JP2004032357A - Sampling rate converter and receiver equipped therewith - Google Patents

Sampling rate converter and receiver equipped therewith Download PDF

Info

Publication number
JP2004032357A
JP2004032357A JP2002185723A JP2002185723A JP2004032357A JP 2004032357 A JP2004032357 A JP 2004032357A JP 2002185723 A JP2002185723 A JP 2002185723A JP 2002185723 A JP2002185723 A JP 2002185723A JP 2004032357 A JP2004032357 A JP 2004032357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
output
value
data
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002185723A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4024602B2 (en
Inventor
Hidetomo Hasegawa
長谷川 英知
Hirofumi Chiba
千葉 博典
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2002185723A priority Critical patent/JP4024602B2/en
Publication of JP2004032357A publication Critical patent/JP2004032357A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4024602B2 publication Critical patent/JP4024602B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sampling rate converter for preventing the generation of phase turning over noises and further to provide a receiver equipped with the same. <P>SOLUTION: In a register 11, an input sampling period T1, an output sampling period T2, and a normalization reference time width ΔT/T1 in which a reference time width ΔT serving as a reference for determining a plurality of input samples used for obtaining one output sample data by an interpolating process is normalized by T1, are established. A timing operation section 16 carries out an operation of the sampling timing of the output sample with respect to each output sample based on the periods T1 and T2. Regarding each output sample, a data operation section 21 derives the output sample data by performing the interpolating process by using every input sample data belonging to the region within an interpolating scope period having the same time width as the reference time width ΔT centering on the sampling timing of the output sample. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力サンプル列をこれと異なるサンプル周期を持つ出力サンプル列に変換するサンプルレートコンバータ、及び、これを用いた受信機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
デジタル信号を取り扱う種々の用途において、サンプルレートコンバータが用いられている。例えば、デジタル受信機においてサンプルレートコンバータが用いられている。
【0003】
デジタル受信機では、一般的に、アナログIF(中間周波数)信号をあるサンプリング周期でA/D変換したデータに対して下方周波数変換を施して離散的ベースバンド信号を生成し、更に同データをベースバンド内に配置されている単数又は複数の搬送波周波数の整数倍(普通は2の指数乗倍)のレートに再同期させるべく、サンプルレートコンバータを用いてサンプル補間処理を行っている。
【0004】
その際、サンプルレートが互いに素の関係で表されるような場合には、従来の技術では、主に多項式補間フィルタと呼ばれる信号処理の方法を用いてレート変換を実現している。この点は、デジタル受信機のみならず他の装置において用いられるサンプルレートコンバータについても同様である。
【0005】
ここで、図4に、多項式補間フィルタによる入力サンプルと出力サンプルとの関係を示す。図5に、補間次数Nが2の場合の多項式補間フィルタの一例を示す。図4において、an−2,an−1,a,an+1は入力サンプル、Xn−2,Xn−1,X,Xn+1は入力サンプルan−2,an−1,a,an+1のサンプリングタイミング、bは出力サンプル、Xは出力サンプルbのサンプリングタイミング、Tは入力サンプル周期、μは出力サンプルbのサンプリングタイミングのその直前の入力サンプルからのオフセット時間である。図5において、1〜3は補間係数、4,5は加算器、6,7は乗算器、Δは、前記オフセット時間μを入力サンプル周期T1で正規化した値μ/T1である。
【0006】
多項式補間フィルタでは、ある任意でかつ固定(常に一定)の数の入力サンプルから、各補間点上の中間量を線形的に求めている。
【0007】
図6は、多項式補間フィルタについて、補間方程式の次数Nが3で、かつ、サンプルレートの変換レート(=入力サンプル周期/出力サンプル周期)が5/6の場合における、入力サンプルのサンプリングタイミングと、出力サンプルのサンプリングタイミングと、各出力サンプルの補間処理範囲期間との関係を示す図である。ここで、ある出力サンプルの補間処理範囲期間は、当該期間内に属する入力サンプルのデータを用いて補間処理を行うことにより当該出力サンプルのデータを得ることを示すものである。
【0008】
図7は、多項式補間フィルタについて、補間方程式の次数Nが2で、かつ、サンプルレートの変換レート(=入力サンプル周期/出力サンプル周期)が5/6の場合における、入力サンプルのサンプリングタイミングと、出力サンプルのサンプリングタイミングと、各出力サンプルの補間処理範囲期間との関係を示す図である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、多項式補間フィルタでは、入力サンプルと出力サンプルの時間的な位置関係が互いに最小公倍数の周期上にある付近では、補間方程式の次数が奇数であれば図6に示すように入力サンプル数が冗長でかつ出力サンプル位置から見た入力サンプルの時間的な範囲に偏りが現れる、反対に偶数であれば図7に示すようにその半周期のところを境にして対称的な補間シーケンスになるなど、位相的な折り返し雑音による人工的な歪みを合成してしまう。
【0010】
多項式補間フィルタの他には、ポリフェーズフィルタバンクによる補間などもよく知られているが、これらも多項式補間フィルタの場合と根本的に同質の問題を抱えている。
【0011】
また、デジタル受信機では、送受信機間の相対的原振誤差(送信機の基準発振器と受信機の基準発振器との間で生ずる周波数誤差)による同期ズレを逐次補正すべく適応的にレート変換比の微調整を行う場合がある。この場合、その時々の調整量としてその補正タイミングによっては前述の折り返しノイズを瞬間的に増大させるような場面も十分あり得る。
【0012】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、位相的な折り返しノイズの発生を抑制することができるサンプルレートコンバータ、及び、これを用いた受信機を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第1の態様によるサンプルレートコンバータは、入力サンプル周期に応じた第1の設定値と、サンプルレートの変換レート又は出力サンプル周期に応じた第2の設定値と、1つの出力サンプルのデータを補間処理により求めるために有効に用いるべき複数の入力サンプルを決定する基準となる基準時間幅に応じた第3の設定値と、を記憶する設定値記憶手段と、各出力サンプルについて、当該出力サンプルのサンプリングタイミングを、前記第1の設定値及び前記第2の設定値に基づいて、演算するサンプリングタイミング演算手段と、前記各出力サンプルについて、当該出力サンプルのサンプリングタイミングを略中心とした前記基準時間幅と略同一の時間幅を持つ補間処理範囲期間内に属する全ての入力サンプルのデータを用いて、補間処理を行うことで、当該出力サンプルのデータを得るデータ演算手段と、を備え、前記各出力サンプルについて、前記データ演算手段により得られた当該出力サンプルの前記データを、前記サンプリングタイミング演算手段により得られた当該出力サンプルの前記サンプリングタイミングに応じたタイミングで出力するものである。
【0014】
