信号)に対してはオーバーサンプリング数が増大し、過剰な仕様となってしまう。このため、消費電力を余計に費やしてしまうことになる。
【0044】
そこで、シンボル速度に応じて標本化周波数も変化させることが考えられる。すなわち、シンボル速度が2倍になれば、標本化周波数も比例させて2倍にするというものである。これにより、シンボル速度が変化した場合でも、オーバーサンプリング数を一定に保つことができ、シンボル速度の遅い信号に対しても過剰な仕様とすることなく、余計な消費電力を削減することができる。
【0045】
しかしながら、標本化周波数を増加させていくと、標本化デバイス、例えばA/D変換器や後段のフィルタ回路の動作可能周波数による制限から十分に速いシンボル速度の信号をフィルタリングすることができない。
【0046】
例えば、次のようなルートロールオフフィルタについて考えてみる。オーバーサンプリング数を16とし、標本化デバイスまたは後段のフィルタ回路の動作可能周波数を160MHz、フィルタの周波数特性を示すロールオフ率αを1.0とする。このとき、このルートロールオフフィルタが処理することができるシンボル速度は10MHzに制限されてしまう。ここで、標本化デバイスの前段に理想的なアナログフィルタを接続し、標本化周波数の半分に帯域制限することが可能であると仮定すれば、理論上はナイキスト定理を満たす80MHzのシンボル速度の信号まではフィルタ処理を行うことができる。
【0047】
すなわち、標本化周波数を160MHzとして、2倍オーバーサンプリングを行い、図19で示した手法を用いて、後段のフィルタを8並列に構成すれば、標本化デバイスは2倍オーバーサンプリングで動作しながら、16倍オーバーサンプリングと等価なフィルタの処理精度を得ることができる。
【0048】
ただし、上述の並列構成フィルタを無線通信における受信装置で用いる場合、入力信号が2倍オーバーサンプリングで離散化された信号であるため、ナイキスト定理を満たす可能性が低くなり、標本化による折返し成分(エイリアシング)の影響を受けやすく、隣接チャネル妨害による受信性能劣化が問題となりうる。狭帯域伝送の場合にはとりわけ、周波数利用効率の向上が要求されることから、隣接チャネル妨害が大きく、その耐性が強く求められる。
【0049】
一方で、広帯域伝送の場合には隣接チャネル妨害がない場合であっても、デバイス等の制約による処理速度の限界が問題となることが一般的であり、この処理速度による問題を解決することが必要である。
【0050】
そこで、次のような処理を行うことが考えられる。すなわち、移動中に伝送される低速なシンボル速度の信号については、隣接チャネル妨害が問題となるので、十分に速い標本化周波数、例えば16倍オーバーサンプリングを行って隣接チャネル妨害による劣化を防止する。また、静止中に伝送される高速なシンボル速度の信号については、多少の隣接チャネル妨害による劣化は許容しつつ、2倍オーバーサンプリングを行いデバイスの動作可能周波数の上限まで処理可能なシンボル速度の信号を受信する。このような処理を行う場合には、シンボル速度の増加、すなわち、周波数帯域幅の増加とデバイスの動作可能周波数との関係から、オーバーサンプリング数を16倍から8倍、4倍、2倍へと段階的に引き下げていくことが必要である。
【0051】
従って、従来では、オーバーサンプリング数を一定とし、標本化周波数を変化させていたため、フィルタの性能を最大限発揮させつつ、隣接チャネル妨害の影響を最小限に抑えることは困難であった。これに対し、本発明は、標本化周波数を一定とし、動的に変更されたオーバーサンプリング数に対応した有限インパルスレスポンスフィルタを提供することにより、フィルタの性能を最大限発揮させつつ、隣接チャネル妨害の影響を最小限に抑えている。
【0052】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【0053】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る有限インパルスレスポンスフィルタの構成を示すブロック図である。有限インパルスレスポンスフィルタ100は、Nタップの有限インパルスレスポンス列の畳み込み演算を行う。
【0054】
第1配線可変ポート101は、配線の変更が可能なN個の端子A0〜AN−1を備える。遅延部102は、遅延時間が標本化周期である遅延素子D0〜DN−1を備える。第2配線可変ポート103は、配線の変更が可能なN個の端子B0〜BN−1を備える。
【0055】
乗算部104は、N個の乗算器c(0)〜c(N−1)を備え、各乗算器は有限インパルスレスポンス列のタップ係数が予め設定されている。各乗算器は第1配線可変ポートから出力された信号にタップ係数を乗算する。第3配線可変ポート105は、配線の変更が可能なN個の端子E0〜EN−1を備える。なお、遅延素子、乗算器及び端子の組み合わせを回路ブロックとし、図中点線で囲った。具体的には、端子B0、遅延素子D0、端子A0、乗算器c(0)及び端子E0を1つの回路ブロックとし、B1、D1、A1、c(1)及びE1を1つの回路ブロックとする。同様に、BN−1、DN−1、AN−1、c(N−1)及びEN−1の組み合わせを回路ブロックとする。すなわち、有限インパルスレスポンスフィルタ100には、N個の回路ブロックが備えられている。
【0056】
加算部106は、N個の加算器K0〜KN−1を備え、各加算器は最大N個の入力信号を加算する。接続部107は、加算器K0〜KN−1に対応する接続器S0〜SN−1を備え、加算器K0〜KN−1から入力された信号から出力させる信号を選択する。
【0057】
帯域幅検出部108は、入力信号の帯域幅を検出する。ここで、入力信号の帯域幅は、シンボル速度に対応していると共に、オーバーサンプリング数に対応しているものである。例えば、入力信号が広帯域である場合には、シンボル速度は速く、一定の標本化周波数でシンボル速度の速い信号をオーバーサンプリングすると少ないサンプリング数となる。逆に、入力信号が狭帯域である場合には、シンボル速度は遅く、サンプリング数は多くなる。帯域幅検出部108は、検出結果を配線制御部109に出力する。
【0058】
配線制御部109は、帯域幅検出部108で検出された入力信号の帯域幅と、有限インパルスレスポンスフィルタ100の動作可能周波数との関係に基づいて、有限インパルスレスポンスフィルタ100が適切なフィルタ構成となるよう制御する。すなわち、配線制御部109が第1配線可変ポート101及び第2配線可変ポート103の間の配線並びに第3配線可変ポート105及び加算器部106の間の配線並びに接続部109の動作を制御する。
【0059】
これにより、有限インパルスレスポンスフィルタ100は、入力信号の帯域幅に応じて、フィルタ構成を縦列としたり、並列としたり、さらには並列数を可変とすることができるようになっている。この結果、乗算器や遅延素子、加算器の数を増やすことなく、フィルタを自在に再構成することができると共に、回路規模の削減を図ることができる。
【0060】
次に、上記構成を有する有限インパルスレスポンスフィルタ100の動作について説明する。図1における点線は、変更可能な配線(可変配線)を接続した場合の一例を示しており、フィルタ構成を縦列とした場合を示している。以下、このフィルタ構成における動作について説明する。
【0061】
入力信号は、第1配線可変ポート101の端子A0及び帯域幅検出部108に入力される。帯域幅検出部108では、入力信号の帯域幅が検出され、検出結果が配線制御部109に出力される。
【0062】
配線制御部109では、帯域幅検出部108で検出された入力信号の帯域幅と、有限インパルスレスポンスフィルタ100の動作可能周波数とに基づいて、第1配線可変ポート101と第2配線可変ポート103との接続が制御され、第3配線可変ポート105と加算部106との接続が制御される。また、接続部107の接続器が制御される。ここでは、フィルタ構成を縦列とするように制御される。
【0063】
第1配線可変ポートに入力された信号は、端子A0を介して、遅延素子D0及び乗算器c(0)に出力される。遅延素子D0は、入力された信号を1信号分の時間遅延させ、遅延させた信号を第2配線可変ポート103に出力する。
【0064】
第1配線可変ポート101及び第2配線可変ポート103の接続関係は、配線制御部106により制御され、図1における点線で示すように第1配線可変ポート101と第2配線可変ポート103とが接続される。これにより、端子B0の出力信号は端子A1に入力され、端子B1の出力信号は端子A2に入力され、以下同様に、端子BN−2の出力信号は端子AN−1に入力される。
【0065】
第1配線可変ポート101の端子A0に入力された信号は、遅延素子D0〜DN−2で遅延される過程で端子A1〜AN−1から乗算部104に出力される。
【0066】
乗算部104では、第1配線可変ポート101から出力された信号に対して、乗算器c(0)〜c(N−1)にそれぞれ設定されたタップ係数が乗算される。具体的には、乗算器c(0)では、第1配線可変ポート101の端子A0から出力された信号に、乗算器c(1)では、第1配線可変ポート101の端子A1から出力された信号に、以下同様に、乗算器c(N−1)では、第1配線可変ポート101の端子AN−1から出力された信号にそれぞれタップ係数が乗算される。このように、フィルタの周波数特性を実現するために用意されているNタップのタップ係数のうち、端子A0〜AN−1から出力された信号に一つのタップ係数が乗算される。
【0067】
なお、シンボル速度が変更された場合でもフィルタの周波数特性を維持するならば、乗算器c(0)〜c(N−1)の各係数は固定値のままでよい。
【0068】
また、フィルタの周波数特性を可変とする場合には、この乗算部104のタップ係数を可変にしてもよい。
【0069】
乗算部104における乗算結果は、第3配線可変ポート105に出力される。具体的には、乗算器c(0)での乗算結果は端子E0に、乗算器c(1)での乗算結果は端子E1に、以下同様に、乗算器c(N−1)での乗算結果は端子EN−1に出力される。
【0070】
第3配線可変ポート105及び加算部106の接続関係は、配線制御部109により制御され、図1における点線で示すようになる。すなわち、端子E0〜EN−1から出力された全ての信号は、加算部106の加算器K0に入力され、入力された信号を加算する。ここでは、多重化数は1、すなわち、多重化を行わない場合について示している。
【0071】
有限インパルスレスポンスフィルタ100は縦列接続となるので、接続部107が配線制御部109により制御され、加算器K0の加算結果を有限インパルスレスポンスフィルタ100から出力するため、S0のみ接続し、S1ないしSN−1は接続しない。
【0072】
ここで、配線制御部109での、入力信号の帯域幅とフィルタの動作可能周波数との関係に基づく配線制御、すなわち、フィルタ構成について説明する。ここでは、フィルタの後段で要求されるオーバーサンプリング数が16倍であると仮定する。
【0073】
入力信号の帯域幅がフィルタの動作可能周波数よりも十分小さい場合には、上述したような縦列のフィルタ構成となるように、配線制御部109が可変配線を制御する。
【0074】
また、入力信号の帯域幅が増加して、フィルタが8倍オーバーサンプリングまでしか対応できない場合には2並列のフィルタ構成とし、さらに入力信号の帯域幅が増加して、フィルタが4倍オーバーサンプリングまでしか対応できない場合には4並列のフィルタ構成とする。入力信号の帯域幅がフィルタの動作可能周波数よりも大きく、フィルタが2倍オーバーサンプリングまでしか対応できない場合には8並列のフィルタ構成とする。
【0075】
これにより、入力信号の帯域幅が広くなり、高い周波数成分を含むようになっても、フィルタ構成を並列にすることで、入力信号を並列処理することができるので、入力信号の帯域幅が増加してもフィルタの動作可能周波数に対応することができる。
【0076】
次に、フィルタ構成を2並列としたときの有限インパルスレスポンスフィルタ100の配線状態について説明する。図2(a)及び図2(b)は、2並列のフィルタ構成の配線状態を示す図である。ここでは、タップ数Nを8とした場合について説明する。
【0077】
図2(a)は、第1配線可変ポート101及び第2配線可変ポート103の配線を示す。また、図2(b)は、第3配線可変ポート105及び加算部106の配線並びに接続部107の接続状態を示す。
【0078】
図2(a)に示すように、入力信号は、第1配線可変ポート101の端子A0及びA1に入力される。また、第2配線可変ポート103の端子B0の出力信号は第1配線可変ポート101の端子A2に入力され、端子B1の出力信号は端子A3に入力され、以下同様にして、端子B5の出力信号は端子A7に入力される。
【0079】
図2(b)に示すように、第3配線可変ポート105の端子E0、E2、E4及びE6の出力信号は、加算部106の端子K0に入力される。また、第3配線可変ポート105の端子E1、E3、E5及びE7の出力信号は、加算部106の加算器K1に入力される。
【0080】
接続部107は、加算器K0とK1での加算結果をそれぞれ出力するため、S0及びS1を接続する。また、S2〜S7は加算結果を出力しないため、接続しない。
【0081】
次に、フィルタ構成を4並列としたときの有限インパルスレスポンスフィルタ100の配線状態について説明する。図3(a)及び図3(b)は、4並列のフィルタ構成の配線状態を示す図である。ここでは、タップ数Nを8として説明する。
【0082】
図3(a)は、第1配線可変ポート101及び第2配線可変ポート103の配線を示す。また、図3(b)は、第3配線可変ポート105及び加算部106の配線並びに接続部107の接続状態を示す。
【0083】
図3(a)に示すように、入力信号は、第1配線可変ポート101の端子A0〜A3に入力される。また、第2配線可変ポート103の端子B0の出力信号は第1配線可変ポート101の端子A4に入力され、端子B1の出力信号は端子A5に入力され、同様にして、端子B3の出力信号は端子A7に入力される。第2配線可変ポート103の端子B4〜端子B7は、第1配線可変ポート101に配線されない。
【0084】
図3(b)に示すように、第3配線可変ポート105の端子E0及びE4の出力信号は、加算部106の加算器K0に入力され、端子E1及びE5の出力信号は、加算器K1に入力される。また、端子E2及びE6の出力信号は、加算器K2に入力され、端子E3及びE7の出力信号は、加算器K3に入力される。
【0085】
接続部107は、加算器K0〜K3での加算結果をそれぞれ出力するためS0〜S3を接続する。また、S4〜S7は加算結果を出力しないため接続しない。
【0086】
以上のことより、有限インパルスレスポンスフィルタ100は、オーバーサンプリング数に応じて、複数系列の並列信号を出力するか、縦列構成の場合1系列の信号を出力するため、フィルタ100に要求される動作速度は一定の標本化周波数となり、高速なシンボル速度の信号に対してもフィルタ処理することが可能となる。
【0087】
なお、第1配線可変ポート101、第2配線可変ポート103及び第3配線可変ポート105は、それぞれN個の端子が備えられているが、要は、配線制御部109の制御に応じて遅延素子と乗算器との接続(遅延素子間の接続)及び乗算器と加算器との接続を動的に変更できればよい。また、回路ブロック単位で見れば、回路ブロックへの入力と出力を配線制御部109の制御に応じて動的に変更できればよい。
【0088】
次に、オーバーサンプリング数と折り返し成分について説明する。図4(a)〜図4(d)は、オーバーサンプリング数と折り返し成分との関係を示す図である。図4(a)〜図4(d)では、斜線の部分がフィルタ処理される信号の周波数成分を示している。また、横軸は周波数を示し、縦軸は信号の強度を示している。各図において、所望の周波数成分は、周波数fを中心とする斜線部分の成分である。このとき、フィルタの通過域は周波数fを中心とするシンボル速度の2倍以内の周波数帯域であるとする。これは、例えば、帯域制限用フィルタとして、ルートロールオフフィルタやロールオフフィルタが用いられた場合、ロールオフ係数αが最大の1.0であっても、入力信号はシンボル速度の2倍の周波数帯域に制限されることを考慮したものである。
【0089】
図4(a)は、1倍のオーバーサンプリング、つまり、シンボル速度の周波数で標本化した場合を示している。この場合には、ナイキスト定理を満たしていないので、所望の周波数成分と折り返し成分との重複部分が生じてしまう。また、通過域に折り返し成分が含まれてしまう。このため、折り返し成分により所望信号の劣化が顕著となり、有限インパルスレスポンスフィルタ100を通信用受信装置に適用した場合には、受信性能が劣化することになる。そこで、本発明においては、1倍オーバーサンプリングは行わないこととする。
【0090】
図4(b)は、2倍オーバーサンプリングされた離散化信号を示し、図4(c)は、4倍オーバーサンプリングされた離散化信号を示す。また、図4(d)は、8倍オーバーサンプリングされた離散化信号を示す。図4(b)〜図4(d)では、入力信号が2倍以上でオーバーサンプリングされた離散化信号であるため、ナイキスト定理を満たしている。このため、所望の周波数成分と折り返し成分が重複することはなく、また、折り返し成分を通過域に含む可能性も少ない。すなわち、所望信号が折り返し成分により劣化することを回避することができ、有限インパルスレスポンスフィルタ100を通信用受信装置に適用した場合には、折り返し成分による受信性能の劣化を回避することができる。
【0091】
なお、有限インパルスレスポンスフィルタ100は、最大でタップ数Nの半数の並列処理を行うことができる。このため、図4(b)〜図4(d)に示すように、入力信号のオーバーサンプリング数が異なる場合でも、オーバーサンプリング数に応じた並列処理を行うことで、同一のオーバーサンプリング数で標本化した場合と同等の処理精度が得られる。
【0092】
ここで、有限インパルスレスポンスフィルタの入力信号の離散化数P、出力信号の離散化数R、タップ数N及び並列処理数Mとすると、1≦R/P=M≦N/2の関係式が成り立つ。配線制御部109は、上記の関係式から、第1配線可変ポート101、第2配線可変ポート103、第3配線可変ポート105、加算部106及び接続部107を制御することができる。これにより、オーバーサンプリング数が動的に変更された場合に、並列処理数Mの決定を適切に行うことができる。例えば、実現可能な並列処理数をはるかに越えたり、縦列構成を示す並列処理数1未満となったりすることを防ぐことができる。ただし、P、R、M、Nは自然数である。また、配線制御部109は、帯域幅検出部108で検出された入力信号の帯域幅に基づいて、入力信号の離散化数P、すなわち、オーバーサンプリング数を算出する。
【0093】
また、配線制御部109は、離散化された入力信号の帯域幅がL(Lは自然数)倍で増加する場合、フィルタ構成の並列数をL倍で増加させ、帯域幅が1/L倍に減少する場合、フィルタ構成の並列数を1/L倍で減少させるようにしてもよい。これにより、周波数帯域幅、すなわち、シンボル速度に応じたフィルタ構成とすることができ、フィルタの動作可能周波数でフィルタ処理を行うことができる。
【0094】
次に、本実施の形態1に係る有限インパルスレスポンスフィルタ100を通信システムの受信装置に適用する場合について説明する。受信装置においてシンボル間干渉がない場合には、オーバーサンプリングされた位相のうち、最も精度のよい位相における信号から信号点判定を行えばよいため、受信装置は図5に示すような構成とすることができる。図5は、本発明の実施の形態1における通信用受信装置の構成を示すブロック図である。
【0095】
図5において、有限インパルスレスポンスフィルタ100は、所定の標本化周波数でオーバーサンプリングされた離散化信号を入力する。入力された信号は、上述したように帯域幅に応じて配線を変更し、入力信号にフィルタ処理を行う。フィルタ処理された信号は、位相判定部501及び切り替え部502に出力される。
【0096】
位相判定部501は、有限インパルスレスポンスフィルタ100から出力された信号に基づいて、信号点判定を行う位相として最も精度のよい位相を判定する。判定結果は、切り替え部502に出力される。
【0097】
切り替え部502は、有限インパルスレスポンスフィルタ100から出力された信号のうち、位相判定部501において判定された最も精度のよい位相を含む信号を信号点判定部503に出力するための切り替えを行う。
【0098】
信号点判定部503は、切り替え部502から出力された信号について、最も精度のよい位相で信号点判定を行い、ビットデータを形成する。形成されたビットデータは信号点判定部503から出力される。
【0099】
なお、位相判定部501が、有限インパルスレスポンスフィルタ100から並列出力された信号から最も精度のよい位相を判断して選択することは、従来の有限インパルスレスポンスフィルタを用いた場合では、最も精度のよい位相となる周期で信号を選択することと同等である。
【0100】
ここで、位相判定部501について説明する。図6は、本発明の実施の形態1における位相判定部501の内部構成を示すブロック図である。この図において、2乗部601は、有限インパルスレスポンスフィルタ100から出力された信号の2乗計算を行い、負の成分を正の成分に変換する。計算結果は低域通過フィルタ(Low Pass Filter:LPF)602に出力される。
【0101】
LPF602は、2乗部601から出力された信号の高周波成分を削除し、所定の周波数成分の信号のみを最大値選択部603に出力する。
【0102】
最大値選択部603は、LPF602から出力された信号から最大値を含む信号を選択する。ここで選択された信号は、最も精度のよい位相における信号を示し、信号点判定部503がこの位相における信号を用いることにより、精度よく信号点判定を行うことができる。最大値選択部603は、選択結果を切り替え部502に出力する。
【0103】
このように、有限インパルスレスポンスフィルタ100を通信用受信装置に適用することにより、入力信号の帯域幅が可変とされた場合でも、フィルタに要求される動作速度は、一定の標本化周波数と同等となり、フィルタの処理速度の限界内に抑えることができる。
【0104】
このように本実施の形態によれば、有限インパルスレスポンスフィルタは、予め備えられた所定数の遅延素子、乗算器及び加算器を接続する配線を入力信号の帯域幅に応じて動的に変更することにより、縦列、2並列、4並列、8並列等のフィルタ構成とすることができる。このため、動的に変更されたオーバーサンプリング数に対応しつつ、有限インパルスレスポンスフィルタの回路規模を削減することができる。
【0105】
なお、本実施の形態では、フィルタ構成を縦列、2並列、4並列、8並列にすることができるものとして説明したが、本発明はこれに限らず、2並列にすることができる。これにより、2倍オーバーサンプリングされた入力信号に対応した周波数帯域幅のフィルタ構成とすることができる。
【0106】
また、本実施の形態では、入力信号の帯域幅を帯域幅検出部108によって検出するものとして説明したが、入力信号の帯域幅を示す信号を別途用いるようにしてもよい。例えば、通信システムなどにおいて送信側から使用する帯域幅を示す情報を送信し、本発明の有限インパルスレスポンスフィルタ100の後段に設けた復調部などからその帯域幅情報を得るようにする。