この第1の態様では、出力サンプルのサンプリングタイミングを略中心とした前記基準時間幅と略同一の時間幅を持つ補間処理範囲期間内に属する全ての入力サンプルのデータを用いて、補間処理を行う。このため、いずれの出力サンプルについても、当該出力サンプル位置から見た、当該出力サンプルの補間に用いた入力サンプルの時間的な範囲に偏りが少なくなる。したがって、前記第1の態様によれば、位相的な折り返しノイズの発生を抑制することができる。
【0015】
本発明の第2の態様によるサンプルレートコンバータは、前記第1の態様において、前記第1乃至第3の設定値の少なくとも1つが、随時異なる値に変え得るように、構成されたものである。
【0016】
この第2の態様によれば、前記第1乃至第3の設定値の少なくとも1つが、随時異なる値に変え得るので、使用目的等に応じて適宜その設定値を変えることにより、汎用性を高めることができる。
【0017】
本発明の第3の態様によるサンプルレートコンバータは、前記第1又は第2の態様において、前記第2の設定値が外部からの指令に応じた値に設定されるように構成されて、前記変換レートの調整が可能であるものである。
【0018】
この第3の態様によれば、サンプルレートの変換レートの調整が可能であるので、例えば、デジタル受信機において、送受信機間の相対的原振誤差等による同期ズレを逐次補正すべく適応的にレート変換比の微調整を行うことができ、好ましい。
【0019】
本発明の第4の態様によるサンプルレートコンバータは、前記第1乃至第3のいずれかの態様において、前記補間処理範囲期間内に属する入力サンプルの数又はこれに応じて定まる前記補間処理の次数あるいはこれらのいずれかに応じた値と、前記出力サンプルのサンプリングタイミングのその直前の入力サンプルからのオフセット時間を前記入力サンプル周期で正規化した値又はその近似値あるいはこれらのいずれかに応じた値と、により定まるインデックス値に応じた前記補間処理の内容を示す補間係数の組を格納したルックアップテーブルを、記憶するルックアップテーブル記憶手段と、前記各出力サンプルについて、前記第1乃至第3の設定値に基づいて、当該出力サンプルに関する前記補間処理範囲期間内に属する入力サンプルの数又はこれに応じて定まる前記補間処理の次数あるいはこれらのいずれかに応じた値を、第1の値として求める手段と、を備え、前記サンプリングタイミング演算手段は、前記各出力サンプルについて、当該出力サンプルのサンプリングタイミングのその直前の入力サンプルからのオフセット時間を前記入力サンプル周期で正規化した値又はその近似値あるいはこれらのいずれかに応じた値を、第2の値として求める手段を含み、前記データ演算手段は、前記各出力サンプルについて、当該出力サンプルに応じて求められた前記第1及び第2の値により定まるインデックス値に従って前記ルックアップテーブルを参照して補間係数の組を得、この補間係数の組と当該出力サンプルに関する前記補間処理範囲期間内に属する入力サンプルのデータとの間で積和演算を行うことで、当該出力サンプルのデータを得るものである。
【0020】
この第4の態様によれば、前記ルックアップテーブルを利用して補間処理を行うので、装置のコストを低減することができるとともに、補間処理に伴う処理負担を低減することができる。
【0021】
本発明の第5の態様によるサンプルレートコンバータは、前記第1乃至第4のいずれかの態様において、同時に読み書き可能なメモリを備え、前記各入力サンプルのデータが入力サンプルクロックに同期して前記メモリ内に一時的に保持され、前記各出力サンプルについて、当該出力サンプルに関する前記補間処理範囲期間内に属する入力サンプルのデータが、出力サンプルクロックに同期して前記メモリから読み出され、前記データ演算部は、読み出された入力サンプルのデータを前記補間処理に用いるものである。
【0022】
この第5の態様によれば、同時に読み書き可能なメモリが用いられているので、装置の構成が簡単となる。
【0023】
本発明の第6の態様による受信機は、所定の変調方式により変調された信号を受信信号として受信する受信機において、複素ローカルキャリア信号を発生する離散的局部発振器と、前記受信信号に基づいて得られ任意のサンプルレートでA/D変換された中間周波数信号と、前記離散的局部発振器で発生された複素ローカルキャリア信号と乗算することによって、ベースバンド信号を合成する乗算器と、前記乗算器から前記サンプルレートに同期して出力される前記ベースバンド信号をサンプルレート変換してベースバンド信号処理レートに再同期させるサンプルレートコンバータと、前記再同期されたベースバンド信号に復調処理を施してデータを復調させる復調手段と、送信側に対する受信側のサンプル周期誤差又はサンプルレート誤差を検出する検出手段と、制御部と、を備え、前記サンプルレートコンバータが、前記第1乃至第5のいずれかの態様によるサンプルレートコンバータであり、前記制御部は、前記検出手段により検出された誤差に基づいて、当該誤差が小さくなるような値を指令して、この値を前記サンプルレートコンバータの前記第2の設定値として前記設定値記憶手段に記憶させるものである。
【0024】
この第6の態様によれば、送信側に対する受信側のサンプル周期誤差又はサンプルレート誤差に基づくフィードバック制御が実現され、サンプル周期誤差等を抑えることができ、ひいては、ビット誤り率を低下させることができる。このとき、受信機のサンプルレートコンバータとして従来のサンプルレートコンバータを用いると、サンプルレートの変換レートのその時々の調整量によっては前述の折り返しノイズを瞬間的に増大させ、却って誤り率が高くなってしまうような場面も十分あり得る。これに対し、前記第6の態様では、前記第1乃至第5のいずれかの態様によるサンプルレートコンバータが用いられているので、その時々の調整量と無関係に常に位相的な折り返しノイズの発生を抑制することができ、安定してビット誤り率を低下させることができる。
【0025】
なお、前記第1乃至第5の態様によるサンプルレートコンバータの用途は、受信機に限定されるものではなく、種々の用途に適用することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるサンプルレートコンバータ及びこれを用いた受信機について、図面を参照して説明する。
【0027】
[第1の実施の形態]
【0028】
図1は、本発明の第1の実施の形態によるサンプルレートコンバータを示す概略ブロック図である。図2は、図1に示すサンプルレートコンバータにより実現される、入力サンプルのサンプリングタイミングと、出力サンプルのサンプリングタイミングと、補間処理範囲期間との関係の一例を示す図である。
【0029】
まず、本実施の形態によるサンプルレートコンバータの構成を説明する前に、図2に示す例について説明する。
【0030】
図2に示す例では、サンプルレートの変換レート(=入力サンプル周期T1/出力サンプル周期T2)が5/6となっている。1つの出力サンプルのデータを補間処理により求めるために有効に用いるべき複数の入力サンプルを決定する基準となる基準時間幅ΔTが、図2に示す長さに設定されている。各出力サンプルの補間処理範囲期間は、基準時間幅ΔTと同一の時間幅を持ち、当該出力サンプルのサンプリングタイミングが補間処理範囲期間の中心となるように決められている。例えば、出力サンプルDの補間処理範囲期間は、基準時間幅ΔTと同一の時間幅を持ち、出力サンプルDの補間処理範囲期間の中心の時点が出力サンプルDのサンプリングタイミングとなっている。なお、実際には、本実施の形態では時間の解像度(分解能)は後述する出力クロック信号により定まるので、補間処理範囲期間の時間幅は、基準時間幅ΔTと精密に一致した関係にあるとは言えない。
【0031】
既に説明したように、ある出力サンプルの補間処理範囲期間は、当該期間内に属する入力サンプルのデータを用いて当該出力サンプルのデータを得ることを示すものである。例えば、図2に示す例では、出力サンプルDの補間処理範囲期間内に4つの入力サンプルa4,a5,a6,a7が属するので、出力サンプルDのデータは、これらの全ての入力サンプルa4,a5,a6,a7のデータを用いて補間処理を行うことで得る。したがって、出力サンプルDのデータを求める場合の補間の次数N(=入力サンプル数−1)は3となる。一方、出力サンプルA’の補間処理範囲期間内に3つの入力サンプルa7,a8,a9が属するので、出力サンプルDのデータは、これらの全ての入力サンプルa7,a8,a9のデータを用いて補間処理を行うことで得る。したがって、出力サンプルA’のデータを求める場合の補間の次数N(=入力サンプル数−1)は2となる。
【0032】
このように、本実施の形態では、各出力サンプルの補間処理範囲期間が、基準時間幅ΔTと同一の時間幅を持ち、当該出力サンプルのサンプリングタイミングが補間処理範囲期間の中心となるように決められているので、出力サンプルのデータを補間処理により求める場合の次数Nが、出力サンプルA’と出力サンプルDとで異なっている。この点、補間の次数Nがいずれの出力サンプルに対しても常に同一であった図6や図7の場合とは、全く異なる。図2に示す例では、変換レートが5/6であり、4×4/5+3×1/5=3.8の関係が成立しているので、4入力から3次の補間による出力が4回と、3入力から2次の補間による出力が1回の割合で実行され、正規化基準時間幅ΔT/T1は3.8となっている。
【0033】
そして、本実施の形態によれば、出力サンプルのサンプリングタイミングを中心とした基準時間幅ΔTと同一の時間幅を持つ補間処理範囲期間内に属する全ての入力サンプルのデータを用いて補間処理を行うので、いずれの出力サンプルについても、当該出力サンプルのサンプリングタイミングの、当該出力サンプルの補間に用いた入力サンプルのサンプリングタイミングに対する時間的な位置の偏りが少なくなり、位相歪みが集中しなくなる。このことは、図2と図6及び図7との比較からも明らかである。したがって、本実施の形態によれば、位相的な折り返しノイズの発生を抑制することができる。
【0034】
次に、本実施の形態によるサンプルレートコンバータの構成について、図1を参照して説明する。
【0035】
本実施の形態によるサンプルレートコンバータは、同時に書き込み可能なメモリとして、デュアルポートRAM11を有している。入力クロック信号に同期して作動する書き込み制御回路12によりRAM11が書き込み制御されることにより、入力サンプルデータは、RAM11の書き込みポートからRAM11内に一時的に逐次格納される。このように一旦格納された入力サンプルデータは、入力クロック信号と独立した出力クロック信号に同期して作動する読み出し制御回路13によりRAM11が読み出し制御され、各出力サンプル毎に出力クロック信号に同期して逐次それぞれの補間計算に必要な数だけ読み出される。なお、図1中の点線で囲まれた要素は、出力クロック信号に同期して作動する。