【0107】
また、送信側から帯域幅情報を送信していない場合にも、本発明の有限インパルスレスポンスフィルタ100の後段で検出した信号を基に分散を求めることで、フィルタ構成が適切であるかを判断し、判断結果に応じて帯域幅を決定し、適切であればフィルタ構成を変更せず、不適切であればフィルタ構成を変更するようにしてもよい。さらに、標本化される前の信号から帯域幅を検出するようにしてもよい。
【0108】
(実施の形態2)
実施の形態1では、直接型構成の有限インパルスレスポンスフィルタについて説明したが、本発明の実施の形態2では、転置型構成の有限インパルスレスポンスフィルタについて説明する。
【0109】
図7は、本発明の実施の形態2に係る有限インパルスレスポンスフィルタ700の構成を示すブロック図である。ただし、図7が図1と共通する部分には図1と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。
【0110】
図7において、乗算部701は、タップ係数が予め設定されたN個の乗算器c(0)〜c(N−1)を備え、入力信号にそれぞれタップ係数を乗算する。乗算結果は、加算部703に出力される。
【0111】
第1配線可変ポート702は、配線の変更が可能なN個の端子A0〜AN−1を備える。加算部703は、N個の加算器K0〜KN−1を備え、加算部703の各加算器は乗算器c(0)〜c(N−1)とそれぞれ接続され、各乗算器から出力された信号を入力する。また、第1配線可変ポート702の端子A0〜AN−1とそれぞれ接続され、各端子から出力された信号を入力する。各加算器は、乗算器から入力された信号と端子から入力された信号を加算し、加算結果を遅延部704に出力する。
【0112】
遅延部704は、遅延時間が標本化周期である遅延素子D0〜DN−1を備え、遅延素子D0〜DN−1は、加算器K0〜KN−1とそれぞれ対応して設けられている。各遅延素子は、加算器から出力された信号を遅延させ、遅延させた信号を第2配線可変ポート705に出力する。第2配線可変ポート705は、配線の変更が可能なN個の端子B0〜BN−1を備える。
【0113】
これにより、有限インパルスレスポンスフィルタ700は、入力信号の帯域幅に応じて、フィルタ構成を縦列としたり、並列としたり、さらには並列数を可変とすることができるようになっている。この結果、乗算器や遅延素子、加算器の数を増やすことなく、フィルタを自在に再構成することができると共に、回路規模の削減を図ることができる。
【0114】
なお、乗算器、加算器及び遅延素子との組み合わせを回路ブロックとし、図中点線で囲って示した。具体的には、乗算器c(0)、端子A0、加算器K0、遅延素子D0及び端子B0を1つの回路ブロックとし、c(1)、A1、K1、D1及びB1を1つの回路ブロックとする。同様に、c(N−1)、AN−1、KN−1、DN−1及びBN−1の組み合わせを1つの回路ブロックとする。すなわち、有限インパルスレスポンスフィルタ700は、N個の回路ブロックが備えられている。
【0115】
次に、上記構成を有する有限インパルスレスポンスフィルタ700の動作について説明する。図7における点線は、変更可能な配線を接続した場合の一例を示しており、フィルタ構成を縦列とした場合を示している。以下、このフィルタ構成における動作について説明する。
【0116】
入力信号は、乗算部701及び帯域幅検出部108に入力される。帯域幅検出部108では、入力信号の帯域幅が検出され、検出結果が配線制御部109に出力される。
【0117】
配線制御部109では、帯域幅検出部108で検出された入力信号の帯域幅と、有限インパルスレスポンスフィルタ700の動作可能周波数とに基づいて、第1配線可変ポート702と第2配線可変ポート705との接続が制御される。また、接続部107の接続器が制御される。ここでは、フィルタ構成を縦列とするように制御される。
【0118】
第1配線可変ポート702の端子A0には信号の入力が必要ないため、端子A0は0が入力される。
【0119】
乗算部701では、入力された信号に対して、乗算器c(0)〜c(N−1)にそれぞれ設定されたタップ係数が乗算される。各乗算器における乗算結果は加算部703に出力される。
【0120】
加算部703では、乗算部701及び第1配線可変ポート702から出力された信号が入力される。具体的には、加算器K0には乗算器c(0)及び第1配線可変ポート702の端子A0から出力された信号が入力され、加算器K1には乗算器c(1)及び端子A1から出力された信号が入力され、以下同様にして、加算器KN−1には乗算器c(N−1)及び端子AN−1から出力された信号が入力される。加算器K0〜KN−1では、入力された信号同士が加算され、加算結果が遅延部704に出力される。
【0121】
遅延部704では、加算器K0〜KN−1から出力された信号が遅延素子D0〜DN−1に入力される。具体的には、加算器K0から出力された信号は遅延素子D0に入力され、加算器K1から出力された信号は遅延素子D1に入力され、以下同様にして、加算器KN−1から出力された信号は遅延素子DN−1に入力される。遅延素子D0〜DN−1に入力された信号は、標本化周期分だけ遅延される。遅延された信号は、第2配線可変ポート705に出力される。
【0122】
第2配線可変ポート705では、遅延部704から出力された信号を入力する。具体的には、遅延素子D0から出力された信号は端子B0に入力され、遅延素子D1から出力された信号は端子B1に入力され、以下同様にして、遅延素子DN−1の出力信号は端子BN−1に入力される。
【0123】
第2配線可変ポート705と第1配線可変ポート702の接続関係は、配線制御部109により制御され、第2配線可変ポート705に入力された信号は、第1配線可変ポート702及び接続部107に出力される。具体的には、端子B0から出力された信号は端子A1及び接続器S0に入力され、端子B1から出力された信号は端子A2及び接続器S1に入力され、以下同様にして、端子BN−2から出力された信号は端子AN−1及び接続器SN−2に入力される。また、端子BN−1は、遅延素子DN−1から出力された信号を接続器SN−1に出力する。
【0124】
有限インパルスレスポンスフィルタ700は縦列接続となるので、接続部107が配線制御部109により制御され、接続器SN−1のみを接続し、接続器S0〜SN−2は接続しない。
【0125】
ここで、配線制御部109での、入力信号の帯域幅とデバイスの動作可能周波数との関係に基づく配線制御、すなわち、フィルタ構成について説明する。ここでは、フィルタの後段で要求されるオーバーサンプリング数が16倍であると仮定する。
【0126】
入力信号の帯域幅がフィルタの動作可能周波数よりも十分小さい場合には、上述したような縦列のフィルタ構成となるように、配線制御部109が配線を制御する。
【0127】
また、入力信号の帯域幅が増加して、フィルタが8倍オーバーサンプリングまでしか対応できない場合には2並列のフィルタ構成とし、さらに入力信号の帯域幅が増加して、フィルタが4倍オーバーサンプリングまでしか対応できない場合には4並列のフィルタ構成とする。入力信号の帯域幅がフィルタの動作可能周波数よりも大きく、フィルタが2倍オーバーサンプリングまでしか対応できない場合には8並列のフィルタ構成とする。
【0128】
これにより、入力信号の帯域幅が広くなり、高い周波数成分を含むようになっても、フィルタ構成を並列にすることで、入力信号を並列処理することができるので、入力信号の帯域幅が増加してもフィルタの動作可能周波数に対応することができる。
【0129】
次に、フィルタ構成を2並列としたときの有限インパルスレスポンスフィルタ700の配線状態について説明する。図8は、第1配線可変ポート702及び第2配線可変ポート705の配線と、接続部107の接続状態を示す図である。ここでは、タップ数Nを8とした場合について説明する。
【0130】
図8に示すように、第1配線可変ポート702の端子A0及びA1には0が入力される。また、端子B0から出力された信号はA2及び接続器S0に入力され、端子B1から出力された信号は端子A3及び接続器S1に入力され、以下同様に、端子B5から出力された信号は端子A7及び接続器S5に入力される。
【0131】
また、接続器S0〜S5は接続されず、接続器S6又はS7が接続され、2並列の信号として出力される。
【0132】
次に、フィルタ構成を4並列としたときの有限インパルスレスポンスフィルタ700の配線状態について説明する。図9は、第1配線可変ポート702及び第2配線可変ポート705の配線と、接続部107の接続状態を示す図である。ここでは、タップ数Nを8とした場合について説明する。
【0133】
図9に示すように、第1配線可変ポート702の端子A0〜A3には0が入力される。また、端子B0から出力された信号は端子A4及び接続器S0に入力され、端子B1から出力された信号は端子A5及び接続器S1に入力され、以下同様に、端子B3から出力された信号は端子A7及び接続器S3に入力される。
【0134】
また、接続器S0〜S3は接続されず、接続器S4〜S7が接続され、4並列の信号として出力される。
【0135】
このように本実施の形態によれば、転置型の有限インパルスレスポンスフィルタとした場合でも、予め備えられた所定数の遅延素子、乗算器及び加算器を接続する配線を入力信号の帯域幅に応じて動的に変更することにより、縦列、2並列、4並列、8並列等のフィルタ構成とすることができる。このため、動的に変更されたオーバーサンプリング数に対応しつつ、有限インパルスレスポンスフィルタの回路規模を削減することができる。
【0136】
なお、本実施の形態では、第1配線可変ポート702及び第2配線可変ポート705は、それぞれN個の端子が備えられているが、要は、配線制御部109の制御に応じて遅延素子と加算器との接続を動的に変更できればよい。すなわち、回路ブロック単位で見れば、遅延素子と他の回路ブロックの加算器との接続を配線制御部109の制御に応じて動的に変更できればよい。
【0137】
また、本実施の形態では、入力信号の帯域幅を帯域幅検出部108によって検出するものとして説明したが、入力信号の帯域幅を示す信号を別途用いるようにしてもよい。例えば、通信システムなどにおいて送信側から使用する帯域幅を示す情報を送信し、本発明の有限インパルスレスポンスフィルタ700の後段に設けた復調部などからその帯域幅情報を得るようにする。
【0138】
また、送信側から帯域幅情報を送信していない場合にも、本発明の有限インパルスレスポンスフィルタ700の後段で検出した信号を基に分散を求めることで、フィルタ構成が適切であるかを判断し、判断結果に応じて帯域幅を決定し、適切であればフィルタ構成を変更せず、不適切であればフィルタ構成を変更するようにしてもよい。さらに、標本化される前の信号から帯域幅を検出するようにしてもよい。
【0139】
(実施の形態3)
図10は、本発明の実施の形態3に係る有限インパルスレスポンスフィルタ800の構成を示すブロック図である。ただし、この図において、図1と共通する部分は図1と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図10が図1と異なる点は、可変多重部801を追加した点と、配線制部109を配線制御部802に変更した点である。
【0140】
可変多重部801は、接続部107から並列出力された複数系列の信号を1系列に多重化し、多重化した信号を出力する。なお、接続部107から1系列で出力された信号は多重化数1、すなわち、多重化することなく出力される。
【0141】
配線制御部802は、帯域幅検出部108で検出された入力信号の帯域幅に応じて、可変多重部801を制御する。例えば、入力信号の帯域幅に応じて接続部107が2系列の信号を出力する場合(図2(b)参照)には、配線制御部802が可変多重部801を制御することにより、2系列の信号を1系列に多重させる。また、入力信号の帯域幅に応じて接続部107が4系列の信号を出力する場合(図3(b)参照)には、配線制御部802が可変多重部801を制御することにより、4系列の信号を1系列の信号に多重させる。すなわち、可変多重部801は、入力信号の帯域幅に応じて多重化数を変更する。
【0142】
これにより、有限インパルスレスポンスフィルタから出力された信号が複数系列ある場合、複数系列の信号を処理することができないデバイスでも、1系列の信号とすることにより、処理することができるようになる。例えば、従来から一般的に用いられている通信用受信装置は、実施の形態1の図5で示した位相判定部502や切り替え部503のように、複数系列の入力信号に対応させたデバイスが用意されておらず、可変多重部801が設けられていない有限インパルスレスポンスフィルタ100や700を従来の通信用受信装置に容易に適用することができない。このため、上述した可変多重部801を設けることにより、従来の通信用受信装置に本実施の形態の有限インパルスレスポンスフィルタを容易に適用することができる。
【0143】
なお、図11の有限インパルスレスポンスフィルタ900は、転置型構成のフィルタ(図7参照)に上述した可変多重部801を設けたものである。すなわち、可変多重部801と配線制御部901以外の構成は、図7と同一である。図11に示す可変多重部801も、図8に示すように2系列の信号が接続部107から出力される場合には、2倍の多重化を行う。また、図9に示すように4系列の信号が接続部107から出力される場合には、4倍の多重化を行う。
【0144】
このように本実施の形態によれば、有限インパルスレスポンスフィルタに入力信号の帯域幅に応じた多重化数とする可変多重化部を設けることにより、有限インパルスレスポンスフィルタは、1系列に多重化した信号を出力するため、従来の通信用受信装置に有限インパルスレスポンスフィルタを容易に適用することができる。
【0145】
(実施の形態4)
図12は、本発明の実施の形態4に係る通信用受信装置の構成を示すブロック図である。ただし、図12が図5と共通する部分には図5と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。ローカル信号生成部1101は、変調信号の周波数を変換するために用いるローカル信号を生成し、生成したローカル信号を周波数変換部1102に出力する。
【0146】
周波数変換部1102は、変調信号を入力し、ローカル信号生成部1101から出力されたローカル信号と変調信号を乗算する。これにより、変調信号の周波数変換を行い、ベースバンド信号を形成する。ベースバンド信号はLPF1103に出力される。
【0147】
LPF1103は、周波数変換部1102から出力されたベースバンド信号のうち、標本化周波数の半分以上の帯域にある成分を削除し、所定の周波数成分の信号のみを標本化部1104に出力する。これにより、標本化周波数の半分以上の帯域にある成分、例えば、熱雑音や周波数変換によって発生したイメージ周波数成分を除去することができる。
【0148】
標本化部1104は、LPF1103から出力された信号に対して、所定の標本化周期の時間間隔で標本化し、離散化された信号を形成する。離散化された信号は、有限インパルスレスポンスフィルタ100に出力される。
【0149】
このように本実施の形態によれば、実施の形態1で説明した有限インパルスレスポンスフィルタ100を通信用受信装置に適用することができ、有限インパルスレスポンスフィルタ100の回路規模が削減されていることから、受信装置の装置規模を縮小させることができる。
【0150】
なお、本実施の形態では、標本化部1104の前段でのみ周波数変換を行っているが、標本化部1104の後段で周波数変換を行い、周波数変換後の出力を有限インパルスレスポンスフィルタ100へ入力するようにしてもよい。
【0151】
また、これらの有限インパルスレスポンスフィルタを無線LAN方式の受信装置に適用することができる。
【0152】
(実施の形態5)
図13は、本発明の実施の形態5に係る直交信号用受信装置の構成を示すブロック図である。ただし、図13が図12と共通する部分には、図12と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。この図において、同相信号処理部1201及び直交信号処理部1202は、図12に示す周波数変換部1102から切り替え部502までの処理系列をそれぞれ備えている。
【0153】
ローカル信号生成部1101は、変調信号の周波数変換に用いるローカル信号を生成し、生成したローカル信号を同相信号処理部1201の周波数変換部1102及び位相シフト部1203に出力する。
【0154】
位相シフト部1203は、ローカル信号生成部1101から出力されたローカル信号の位相を90°シフトする。90°位相シフトされたローカル信号は、直交信号処理部1202の周波数変換部1102に出力される。
【0155】
同相信号処理部1201の周波数変換部1102では、変調信号にローカル信号が乗算され、変調信号の周波数変換が行われる。また、直交信号処理部1202の周波数変換部1102でも、同様に、変調信号に90°位相シフトされたローカル信号が乗算され、変調信号の周波数変換が行われる。このように、変調信号は直交復調され、ベースバンド信号の同相成分と直交成分とに分けられる。
【0156】
同相信号処理部1201はベースバンド信号の同相成分に対して、直交信号処理部1202はベースバンド信号の直交成分に対して、それぞれシンボル速度に応じた信号処理を行う。処理後の信号は信号点判定部1204に出力される。
【0157】
信号点判定部1204は、同相信号処理部1201から出力された同相信号と、直交信号処理部1202から出力された直交信号とに基づいて信号点判定を行い、ビットデータを形成する。形成されたビットデータは信号点判定部1204から出力される。
【0158】
このように本実施の形態によれば、実施の形態1で説明した有限インパルスレスポンスフィルタ100を直交信号用受信装置に適用することができ、有限インパルスレスポンスフィルタ100の回路規模が削減されていることから、直交信号用受信装置の装置規模を縮小させることができる。
【0159】
なお、本実施の形態では、標本化部1104の前段で直交復調を行っているが、標本化部1104の後段で直交復調を行い、直交復調後のそれぞれの出力を有限インパルスレスポンスフィルタ100へ入力するようにしてもよい。
【0160】
(実施の形態6)
本発明の実施の形態6では、通信伝搬路の状況に応じて送信信号のシンボル速度を変更する場合の有限インパルスレスポンスフィルタ100の動作について説明する。
【0161】
基地局からの通信を受信する移動局は、例えば、車などで移動している場合や、飲食店舗などで静止している場合に使用されることが想定される。図14は、基地局が移動局の移動中と静止中とに応じたシンボル速度で信号を送信する様子を示す概念図である。図14が示すように、基地局1401は、移動局1402が移動中のときは通信伝搬路の状況が劣悪になるので、シンボル速度Aを遅くし、誤り耐性を強める。また、基地局1401は、移動局1403が静止中のときは伝搬路の状況が良好になるので、誤り耐性を緩め、シンボル速度Bを速くする。このように、基地局1401が動的にシンボル速度を変更した信号を送信するようにした。
【0162】
ここで、移動局1402及び1403が図5に示す通信用受信装置を備えているものとして、移動局1402及び1403の動作について再度、図1及び図5を用いて説明する。シンボル速度が動的に変更された信号が基地局から送信されると、移動局1402及び1403は有限インパルスレスポンスフィルタ100の帯域幅検出部108で入力信号のシンボル速度を検出する。なお、シンボル速度が速くなるということは、周波数帯域が広くなるということであり、シンボル速度が遅くなるということは、周波数帯域が狭くなるということである。すなわち、シンボル速度の変化に応じてフィルタの構成を変更する必要がある。検出結果は配線制御部109に出力される。
【0163】
配線制御部109は、帯域幅検出部108で検出された入力信号のシンボル速度に基づいて、可変配線及び接続部107の制御を行う。例えば、シンボル速度が速い場合には、8並列のフィルタ構成とし、シンボル速度がやや速い場合には、4並列のフィルタ構成とする。また、シンボル速度がやや遅い場合には、2並列のフィルタ構成とし、シンボル速度が遅い場合には、縦列のフィルタ構成とする。
【0164】
このように本実施の形態によれば、通信伝搬路の状況に応じてシンボル速度が変更されて送信された信号を入力信号とした場合、移動局の通信用受信装置ではシンボル速度に応じたフィルタを構築することにより、精度よく受信することができる。
【0165】
なお、入力信号にシンボル速度を示す信号が含まれる場合には、帯域幅検出部108が、その信号を検出し、シンボル速度の変更に応じて、配線制御部109が可変配線を制御するようにしてもよい。
【0166】
また、図14では無線伝搬路を想定したものを示しているが、シンボル速度が可変の有線の場合にも同様にフィルタを構築することができる。例えば、通信用受信装置が通信品質を監視し、品質が悪くなれば遅いシンボル速度に対応したフィルタを構築し、品質が良くなれば速いシンボル速度に対応したフィルタを構築する。
【0167】
(実施の形態7)
本発明の実施の形態7では、実施の形態3の図10で示した有限インパルスレスポンスフィルタ800を通信用受信装置に適用した場合について説明する。
【0168】
図15は、本発明の実施の形態7に係る通信用受信装置の構成を示すブロック図である。この図において、位相判定部1501は、有限インパルスレスポンスフィルタ800から出力された信号に基づいて、信号点判定を行う位相として最も精度のよい位相を判定する。判定結果は、切り替え部1502に出力される。
【0169】
切り替え部1502は、有限インパルスレスポンスフィルタ800から出力された信号のうち、位相判定部1501において最も精度のよい位相の信号のみを信号点判定部1502に出力する。これについて図を用いて説明する。
【0170】
図16は、本発明の実施の形態7における切り替え部1502が出力する信号を示す模式図である。この図では、データ「1、0、1、1」をシンボルの信号波形で示している。また、黒丸は、位相判定部1501が最も精度のよい位相として判定した信号を示している。白丸はそれ以外の離散化信号を示している。信号点判定部1503で必要とされるのは、黒丸で示した信号のみでよいので、切り替え部1502は、黒丸で示した信号のみを信号点判定部1503に出力する。
【0171】
このように本実施の形態によれば、有限インパルスレスポンスフィルタから出力された複数の信号系列のうち、所望の位相における信号のみを切り替え部が選択することにより、切り替え部後段での処理を削減すると共に、精度よく行うことができる。
【0172】
なお、本実施の形態では、1シンボルあたり1つの位相における信号のみを信号点判定部に出力するようにしているが、これに限らなくてもよい。例えば、切り替え部の後段に適応等化器が設けられている場合には、切り替え部は1シンボルあたり2つの位相における信号を出力すると、適応動作の収束が良好となる。
【0173】
また、本実施の形態では、有限インパルスレスポンスフィルタ800を用いた場合について説明したが、有限インパルスレスポンスフィルタ900を用いてもよい。
【0174】
(実施の形態8)
本発明の実施の形態8では、実施の形態1で説明した有限インパルスレスポンスフィルタ100のタップ係数をルートナイキストフィルタのインパルスレスポンスに対応させた場合について説明する。
【0175】
本実施の形態に係る有限インパルスレスポンスフィルタは、ルートナイキストフィルタのインパルスレスポンスに対応したタップ係数を有する。これにより、無線通信等で多く用いられている線形変調方式やパーシャルレスポンス信号に対して最適なフィルタ特性とすることができる。また、遅延歪み等の小さい良好なフィルタ出力を得ることができる。
【0176】
特に、無線通信のように送信側で帯域制限を行う必要がある場合、送信側及び受信側でルートナイキストフィルタを用いることは、帯域制限用フィルタの総合特性がナイキストフィルタとなり好適である。
【0177】
なお、有線通信等のように帯域制限を行う必要のない場合には、受信側のみをナイキストフィルタとすることより、熱雑音などの影響を小さくすることができる。
【0178】
(実施の形態9)
本発明の実施の形態9では、有限インパルスレスポンスフィルタ100をプログラムの書き換えにより再構成可能な集積回路であるFPGA(Field Programmable Gate Array)で実現する場合について説明する。
【0179】
FPGAは、配線の接続関係を動的に変更することが容易なデバイスである。このFPGAで実現された有限インパルスレスポンスフィルタ100は、柔軟なシステムおよび装置でありながら、高速なシンボル速度の信号に対しても処理することが可能となる。
【0180】
なお、本発明の有限インパルスレスポンスフィルタ100を構成する遅延素子102、乗算器104及び加算部106は特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)のような再構成不可能なデバイスを用い、可変配線部分のみをFPGAを用いるようにしてもよい。これにより、高速かつ低コストに有限インパルスレスポンスフィルタ100を実現することができる。
【0181】
また、可変配線部分は複数の配線関係を予め用意しておき、シンボル速度の変更に応じて配線制御部がいずれの配線関係を用いるかを制御する。
【0182】
このように本実施の形態によれば、有限インパルスレスポンスフィルタ100の可変配線部分をFPGAで実現することにより、回路規模の大きな回路ブロックを複数有する場合と異なり、回路規模の小さい配線部分のみを複数有することになり、回路規模の増大を防ぐことができる。
【0183】
(実施の形態10)
本発明の実施の形態10では、有限インパルスレスポンスフィルタ100をソフトウェアにより再構成が可能な集積回路であるディジタル信号処理器(Digital Signal Processor:DSP)で実現する場合について説明する。
【0184】
DSPは、プログラムにより構成の変更を容易に行うことができるデバイスである。このDSPで実現された有限インパルスレスポンスフィルタ100は、より柔軟なシステムおよび装置とすることができ、また回路規模を縮小することができる。
【0185】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタ100を構成する遅延部102、乗算部104及び加算部106は、それぞれ一つのモジュールとする。DSPを動作させるためのプログラムは、モジュールの入出力関係のみをシンボル速度の変更に応じて適応的に変化させることにより、プログラム容量を小さくすることができる。
【0186】
(実施の形態11)
本発明の実施の形態11では、有限インパルスレスポンスフィルタ100を容量の異なる複数のキャパシタを切り替えて、タップ係数を変更するスイッチドキャパシタ型フィルタと、FPGA又はDSPで実現する場合について説明する。
【0187】
本実施の形態に係る有限インパルスレスポンスフィルタは、スイッチドキャパシタ型フィルタで遅延素子、乗算器及び加算器を実現し、入力信号を離散化されたアナログ信号とする。すなわち、入力信号をA/D変換器のように標本化せず、離散化のみを行った信号を、FPGA又はDSPにより配線されたスイッチドキャパシタ型フィルタに入力するものである。
【0188】
このため、A/D変換器が動作できないような高速なシンボル速度の信号に対するフィルタ処理が可能となる。また、可変配線部分のみをFPGA又はDSPで実現することにより、柔軟な通信装置を実現することができる。
【0189】
(実施の形態12)
本発明の実施の形態12では、本発明の有限インパルスレスポンスフィルタ100を用いた通信用送信装置、通信用受信装置及びソフトウェア無線装置について説明する。
【0190】
本発明の有限インパルスレスポンスフィルタ100を通信用送信装置に適用すれば、変調精度誤差の小さい高精度なフィルタ特性が要求される送信用フィルタを柔軟に構築することができるので、周波数利用効率の向上を図ることができる。
【0191】
また、本フィルタ100を通信用受信装置に適用すれば、群遅延特性が平坦でかつ高精度なフィルタ特性が要求される受信用フィルタを柔軟に構築することができるので、通信品質を高く保つことが可能となる。
【0192】
また、本フィルタ100をソフトウェア無線装置に適用すれば、複数の通信システムに対応するための帯域制限用フィルタを柔軟に構築することができ、かつ、高速なシンボル速度の信号にまで対応することができるので、柔軟な通信環境を提供することができる。
【0193】
なお、上述した実施の形態4〜6、及び8〜12では、有限インパルスレスポンスフィルタ100を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、転置型構成の有限インパルスレスポンスフィルタ700を用いてもよい。
【0194】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所定数の遅延素子、乗算器及び加算器をそれぞれ接続する配線を自在に変更可能とし、入力信号のオーバーサンプリング数が動的に変更されると、オーバーサンプリング数に応じた並列数のフィルタ構成となるよう前記配線を変更することにより、動的に変更されたオーバーサンプリング数に対応させ、回路規模を削減することができる。また、タップ数と同数のオーバーサンプリングが行われた場合と同等のフィルタ処理の精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る有限インパルスレスポンスフィルタの構成を示すブロック図
【図2】2並列のフィルタ構成の配線状態を示す図
【図3】4並列のフィルタ構成の配線状態を示す図
【図4】オーバーサンプリング数と折り返し成分との関係を示す図
【図5】本発明の実施の形態1における通信用受信装置の構成を示すブロック図
【図6】本発明の実施の形態1における位相判定部の内部構成を示すブロック図
【図7】本発明の実施の形態2に係る有限インパルスレスポンスフィルタの構成を示すブロック図
【図8】第1配線可変ポート及び第2配線可変ポートの配線と、接続部の接続状態を示す図
【図9】第1配線可変ポート及び第2配線可変ポートの配線と、接続部の接続状態を示す図
【図10】本発明の実施の形態3に係る有限インパルスレスポンスフィルタの構成を示すブロック図
【図11】本発明の実施の形態3に係る有限インパルスレスポンスフィルタの構成を示すブロック図
【図12】本発明の実施の形態4に係る通信用受信装置の構成を示すブロック図
【図13】本発明の実施の形態5に係る直交信号用受信装置の構成を示すブロック図
【図14】基地局が移動局の移動中と静止中とに応じたシンボル速度で信号を送信する様子を示す概念図
【図15】本発明の実施の形態7に係る通信用受信装置の構成を示すブロック図
【図16】本発明の実施の形態7における切り替え部が出力する信号を示す模式図
【図17】直接型構成の有限インパルスレスポンスフィルタの構成を示すブロック図
【図18】転置型構成の有限インパルスレスポンスフィルタの構成を示すブロック図
【図19】従来の有限インパルスレスポンスフィルタの構成を示すブロック図
【符号の説明】
100、700、800、900 有限インパルスレスポンスフィルタ
101、702 第1配線可変ポート
102、704 遅延部
103、705 第2配線可変ポート
104、701 乗算部
105 第3配線可変ポート
106、703 加算部
107 接続部
108 帯域幅検出部
109、802、901 配線制御部
501、1501 位相判定部
502、1502 切り替え部
503、1204、1503 信号点判定部
601 2乗部
602、1103 LPF
603 最大値選択部
801 可変多重部
1101 ローカル信号生成部
1102 周波数変換部
1104 標本化部
1201 同相信号処理部
1202 直交信号処理部
1203 位相シフト部
1401 基地局
1402、1403 移動局
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a finite impulse response filter for filtering a discretized signal and a communication receiver using the same, for example, a band limiting filter in a linearly modulated single-carrier wireless transmission device such as BPSK, QPSK, or QAM. It is suitable for use as
[0002]
[Prior art]
Generally, a finite impulse response filter is classified into several types depending on the connection mode of a delay element, a multiplier, and an adder. Among them, the direct type configuration and the transposition type configuration are widely used. Here, these configurations will be briefly described with reference to the drawings. FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of a finite impulse response filter having a direct configuration. The delay elements 11a to 11e are connected in series, and delay an input signal until the next signal is input. The delayed signal is output to the next-stage delay element and multiplier. The multipliers 12a to 12e have tap coefficients set in advance. The multiplier 12a multiplies an input signal by a tap coefficient, and the other multipliers 12b to 12e multiply a signal output from each delay element by a tap coefficient. Is output to the adder 13. The adder 13 adds all the multiplication results output from the multipliers 12a to 12e, and outputs an addition result.
[0003]
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a transposed type finite impulse response filter. The multipliers 21a to 21e have preset tap coefficients, multiply the same input signal by the respective tap coefficients, and output the multiplication results to the adders 22a to 22e. The adders 22a to 22e are connected corresponding to the multipliers 21a to 21e, add the multiplication result from the multiplier and the delay signal from the delay element, and output the addition result to the next-stage delay element. The delay elements 23a to 23d delay the addition results output from the adders 22a to 22e until the next addition result is input. The delayed signal is output to the next-stage adder.
[0004]
Conventionally, in order to reduce the circuit scale, there is a technique disclosed in Patent Literature 1 that utilizes that an input signal is a data signal that is not band-limited.
[0005]
Further, Patent Literature 2 discloses a technique for reducing a circuit scale by switching a multiplication coefficient, and this technique is known.
[0006]
On the other hand, as a technique for reducing the operation speed required for oversampling, the content described in Patent Document 3 is known. This content will be briefly described with reference to FIG. FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a conventional finite impulse response filter. Each of the blocks 31a to 31d has the same configuration as the filter of the direct configuration shown in FIG. 17, and is configured in parallel with each other. However, the tap coefficients of each multiplier are set so that tap coefficients corresponding to different phases are calculated separately. The multiplexing unit 32 multiplexes the operation results of the blocks 31a to 31d and outputs a multiplexed signal. As a result, the input signals can be processed in parallel in each block, and filtering can be performed with an accuracy four times the number of oversampling. That is, when the accuracy of filtering by the configuration of FIG. 19 is realized by the configuration of FIG. 17, the operation speed required for oversampling is four times the operation speed required in the case of FIG. Therefore, as shown in FIG. 19, by configuring the filters of the direct type configuration in parallel, the operation speed required for oversampling can be reduced.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2929807
[Patent Document 2]
JP 2001-77669 A
[Patent Document 3]
JP-A-60-77542
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, in order to realize a finite impulse response filter corresponding to a dynamically changed oversampling number, it is necessary to prepare a plurality of filters corresponding to each oversampling number using the method shown in FIG. there were. For example, when preparing two-parallel, four-parallel, and eight-parallel filters, 14 filters (blocks) are required, and since these are switched and used, the circuit scale is increased.
[0009]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a finite impulse response filter and a communication receiving device that can respond to a dynamically changed oversampling number and reduce the circuit scale.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the finite impulse response filter of the present invention has a n A finite impulse response filter that varies a frequency bandwidth in response to an input signal that is oversampled (n is a positive number), wherein a delay element that sequentially delays the input signal, and the delayed input signal are set in advance. N circuit blocks each including a multiplier that performs a multiplication operation with the tap coefficient, addition means for adding an output of a multiplier of the circuit block, and bandwidth detection means for detecting a frequency bandwidth from the input signal And wiring control means for dynamically controlling connection of input and output wirings of the N circuit blocks in accordance with the detected bandwidth.
[0011]
According to this configuration, when the sampling frequency is constant and the frequency bandwidth of the input signal is widened, the number of oversamplings is reduced and the processing accuracy of the filter is reduced. Can be changed according to the frequency bandwidth of the input signal, so that a direct-type finite impulse response filter with higher processing accuracy than the actual number of oversampling can be realized by increasing the number of parallel filters. it can. Further, the circuit scale can be reduced since only the connection relationship between the predetermined number of delay elements, multipliers and adders is changed.
[0012]
In the finite impulse response filter of the present invention, in the above configuration, the N circuit blocks each have a wiring variable port for dynamically connecting input and output wirings of the circuit block.
[0013]