【0036】
設定値記憶部としてのレジスタ14には、入力サンプル周期T1、出力サンプル周期T2、及び、前記基準時間幅ΔTを入力サンプル周期T1で正規化した正規化基準時間幅ΔT/T1が、それぞれ設定値として格納されている。本実施の形態では、これらの設定値T1,T2,ΔT/T1は、プログラムにより作動するプロセッサ等(図示せず)により随時異なる値に変え得るように構成され、また、出力サンプル周期T2は外部からの指令に応じた値に設定されるように構成されて、変換レートT1/T2の調整が可能になっている。なお、例えば、出力サンプル周期T2の代わりに、変換レートT1/T2をレジスタ14に格納しておいてもよいことは、言うまでもない。
【0037】
正規化オフセット時間演算部14は、入力サンプル周期T1及び出力サンプル周期T2に基づいて、各出力サンプルについて、当該出力サンプルのサンプリングタイミングのその直前の入力サンプルからのオフセット時間μを入力サンプル周期T1で正規化した値(正規化オフセット時間)Δ=μ/T1を算出する。正規化オフセット時間演算部14は、図2に示す例では、例えば、出力サンプルCについては、Δ=μ/T1を算出する。各出力サンプルのオフセット時間μは、入出力サンプル周期T1,T2に依存して一意的に定まるので、正規化オフセット時間Δは、各出力サンプルについて、入力サンプル周期T1及び出力サンプル周期T2から算出できる。なお、出力サンプルのサンプリングタイミングの取り得る時間的な位置は、実際には、無段階の連続的な位置ではなく、出力クロック信号の解像度により定まる離散的な位置である。よって、正規化オフセット時間演算部14は、正規化オフセット時間Δとして、前記解像度により定まる最小単位(又はその整数倍)の整数倍に丸めた値(すなわち、近似値)を求める。
【0038】
読み出しタイミング決定部15は、各出力サンプルについての正規化オフセット時間Δを正規化オフセット時間演算部14から順次受け取り、更に入力サンプル周期T1を用い、また出力クロック信号をカウントすることで、各出力サンプルのサンプリングタイミングに応じたタイミングで、読み出し制御回路13に読み出しタイミング信号を与える。後述する説明からわかるように、本実施の形態では、読み出しタイミング信号の時点から所定クロック数分の時間の後の時点が、出力クロックの実際のサンプリングタイミングとなるようになっている。読み出し制御信号13は、読み出しタイミング信号に同期した信号を正規化オフセット時間演算部14に与える。正規化オフセット時間演算部14は、この信号に応答して、次の出力サンプルのための正規化オフセット時間Δを算出する。
【0039】
以上の説明からわかるように、本実施の形態では、正規化オフセット時間演算部14及び読み出しタイミング決定部15が、各出力サンプルについて、当該出力サンプルのサンプリングタイミングを、入力サンプル周期T1及び出力サンプル周期T2に基づいて、演算するサンプリングタイミング演算部16を構成している。
【0040】
補間次数演算部17は、各出力サンプルについての正規化オフセット時間Δを正規化オフセット時間演算部14から順次受け取り、この正規化オフセット時間Δと正規化基準時間幅ΔT/T1とに基づいて、当該出力サンプルのサンプリングタイミングを中心とした基準時間幅ΔTと同一の(実際には、近似の)時間幅を持つ補間処理範囲期間内に属する入力サンプルの数を求め、その入力サンプル数から1を差し引くことで、補間処理の次数Nを求める。
【0041】
インデックス生成部18は、正規化オフセット時間演算部14から順次受け取る正規化オフセット時間Δと補間次数演算部17から順次受け取る次数Nとにより定まるインデックス(ポインタ)を生成する。
【0042】
メモリ19内には、予めルックアップテーブル20が格納されている。ルックアップテーブル20には、各インデックスに対応して、当該インデックスが示す正規化オフセット時間Δに対応する出力サンプルのデータを入力サンプルのデータに基づく次数Nの補間処理により求める際の、当該補間処理の内容を示す補間係数の組(hΔ(0),hΔ(1),・・・,hΔ(N))が、格納されている。すなわち、ルックアップテーブル20には、インデックスを介して、正規化オフセット時間Δと補間次数Nとをパラメータとして、それらの組み合わせで定まる補間処理の内容を示す補間係数の組(hΔ(0),hΔ(1),・・・,hΔ(N))が、格納されている。例えば、図2に示す例では、補間次数は2次と3次のいずれかであり、今、時間的な解像度の点から正規化オフセット時間Δが128個の値を取り得るものとすると、2×128個の補間係数の組(hΔ(0),hΔ(1),・・・,hΔ(N))が、予め格納される。
【0043】
そして、ルックアップテーブル20内から、インデックス生成部18で生成されたインデックスにより指定された補間係数の組(hΔ(0),hΔ(1),・・・,hΔ(N))が読み出され、データ演算部21に供給される。すなわち、正規化オフセット時間演算部14から順次得られる正規化オフセット時間Δと補間次数演算部17から順次得られる次数Nに応じた、補間係数の組(hΔ(0),hΔ(1),・・・,hΔ(N))が、順次データ演算部21に供給される。ここでは、ルックアップテーブル20からデータ演算部21に供給されている補間係数の組を(C,C,・・・,C)と表す。
【0044】
一方、読み出し制御回路13は、各出力サンプルについての正規化オフセット時間Δを正規化オフセット時間演算部14から順次受け取り、この正規化オフセット時間Δと補間次数Nとに基づいて、当該出力サンプルのサンプリングタイミングを中心とした基準時間幅ΔTと同一の(実際には、近似の)時間幅を持つ補間処理範囲期間内に属する複数の入力サンプルのデータの、RAM11内のアドレスを求め、読み出しタイミング決定部15からの読み出しタイミング信号に応答して、当該アドレスから当該複数の入力サンプルのデータを読み出させる。今、RAM11から読み出されている複数の入力サンプルのデータを(V,V,・・・,V)と表す。図2に示す例では、例えば、出力サンプルDについては、入力サンプルa4,a5,a6,a7のデータが、RAMから読み出される。
【0045】
データ演算部21は、図1に示すように、RAM11から読み出された(V,V,・・・,V)とルックアップテーブル20からの補間係数の組(C,C,・・・,C)との積和演算を行うことで補間処理を行い、当該出力サンプルのデータを出力する。すなわち、データ演算部21は、各出力サンプルについて、当該出力サンプルのサンプリングタイミングを中心とした基準時間幅ΔTと同一の時間幅を持つ補間処理範囲期間内に属する全ての入力サンプルのデータを用いて、補間処理を行うことで、当該出力サンプルのデータを得る。本実施の形態では、データ演算部21は、この補間処理をルックアップテーブル20を参照することにより実現しているが、例えば、ルックアップテーブル20を用いることなく、補間式による演算をそのまま実行することも可能である。
【0046】
なお、本実施の形態では、読み出しタイミング決定部15が読み出しタイミング信号は発生してから、対応する出力サンプルのデータが出力されるまでの、時間間隔は、いずれの出力サンプルについても実質的に同一となるように構成されている。
【0047】
なお、正規化基準時間幅ΔT/T1は適宜の値に設定しておけばよいが、例えば、図2に示す例と同様な値を導く場合には、[ΔT/T1=(A×低次側入力サンプル数+B×高次側入力サンプル数)/入力サンプル周期T1]の式を用いればよい。ただし、この式において、A+B=入力サンプル周期T1であり、A,Bはともに正の整数である。
【0048】
以上の構成によって、本実施の形態によれば、例えば図2に示すような動作が実現され、前述したように、位相的な折り返しノイズの発生を抑制することができるという利点が得られる。
【0049】
また、本実施の形態によれば、ルックアップテーブル20を利用して補間処理を行うので、装置のコストを低減することができるとともに、補間処理に伴う処理負担を低減することができる。
【0050】
さらに、本実施の形態によれば、同時に読み書き可能なRAM11が用いられているので、装置の構成が簡単となる。
【0051】
[第2の実施の形態]
【0052】
図3は、本発明の第2の実施の形態による受信機を示す概略ブロック図である。本実施の形態による受信機は、OFDM方式により変調された信号を受信する受信機として構成されている。
【0053】
本実施の形態による受信機は、図1に示すように、アンテナ31と、アンテナ31で受信された信号を帯域変換してアナログの中間周波数信号を得るRFチューナ部32と、RFチューナ部32からの中間周波数信号を任意のサンプルレートでA/D変換するA/D変換器33と、複素ローカルキャリア信号を発生する離散的局部発振器34と、A/D変換器33によりA/D変換された中間周波数信号と離散的局部発振器34で発生された複素ローカルキャリア信号とを乗算することによってベースバンド信号を合成する乗算器35と、乗算器35から前記サンプルレートに同期して出力されるベースバンド信号をサンプルレート変換してベースバンド信号処理レートに再同期させるサンプルレートコンバータ36と、ベースバンド信号に基づいてシンボル有効期間の開始位置を検出するシンボル同期検出部37と、サンプルレート変換されたベースバンド信号に復調処理を施してデータを復調させる復調部38と、周波数オフセット検出部39と、サンプル周期誤差検出部40と、例えばマイクロコンピュータ等からなるホストプロセッサ41と、を備えている。
【0054】
離散的局部発振器34及び乗算器35は、受信信号を中間周波数からベースバンドに帯域変換(ダウンコンバージョン)する帯域変換手段を構成している。本実施の形態では、離散的局部発振器34は、発振周波数が逐次変更可能となるように構成されている。
【0055】
離散的局部発振器34及び乗算器55の処理は、A/D変換器23のサンプルレートに同期して行われる。サンプルレートコンバータ36は、A/D変換器33のサンプルレートとベースバンド信号処理レートとの相対差を吸収する。本実施の形態では、サンプルレートコンバータ36として、前述した第1の実施の形態による図1に示すサンプルレートコンバータが用いられている。本実施の形態では、ホストプロセッサ41によって、入力サンプル周期T1及び正規化基準時間幅ΔT/T1がプログラマブルに設定されるようになっている。また、ホストプロセッサ41は、サンプル周期誤差検出部40により検出された出力サンプル周期T2誤差に基づいて、その誤差がちいさくなるような出力サンプル周期T2の値を求め、この値をサンプルレートコンバータ36のレジスタ14(図1参照)に設定する。
【0056】
周波数オフセット検出部39は、サンプルレートコンバータ26から出力されるベースバンド信号に基づいて、送信側に対する受信側の周波数オフセットを検出する。周波数オフセット検出部39としては、例えば、特開2001−136143号公報に開示されているものを用いることができる。
【0057】
離散的局部発振器34は、周波数オフセット検出部39からの周波数オフセット検出信号を受けて、その周波数オフセットが小さくなるように発振周波数を調整する。
【0058】
復調部38は、シンボル同期検出部37からの同期検出信号を用いてベースバンド信号に含まれている複数のキャリアを個々に分離するべくベースバンド信号を高速フーリエ変換するFFT部42と、分離された各キャリア信号を復号してデータに戻す復号部43と、を有している。
【0059】
サンプル周期誤差検出部40は、FFT部42により分離されたキャリア信号に基づいて、送信側に対する受信側のサンプル周期誤差を検出する。
【0060】
本実施の形態によれば、送信側に対する受信側のサンプル周期誤差に基づくフィードバック制御が実現され、サンプル周期誤差を抑えることができ、ひいては、ビット誤り率を低下させることができる。このとき、受信機のサンプルレートコンバータ36として従来のサンプルレートコンバータを用いると、サンプルレートの変換レートのその時々の調整量によっては前述の折り返しノイズを瞬間的に増大させ、却って誤り率が高くなってしまうような場面も十分あり得る。これに対し、本実施の形態では、サンプルレートコンバータ36として図1に示すサンプルレートコンバータが用いられているので、その時々の調整量と無関係に常に位相的な折り返しノイズの発生を抑制することができ、安定してビット誤り率を低下させることができる。
【0061】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【0062】
例えば、本発明によるサンプルレートコンバータは、受信機以外の種々の用途に用いることができる。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、位相的な折り返しノイズの発生を抑制することができるサンプルレートコンバータ、及び、これを用いた受信機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるサンプルレートコンバータを示す概略ブロック図である。
【図2】図1に示すサンプルレートコンバータにより実現される、入力サンプルのサンプリングタイミングと、出力サンプルのサンプリングタイミングと、補間処理範囲期間との関係の一例を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態による受信機を示す概略ブロック図である。
【図4】多項式補間フィルタによる入力サンプルと出力サンプルとの関係を示す図である。
【図5】多項式補間フィルタの一例を示す図である。
【図6】多項式補間フィルタについて、次数が3で変換レートが5/6の場合における、入力サンプルのサンプリングタイミングと、出力サンプルのサンプリングタイミングと、各出力サンプルの補間処理範囲期間との関係を示す図である。
【図7】多項式補間フィルタについて、次数が2で変換レートが5/6の場合における、入力サンプルのサンプリングタイミングと、出力サンプルのサンプリングタイミングと、各出力サンプルの補間処理範囲期間との関係を示す図である。
【符号の説明】
11 デュアルポートRAM
12 書き込み制御回路
13 読み出し制御回路
14 正規化オフセット時間演算部
15 読み出しタイミング決定部
16 サンプリングタイミング演算部
17 補間次数演算部
18 インデックス生成部
19 メモリ
20 ルックアップテーブル
21 データ演算部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sample rate converter for converting an input sample sequence into an output sample sequence having a different sample period, and a receiver using the same.
[0002]
[Prior art]
In various applications dealing with digital signals, sample rate converters are used. For example, a sample rate converter is used in a digital receiver.
[0003]
In a digital receiver, generally, data obtained by A / D conversion of an analog IF (intermediate frequency) signal at a certain sampling period is subjected to down-frequency conversion to generate a discrete baseband signal, and further, the base data is generated. The sample interpolation process is performed using a sample rate converter in order to resynchronize with a rate of an integral multiple (usually an exponential multiple of 2) of one or more carrier frequencies arranged in the band.
[0004]
At this time, if the sample rates are expressed in a relatively prime relationship, the conventional technique mainly implements the rate conversion by using a signal processing method called a polynomial interpolation filter. This applies not only to digital receivers but also to sample rate converters used in other devices.
[0005]
Here, FIG. 4 shows a relationship between input samples and output samples by the polynomial interpolation filter. FIG. 5 shows an example of a polynomial interpolation filter when the interpolation order N is 2. In FIG. 4, a n-2 , A n-1 , A n , A n + 1 Is the input sample, X n-2 , X n-1 , X n , X n + 1 Is the input sample a n-2 , A n-1 , A n , A n + 1 , B is the output sample, X is the sampling timing of the output sample b, T is the input sample period, and μ is the offset time of the sampling timing of the output sample b from the immediately preceding input sample. In FIG. 5, 1 to 3 are interpolation coefficients, 4 and 5 are adders, 6 and 7 are multipliers, and Δ is a value μ / T1 obtained by normalizing the offset time μ with the input sample period T1.
[0006]
In the polynomial interpolation filter, an intermediate amount on each interpolation point is linearly obtained from a certain arbitrary and fixed (always constant) number of input samples.
[0007]
FIG. 6 shows the sampling timing of input samples when the order N of the interpolation equation is 3 and the conversion rate of the sample rate (= input sample period / output sample period) is 5/6 for the polynomial interpolation filter; FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between sampling timing of output samples and an interpolation processing range period of each output sample. Here, the interpolation processing range period of a certain output sample indicates that the data of the output sample is obtained by performing the interpolation process using the data of the input sample belonging to the period.