In the finite impulse response filter of the present invention, in the above-described configuration, the variable wiring port has a first terminal provided between each multiplier and the delay element, and a second terminal provided at an output portion of the delay element. And a third terminal provided between each of the multipliers and the adding means. A configuration is adopted in which wiring is connected using the first terminal, the second terminal, and the third terminal.
[0014]
In the finite impulse response filter according to the present invention, in the above-described configuration, the wiring variable port is configured to output an input signal to the delay element and the multiplier according to a first wiring variable port and to control the wiring control unit. A second wiring variable port for dynamically connecting a wiring with the first wiring variable port and outputting a signal input from the delay element to the first wiring variable port, and according to control of the wiring control means; A third wiring variable port for dynamically connecting wiring of the multiplier and the adding means and outputting a signal input from the multiplier to the adding means is adopted.
[0015]
In the finite impulse response filter of the present invention, in the above-described configuration, the first wiring variable port includes N first terminals provided corresponding to each of the multipliers and the delay elements of the N circuit blocks, An input signal is output to the multiplier and the delay element via the first terminal, and the second wiring variable port is provided to correspond to each of the delay elements of the N circuit blocks. A plurality of second terminals, and a wiring between the second terminal and the first terminal is connected according to the control of the wiring control means, and a signal input from the delay element is transmitted through the second terminal. Output to the first wiring variable port, wherein the third wiring variable port includes N third terminals provided corresponding to the respective multipliers of the N circuit blocks, and the third terminal and the third terminal The wiring with the addition means is controlled by the wiring control means. Flip connected employs a configuration for outputting a signal inputted from the multiplier to the adder.
[0016]
According to these configurations, the filter configuration can be dynamically changed by providing the wiring variable port for dynamically connecting the wiring.
[0017]
The finite impulse response filter of the present invention has a 2 n A finite impulse response filter that varies a frequency bandwidth in correspondence with an input signal that is oversampled (n is a positive number), wherein the multiplier performs a multiplication operation of the input signal and a preset tap coefficient. N circuit blocks each including an adder that receives an operation result of the multiplier as an input, and a delay element that delays the addition result by the adder; a bandwidth detection unit that detects a frequency bandwidth from the input signal; Wiring control means for controlling the connection of the input and output wirings of the N circuit blocks according to the detected bandwidth; and outputting a signal delayed by the delay element under the control of the wiring control means. And a connection means.
[0018]
According to this configuration, when the sampling frequency is constant and the frequency bandwidth of the input signal is widened, the number of oversamplings decreases and the processing accuracy of the filter decreases, but the delay element is connected to the adder of another circuit block. Since the wiring connection can be changed according to the frequency bandwidth of the input signal, a transposed finite impulse response filter with higher processing accuracy than the actual oversampling number is realized by adopting a filter configuration with an increased number of parallels. can do. Further, the circuit scale can be reduced since only the connection relationship between the predetermined number of delay elements, multipliers and adders is changed.
[0019]
The finite impulse response filter of the present invention, in the above configuration, outputs an input signal to the adder, and outputs a first wiring variable port to which 0 is input according to control of the wiring control means, A second wiring for outputting an input signal to the connection means, dynamically connecting a wiring with the first wiring variable port under the control of the wiring control means, and outputting the wiring to the first wiring variable port; And a variable port.
[0020]
In the finite impulse response filter according to the present invention, in the above-described configuration, the first wiring variable port includes N first terminals provided corresponding to each adder of the N circuit blocks. A signal is output to the adder via the first terminal, and the second wiring variable port includes N second terminals provided corresponding to each delay element of the N circuit blocks. Connecting the wiring between the second terminal and the first terminal according to the control of the wiring control means, and transmitting the signal input from the delay element to the first wiring variable port via the second terminal. Use a configuration to output.
[0021]
According to these configurations, the filter configuration can be dynamically changed by providing the wiring variable port for dynamically connecting the wiring.
[0022]
In the finite impulse response filter of the present invention, in the above configuration, the wiring control means calculates a discretization number of the input signal based on a frequency bandwidth of the input signal detected by the detection means, and Based on the number of discretizations, the number of discretizations after filtering, and the number of taps, the number of parallel filter configurations is determined, and the input and output wirings of the N circuit blocks are controlled so as to have the determined filter configuration. It adopts the configuration to do.
[0023]
According to this configuration, when the discretization number of the input signal, that is, the oversampling number is dynamically changed, it is possible to appropriately determine the parallel number of the filter configuration. For example, it is possible to prevent the number of parallels that can be realized from far exceeding the number of parallels that indicates a cascade configuration and to be less than one.
[0024]
In the finite impulse response filter of the present invention, in the above configuration, when the wiring control means increases the frequency bandwidth of the discretized input signal by L times (L is a natural number), the number of parallel filter configurations is increased by L times. When the frequency bandwidth is reduced by a factor of 1 / L, a configuration is adopted in which the number of parallel filter configurations is reduced by a factor of 1 / L.
[0025]
According to this configuration, the frequency bandwidth of the input signal corresponds to the symbol rate, and changing the filter configuration according to the frequency bandwidth means changing the filter configuration according to the symbol rate. If the frequency bandwidth is wide and the symbol rate is high, the number of filter configurations in parallel is increased, and if the frequency bandwidth is narrow and the symbol rate is low, the number of filter configurations in parallel is reduced to reduce the number of filter configurations. Filtering can be performed at an operable frequency.
[0026]
The finite impulse response filter of the present invention employs a configuration in the above configuration, which includes a multiplexing unit that multiplexes a plurality of series of signals processed in parallel when the filter configuration is parallel to a single series of signals.
[0027]
According to this configuration, even when a plurality of parallel-processed signals cannot be processed at a stage subsequent to the finite impulse response filter, the signals are processed by being output as one-sequence signals by the multiplexing unit. be able to.
[0028]
The finite impulse response filter of the present invention has a configuration in which the multiplier has a tap coefficient corresponding to an impulse response of a root Nyquist filter or a Nyquist filter in the above configuration.
[0029]
According to this configuration, optimal filter characteristics can be obtained for linear modulation and a partial response signal that are often used in wireless communication and the like, and a good filter output with small delay distortion can be obtained.
[0030]
The finite impulse response filter of the present invention has a configuration in which an integrated circuit reconfigured by a program is used in the above configuration.
[0031]
According to this configuration, by using the integrated circuit reconfigured by the program for the changeable wiring portion, only a plurality of wiring portions having a small circuit size are provided, and an increase in the circuit size can be avoided.
[0032]
The finite impulse response filter of the present invention employs a configuration in which a digital signal processor whose circuit configuration is changed by a program is used in the above configuration.
[0033]
According to this configuration, the finite impulse response filter can be reconfigured more flexibly, and the circuit scale can be reduced.
[0034]
The finite impulse response filter of the present invention, in the above configuration, uses a switched capacitor type filter that changes a tap coefficient by switching a plurality of capacitors having different capacities, and a reconfigurable integrated circuit or a digital signal processor. It adopts the configuration.
[0035]
According to this configuration, it is possible to perform a filtering process on a signal having a high symbol rate at which the A / D converter cannot operate.
[0036]
The communication receiver of the present invention is a finite impulse response filter having any one of the above-described configurations, determines a filtered signal, and determines bit data, based on the filtered signal, And a phase determining means for determining a phase to be determined by the determining means.