[0008]
FIG. 7 shows the sampling timing of input samples when the order N of the interpolation equation is 2 and the conversion rate of the sample rate (= input sample period / output sample period) is 5/6, for the polynomial interpolation filter; FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between sampling timing of output samples and an interpolation processing range period of each output sample.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the polynomial interpolation filter, as shown in FIG. 6, if the order of the interpolation equation is odd, the number of input samples becomes redundant near the time position of the input sample and the output sample on the cycle of the least common multiple. And a bias appears in the time range of the input sample viewed from the output sample position. Conversely, if it is an even number, the interpolation sequence becomes symmetrical with respect to the half cycle as shown in FIG. Artificial distortion due to topological aliasing noise is synthesized.
[0010]
In addition to the polynomial interpolation filter, interpolation using a polyphase filter bank is well known, but these have fundamentally the same problem as the case of the polynomial interpolation filter.
[0011]
Also, in the digital receiver, the rate conversion ratio is adaptively corrected so as to successively correct the synchronization deviation due to the relative original oscillation error between the transmitter and the receiver (frequency error between the reference oscillator of the transmitter and the reference oscillator of the receiver). May be fine-tuned. In this case, depending on the correction timing as the amount of adjustment at each time, there may be a case where the aliasing noise is instantaneously increased.
[0012]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a sample rate converter capable of suppressing occurrence of phase-like aliasing noise, and a receiver using the same.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a sample rate converter according to a first aspect of the present invention comprises a first set value corresponding to an input sample period, and a second set value corresponding to a sample rate conversion rate or an output sample period. Setting value storage means for storing a third set value corresponding to a reference time width serving as a reference for determining a plurality of input samples to be effectively used for obtaining data of one output sample by interpolation processing; A sampling timing calculating means for calculating a sampling timing of the output sample for each output sample based on the first set value and the second set value; and a sampling timing of the output sample for each output sample. All the inputs belonging to the interpolation processing range period having a time width substantially the same as the reference time width centered on the timing. Using data of the sample, performing interpolation processing to obtain data of the output sample; anddata calculation means for obtaining the data of the output sample, for each of the output samples, the data of the output sample obtained by the data calculation means. , And outputs the output sample obtained at the timing according to the sampling timing.
[0014]
In the first aspect, the interpolation processing is performed using data of all input samples belonging to an interpolation processing range period having a time width substantially equal to the reference time width centered on the sampling timing of the output sample. . Therefore, for any of the output samples, the bias in the time range of the input sample used for interpolation of the output sample as viewed from the output sample position is reduced. Therefore, according to the first aspect, it is possible to suppress occurrence of phase-wise aliasing noise.
[0015]
A sample rate converter according to a second aspect of the present invention is the sample rate converter according to the first aspect, wherein at least one of the first to third set values can be changed to a different value at any time.
[0016]
According to the second aspect, since at least one of the first to third setting values can be changed to a different value at any time, the versatility is improved by appropriately changing the setting value according to the purpose of use and the like. be able to.
[0017]
The sample rate converter according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, is configured such that the second set value is set to a value according to an external command. The rate can be adjusted.
[0018]
According to the third aspect, since the conversion rate of the sample rate can be adjusted, for example, in the digital receiver, the digital receiver is adaptively adapted to sequentially correct the synchronization deviation due to the relative original error between the transmitter and the receiver. Fine adjustment of the rate conversion ratio can be performed, which is preferable.
[0019]
The sample rate converter according to a fourth aspect of the present invention is the sample rate converter according to any one of the first to third aspects, wherein the number of input samples belonging to the interpolation processing range period or the order of the interpolation processing determined according to the number of input samples or A value corresponding to any of these, a value obtained by normalizing the offset time from the input sample immediately before the sampling timing of the output sample by the input sample cycle or an approximate value thereof, or a value corresponding to any of these. , A look-up table storing means for storing a set of interpolation coefficients indicating the contents of the interpolation processing according to the index value determined by the above-described first to third settings for each of the output samples. Based on the value of the input sample belonging to the interpolation processing range period for the output sample. Or a means for obtaining, as a first value, an order of the interpolation processing determined in accordance with the order or a value corresponding to any of the orders. The sampling timing calculating means, for each of the output samples, Means for obtaining, as a second value, a value obtained by normalizing the offset time from the immediately preceding input sample of the sampling timing by the input sample period or an approximate value thereof, or a value corresponding to any of these values. The calculating means obtains a set of interpolation coefficients for each of the output samples by referring to the look-up table in accordance with an index value determined by the first and second values obtained according to the output samples. And the data of the input samples belonging to the interpolation process range period for the output sample. By performing the product-sum operation between the, and obtains data of the output sample.
[0020]
According to the fourth aspect, since the interpolation processing is performed using the look-up table, the cost of the apparatus can be reduced, and the processing load associated with the interpolation processing can be reduced.
[0021]
A sample rate converter according to a fifth aspect of the present invention is the sample rate converter according to any one of the first to fourth aspects, further comprising a memory that can simultaneously read and write, wherein the data of each input sample is synchronized with an input sample clock. And for each of the output samples, data of input samples belonging to the interpolation processing range period for the output samples is read from the memory in synchronization with an output sample clock, and the data operation unit Uses the data of the read input sample in the interpolation processing.
[0022]
According to the fifth aspect, since the memory that can be read and written at the same time is used, the configuration of the device is simplified.
[0023]
A receiver according to a sixth aspect of the present invention is a receiver for receiving a signal modulated by a predetermined modulation scheme as a received signal, wherein the discrete local oscillator for generating a complex local carrier signal is provided based on the received signal. A multiplier for synthesizing a baseband signal by multiplying the intermediate frequency signal obtained and A / D converted at an arbitrary sample rate by a complex local carrier signal generated by the discrete local oscillator; A sample rate converter for converting the baseband signal output in synchronization with the sample rate from the baseband signal and resynchronizing the baseband signal to a baseband signal processing rate; Demodulation means for demodulating the data, and a sample period error or a sample rate error of the receiving side with respect to the transmitting side. A detection unit for detecting, and a control unit, wherein the sample rate converter is the sample rate converter according to any one of the first to fifth aspects, and the control unit includes an error detected by the detection unit. , A value that reduces the error is instructed, and this value is stored in the set value storage means as the second set value of the sample rate converter.
[0024]
According to the sixth aspect, feedback control based on the sample period error or the sample rate error of the receiving side with respect to the transmitting side can be realized, the sample period error and the like can be suppressed, and the bit error rate can be reduced. it can. At this time, if a conventional sample rate converter is used as the sample rate converter of the receiver, the above-mentioned aliasing noise is instantaneously increased depending on the amount of adjustment of the conversion rate of the sample rate at each time, and the error rate becomes higher. There can be a lot of situations where things go wrong. On the other hand, in the sixth aspect, since the sample rate converter according to any one of the first to fifth aspects is used, generation of phase-like aliasing noise is always performed regardless of the amount of adjustment at each time. Thus, the bit error rate can be stably reduced.
[0025]
The use of the sample rate converter according to the first to fifth aspects is not limited to a receiver, and can be applied to various uses.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a sample rate converter according to the present invention and a receiver using the same will be described with reference to the drawings.
[0027]
[First Embodiment]
[0028]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a sample rate converter according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a relationship between the sampling timing of an input sample, the sampling timing of an output sample, and an interpolation processing range period, which is realized by the sample rate converter illustrated in FIG.
[0029]
First, before describing the configuration of the sample rate converter according to the present embodiment, an example shown in FIG. 2 will be described.
[0030]
In the example shown in FIG. 2, the conversion rate of the sample rate (= input sample period T1 / output sample period T2) is 5/6. A reference time width ΔT, which is a reference for determining a plurality of input samples to be effectively used for obtaining data of one output sample by interpolation processing, is set to the length shown in FIG. The interpolation processing range period of each output sample has the same time width as the reference time width ΔT, and the sampling timing of the output sample is determined to be the center of the interpolation processing range period. For example, the interpolation processing range period of the output sample D has the same time width as the reference time width ΔT, and the sampling point of the output sample D is at the center of the interpolation processing range period of the output sample D. Actually, in the present embodiment, the time resolution (resolution) is determined by an output clock signal to be described later, so that the time width of the interpolation processing range period exactly matches the reference time width ΔT. I can not say.
[0031]
As described above, the interpolation processing range period of a certain output sample indicates that the data of the output sample is obtained using the data of the input sample belonging to the period. For example, in the example shown in FIG. 2, since four input samples a4, a5, a6, and a7 belong within the interpolation processing range period of the output sample D, the data of the output sample D is all input samples a4, a5. , A6, a7 by performing an interpolation process. Therefore, the degree N of interpolation (= the number of input samples -1) when obtaining the data of the output sample D is 3. On the other hand, since three input samples a7, a8, and a9 belong to the interpolation processing range period of the output sample A ', the data of the output sample D is interpolated using the data of all these input samples a7, a8, and a9. It is obtained by performing processing. Therefore, the degree N of interpolation (= the number of input samples -1) when obtaining the data of the output sample A 'is 2.
[0032]
Thus, in the present embodiment, the interpolation processing range period of each output sample has the same time width as the reference time width ΔT, and the sampling timing of the output sample is determined to be the center of the interpolation processing range period. Therefore, the order N when the output sample data is obtained by the interpolation processing is different between the output sample A ′ and the output sample D. In this respect, the order N of interpolation is completely different from the case of FIGS. 6 and 7 in which the order N is always the same for all output samples. In the example shown in FIG. 2, the conversion rate is 5/6, and the relationship of 4 × 4/5 + 3 × 1 / = 3.8 holds, so that four inputs to four outputs by tertiary interpolation are performed. And an output by secondary interpolation from three inputs is executed once, and the normalized reference time width ΔT / T1 is 3.8.
[0033]
According to the present embodiment, the interpolation processing is performed using the data of all input samples belonging to the interpolation processing range period having the same time width as the reference time width ΔT centered on the sampling timing of the output sample. Therefore, for any of the output samples, the bias of the sampling position of the output sample with respect to the sampling timing of the input sample used for interpolation of the output sample in time is reduced, and the phase distortion is not concentrated. This is clear from the comparison between FIG. 2 and FIGS. 6 and 7. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of phase-wise aliasing noise.
[0034]
Next, the configuration of the sample rate converter according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0035]
The sample rate converter according to the present embodiment has a dual-port RAM 11 as a simultaneously writable memory. The write control circuit 12 operating in synchronization with the input clock signal controls the writing of the RAM 11, so that the input sample data is temporarily and sequentially stored in the RAM 11 from the writing port of the RAM 11. The input sample data once stored in this manner is read out from the RAM 11 by the read control circuit 13 which operates in synchronization with the output clock signal independent of the input clock signal, and is synchronized with the output clock signal for each output sample. As many as necessary for each interpolation calculation are read out. The elements surrounded by the dotted line in FIG. 1 operate in synchronization with the output clock signal.
[0036]
The register 14 serving as a set value storage unit stores the input sample period T1, the output sample period T2, and the normalized reference time width ΔT / T1 obtained by normalizing the reference time width ΔT with the input sample period T1. Is stored as In the present embodiment, these set values T1, T2, ΔT / T1 are configured to be changed to different values at any time by a processor or the like (not shown) operated by a program, and the output sample period T2 is set to an external value. And the conversion rate T1 / T2 can be adjusted. Needless to say, for example, the conversion rate T1 / T2 may be stored in the register 14 instead of the output sample period T2.
[0037]
Based on the input sample period T1 and the output sample period T2, the normalized offset time calculation unit 14 calculates, for each output sample, an offset time μ from the immediately preceding input sample at the sampling timing of the output sample in the input sample period T1. A normalized value (normalized offset time) Δ = μ / T1 is calculated. In the example shown in FIG. 2, for example, the normalized offset time calculation unit 14 calculates Δ = μ C / T1 is calculated. Since the offset time μ of each output sample is uniquely determined depending on the input / output sample periods T1 and T2, the normalized offset time Δ can be calculated for each output sample from the input sample period T1 and the output sample period T2. . It should be noted that the temporal position at which the sampling timing of the output sample can be taken is not a continuous position in a continuous manner but a discrete position determined by the resolution of the output clock signal. Therefore, the normalized offset time calculation unit 14 obtains, as the normalized offset time Δ, a value (ie, an approximate value) rounded to an integral multiple of the minimum unit (or an integral multiple thereof) determined by the resolution.
[0038]
The read timing determination unit 15 sequentially receives the normalized offset time Δ for each output sample from the normalized offset time calculation unit 14, further uses the input sample period T1, and counts the output clock signal to obtain each output sample. A read timing signal is given to the read control circuit 13 at a timing corresponding to the sampling timing. As will be understood from the following description, in the present embodiment, a point in time after a predetermined number of clocks from the point in time of the read timing signal is set as the actual sampling timing of the output clock. The read control signal 13 gives a signal synchronized with the read timing signal to the normalized offset time calculator 14. In response to this signal, the normalized offset time calculation unit 14 calculates a normalized offset time Δ for the next output sample.
[0039]
As can be understood from the above description, in the present embodiment, the normalized offset time calculator 14 and the read timing determiner 15 determine the sampling timing of each output sample by using the input sample period T1 and the output sample period. A sampling timing calculation unit 16 that performs calculation based on T2 is configured.
[0040]
The interpolation order calculation unit 17 sequentially receives the normalized offset time Δ for each output sample from the normalized offset time calculation unit 14 and based on the normalized offset time Δ and the normalized reference time width ΔT / T1, The number of input samples belonging to the interpolation processing range period having the same (actually approximate) time width as the reference time width ΔT centered on the sampling timing of the output sample is obtained, and 1 is subtracted from the input sample number. Thus, the order N of the interpolation processing is obtained.
[0041]
The index generation unit 18 generates an index (pointer) determined by the normalized offset time Δ sequentially received from the normalized offset time calculation unit 14 and the order N sequentially received from the interpolation order calculation unit 17.
[0042]
Look-up table 20 is stored in memory 19 in advance. In the look-up table 20, the interpolation processing for obtaining the data of the output sample corresponding to the normalized offset time Δ indicated by the index by the interpolation processing of the order N based on the data of the input sample corresponds to each index. A set of interpolation coefficients (h Δ (0), h Δ (1), ..., h Δ (N)) is stored. That is, the look-up table 20 uses the normalized offset time Δ and the interpolation order N as parameters via the index as a set of interpolation coefficients (h Δ (0), h Δ (1), ..., h Δ (N)) is stored. For example, in the example shown in FIG. 2, the interpolation order is one of the second order and the third order, and if the normalized offset time Δ can take 128 values from the point of the temporal resolution, 2 A set of × 128 interpolation coefficients (h Δ (0), h Δ (1), ..., h Δ (N)) is stored in advance.
[0043]
Then, from the look-up table 20, a set of interpolation coefficients (h Δ (0), h Δ (1), ..., h Δ (N)) is read out and supplied to the data operation unit 21. That is, a set (h) of interpolation coefficients corresponding to the normalized offset time Δ sequentially obtained from the normalized offset time calculator 14 and the order N sequentially obtained from the interpolation order calculator 17. Δ (0), h Δ (1), ..., h Δ (N)) are sequentially supplied to the data operation unit 21. Here, the set of interpolation coefficients supplied from the lookup table 20 to the data operation unit 21 is represented by (C 0 , C 1 , ..., C N ).
[0044]
On the other hand, the read control circuit 13 sequentially receives the normalized offset time Δ for each output sample from the normalized offset time calculation unit 14, and performs sampling of the output sample based on the normalized offset time Δ and the interpolation order N. The address in the RAM 11 of the data of a plurality of input samples belonging to the interpolation processing range period having the same (actually approximate) time width as the reference time width ΔT centered on the timing is obtained, and the read timing determination unit In response to the read timing signal from the address 15, the data of the plurality of input samples is read from the address. Now, the data of a plurality of input samples being read from the RAM 11 is (V 0 , V 1 , ..., V N ). In the example shown in FIG. 2, for example, for the output sample D, the data of the input samples a4, a5, a6, and a7 is read from the RAM.
[0045]
The data operation unit 21 reads out (V 0 , V 1 , ..., V N ) And a set of interpolation coefficients (C 0 , C 1 , ..., C N ) To perform interpolation processing and output data of the output sample. That is, the data operation unit 21 uses, for each output sample, data of all input samples belonging to an interpolation processing range period having the same time width as the reference time width ΔT centered on the sampling timing of the output sample. By performing the interpolation processing, data of the output sample is obtained. In the present embodiment, the data calculation unit 21 realizes this interpolation processing by referring to the lookup table 20. For example, the data calculation unit 21 directly executes the calculation by the interpolation formula without using the lookup table 20. It is also possible.