[0037]
The communication receiver of the present invention, in the above configuration, further comprises frequency conversion means for frequency-converting a modulated signal transmitted from a communication partner into a baseband band, wherein the finite impulse response filter converts the frequency-converted baseband signal. Is used as an input signal.
[0038]
The receiving device for communication of the present invention, in the above configuration, comprises quadrature demodulation means for quadrature demodulating a modulated signal transmitted from a communication partner into an in-phase component and a quadrature component of a baseband signal, wherein the finite impulse response filter is A configuration is adopted in which the in-phase component and the quadrature component of the baseband signal are used as input signals.
[0039]
According to these configurations, by applying the finite impulse response filter having any of the above configurations to the communication receiver, even if the bandwidth of the input signal is variable, the operation speed required for the filter can be reduced. This can be made equal to a fixed sampling frequency, and the processing speed of the filter can be suppressed within a certain range.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the gist of the present invention, a connection between a predetermined number of delay elements and a multiplier and a connection between a predetermined number of multipliers and an adder are changeably wired, and the number of oversampling of the input signal is dynamically changed. And changing the wiring so as to have a filter configuration of a parallel number according to the number of oversampling.
[0041]
In the embodiment of the present invention, it is assumed that a finite impulse response filter is applied to a communication device. Conventionally, only a certain frequency bandwidth has been used, and adaptive modulation has been performed in order to improve transmission speed and secure desired communication quality. However, since only a certain frequency bandwidth is used, there is a limit in improving the transmission speed. Therefore, in the embodiment of the present invention, a case in which the frequency bandwidth is variable in order to improve the transmission speed will be described.
[0042]
When making the frequency bandwidth of a signal variable, simply changing only the filter bandwidth while keeping the symbol rate of the input signal constant will narrow the variable range of the signal bandwidth. Therefore, it is also required to make the symbol rate itself variable. In order to ensure good communication with the change in the symbol rate, it is necessary to change the bandwidth of the filter. Note that increasing the symbol rate results in a wideband signal, while decreasing the symbol rate results in a narrowband signal.
[0043]
Generally, changing the filter bandwidth can be handled by changing the tap coefficient of the filter or changing the sampling frequency. Further, in order to obtain a steep cutoff characteristic, a large number of filter taps are required. For this reason, when the sampling frequency is fixed, it is difficult to realize a wideband finite impulse response filter only by changing the tap coefficients. In addition, the fact that the sampling frequency is constant means that the number of oversamplings changes, and the number of oversamplings increases for a signal with a low symbol rate (a narrow-band signal), resulting in excessive specifications. . For this reason, power consumption is unnecessarily consumed.
[0044]
Therefore, it is conceivable to change the sampling frequency according to the symbol rate. That is, if the symbol rate is doubled, the sampling frequency is also doubled in proportion. As a result, even when the symbol rate changes, the number of oversampling can be kept constant, and unnecessary power consumption can be reduced even for a signal with a low symbol rate without excessive specifications.
[0045]
However, when the sampling frequency is increased, it is not possible to filter a signal having a sufficiently high symbol rate due to the limitation of the operable frequency of a sampling device, for example, an A / D converter or a subsequent filter circuit.
[0046]
For example, consider the following root roll-off filter. The oversampling number is 16, the operable frequency of the sampling device or the subsequent filter circuit is 160 MHz, and the roll-off rate α indicating the frequency characteristics of the filter is 1.0. At this time, the symbol rate that can be processed by the root roll-off filter is limited to 10 MHz. Here, assuming that it is possible to connect an ideal analog filter in front of the sampling device and to limit the band to half the sampling frequency, a signal with a symbol rate of 80 MHz that theoretically satisfies the Nyquist theorem Until the filter processing can be performed.
[0047]
In other words, if the sampling frequency is set to 160 MHz, double oversampling is performed, and if the filters in the subsequent stage are configured in eight parallel using the method shown in FIG. 19, the sampling device operates with double oversampling, Processing accuracy of a filter equivalent to 16 times oversampling can be obtained.
[0048]
However, when the above-described parallel configuration filter is used in a receiving apparatus in wireless communication, since the input signal is a signal discretized by double oversampling, the possibility that the Nyquist theorem is satisfied is reduced, and the aliasing component due to sampling ( (Aliasing), and reception performance degradation due to adjacent channel interference may be a problem. In particular, in the case of narrowband transmission, an improvement in frequency utilization efficiency is required, so that adjacent channel interference is large and its resistance is strongly required.
[0049]
On the other hand, in the case of wideband transmission, even if there is no adjacent channel interference, it is general that the processing speed limit is a problem due to restrictions of devices and the like, and it is possible to solve the problem due to this processing speed. is necessary.
[0050]
Therefore, it is conceivable to perform the following processing. That is, for a signal having a low symbol rate transmitted during movement, adjacent channel interference is a problem. Therefore, a sufficiently high sampling frequency, for example, 16 times oversampling is performed to prevent deterioration due to adjacent channel interference. In addition, for a signal with a high symbol rate that is transmitted while stationary, a signal with a symbol rate that can be processed up to the upper limit of the operable frequency of the device by performing double oversampling while allowing some degradation due to adjacent channel interference. To receive. When such processing is performed, the number of oversampling is increased from 16 times to 8 times, 4 times, or 2 times from the increase of the symbol rate, that is, the relationship between the increase of the frequency bandwidth and the operable frequency of the device. It is necessary to gradually reduce it.
[0051]
Therefore, conventionally, since the number of oversampling is fixed and the sampling frequency is changed, it is difficult to minimize the influence of adjacent channel interference while maximizing the performance of the filter. On the other hand, the present invention provides a finite impulse response filter corresponding to a dynamically changed oversampling number while keeping the sampling frequency constant. The effect is minimized.
[0052]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0053]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the finite impulse response filter according to Embodiment 1 of the present invention. The finite impulse response filter 100 performs a convolution operation on an N-tap finite impulse response sequence.
[0054]
The first wiring variable port 101 includes N terminals A0 to AN-1 whose wiring can be changed. The delay unit 102 includes delay elements D0 to DN-1 whose delay time is a sampling period. The second wiring variable port 103 includes N terminals B0 to BN-1 whose wiring can be changed.
[0055]
The multiplication unit 104 includes N multipliers c (0) to c (N−1), and the tap coefficients of the finite impulse response sequence are set in each multiplier in advance. Each multiplier multiplies the signal output from the first wiring variable port by a tap coefficient. The third wiring variable port 105 includes N terminals E0 to EN-1 whose wiring can be changed. The combination of the delay element, the multiplier, and the terminal was used as a circuit block, and was surrounded by a dotted line in the figure. Specifically, the terminal B0, the delay element D0, the terminal A0, the multiplier c (0), and the terminal E0 form one circuit block, and B1, D1, A1, c (1), and E1 form one circuit block. . Similarly, a combination of BN-1, DN-1, AN-1, c (N-1) and EN-1 is defined as a circuit block. That is, the finite impulse response filter 100 includes N circuit blocks.
[0056]
The adder 106 includes N adders K0 to KN-1, and each adder adds up to N input signals. The connection unit 107 includes connectors S0 to SN-1 corresponding to the adders K0 to KN-1, and selects a signal to be output from the signals input from the adders K0 to KN-1.
[0057]
Bandwidth detection section 108 detects the bandwidth of the input signal. Here, the bandwidth of the input signal corresponds to the symbol rate and also corresponds to the number of oversampling. For example, if the input signal has a wide band, the symbol rate is high, and if a signal with a high symbol rate is oversampled at a constant sampling frequency, the number of samplings will be small. Conversely, when the input signal has a narrow band, the symbol rate is low and the number of samplings is large. The bandwidth detection unit 108 outputs a detection result to the wiring control unit 109.
[0058]
The wiring control unit 109 makes the finite impulse response filter 100 an appropriate filter configuration based on the relationship between the bandwidth of the input signal detected by the bandwidth detection unit 108 and the operable frequency of the finite impulse response filter 100. Control. That is, the wiring control unit 109 controls the wiring between the first wiring variable port 101 and the second wiring variable port 103, the wiring between the third wiring variable port 105 and the adder unit 106, and the operation of the connection unit 109.
[0059]
Thereby, the finite impulse response filter 100 can arrange the filter configuration in tandem, in parallel, and furthermore, the number of parallel operations can be varied according to the bandwidth of the input signal. As a result, the filter can be freely reconfigured without increasing the number of multipliers, delay elements, and adders, and the circuit size can be reduced.
[0060]
Next, the operation of the finite impulse response filter 100 having the above configuration will be described. The dotted line in FIG. 1 shows an example in which a changeable wiring (variable wiring) is connected, and shows a case in which the filter configuration is arranged in tandem. Hereinafter, the operation in this filter configuration will be described.
[0061]
The input signal is input to the terminal A0 of the first wiring variable port 101 and the bandwidth detection unit 108. The bandwidth detection unit 108 detects the bandwidth of the input signal, and outputs the detection result to the wiring control unit 109.
[0062]
In the wiring control unit 109, the first wiring variable port 101 and the second wiring variable port 103 are determined based on the bandwidth of the input signal detected by the bandwidth detection unit 108 and the operable frequency of the finite impulse response filter 100. Is controlled, and the connection between the third wiring variable port 105 and the adder 106 is controlled. Further, the connection unit of the connection unit 107 is controlled. Here, the filter configuration is controlled so as to be cascade.
[0063]
The signal input to the first wiring variable port is output to the delay element D0 and the multiplier c (0) via the terminal A0. The delay element D0 delays the input signal by one signal and outputs the delayed signal to the second wiring variable port 103.
[0064]
The connection relationship between the first wiring variable port 101 and the second wiring variable port 103 is controlled by the wiring control unit 106, and the first wiring variable port 101 and the second wiring variable port 103 are connected as shown by a dotted line in FIG. Is done. Thus, the output signal of the terminal B0 is input to the terminal A1, the output signal of the terminal B1 is input to the terminal A2, and similarly, the output signal of the terminal BN-2 is input to the terminal AN-1.
[0065]
The signal input to the terminal A0 of the first wiring variable port 101 is output from the terminals A1 to AN-1 to the multiplier 104 in the process of being delayed by the delay elements D0 to DN-2.
[0066]
The multiplier 104 multiplies the signal output from the first variable wiring port 101 by the tap coefficients set in the multipliers c (0) to c (N-1). Specifically, the multiplier c (0) outputs the signal output from the terminal A0 of the first wiring variable port 101, and the multiplier c (1) outputs the signal output from the terminal A1 of the first wiring variable port 101. Similarly, the multiplier c (N-1) multiplies the signal output from the terminal AN-1 of the first wiring variable port 101 by a tap coefficient. As described above, among the N tap coefficients prepared to realize the frequency characteristics of the filter, the signal output from the terminals A0 to AN-1 is multiplied by one tap coefficient.
[0067]
Note that if the frequency characteristics of the filter are maintained even when the symbol rate is changed, the coefficients of the multipliers c (0) to c (N-1) may remain at fixed values.
[0068]
When the frequency characteristic of the filter is variable, the tap coefficient of the multiplication unit 104 may be variable.
[0069]
The multiplication result in the multiplication unit 104 is output to the third wiring variable port 105. Specifically, the multiplication result of the multiplier c (0) is input to the terminal E0, the multiplication result of the multiplier c (1) is input to the terminal E1, and similarly, the multiplication result of the multiplier c (N-1) is obtained. The result is output to terminal EN-1.
[0070]
The connection relationship between the third wiring variable port 105 and the adding unit 106 is controlled by the wiring control unit 109 and becomes as shown by the dotted line in FIG. That is, all the signals output from the terminals E0 to EN-1 are input to the adder K0 of the adding unit 106, and add the input signals. Here, the number of multiplexing is 1, that is, a case where multiplexing is not performed.
[0071]
Since the finite impulse response filter 100 is connected in cascade, the connection unit 107 is controlled by the wiring control unit 109 and the addition result of the adder K0 is output from the finite impulse response filter 100. Therefore, only S0 is connected, and S1 to SN- 1 is not connected.
[0072]
Here, the wiring control based on the relationship between the bandwidth of the input signal and the operable frequency of the filter in the wiring control unit 109, that is, the filter configuration will be described. Here, it is assumed that the number of oversampling required in the subsequent stage of the filter is 16 times.
[0073]
When the bandwidth of the input signal is sufficiently smaller than the operable frequency of the filter, the wiring control unit 109 controls the variable wiring so that the above-described cascaded filter configuration is obtained.
[0074]
When the bandwidth of the input signal is increased and the filter can handle only up to 8 times oversampling, a two-parallel filter configuration is used. Further, the bandwidth of the input signal is increased and the filter becomes up to 4 times oversampling. If only this is possible, a four-parallel filter configuration is used. If the bandwidth of the input signal is larger than the operable frequency of the filter and the filter can handle only up to twice oversampling, an eight-parallel filter configuration is used.
[0075]
As a result, even if the bandwidth of the input signal is widened and high frequency components are included, the input signal can be processed in parallel by paralleling the filter configuration, thereby increasing the bandwidth of the input signal. This can correspond to the operable frequency of the filter.
[0076]
Next, the wiring state of the finite impulse response filter 100 when the filter configuration is two parallel will be described. FIG. 2A and FIG. 2B are diagrams showing a wiring state of a two-parallel filter configuration. Here, a case where the number of taps N is 8 will be described.
[0077]
FIG. 2A shows wiring of the first wiring variable port 101 and the second wiring variable port 103. FIG. 2B shows the connection state of the wiring of the third wiring variable port 105 and the addition unit 106 and the connection state of the connection unit 107.
[0078]
As shown in FIG. 2A, an input signal is input to terminals A0 and A1 of the first wiring variable port 101. The output signal of the terminal B0 of the second wiring variable port 103 is input to the terminal A2 of the first wiring variable port 101, the output signal of the terminal B1 is input to the terminal A3, and so on. Is input to the terminal A7.
[0079]
As shown in FIG. 2B, the output signals of the terminals E0, E2, E4, and E6 of the third wiring variable port 105 are input to the terminal K0 of the adder 106. The output signals of the terminals E1, E3, E5, and E7 of the third wiring variable port 105 are input to the adder K1 of the adder 106.
[0080]
The connection unit 107 connects S0 and S1 to output the addition results of the adders K0 and K1, respectively. S2 to S7 are not connected because they do not output the addition result.
[0081]
Next, a description will be given of a wiring state of the finite impulse response filter 100 when the filter configuration is four parallel. FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a wiring state of a 4-parallel filter configuration. Here, the number of taps N will be described as eight.
[0082]
FIG. 3A shows the wiring of the first wiring variable port 101 and the second wiring variable port 103. FIG. 3B shows the connection state of the wiring of the third wiring variable port 105 and the addition unit 106 and the connection state of the connection unit 107.
[0083]
As shown in FIG. 3A, an input signal is input to terminals A0 to A3 of the first wiring variable port 101. The output signal of the terminal B0 of the second wiring variable port 103 is input to the terminal A4 of the first wiring variable port 101, the output signal of the terminal B1 is input to the terminal A5, and similarly, the output signal of the terminal B3 is Input to terminal A7. The terminals B4 to B7 of the second wiring variable port 103 are not wired to the first wiring variable port 101.
[0084]
As shown in FIG. 3B, the output signals of the terminals E0 and E4 of the third wiring variable port 105 are input to the adder K0 of the adder 106, and the output signals of the terminals E1 and E5 are supplied to the adder K1. Is entered. The output signals of the terminals E2 and E6 are input to the adder K2, and the output signals of the terminals E3 and E7 are input to the adder K3.
[0085]
The connection unit 107 connects S0 to S3 to output the addition results of the adders K0 to K3, respectively. S4 to S7 are not connected because they do not output the addition result.
[0086]
From the above, the finite impulse response filter 100 outputs a plurality of series of parallel signals or outputs one series of signals in a cascade configuration according to the number of oversampling. Has a constant sampling frequency, and it is possible to filter even a signal with a high symbol rate.
[0087]
The first wiring variable port 101, the second wiring variable port 103, and the third wiring variable port 105 are each provided with N terminals, but the point is that the delay element is controlled by the wiring control unit 109. It is only required that the connection between the multiplier and the multiplier (connection between delay elements) and the connection between the multiplier and the adder can be dynamically changed. In addition, when viewed in circuit block units, it is sufficient that inputs and outputs to the circuit blocks can be dynamically changed according to the control of the wiring control unit 109.
[0088]
Next, the oversampling number and the aliasing component will be described. FIGS. 4A to 4D are diagrams showing the relationship between the number of oversampling and the aliasing component. 4A to 4D, the hatched portions indicate the frequency components of the signal to be filtered. The horizontal axis indicates frequency, and the vertical axis indicates signal intensity. In each figure, the desired frequency component is the frequency f 0 Is the component of the hatched portion centered at. At this time, the pass band of the filter is the frequency f 0 It is assumed that the frequency band is within twice the symbol rate centered at. This is because, for example, when a root roll-off filter or a roll-off filter is used as a band limiting filter, even if the roll-off coefficient α is 1.0, which is the maximum, the input signal has a frequency twice the symbol rate. This is in consideration of being restricted to a band.
[0089]
FIG. 4A shows a case in which sampling is performed at a frequency of the symbol rate, that is, one-time oversampling. In this case, since the Nyquist theorem is not satisfied, a desired frequency component and an aliasing component overlap each other. In addition, the passband includes an aliasing component. Therefore, the degradation of the desired signal becomes remarkable due to the aliasing component, and when the finite impulse response filter 100 is applied to the communication receiver, the reception performance is deteriorated. Therefore, in the present invention, one-time oversampling is not performed.
[0090]
FIG. 4B shows a discretized signal oversampled twice, and FIG. 4C shows a discretized signal oversampled four times. FIG. 4D shows a discretized signal that is oversampled eight times. In FIGS. 4B to 4D, the input signal is a discretized signal that is oversampled by a factor of 2 or more, and thus satisfies the Nyquist theorem. Therefore, the desired frequency component and the aliasing component do not overlap, and the aliasing component is less likely to be included in the passband. That is, the desired signal can be prevented from being deteriorated by the aliasing component, and when the finite impulse response filter 100 is applied to the communication receiver, it is possible to avoid the degradation of the reception performance due to the aliasing component.
[0091]
Note that the finite impulse response filter 100 can perform a maximum of half the number of taps N in parallel. For this reason, as shown in FIGS. 4B to 4D, even when the number of oversamplings of the input signal is different, by performing parallel processing according to the number of oversamplings, the sample is sampled at the same oversampling number. The processing accuracy equivalent to the case of the conversion is obtained.
[0092]
Here, assuming that the discretization number P of the input signal of the finite impulse response filter, the discretization number R of the output signal, the tap number N, and the parallel processing number M, the relational expression of 1 ≦ R / P = M ≦ N / 2 is obtained. Holds. The wiring control unit 109 can control the first wiring variable port 101, the second wiring variable port 103, the third wiring variable port 105, the adding unit 106, and the connection unit 107 from the above relational expression. Thereby, when the oversampling number is dynamically changed, the number M of parallel processes can be appropriately determined. For example, it is possible to prevent the number of achievable parallel processes from far exceeding the number of achievable parallel processes and the number of parallel processes indicating a cascade configuration being less than one. Here, P, R, M, and N are natural numbers. Further, the wiring control unit 109 calculates the discretization number P of the input signal, that is, the oversampling number, based on the bandwidth of the input signal detected by the bandwidth detection unit 108.
[0093]
Further, when the bandwidth of the discretized input signal increases by L (L is a natural number) times, the wiring control unit 109 increases the number of parallel filter configurations by L times, and the bandwidth becomes 1 / L times. In the case of a decrease, the number of parallel filters may be reduced by a factor of 1 / L. Thus, a filter configuration can be configured according to the frequency bandwidth, that is, the symbol rate, and filter processing can be performed at the operable frequency of the filter.
[0094]
Next, a case where the finite impulse response filter 100 according to the first embodiment is applied to a receiving device of a communication system will be described. In the case where there is no inter-symbol interference in the receiving apparatus, the signal point determination may be performed from the signal with the most accurate phase among the oversampled phases. Therefore, the receiving apparatus is configured as shown in FIG. Can be. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the communication receiver according to Embodiment 1 of the present invention.
[0095]
In FIG. 5, a finite impulse response filter 100 inputs a discretized signal oversampled at a predetermined sampling frequency. As described above, the wiring of the input signal is changed according to the bandwidth, and the input signal is filtered. The filtered signal is output to phase determination section 501 and switching section 502.
[0096]
The phase determination unit 501 determines the most accurate phase as a phase for performing signal point determination based on the signal output from the finite impulse response filter 100. The determination result is output to switching section 502.
[0097]
The switching unit 502 performs switching for outputting to the signal point determination unit 503, a signal including the most accurate phase determined by the phase determination unit 501 among the signals output from the finite impulse response filter 100.
[0098]
The signal point determination unit 503 performs signal point determination on the signal output from the switching unit 502 at the phase with the highest accuracy, and forms bit data. The formed bit data is output from the signal point determination unit 503.
[0099]
Note that the phase determination unit 501 determines and selects the most accurate phase from the signals output in parallel from the finite impulse response filter 100 when the conventional finite impulse response filter is used. This is equivalent to selecting a signal at a cycle that is a phase.
[0100]
Here, the phase determination unit 501 will be described. FIG. 6 is a block diagram illustrating an internal configuration of the phase determination unit 501 according to Embodiment 1 of the present invention. In this figure, a squaring unit 601 performs a square calculation of a signal output from the finite impulse response filter 100, and converts a negative component into a positive component. The calculation result is output to a low pass filter (Low Pass Filter: LPF) 602.
[0101]
LPF 602 deletes the high frequency component of the signal output from squaring section 601 and outputs only the signal of the predetermined frequency component to maximum value selecting section 603.
[0102]
Maximum value selection section 603 selects a signal including the maximum value from the signals output from LPF 602. The signal selected here indicates a signal at the phase with the highest accuracy, and the signal point determination unit 503 can perform signal point determination with high accuracy by using the signal at this phase. Maximum value selection section 603 outputs the selection result to switching section 502.
[0103]
As described above, by applying the finite impulse response filter 100 to the communication receiver, even when the bandwidth of the input signal is variable, the operation speed required for the filter becomes equal to a constant sampling frequency. , Within the limit of the processing speed of the filter.
[0104]
As described above, according to the present embodiment, the finite impulse response filter dynamically changes the wiring connecting the predetermined number of delay elements, multipliers, and adders provided in advance according to the bandwidth of the input signal. Thereby, a filter configuration such as cascade, two-parallel, four-parallel, eight-parallel or the like can be obtained. For this reason, the circuit scale of the finite impulse response filter can be reduced while responding to the dynamically changed oversampling number.
[0105]
In the present embodiment, the filter configuration has been described as being capable of being arranged in cascade, two parallel, four parallel, and eight parallel, but the present invention is not limited to this, n Can be parallel. This gives 2 n A filter configuration having a frequency bandwidth corresponding to a double oversampled input signal can be provided.
[0106]
Further, in the present embodiment, the description has been given assuming that the bandwidth of the input signal is detected by bandwidth detector 108, but a signal indicating the bandwidth of the input signal may be used separately. For example, in a communication system or the like, information indicating a bandwidth to be used is transmitted from a transmission side, and the bandwidth information is obtained from a demodulation unit or the like provided downstream of the finite impulse response filter 100 of the present invention.
[0107]
Further, even when the bandwidth information is not transmitted from the transmitting side, it is determined whether the filter configuration is appropriate by obtaining the variance based on the signal detected at the subsequent stage of the finite impulse response filter 100 of the present invention. Alternatively, the bandwidth may be determined according to the determination result, and if appropriate, the filter configuration may not be changed, and if inappropriate, the filter configuration may be changed. Further, the bandwidth may be detected from the signal before being sampled.
[0108]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the direct type finite impulse response filter has been described. In the second embodiment of the present invention, the transposed type finite impulse response filter will be described.
[0109]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the finite impulse response filter 700 according to Embodiment 2 of the present invention. However, parts in FIG. 7 common to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as in FIG.
[0110]
In FIG. 7, a multiplication unit 701 includes N multipliers c (0) to c (N-1) whose tap coefficients are set in advance, and multiplies input signals by tap coefficients. The multiplication result is output to addition section 703.
[0111]
The first wiring variable port 702 includes N terminals A0 to AN-1 whose wiring can be changed. The adder 703 includes N adders K0 to KN-1. Each adder of the adder 703 is connected to each of the multipliers c (0) to c (N-1), and is output from each multiplier. Input signal. Also, each of the terminals is connected to the terminals A0 to AN-1 of the first wiring variable port 702, and receives a signal output from each terminal. Each adder adds the signal input from the multiplier and the signal input from the terminal, and outputs the addition result to the delay unit 704.
[0112]
The delay unit 704 includes delay elements D0 to DN-1 whose delay time is a sampling period, and the delay elements D0 to DN-1 are provided corresponding to the adders K0 to KN-1, respectively. Each delay element delays the signal output from the adder and outputs the delayed signal to the second wiring variable port 705. The second wiring variable port 705 includes N terminals B0 to BN-1 whose wiring can be changed.
[0113]
This allows the finite impulse response filter 700 to have a filter configuration in tandem, parallel, or a variable number of parallel filters according to the bandwidth of the input signal. As a result, the filter can be freely reconfigured without increasing the number of multipliers, delay elements, and adders, and the circuit size can be reduced.
[0114]
The combination of the multiplier, the adder, and the delay element is shown as a circuit block, and is surrounded by a dotted line in the figure. Specifically, the multiplier c (0), the terminal A0, the adder K0, the delay element D0, and the terminal B0 form one circuit block, and c (1), A1, K1, D1 and B1 form one circuit block. I do. Similarly, a combination of c (N-1), AN-1, KN-1, DN-1, and BN-1 is defined as one circuit block. That is, the finite impulse response filter 700 includes N circuit blocks.
[0115]
Next, the operation of the finite impulse response filter 700 having the above configuration will be described. The dotted line in FIG. 7 shows an example in which changeable wiring is connected, and shows a case in which the filter configuration is tandem. Hereinafter, the operation in this filter configuration will be described.
[0116]
The input signal is input to the multiplier 701 and the bandwidth detector 108. The bandwidth detection unit 108 detects the bandwidth of the input signal, and outputs the detection result to the wiring control unit 109.
[0117]
In the wiring control unit 109, the first wiring variable port 702 and the second wiring variable port 705 are determined based on the bandwidth of the input signal detected by the bandwidth detection unit 108 and the operable frequency of the finite impulse response filter 700. Is controlled. Further, the connection unit of the connection unit 107 is controlled. Here, the filter configuration is controlled so as to be cascade.
[0118]
Since no signal input is required for the terminal A0 of the first wiring variable port 702, 0 is input to the terminal A0.
[0119]
The multiplier 701 multiplies the input signal by tap coefficients set in the multipliers c (0) to c (N-1). The result of the multiplication in each multiplier is output to the addition section 703.
[0120]
The signals output from the multiplication unit 701 and the first wiring variable port 702 are input to the addition unit 703. Specifically, the signal output from the multiplier c (0) and the terminal A0 of the first wiring variable port 702 is input to the adder K0, and the signal output from the multiplier c (1) and the terminal A1 to the adder K1. The output signal is input, and similarly, the signal output from the multiplier c (N-1) and the terminal AN-1 is input to the adder KN-1. In adders K0 to KN-1, the input signals are added to each other, and the addition result is output to delay section 704.
[0121]
In the delay unit 704, the signals output from the adders K0 to KN-1 are input to the delay elements D0 to DN-1. Specifically, the signal output from the adder K0 is input to the delay element D0, the signal output from the adder K1 is input to the delay element D1, and so on, similarly output from the adder KN-1. The input signal is input to the delay element DN-1. The signals input to the delay elements D0 to DN-1 are delayed by the sampling period. The delayed signal is output to the second wiring variable port 705.
[0122]
The signal output from the delay unit 704 is input to the second wiring variable port 705. Specifically, the signal output from the delay element D0 is input to the terminal B0, the signal output from the delay element D1 is input to the terminal B1, and so on. BN-1.
[0123]
The connection relationship between the second wiring variable port 705 and the first wiring variable port 702 is controlled by the wiring control unit 109, and the signal input to the second wiring variable port 705 is transmitted to the first wiring variable port 702 and the connection unit 107. Is output. Specifically, the signal output from the terminal B0 is input to the terminal A1 and the connector S0, and the signal output from the terminal B1 is input to the terminal A2 and the connector S1. Is output to the terminal AN-1 and the connector SN-2. The terminal BN-1 outputs the signal output from the delay element DN-1 to the connector SN-1.
[0124]
Since the finite impulse response filter 700 is connected in cascade, the connection unit 107 is controlled by the wiring control unit 109, and only the connection unit SN-1 is connected, and the connection units S0 to SN-2 are not connected.
[0125]
Here, the wiring control based on the relationship between the bandwidth of the input signal and the operable frequency of the device, that is, the filter configuration in the wiring control unit 109 will be described. Here, it is assumed that the number of oversampling required in the subsequent stage of the filter is 16 times.
[0126]
When the bandwidth of the input signal is sufficiently smaller than the operable frequency of the filter, the wiring control unit 109 controls the wiring so as to form the above-described cascade filter configuration.
[0127]
When the bandwidth of the input signal is increased and the filter can handle only up to 8 times oversampling, a two-parallel filter configuration is used. Further, the bandwidth of the input signal is increased and the filter becomes up to 4 times oversampling. If only this is possible, a four-parallel filter configuration is used. If the bandwidth of the input signal is larger than the operable frequency of the filter and the filter can handle only up to twice oversampling, an eight-parallel filter configuration is used.
[0128]
As a result, even if the bandwidth of the input signal is widened and high frequency components are included, the input signal can be processed in parallel by paralleling the filter configuration, thereby increasing the bandwidth of the input signal. This can correspond to the operable frequency of the filter.
[0129]
Next, the wiring state of the finite impulse response filter 700 when the filter configuration is two parallel will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating the connection state of the wiring of the first wiring variable port 702 and the second wiring variable port 705 and the connection unit 107. Here, a case where the number of taps N is 8 will be described.
[0130]
As shown in FIG. 8, 0 is input to terminals A0 and A1 of the first wiring variable port 702. The signal output from the terminal B0 is input to A2 and the connector S0, the signal output from the terminal B1 is input to the terminal A3 and the connector S1, and similarly, the signal output from the terminal B5 is A7 and input to the connector S5.
[0131]
In addition, the connectors S0 to S5 are not connected, and the connectors S6 or S7 are connected and output as two parallel signals.
[0132]
Next, the wiring state of the finite impulse response filter 700 when the filter configuration is four parallels will be described. FIG. 9 is a diagram showing the connection state of the wiring of the first wiring variable port 702 and the second wiring variable port 705 and the connection unit 107. Here, a case where the number of taps N is 8 will be described.
[0133]
As shown in FIG. 9, 0 is input to the terminals A0 to A3 of the first wiring variable port 702. The signal output from the terminal B0 is input to the terminal A4 and the connector S0, the signal output from the terminal B1 is input to the terminal A5 and the connector S1, and similarly, the signal output from the terminal B3 is The signal is input to the terminal A7 and the connector S3.
[0134]
The connectors S0 to S3 are not connected, the connectors S4 to S7 are connected, and the signals are output as four parallel signals.