[0046]
In the present embodiment, the time interval from when the read timing determining unit 15 generates the read timing signal to when the data of the corresponding output sample is output is substantially the same for all output samples. It is configured so that
[0047]
The normalized reference time width ΔT / T1 may be set to an appropriate value. For example, when a value similar to the example shown in FIG. 2 is derived, [ΔT / T1 = (A × low order Side input sample number + B × the number of higher-order side input samples) / input sample period T1]. However, in this equation, A + B = input sample period T1, and A and B are both positive integers.
[0048]
With the above-described configuration, according to the present embodiment, for example, the operation as shown in FIG. 2 is realized, and as described above, an advantage is obtained in that the generation of the phase aliasing noise can be suppressed.
[0049]
Further, according to the present embodiment, since the interpolation processing is performed using the look-up table 20, the cost of the apparatus can be reduced, and the processing load associated with the interpolation processing can be reduced.
[0050]
Furthermore, according to the present embodiment, since the RAM 11 that can be read and written at the same time is used, the configuration of the device is simplified.
[0051]
[Second embodiment]
[0052]
FIG. 3 is a schematic block diagram showing a receiver according to the second embodiment of the present invention. The receiver according to the present embodiment is configured as a receiver that receives a signal modulated by the OFDM method.
[0053]
As shown in FIG. 1, the receiver according to the present embodiment includes an antenna 31, an RF tuner unit 32 that converts a band of a signal received by the antenna 31 to obtain an analog intermediate frequency signal, and an RF tuner unit 32. A / D converter 33 for performing A / D conversion on the intermediate frequency signal at an arbitrary sample rate, a discrete local oscillator 34 for generating a complex local carrier signal, and A / D converted by the A / D converter 33 A multiplier 35 for synthesizing a baseband signal by multiplying the intermediate frequency signal by a complex local carrier signal generated by a discrete local oscillator 34; and a baseband output from the multiplier 35 in synchronization with the sample rate. A sample rate converter 36 that converts the signal to a sample rate and resynchronizes with the baseband signal processing rate; A symbol synchronization detecting unit 37 for detecting a start position of a symbol valid period, a demodulating unit 38 for performing demodulation processing on the baseband signal subjected to the sample rate conversion to demodulate data, a frequency offset detecting unit 39, An error detection unit 40 and a host processor 41 such as a microcomputer are provided.
[0054]
The discrete local oscillator 34 and the multiplier 35 constitute band conversion means for performing band conversion (down conversion) of a received signal from an intermediate frequency to a base band. In the present embodiment, the discrete local oscillator 34 is configured so that the oscillation frequency can be sequentially changed.
[0055]
The processing of the discrete local oscillator 34 and the multiplier 55 is performed in synchronization with the sample rate of the A / D converter 23. The sample rate converter 36 absorbs a relative difference between the sample rate of the A / D converter 33 and the baseband signal processing rate. In the present embodiment, the sample rate converter 36 shown in FIG. 1 according to the above-described first embodiment is used as the sample rate converter 36. In the present embodiment, the input sample period T1 and the normalized reference time width ΔT / T1 are set by the host processor 41 in a programmable manner. Further, based on the output sample period T2 error detected by the sample period error detection unit 40, the host processor 41 obtains a value of the output sample period T2 such that the error is small, and uses this value of the sample rate converter 36. It is set in the register 14 (see FIG. 1).
[0056]
The frequency offset detector 39 detects a frequency offset on the receiving side with respect to the transmitting side based on the baseband signal output from the sample rate converter 26. As the frequency offset detection unit 39, for example, the one disclosed in JP-A-2001-136143 can be used.
[0057]
The discrete local oscillator 34 receives the frequency offset detection signal from the frequency offset detector 39, and adjusts the oscillation frequency so that the frequency offset becomes smaller.
[0058]
The demodulation unit 38 uses the synchronization detection signal from the symbol synchronization detection unit 37 to perform a fast Fourier transform on the baseband signal to separate a plurality of carriers included in the baseband signal individually. And a decoding unit 43 for decoding each carrier signal and returning the data to data.
[0059]
The sample period error detection unit 40 detects a sample period error of the reception side with respect to the transmission side based on the carrier signal separated by the FFT unit 42.
[0060]
According to the present embodiment, feedback control based on the sample period error of the reception side with respect to the transmission side is realized, the sample period error can be suppressed, and the bit error rate can be reduced. At this time, if a conventional sample rate converter is used as the sample rate converter 36 of the receiver, the aforementioned aliasing noise is instantaneously increased depending on the amount of adjustment of the conversion rate of the sample rate at each time, and the error rate is rather increased. There can be enough scenes. On the other hand, in the present embodiment, since the sample rate converter shown in FIG. 1 is used as the sample rate converter 36, it is possible to always suppress the generation of the phase aliasing noise regardless of the amount of adjustment at each time. Thus, the bit error rate can be stably reduced.
[0061]
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments.
[0062]
For example, the sample rate converter according to the present invention can be used for various applications other than a receiver.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a sample rate converter capable of suppressing the occurrence of phase aliasing noise, and a receiver using the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a sample rate converter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a relationship between a sampling timing of an input sample, a sampling timing of an output sample, and an interpolation processing range period, which is realized by the sample rate converter illustrated in FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating a receiver according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between input samples and output samples by a polynomial interpolation filter.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a polynomial interpolation filter.
FIG. 6 shows a relationship between a sampling timing of an input sample, a sampling timing of an output sample, and an interpolation processing range period of each output sample when the order is 3 and the conversion rate is 5/6 for the polynomial interpolation filter. FIG.
FIG. 7 shows the relationship between the sampling timing of an input sample, the sampling timing of an output sample, and the interpolation processing range period of each output sample when the order is 2 and the conversion rate is 5/6 for the polynomial interpolation filter. FIG.
[Explanation of symbols]
11 Dual port RAM
12 Write control circuit
13 Read control circuit
14 Normalized offset time calculation unit
15 Read timing decision unit
16 Sampling timing calculator
17 Interpolation order calculator
18 Index generator
19 Memory
20 Look-up table
21 Data operation unit

Claims (6)

入力サンプル周期に応じた第1の設定値と、サンプルレートの変換レート又は出力サンプル周期に応じた第2の設定値と、1つの出力サンプルのデータを補間処理により求めるために有効に用いるべき複数の入力サンプルを決定する基準となる基準時間幅に応じた第3の設定値と、を記憶する設定値記憶手段と、
各出力サンプルについて、当該出力サンプルのサンプリングタイミングを、前記第1の設定値及び前記第2の設定値に基づいて、演算するサンプリングタイミング演算手段と、
前記各出力サンプルについて、当該出力サンプルのサンプリングタイミングを略中心とした前記基準時間幅と略同一の時間幅を持つ補間処理範囲期間内に属する全ての入力サンプルのデータを用いて、補間処理を行うことで、当該出力サンプルのデータを得るデータ演算手段と、
を備え、
前記各出力サンプルについて、前記データ演算手段により得られた当該出力サンプルの前記データを、前記サンプリングタイミング演算手段により得られた当該出力サンプルの前記サンプリングタイミングに応じたタイミングで出力することを特徴とするサンプルレートコンバータ。
A first set value corresponding to the input sample period, a second set value corresponding to the conversion rate of the sample rate or the output sample period, and a plurality of values to be effectively used for obtaining data of one output sample by interpolation processing Set value storage means for storing a third set value corresponding to a reference time width serving as a reference for determining the input sample of
Sampling timing calculating means for calculating a sampling timing of each output sample based on the first set value and the second set value;
For each of the output samples, an interpolation process is performed using data of all input samples belonging to an interpolation processing range period having substantially the same time width as the reference time width centered on the sampling timing of the output sample. By doing so, a data operation means for obtaining data of the output sample,
With
For each of the output samples, outputting the data of the output sample obtained by the data operation means at a timing corresponding to the sampling timing of the output sample obtained by the sampling timing operation means. Sample rate converter.