[0135]
As described above, according to the present embodiment, even when a transposed finite impulse response filter is used, the wiring connecting the predetermined number of delay elements, multipliers, and adders provided in advance according to the bandwidth of the input signal. By dynamically changing the filter configuration, a filter configuration such as cascade, two-parallel, four-parallel, eight-parallel or the like can be obtained. For this reason, the circuit scale of the finite impulse response filter can be reduced while responding to the dynamically changed oversampling number.
[0136]
In the present embodiment, each of the first wiring variable port 702 and the second wiring variable port 705 is provided with N terminals. It is only necessary that the connection with the adder can be dynamically changed. That is, in terms of circuit blocks, it is only necessary that the connection between the delay element and the adder of another circuit block can be dynamically changed according to the control of the wiring control unit 109.
[0137]
Further, in the present embodiment, the description has been given assuming that the bandwidth of the input signal is detected by bandwidth detector 108, but a signal indicating the bandwidth of the input signal may be used separately. For example, in a communication system or the like, information indicating a bandwidth to be used is transmitted from a transmission side, and the bandwidth information is obtained from a demodulation unit provided at a stage subsequent to the finite impulse response filter 700 of the present invention.
[0138]
Further, even when the bandwidth information is not transmitted from the transmitting side, it is determined whether the filter configuration is appropriate by obtaining the variance based on the signal detected at the subsequent stage of the finite impulse response filter 700 of the present invention. Alternatively, the bandwidth may be determined according to the determination result, and if appropriate, the filter configuration may not be changed, and if inappropriate, the filter configuration may be changed. Further, the bandwidth may be detected from the signal before being sampled.
[0139]
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the finite impulse response filter 800 according to Embodiment 3 of the present invention. However, in this figure, parts common to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1, and detailed description thereof will be omitted. 10 differs from FIG. 1 in that a variable multiplexing unit 801 is added and that the wiring control unit 109 is changed to a wiring control unit 802.
[0140]
Variable multiplexing section 801 multiplexes a plurality of series of signals output in parallel from connection section 107 into one series, and outputs the multiplexed signal. Note that the signals output in one series from the connection unit 107 are output as multiplexing number 1, that is, without being multiplexed.
[0141]
The wiring control unit 802 controls the variable multiplexing unit 801 according to the bandwidth of the input signal detected by the bandwidth detection unit 108. For example, when the connection unit 107 outputs two series of signals according to the bandwidth of the input signal (see FIG. 2B), the wiring control unit 802 controls the variable multiplexing unit 801 so that the two series are output. Are multiplexed into one stream. When connecting section 107 outputs four series of signals in accordance with the bandwidth of the input signal (see FIG. 3B), wiring control section 802 controls variable multiplexing section 801 so that four series of signals are output. Are multiplexed into one series of signals. That is, variable multiplexing section 801 changes the multiplexing number according to the bandwidth of the input signal.
[0142]
Accordingly, when there are a plurality of signals output from the finite impulse response filter, even a device that cannot process a plurality of signals can be processed by converting the signals into a single signal. For example, a communication reception device that has been generally used in the past includes devices that correspond to a plurality of streams of input signals, such as the phase determination unit 502 and the switching unit 503 shown in FIG. The finite impulse response filters 100 and 700 that are not prepared and have no variable multiplexing unit 801 cannot be easily applied to a conventional communication receiver. Therefore, by providing variable multiplexing section 801 described above, the finite impulse response filter of the present embodiment can be easily applied to a conventional communication receiving apparatus.
[0143]
Note that the finite impulse response filter 900 in FIG. 11 is obtained by providing the above-described variable multiplexing unit 801 in a transposed filter (see FIG. 7). That is, configurations other than the variable multiplexing unit 801 and the wiring control unit 901 are the same as those in FIG. Variable multiplexing section 801 shown in FIG. 11 also performs double multiplexing when two-series signals are output from connecting section 107 as shown in FIG. Also, as shown in FIG. 9, when four series of signals are output from the connection unit 107, multiplexing by four times is performed.
[0144]
As described above, according to the present embodiment, the finite impulse response filter is multiplexed into one series by providing the finite impulse response filter with the variable multiplexing unit that sets the multiplexing number according to the bandwidth of the input signal. Since a signal is output, a finite impulse response filter can be easily applied to a conventional communication receiver.
[0145]
(Embodiment 4)
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a communication receiving apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. 12 that are the same as in FIG. 5 are assigned the same reference numerals as in FIG. 5, and detailed descriptions thereof are omitted. Local signal generation section 1101 generates a local signal used to convert the frequency of the modulated signal, and outputs the generated local signal to frequency conversion section 1102.
[0146]
Frequency conversion section 1102 receives the modulated signal, and multiplies the modulated signal by the local signal output from local signal generating section 1101. Thus, the frequency conversion of the modulation signal is performed to form a baseband signal. The baseband signal is output to LPF 1103.
[0147]
LPF 1103 deletes a component in a band equal to or more than half the sampling frequency from the baseband signal output from frequency conversion section 1102, and outputs only a signal of a predetermined frequency component to sampling section 1104. As a result, it is possible to remove components in a band equal to or more than half of the sampling frequency, for example, thermal noise and image frequency components generated by frequency conversion.
[0148]
The sampling section 1104 samples the signal output from the LPF 1103 at a predetermined sampling cycle time interval to form a discretized signal. The discretized signal is output to the finite impulse response filter 100.
[0149]
As described above, according to the present embodiment, finite impulse response filter 100 described in Embodiment 1 can be applied to a communication receiver, and the circuit scale of finite impulse response filter 100 is reduced. Thus, the size of the receiving device can be reduced.
[0150]
In this embodiment, the frequency conversion is performed only in the preceding stage of the sampling unit 1104. However, the frequency conversion is performed in the subsequent stage of the sampling unit 1104, and the output after the frequency conversion is input to the finite impulse response filter 100. You may do so.
[0151]
In addition, these finite impulse response filters can be applied to a wireless LAN type receiving device.
[0152]
(Embodiment 5)
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a quadrature signal receiving apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. 13 that are the same as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals as in FIG. 12, and detailed descriptions thereof will be omitted. In this figure, an in-phase signal processing unit 1201 and a quadrature signal processing unit 1202 include processing sequences from the frequency conversion unit 1102 to the switching unit 502 shown in FIG.
[0153]
Local signal generation section 1101 generates a local signal used for frequency conversion of the modulated signal, and outputs the generated local signal to frequency conversion section 1102 and phase shift section 1203 of in-phase signal processing section 1201.
[0154]
Phase shift section 1203 shifts the phase of the local signal output from local signal generation section 1101 by 90 °. The 90 ° phase shifted local signal is output to frequency conversion section 1102 of orthogonal signal processing section 1202.
[0155]
In the frequency conversion unit 1102 of the in-phase signal processing unit 1201, the modulation signal is multiplied by the local signal, and the frequency conversion of the modulation signal is performed. Similarly, the frequency conversion section 1102 of the orthogonal signal processing section 1202 also multiplies the modulation signal by the local signal shifted by 90 ° to perform frequency conversion of the modulation signal. As described above, the modulated signal is subjected to quadrature demodulation, and is divided into an in-phase component and a quadrature component of the baseband signal.
[0156]
The in-phase signal processing unit 1201 performs signal processing on the in-phase component of the baseband signal, and the quadrature signal processing unit 1202 performs signal processing on the quadrature component of the baseband signal according to the symbol rate. The processed signal is output to signal point determination section 1204.
[0157]
Signal point determination section 1204 performs signal point determination based on the in-phase signal output from in-phase signal processing section 1201 and the quadrature signal output from quadrature signal processing section 1202 to form bit data. The formed bit data is output from the signal point determination unit 1204.
[0158]
As described above, according to the present embodiment, the finite impulse response filter 100 described in the first embodiment can be applied to the orthogonal signal receiving apparatus, and the circuit size of the finite impulse response filter 100 is reduced. Therefore, it is possible to reduce the device scale of the orthogonal signal receiving device.
[0159]
In this embodiment, quadrature demodulation is performed before the sampling section 1104, but quadrature demodulation is performed after the sampling section 1104, and the outputs after the quadrature demodulation are input to the finite impulse response filter 100. You may make it.
[0160]
(Embodiment 6)
Embodiment 6 of the present invention describes the operation of finite impulse response filter 100 when changing the symbol rate of a transmission signal according to the state of a communication channel.
[0161]
It is assumed that the mobile station receiving communication from the base station is used, for example, when it is moving by car or the like, or when it is stationary at a restaurant or the like. FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating a state in which the base station transmits a signal at a symbol rate according to whether the mobile station is moving or stationary. As shown in FIG. 14, when the mobile station 1402 is moving, the condition of the communication propagation path becomes inferior, so that the base station 1401 lowers the symbol rate A and increases error resilience. When the mobile station 1403 is stationary, the condition of the propagation path is good, so that the base station 1401 reduces error resilience and increases the symbol rate B. As described above, the base station 1401 transmits a signal in which the symbol rate is dynamically changed.
[0162]
Here, assuming that the mobile stations 1402 and 1403 have the communication receiver shown in FIG. 5, the operation of the mobile stations 1402 and 1403 will be described again with reference to FIGS. When a signal whose symbol rate is dynamically changed is transmitted from the base station, the mobile stations 1402 and 1403 detect the symbol rate of the input signal using the bandwidth detection unit 108 of the finite impulse response filter 100. It should be noted that increasing the symbol rate means increasing the frequency band, and decreasing the symbol rate means decreasing the frequency band. That is, it is necessary to change the configuration of the filter according to the change in the symbol rate. The detection result is output to the wiring control unit 109.
[0163]
The wiring control unit 109 controls the variable wiring and connection unit 107 based on the symbol rate of the input signal detected by the bandwidth detection unit 108. For example, when the symbol rate is high, an 8-parallel filter configuration is used, and when the symbol rate is slightly high, a 4-parallel filter configuration is used. If the symbol rate is rather low, a two-parallel filter configuration is used. If the symbol rate is low, a tandem filter configuration is used.
[0164]
As described above, according to the present embodiment, when a signal whose symbol rate is changed according to the state of a communication channel and transmitted is used as an input signal, the communication receiver of the mobile station uses a filter corresponding to the symbol rate. , It is possible to receive with high accuracy.
[0165]
If the input signal includes a signal indicating the symbol rate, the bandwidth detection unit 108 detects the signal and the wiring control unit 109 controls the variable wiring according to the change in the symbol rate. You may.
[0166]
Although FIG. 14 shows an example in which a wireless propagation path is assumed, a filter can be constructed in the same manner even in a case where the symbol rate is variable. For example, the communication receiver monitors the communication quality, and if the quality deteriorates, constructs a filter corresponding to a low symbol rate, and if the quality improves, constructs a filter corresponding to a high symbol rate.
[0167]
(Embodiment 7)
In a seventh embodiment of the present invention, a case will be described in which the finite impulse response filter 800 of the third embodiment shown in FIG. 10 is applied to a communication receiver.
[0168]
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a communication receiving apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. In this figure, a phase determination unit 1501 determines the phase with the highest accuracy as the phase for performing the signal point determination based on the signal output from the finite impulse response filter 800. The determination result is output to switching section 1502.
[0169]
Switching section 1502 outputs only the signal having the phase with the highest accuracy in phase determining section 1501 to signal point determining section 1502 among the signals output from finite impulse response filter 800. This will be described with reference to the drawings.
[0170]
FIG. 16 is a schematic diagram showing signals output from switching section 1502 according to Embodiment 7 of the present invention. In this figure, data “1, 0, 1, 1” is represented by a symbol signal waveform. Black circles indicate signals determined by the phase determination unit 1501 as the phase with the highest accuracy. Open circles indicate other discrete signals. Since the signal point determination section 1503 needs only the signal indicated by the black circle, the switching section 1502 outputs only the signal indicated by the black circle to the signal point determination section 1503.
[0171]
As described above, according to the present embodiment, among the plurality of signal sequences output from the finite impulse response filter, only the signal at the desired phase is selected by the switching unit, thereby reducing the processing at the subsequent stage of the switching unit. In addition, it can be performed with high accuracy.
[0172]
Note that, in the present embodiment, only signals in one phase per symbol are output to the signal point determination unit. However, the present invention is not limited to this. For example, when an adaptive equalizer is provided at a stage subsequent to the switching unit, if the switching unit outputs signals in two phases per symbol, the convergence of the adaptive operation becomes good.
[0173]
Further, in the present embodiment, the case where finite impulse response filter 800 is used has been described, but finite impulse response filter 900 may be used.
[0174]
(Embodiment 8)
Embodiment 8 of the present invention describes a case where the tap coefficients of the finite impulse response filter 100 described in Embodiment 1 correspond to the impulse response of the root Nyquist filter.
[0175]
The finite impulse response filter according to the present embodiment has tap coefficients corresponding to the impulse response of the root Nyquist filter. This makes it possible to obtain optimum filter characteristics for a linear modulation method and a partial response signal that are often used in wireless communication and the like. In addition, a good filter output with small delay distortion or the like can be obtained.
[0176]
In particular, when it is necessary to perform band limitation on the transmission side as in wireless communication, it is preferable to use a root Nyquist filter on the transmission side and the reception side since the overall characteristics of the band limitation filter become a Nyquist filter.
[0177]
In addition, when it is not necessary to perform band limitation as in the case of wired communication or the like, the influence of thermal noise or the like can be reduced by using only a Nyquist filter on the receiving side.
[0178]
(Embodiment 9)
In the ninth embodiment of the present invention, a case will be described in which the finite impulse response filter 100 is realized by an FPGA (Field Programmable Gate Array) which is an integrated circuit that can be reconfigured by rewriting a program.
[0179]
The FPGA is a device in which the connection relation of wiring can be easily changed dynamically. The finite impulse response filter 100 realized by the FPGA can process a signal having a high symbol rate, while being a flexible system and apparatus.
[0180]
Note that the delay element 102, the multiplier 104, and the adder 106 constituting the finite impulse response filter 100 of the present invention use a non-reconfigurable device such as an application specific integrated circuit (ASIC). The FPGA may be used only for the variable wiring portion. Thereby, the finite impulse response filter 100 can be realized at high speed and at low cost.
[0181]
In addition, a plurality of wiring relations are prepared in advance for the variable wiring part, and the wiring control unit controls which wiring relation to use according to a change in the symbol speed.
[0182]
As described above, according to the present embodiment, the variable wiring portion of the finite impulse response filter 100 is realized by the FPGA, so that unlike the case where a plurality of circuit blocks having a large circuit size are provided, only a plurality of wiring portions having a small circuit size are provided. Therefore, an increase in circuit scale can be prevented.
[0183]
(Embodiment 10)
In a tenth embodiment of the present invention, a case will be described in which the finite impulse response filter 100 is realized by a digital signal processor (DSP) which is an integrated circuit that can be reconfigured by software.
[0184]
The DSP is a device whose configuration can be easily changed by a program. The finite impulse response filter 100 realized by the DSP can be a more flexible system and device, and can reduce the circuit scale.
[0185]
The delay unit 102, the multiplication unit 104, and the addition unit 106 constituting the finite impulse response filter 100 of the present invention are each one module. A program for operating the DSP can reduce the program capacity by adaptively changing only the input / output relation of the module according to the change of the symbol rate.
[0186]
(Embodiment 11)
The eleventh embodiment of the present invention describes a case where the finite impulse response filter 100 is realized by a switched capacitor type filter that changes a tap coefficient by switching a plurality of capacitors having different capacities, and an FPGA or a DSP.
[0187]
The finite impulse response filter according to the present embodiment realizes a delay element, a multiplier, and an adder with a switched capacitor type filter, and converts an input signal into a discretized analog signal. That is, the input signal is not sampled like an A / D converter, and a signal obtained by performing only discretization is input to a switched capacitor filter wired by an FPGA or a DSP.
[0188]
Therefore, it is possible to perform a filtering process on a signal having a high symbol rate at which the A / D converter cannot operate. Further, a flexible communication device can be realized by realizing only the variable wiring portion with an FPGA or a DSP.
[0189]
(Embodiment 12)
In a twelfth embodiment of the present invention, a transmitting apparatus for communication, a receiving apparatus for communication, and a software defined radio apparatus using the finite impulse response filter 100 of the present invention will be described.
[0190]
If the finite impulse response filter 100 of the present invention is applied to a communication transmission device, a transmission filter that requires a high-accuracy filter characteristic with a small modulation accuracy error can be flexibly constructed, thereby improving the frequency use efficiency. Can be achieved.
[0191]
Further, if the present filter 100 is applied to a communication receiving apparatus, it is possible to flexibly construct a receiving filter that requires a flat group delay characteristic and a high-accuracy filter characteristic, thereby maintaining high communication quality. Becomes possible.
[0192]
Also, if the present filter 100 is applied to a software defined radio, it is possible to flexibly construct a band-limiting filter for a plurality of communication systems, and also to handle a signal having a high symbol rate. Therefore, a flexible communication environment can be provided.
[0193]
In the above-described fourth to sixth and eighth to twelfth embodiments, the case where the finite impulse response filter 100 is used has been described. However, the present invention is not limited to this. You may.
[0194]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a predetermined number of delay elements, a wiring connecting each of the multiplier and the adder can be freely changed, and when the number of oversampling of the input signal is dynamically changed, By changing the wiring so as to have a filter configuration of a parallel number corresponding to the number of oversamplings, it is possible to correspond to the dynamically changed number of oversamplings and reduce the circuit scale. Further, it is possible to obtain the same accuracy of the filtering process as when oversampling is performed in the same number as the number of taps.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a finite impulse response filter according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a wiring state of a two-parallel filter configuration;
FIG. 3 is a diagram showing a wiring state of a four-parallel filter configuration;
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the number of oversamplings and aliasing components;
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a communication receiver according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of a phase determination unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a finite impulse response filter according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing the connection state of the wiring of the first wiring variable port and the second wiring variable port, and the connection unit;
FIG. 9 is a diagram showing wiring of a first wiring variable port and a second wiring variable port, and a connection state of a connection unit;
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a finite impulse response filter according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a finite impulse response filter according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a communication receiving apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an orthogonal signal receiving apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 14 is a conceptual diagram showing how a base station transmits a signal at a symbol rate according to whether the mobile station is moving or stationary.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a communication receiving apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a schematic diagram showing signals output by a switching unit according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a finite impulse response filter having a direct configuration.
FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of a transposed finite impulse response filter.
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a conventional finite impulse response filter.
[Explanation of symbols]
100, 700, 800, 900 Finite impulse response filter
101, 702 First wiring variable port
102, 704 delay unit
103, 705 Second wiring variable port
104, 701 Multiplication unit
105 Third wiring variable port
106, 703 Adder
107 Connection
108 Bandwidth detector
109, 802, 901 Wiring control unit
501, 1501 phase determination unit
502, 1502 switching unit
503, 1204, 1503 Signal point determination unit
601 squared part
602, 1103 LPF
603 Maximum value selection section
801 Variable multiplexing unit
1101 Local signal generator
1102 Frequency converter
1104 Sampling unit
1201 In-phase signal processing unit
1202 Quadrature signal processing unit
1203 Phase shift unit
1401 Base station
1402, 1403 mobile station

Claims (18)

(nは正数)倍オーバーサンプリングされた入力信号に対応させて周波数帯域幅を可変する有限インパルスレスポンスフィルタであって、
入力信号を順次遅延する遅延素子と前記遅延された入力信号と予め設定されたタップ係数との乗算演算を行う乗算器とからなるN個の回路ブロックと、
前記回路ブロックの乗算器の出力を加算する加算手段と、
前記入力信号から周波数帯域幅を検出する帯域幅検出手段と、
前記N個の回路ブロックの入力及び出力の配線の接続を前記検出された帯域幅に応じて動的に制御する配線制御手段と、
を具備することを特徴とする有限インパルスレスポンスフィルタ。
A finite impulse response filter that varies a frequency bandwidth in accordance with an input signal oversampled by 2 n (n is a positive number),
N circuit blocks each including a delay element for sequentially delaying an input signal and a multiplier for performing a multiplication operation of the delayed input signal and a preset tap coefficient;
Adding means for adding the output of the multiplier of the circuit block;
Bandwidth detection means for detecting a frequency bandwidth from the input signal,
Wiring control means for dynamically controlling connection of input and output wirings of the N circuit blocks according to the detected bandwidth;
A finite impulse response filter comprising:
前記N個の回路ブロックは、当該回路ブロックの入力及び出力の配線の接続を動的に行う配線可変ポートを具備することを特徴とする請求項1に記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。2. The finite impulse response filter according to claim 1, wherein the N circuit blocks include a wiring variable port that dynamically connects input and output wirings of the circuit block. 3. 前記配線可変ポートは、各乗算器及び遅延素子との間に設けられた第1端子と、前記遅延素子の出力部分に設けられた第2端子と、各乗算器及び前記加算手段との間に設けられた第3端子と、を備え、
前記第1端子、前記第2端子及び前記第3端子を用いて配線の接続を行うことを特徴とする請求項2に記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。
The wiring variable port is provided between a first terminal provided between each multiplier and the delay element, a second terminal provided at an output portion of the delay element, and each multiplier and the adding means. A third terminal provided,
3. The finite impulse response filter according to claim 2, wherein wiring connection is performed using the first terminal, the second terminal, and the third terminal.
前記配線可変ポートは、
入力された信号を前記遅延素子と前記乗算器に出力する第1配線可変ポートと、
前記配線制御手段の制御に応じて前記第1配線可変ポートとの配線を動的に接続し、前記遅延素子から入力された信号を前記第1配線可変ポートに出力する第2配線可変ポートと、
前記配線制御手段の制御に応じて前記乗算器と前記加算手段との配線を動的に接続し、前記乗算器から入力された信号を前記加算手段に出力する第3配線可変ポートと、
を具備することを特徴とする請求項2に記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。
The wiring variable port,
A first wiring variable port that outputs an input signal to the delay element and the multiplier;
A second wiring variable port for dynamically connecting a wiring with the first wiring variable port under the control of the wiring control means and outputting a signal input from the delay element to the first wiring variable port;
A third wiring variable port for dynamically connecting the wiring of the multiplier and the adding means under control of the wiring control means, and outputting a signal input from the multiplier to the adding means;
The finite impulse response filter according to claim 2, comprising:
前記第1配線可変ポートは、前記N個の回路ブロックの各乗算器と遅延素子に対応して設けられたN個の第1端子を備え、入力された信号を、前記第1端子を介して前記乗算器と前記遅延素子に出力し、
前記第2配線可変ポートは、前記N個の回路ブロックの各遅延素子に対応して設けられたN個の第2端子を備え、前記第2端子と前記第1端子との配線を前記配線制御手段の制御に応じて接続し、前記遅延素子から入力された信号を、前記第2端子を介して前記第1配線可変ポートに出力し、
前記第3配線可変ポートは、前記N個の回路ブロックの各乗算器に対応して設けられたN個の第3端子を備え、前記第3端子と前記加算手段との配線を前記配線制御手段の制御に応じて接続し、前記乗算器から入力された信号を前記加算器に出力する
ことを特徴とする請求項4に記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。
The first wiring variable port includes N first terminals provided corresponding to each of the multipliers and delay elements of the N circuit blocks, and receives an input signal through the first terminal. Output to the multiplier and the delay element,
The second wiring variable port includes N second terminals provided corresponding to each of the delay elements of the N circuit blocks, and controls the wiring between the second terminal and the first terminal by the wiring control. Connected under the control of the means, and outputting a signal input from the delay element to the first wiring variable port via the second terminal;
The third wiring variable port includes N third terminals provided corresponding to each of the multipliers of the N circuit blocks, and connects the wiring between the third terminal and the adding means to the wiring control means. 5. The finite impulse response filter according to claim 4, wherein the finite impulse response filter is connected according to the control of (b), and outputs a signal input from the multiplier to the adder.
(nは正数)倍オーバーサンプリングされた入力信号に対応させて周波数帯域幅を可変する有限インパルスレスポンスフィルタであって、
入力信号と予め設定されたタップ係数との乗算演算を行う乗算器と前記乗算器による演算結果を入力とする加算器と前記加算器による加算結果を遅延する遅延素子とからなるN個の回路ブロックと、
前記入力信号から周波数帯域幅を検出する帯域幅検出手段と、
前記N個の回路ブロックの入力及び出力の配線の接続を前記検出された帯域幅に応じて制御する配線制御手段と、
前記遅延素子で遅延された信号を前記配線制御手段の制御に応じて出力する接続手段と、
を具備することを特徴とする有限インパルスレスポンスフィルタ。
A finite impulse response filter that varies a frequency bandwidth in accordance with an input signal oversampled by 2 n (n is a positive number),
N circuit blocks each including a multiplier that performs a multiplication operation of an input signal and a preset tap coefficient, an adder that receives an operation result of the multiplier as an input, and a delay element that delays an addition result of the adder When,
Bandwidth detection means for detecting a frequency bandwidth from the input signal,
Wiring control means for controlling connection of input and output wirings of the N circuit blocks according to the detected bandwidth;
Connecting means for outputting a signal delayed by the delay element in accordance with the control of the wiring control means;
A finite impulse response filter comprising:
入力された信号を前記加算器に出力し、前記配線制御手段の制御に応じて0が入力される第1配線可変ポートと、
前記遅延素子から入力された信号を前記接続手段に出力すると共に、前記配線制御手段の制御に応じて前記第1配線可変ポートとの配線を動的に接続し、前記第1配線可変ポートに出力する第2配線可変ポートと、
を具備することを特徴とする請求項6に記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。
A first wiring variable port that outputs an input signal to the adder and receives 0 according to the control of the wiring control unit;
A signal input from the delay element is output to the connection means, and a wiring with the first wiring variable port is dynamically connected according to the control of the wiring control means, and output to the first wiring variable port. A second wiring variable port to
The finite impulse response filter according to claim 6, comprising:
前記第1配線可変ポートは、前記N個の回路ブロックの各加算器に対応して設けられたN個の第1端子を備え、入力された信号を、前記第1端子を介して前記加算器に出力し、
前記第2配線可変ポートは、前記N個の回路ブロックの各遅延素子に対応して設けられたN個の第2端子を備え、前記第2端子と前記第1端子との配線を前記配線制御手段の制御に応じて接続し、前記遅延素子から入力された信号を、前記第2端子を介して前記第1配線可変ポートに出力する
ことを特徴とする請求項7に記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。
The first wiring variable port includes N first terminals provided in correspondence with each of the adders of the N circuit blocks, and the input signal is supplied to the adder via the first terminal. Output to
The second wiring variable port includes N second terminals provided corresponding to each of the delay elements of the N circuit blocks, and controls the wiring between the second terminal and the first terminal by the wiring control. 8. A finite impulse response filter according to claim 7, wherein the finite impulse response filter is connected under control of a means, and outputs a signal input from the delay element to the first wiring variable port via the second terminal. .
前記配線制御手段は、前記検出手段で検出された入力信号の周波数帯域幅に基づいて入力信号の離散化数を算出し、算出した入力信号の離散化数と、フィルタ処理後の離散化数及びタップ数に基づいて、フィルタ構成の並列数を決定し、決定したフィルタ構成となるように前記N個の回路ブロックの入力及び出力の配線を制御することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。The wiring control means calculates the discretization number of the input signal based on the frequency bandwidth of the input signal detected by the detection means, and calculates the discretization number of the input signal, and the discretization number after filtering. 9. The method according to claim 1, wherein the number of parallel filter configurations is determined based on the number of taps, and input and output wirings of the N circuit blocks are controlled so as to achieve the determined filter configuration. A finite impulse response filter according to any one of the above. 前記配線制御手段は、離散化された入力信号の周波数帯域幅がL(Lは自然数)倍で増加する場合、フィルタ構成の並列数をL倍で増加させ、前記周波数帯域幅が1/L倍に減少する場合、フィルタ構成の並列数を1/L倍で減少させることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。When the frequency bandwidth of the discretized input signal increases by L (L is a natural number) times, the wiring control means increases the parallel number of filter configurations by L times, and the frequency bandwidth is 1 / L times. 9. The finite impulse response filter according to claim 1, wherein the number of parallel filter configurations is reduced by a factor of 1 / L. フィルタ構成を並列としたときに並列処理された複数系列の信号を1系列の信号に多重化する多重化手段を具備することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれかに記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。11. The finite element according to claim 1, further comprising multiplexing means for multiplexing a plurality of series of signals processed in parallel when the filter configuration is parallel, into a single series of signals. Impulse response filter. 前記乗算器は、ルートナイキストフィルタ又はナイキストフィルタのインパルスレスポンスに対応したタップ係数が設定されたことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれかに記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。The finite impulse response filter according to any one of claims 1 to 11, wherein the multiplier has a tap coefficient corresponding to a root Nyquist filter or an impulse response of the Nyquist filter. プログラムにより再構成される集積回路が用いられたことを特徴とする請求項1から請求項12のいずれかに記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。13. The finite impulse response filter according to claim 1, wherein an integrated circuit reconfigured by a program is used. プログラムにより回路構成が変更されるディジタル信号処理器が用いられたことを特徴とする請求項1から請求項12のいずれかに記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。13. The finite impulse response filter according to claim 1, wherein a digital signal processor whose circuit configuration is changed by a program is used. 容量の異なる複数のキャパシタを切り替えて、タップ係数を変更するスイッチドキャパシタ型フィルタと、再構成可能な集積回路又はディジタル信号処理器とが用いられたことを特徴とする請求項1から請求項12のいずれかに記載の有限インパルスレスポンスフィルタ。13. A switched-capacitor filter for changing a tap coefficient by switching a plurality of capacitors having different capacities, and a reconfigurable integrated circuit or a digital signal processor. A finite impulse response filter according to any one of the above. 請求項1から請求項15のいずれかに記載の有限インパルスレスポンスフィルタと、
フィルタ処理された信号を判定し、ビットデータを形成する判定手段と、
フィルタ処理された信号に基づいて、前記判定手段において判定する位相を決定する位相決定手段と、
を具備することを特徴とする通信用受信装置。
A finite impulse response filter according to any one of claims 1 to 15,
Determining means for determining the filtered signal and forming bit data;
Phase determining means for determining a phase to be determined by the determining means based on the filtered signal;
A communication receiving device comprising:
通信相手から送信された変調信号をベースバンド帯に周波数変換する周波数変換手段を具備し、
前記有限インパルスレスポンスフィルタは、周波数変換されたベースバンド信号を入力信号とすることを特徴とする請求項16に記載の通信用受信装置。
It comprises frequency conversion means for frequency-converting a modulated signal transmitted from a communication partner to a baseband band,
17. The communication receiving device according to claim 16, wherein the finite impulse response filter uses a frequency-converted baseband signal as an input signal.
通信相手から送信された変調信号をベースバンド信号の同相成分及び直交成分に直交復調する直交復調手段を具備し、
前記有限インパルスレスポンスフィルタは、前記ベースバンド信号の同相成分及び直交成分を入力信号とすることを特徴とする請求項16に記載の通信用受信装置。
It comprises quadrature demodulation means for quadrature demodulating a modulated signal transmitted from a communication partner into an in-phase component and a quadrature component of a baseband signal,
17. The communication receiver according to claim 16, wherein the finite impulse response filter uses an in-phase component and a quadrature component of the baseband signal as input signals.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1330089C (en) * 2005-04-19 2007-08-01 展讯通信(上海)有限公司 Method for combining limiting pulse responsive filting with under sampling

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