前記第1乃至第3の設定値の少なくとも1つが、随時異なる値に変え得るように、構成されたことを特徴とする請求項1記載のサンプルレートコンバータ。2. The sample rate converter according to claim 1, wherein at least one of said first to third set values can be changed to a different value at any time. 前記第2の設定値が外部からの指令に応じた値に設定されるように構成されて、前記変換レートの調整が可能であることを特徴とする請求項1又は2記載のサンプルレートコンバータ。3. The sample rate converter according to claim 1, wherein the second set value is set to a value according to an external command, and the conversion rate can be adjusted. 前記補間処理範囲期間内に属する入力サンプルの数又はこれに応じて定まる前記補間処理の次数あるいはこれらのいずれかに応じた値と、前記出力サンプルのサンプリングタイミングのその直前の入力サンプルからのオフセット時間を前記入力サンプル周期で正規化した値又はその近似値あるいはこれらのいずれかに応じた値と、により定まるインデックス値に応じた前記補間処理の内容を示す補間係数の組を格納したルックアップテーブルを、記憶するルックアップテーブル記憶手段と、
前記各出力サンプルについて、前記第1乃至第3の設定値に基づいて、当該出力サンプルに関する前記補間処理範囲期間内に属する入力サンプルの数又はこれに応じて定まる前記補間処理の次数あるいはこれらのいずれかに応じた値を、第1の値として求める手段と、
を備え、
前記サンプリングタイミング演算手段は、前記各出力サンプルについて、当該出力サンプルのサンプリングタイミングのその直前の入力サンプルからのオフセット時間を前記入力サンプル周期で正規化した値又はその近似値あるいはこれらのいずれかに応じた値を、第2の値として求める手段を含み、
前記データ演算手段は、前記各出力サンプルについて、当該出力サンプルに応じて求められた前記第1及び第2の値により定まるインデックス値に従って前記ルックアップテーブルを参照して補間係数の組を得、この補間係数の組と当該出力サンプルに関する前記補間処理範囲期間内に属する入力サンプルのデータとの間で積和演算を行うことで、当該出力サンプルのデータを得ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のサンプルレートコンバータ。
The number of input samples belonging to the interpolation processing range period, the order of the interpolation processing determined accordingly, or a value corresponding to any of these, and the offset time of the sampling timing of the output sample from the immediately preceding input sample A lookup table storing a set of interpolation coefficients indicating the contents of the interpolation processing according to an index value determined by a value normalized by the input sample period or an approximate value thereof, or a value corresponding to any of these values. Lookup table storage means for storing,
For each of the output samples, based on the first to third setting values, the number of input samples belonging to the interpolation processing range period for the output sample or the order of the interpolation processing determined in accordance with the number, or any of these. Means for determining a value according to the first or second value as a first value;
With
The sampling timing calculating means, for each of the output samples, is based on a value obtained by normalizing the offset time from the immediately preceding input sample of the sampling timing of the output sample to the input sample period or an approximate value thereof, or any one of them. Means for determining the value obtained as the second value,
The data calculation means obtains a set of interpolation coefficients for each of the output samples by referring to the look-up table according to an index value determined by the first and second values obtained according to the output samples. 4. The data of the output sample is obtained by performing a product-sum operation between the set of interpolation coefficients and the data of the input sample belonging to the interpolation processing range period for the output sample. The sample rate converter according to any one of the above.
同時に読み書き可能なメモリを備え、
前記各入力サンプルのデータが入力サンプルクロックに同期して前記メモリ内に一時的に保持され、
前記各出力サンプルについて、当該出力サンプルに関する前記補間処理範囲期間内に属する入力サンプルのデータが、出力サンプルクロックに同期して前記メモリから読み出され、
前記データ演算部は、読み出された入力サンプルのデータを前記補間処理に用いることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のサンプルレートコンバータ。
With memory that can be read and written at the same time,
The data of each input sample is temporarily held in the memory in synchronization with an input sample clock,
For each output sample, data of an input sample belonging to the interpolation processing range period for the output sample is read from the memory in synchronization with an output sample clock;
The sample rate converter according to claim 1, wherein the data operation unit uses the data of the read input sample for the interpolation processing.
所定の変調方式により変調された信号を受信信号として受信する受信機において、
複素ローカルキャリア信号を発生する離散的局部発振器と、
前記受信信号に基づいて得られ任意のサンプルレートでA/D変換された中間周波数信号と、前記離散的局部発振器で発生された複素ローカルキャリア信号と乗算することによって、ベースバンド信号を合成する乗算器と、
前記乗算器から前記サンプルレートに同期して出力される前記ベースバンド信号をサンプルレート変換してベースバンド信号処理レートに再同期させるサンプルレートコンバータと、
前記再同期されたベースバンド信号に復調処理を施してデータを復調させる復調手段と、
送信側に対する受信側のサンプル周期誤差又はサンプルレート誤差を検出する検出手段と、
制御部と、
を備え、
前記サンプルレートコンバータが、請求項1乃至5のいずれかに記載のサンプルレートコンバータであり、
前記制御部は、前記検出手段により検出された誤差に基づいて、当該誤差が小さくなるような値を指令して、この値を前記サンプルレートコンバータの前記第2の設定値として前記設定値記憶手段に記憶させる、ことを特徴とする受信機。
In a receiver that receives a signal modulated by a predetermined modulation method as a reception signal,
A discrete local oscillator for generating a complex local carrier signal;
Multiplication for synthesizing a baseband signal by multiplying an intermediate frequency signal obtained based on the received signal and A / D converted at an arbitrary sample rate by a complex local carrier signal generated by the discrete local oscillator Vessels,
A sample rate converter that converts the baseband signal output in synchronization with the sample rate from the multiplier and resynchronizes with the baseband signal processing rate;
Demodulation means for performing demodulation processing on the resynchronized baseband signal to demodulate data,
Detecting means for detecting a sample period error or a sample rate error of the receiving side with respect to the transmitting side,
A control unit;
With
The sample rate converter is a sample rate converter according to any one of claims 1 to 5,
The control unit instructs a value such that the error is reduced based on the error detected by the detection unit, and uses the value as the second set value of the sample rate converter. A receiver.
JP2002185723A 2002-06-26 2002-06-26 Sample rate converter and receiver using the same Expired - Fee Related JP4024602B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002185723A JP4024602B2 (en) 2002-06-26 2002-06-26 Sample rate converter and receiver using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002185723A JP4024602B2 (en) 2002-06-26 2002-06-26 Sample rate converter and receiver using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004032357A true JP2004032357A (en) 2004-01-29
JP4024602B2 JP4024602B2 (en) 2007-12-19

Family

ID=31181266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002185723A Expired - Fee Related JP4024602B2 (en) 2002-06-26 2002-06-26 Sample rate converter and receiver using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4024602B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010124066A (en) * 2008-11-17 2010-06-03 Sharp Corp Receiver, reception method, ofdm demodulator, program and computer-readable recording medium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010124066A (en) * 2008-11-17 2010-06-03 Sharp Corp Receiver, reception method, ofdm demodulator, program and computer-readable recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP4024602B2 (en) 2007-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100769868B1 (en) Demodulation circuit and demodulation method
US7577216B2 (en) Guard interval and FFT mode detector in DVB-T receiver
US20090104886A1 (en) Signal processing device, control method of signal processing device, digital broadcast receiving device, and control method of digital broadcast receiving device
JP3058870B1 (en) AFC circuit
JP4165413B2 (en) Radio data communication demodulator and demodulation method
US5553101A (en) Demodulation logic unit adaptable to multiple data protocols
JP5354293B2 (en) Phase synchronization apparatus and phase synchronization method
US7149260B2 (en) Carrier recovery apparatus of VSB receiver and a method of recovering carrier using the same
US7583770B2 (en) Multiplex signal error correction method and device
WO2004010624A1 (en) Ofdm receiver
JP4024602B2 (en) Sample rate converter and receiver using the same
JP4463738B2 (en) OFDM receiver
JP5213769B2 (en) Receiving machine
JP3164944B2 (en) Sync detection circuit
JP3986890B2 (en) Apparatus and method for digital demodulation of received signal in digital communication receiver
JPH10308716A (en) Receiver and receiving method
JP4172086B2 (en) Digital demodulator
JPH06237277A (en) Psk carrier signal regenerating device
KR20060015306A (en) Phase tracking for received signals using adaptive interpolation
JP2004173183A (en) Transformation device for lagrange interpolation sampling rate
JP3582666B2 (en) Orthogonal frequency multiplex signal demodulator
JP3789276B2 (en) OFDM receiver
JPH04261248A (en) Batch demodulator
JP3394276B2 (en) AFC circuit
JP2001127818A (en) Digital signal processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070703

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071002

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071003

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101012

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees