JP2021153262A - Filter device, transmission system and reception system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルタ装置、送信システム、および受信システムに関する。 The present invention relates to a filter device, a transmitting system, and a receiving system.
直列に接続されている遅延ブロックを有し、入力データ列の先頭からのデータを遅延ブロックの先頭から順次入力するFIR(Finite Impulse Response)フィルタ等が知られている。また、このようなFIRフィルタの特性を動作中に切り換える技術も知られている(例えば、特許文献1および2を参照)。
There are known FIR (Finite Impulse Response) filters and the like that have delay blocks connected in series and sequentially input data from the beginning of an input data string from the beginning of the delay block. Further, a technique for switching the characteristics of such an FIR filter during operation is also known (see, for example,
FIRフィルタは、一般に、タップ数と呼ばれる遅延ブロックの数が大きければ大きいほど、周波数応答が理想的な周波数応答に近づくことが知られている。その一方で、タップ数が大きければ大きいほど、複数の遅延ブロックを通過してからフィルタリング処理した結果が出力されるので、入出力間の遅延時間が大きくなるという技術的な課題があった。 It is generally known that the FIR filter generally has a frequency response closer to an ideal frequency response as the number of delay blocks called the number of taps is larger. On the other hand, the larger the number of taps, the larger the delay time between input and output because the result of filtering after passing through a plurality of delay blocks is output, which is a technical problem.
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、遅延ブロックを有するデジタルフィルタにおいて、遅延ブロックの数とは無関係に入出力間の遅延時間を短くするようにすることを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to shorten the delay time between input and output in a digital filter having delay blocks regardless of the number of delay blocks. ..
本発明の第1の態様においては、入力端から出力端の間において直列に接続されているN個(Nは2以上の整数)の遅延ブロックと、N個の前記遅延ブロックの入力および出力に対応して設けられており、入力するデータに係数を乗じるN+1個の乗算部と、N+1個の前記乗算部の乗算結果の和を算出する加算部と、N個の前記遅延ブロックとN+1個の前記乗算部とに入力データ列に含まれるデータを供給するデータ供給部とを備え、前記データ供給部は、第1タイミングにおいて、前記入力データ列の前記第1タイミングにおける先頭データを、前記入力端からN番目の前記遅延ブロックの出力に接続されている前記乗算部に供給し、前記入力データ列の前記第1タイミングにおける先頭データの次のデータからN+1番目までのN個のデータを、対応するN個の前記遅延ブロックと、N個の前記遅延ブロックの入力側に接続されている対応するN個の前記乗算部にそれぞれ供給し、前記第1タイミング以降の処理タイミングごとに、前記入力端から1番目の前記遅延ブロックと前記入力端に接続されている前記乗算部とに、前記第1タイミングにおける先頭データからN+1番目以降のデータを順次供給する、フィルタ装置を提供する。 In the first aspect of the present invention, N delay blocks (N is an integer of 2 or more) connected in series between the input end and the output end, and the input and output of the N delay blocks. Correspondingly provided, N + 1 multiplying parts for multiplying the input data by a coefficient, an adding part for calculating the sum of the multiplication results of N + 1 said multiplying parts, N said delay blocks and N + 1 pieces. The multiplication unit is provided with a data supply unit that supplies data included in the input data string, and the data supply unit supplies the head data of the input data string at the first timing to the input end at the first timing. The Nth data from the next data of the head data in the first timing of the input data string to the N + 1th data are supplied to the multiplication unit connected to the output of the Nth delay block. It is supplied to the N delay blocks and the corresponding N multiplication units connected to the input side of the N delay blocks, respectively, and from the input end at each processing timing after the first timing. Provided is a filter device that sequentially supplies N + 1th and subsequent data from the head data in the first timing to the first delay block and the multiplication unit connected to the input end.
前記フィルタ装置は、N+1個の前記乗算部に対応するN+1個の前記係数を供給する係数供給部と、前記入力データ列にフィルタリング処理を実行する前記第1タイミングに基づく制御信号を前記データ供給部および前記係数供給部に供給する制御部とを更に備え、前記係数供給部は、制御信号に応じて、N+1個の前記係数をN+1個の前記乗算部に供給してもよい。 The filter device supplies a coefficient supply unit that supplies N + 1 the coefficients corresponding to the N + 1 multiplication units, and a control signal based on the first timing that executes a filtering process on the input data string. And a control unit that supplies the coefficient supply unit, and the coefficient supply unit may supply N + 1 of the coefficients to the N + 1 multiplication unit according to the control signal.
前記制御部は、前記第1タイミングとは異なる第2タイミングに基づく制御信号を前記データ供給部および前記係数供給部に供給し、前記第2タイミングにおいて、前記データ供給部は、前記入力データ列の前記第2タイミングにおける先頭データを、前記入力端からN番目の前記遅延ブロックの出力に接続されている前記乗算部に供給し、前記入力データ列の前記第2タイミングにおける先頭データの次のデータからN+1番目までのN個のデータを、対応するN個の前記遅延ブロックと、N個の前記遅延ブロックの入力側に接続されている対応するN個の前記乗算部にそれぞれ供給し、前記係数供給部は、前記第1タイミングに基づく制御信号に応じて供給したN+1個の前記係数とは値が異なるN+1個の前記係数をN+1個の前記乗算部に供給してもよい。 The control unit supplies a control signal based on a second timing different from the first timing to the data supply unit and the coefficient supply unit, and at the second timing, the data supply unit receives the input data string. The head data at the second timing is supplied to the multiplication unit connected to the output of the delay block Nth from the input end, and from the data next to the head data at the second timing of the input data string. N data up to the N + 1th are supplied to the corresponding N delay blocks and the corresponding N multiplication units connected to the input side of the N delay blocks, respectively, and the coefficient is supplied. The unit may supply N + 1 of the coefficients having a value different from the N + 1 of the coefficients supplied in response to the control signal based on the first timing to the N + 1 multiplication units.
前記係数供給部は、L個(Lは2以上かつN以下の整数)の前記係数をN+1個の前記乗算部に供給する場合、前記出力端に近い方のL個の前記乗算部に対応するL個の前記係数を供給し、残りのN+1−L個の前記乗算部に値が0の前記係数を供給してもよい。 When supplying L coefficients (L is an integer of 2 or more and N or less) to the N + 1 multiplication units, the coefficient supply unit corresponds to the L multiplication units closer to the output end. The L coefficients may be supplied, and the remaining N + 1-L multiplication units may be supplied with the coefficients having a value of 0.
本発明の第2の態様においては、予め定められた周波数の信号を送信する送信機と、第1の態様の前記フィルタ装置とを備え、前記フィルタ装置は、前記送信機が送信する信号データに対して、前記第1タイミングからのフィルタリング処理を実行する、送信システムを提供する。 In the second aspect of the present invention, a transmitter for transmitting a signal having a predetermined frequency and the filter device according to the first aspect are provided, and the filter device is used for signal data transmitted by the transmitter. On the other hand, a transmission system that executes the filtering process from the first timing is provided.
本発明の第3の態様においては、予め定められた周波数の信号を受信する受信機と、第1の態様の前記フィルタ装置とを備え、前記フィルタ装置は、前記受信機が受信する信号データに対して、前記第1タイミングからのフィルタリング処理を実行する、受信システムを提供する。 In the third aspect of the present invention, a receiver for receiving a signal having a predetermined frequency and the filter device according to the first aspect are provided, and the filter device is used for signal data received by the receiver. On the other hand, a receiving system that executes the filtering process from the first timing is provided.
本発明によれば、遅延ブロックを有するデジタルフィルタにおいて、遅延ブロックの数とは無関係に入出力間の遅延時間を短くできるという効果を奏する。 According to the present invention, in a digital filter having delay blocks, there is an effect that the delay time between input and output can be shortened regardless of the number of delay blocks.
[比較対象のフィルタ装置10の構成例]
図1は、比較対象のフィルタ装置10の構成例を示す。フィルタ装置10は、遅延ブロックを有し、クロック信号に基づいて動作するデジタルフィルタである。フィルタ装置10は、一例として、FIRフィルタである。フィルタ装置10は、取得部20と、遅延ブロック30と、乗算部40と、加算部50とを備える。
[Configuration example of
FIG. 1 shows a configuration example of the
取得部20は、フィルタリング処理するためのデータ列を取得する。取得部20は、例えば、AD変換器、記憶装置等からデータ列を取得する。また、取得部20は、ネットワーク等に接続され、データベース等に記憶されているデータ列を取得してもよい。データ列は、一例として、時系列に並ぶ複数のデータを含む。本実施形態において、データ列をx[n]とし、1番目のデータをx[1]、2番目のデータをx[2]とする。
The
取得部20は、一例として、データ列x[n]のデータを1つずつ取得する。また、取得部20は、取得したデータを対応する1つの遅延ブロック30と対応する1つの乗算部40とに1つずつ供給する。
As an example, the
遅延ブロック30は、入力端32から出力端34までの間において直列に接続されている。フィルタ装置10には、N個の遅延ブロック30が設けられている。ここで、Nは2以上の整数である。図1は、直列に接続された複数の遅延ブロック30を、入力端32から出力端34に向かって、D1からDNと示す。入力端32から1番目の遅延ブロック30(D1)には、例えば、一のクロック信号に同期して、取得部20からデータ列の1番目のデータが入力される。入力端32から1番目の遅延ブロック30(D1)は、次のクロック信号に同期して、入力端32から2番目の遅延ブロック30(D2)にデータを供給すると共に、次のデータを取得部20から受け取る。
The
入力端32から2番目以降の遅延ブロック30(D2)も、クロックに同期して1番目の遅延ブロック30(D1)と同様に動作する。そして、入力端32からN番目の遅延ブロック30(DN)は、N番目のクロック信号に同期して、1番目のデータを出力端34へと出力すると共に、N−1番目の遅延ブロック30(DN−1)から2番目のデータを受けとる。このように、遅延ブロック30がN個ある場合、データ列の1番目のデータが入力端32に入力してから出力端34に出力されるまで、クロック周期のN倍の時間だけ遅延が生じることになる。
The second and subsequent delay blocks 30 (D 2 ) from the
乗算部40は、N個の遅延ブロック30の入力および出力に対応して設けられている。例えば、1番目の乗算部40は、入力端32と1番目の遅延ブロック30の入力とに接続されている。また、2番目の乗算部40は、1番目の遅延ブロック30の出力と2番目の遅延ブロック30の入力とに接続されている。そして、N+1番目の乗算部40は、N番目の遅延ブロック30の出力に接続されている。このように、フィルタ装置10には、N+1個の乗算部40がN個の遅延ブロック30に対応して設けられている。図1は、複数の乗算部40を、接続されている遅延ブロック30の番号に合わせて、入力端32から出力端34に向かってM1からMN+1と示す。
The
乗算部40は、入力するデータに係数を乗じる。例えば、入力端32からn番目の乗算部40の係数をh[n−1]とする。この場合、入力端32から1番目の乗算部40(M1)には、N番目のクロック信号に同期して、データ列のN+1番目のデータx[N+1]が入力されるので、1番目の乗算部40(M1)は、h[0]・x[N+1]の乗算結果を出力する。同様に、2番目の乗算部40(M2)は、h[1]・x[N]の乗算結果を出力し、N+1番目の乗算部40(MN+1)は、h[N]・x[1]の乗算結果を出力する。
The
加算部50は、N+1個の乗算部40の乗算結果の和を算出する。加算部50は、クロックに同期して、乗算結果の和をクロック毎に出力する。加算部50は、フィルタリング処理の結果として、クロック毎の乗算結果をデータ列y[n]として出力する。例えば、y[N+1]=h[0]・x[N+1]+h[1]・x[N]+・・・+h[N]・x[1]である。
The
以上のように、フィルタ装置10は、次式で示すように、畳み込みに相当する演算を入力データ列x[n]に施して、出力データ列y[n]を出力する。
フィルタ装置10は、FIRフィルタとして既知であり、タップ数と呼ばれる遅延ブロックの数Nが大きければ大きいほど、周波数応答が理想的な周波数応答に近づくことが知られている。しかしながら、フィルタ装置10は、遅延ブロックの数Nが大きければ大きいほど、フィルタリング処理したデータが出力するまでの時間が遅延するので、高速に応答することが困難であった。そこで、本実施形態に係るフィルタ装置は、遅延ブロック30を有するデジタルフィルタにおいて、遅延ブロック30の数とは無関係に入出力間の遅延時間を短くするようにする。このようなフィルタ装置について、次に説明する。
The
[フィルタ装置100の第1構成例]
図2は、本実施形態に係るフィルタ装置100の第1構成例を示す。第1構成例のフィルタ装置100において、図1に示された比較対象のフィルタ装置10の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。フィルタ装置100は、フィルタリング処理を開始するタイミングにおいて、複数の遅延ブロック30のそれぞれに対応するデータを供給することで、入出力間の遅延時間を短縮する。フィルタ装置100は、記憶部110と、データ供給部120と、制御部130とを更に備える。
[First Configuration Example of Filter Device 100]
FIG. 2 shows a first configuration example of the
記憶部110は、取得部20が取得したデータ列x[n]を記憶する。言い換えると、取得部20は、取得したデータ列x[n]を記憶部110に記憶する。この場合、取得部20は、データ列x[n]を一部ずつ取得してもよく、また、全てのデータ列x[n]を一度に取得してもよい。
The
記憶部110は、フィルタ装置100が動作の過程で生成する(または利用する)中間データ、算出結果、係数、閾値、およびパラメータ等を記憶する。記憶部110は、フィルタ装置100内の各部の要求に応じて、記憶したデータを要求元に供給してもよい。
The
記憶部110は、サーバ等のコンピュータがフィルタ装置100として動作する場合、フィルタ装置100として機能するためのOS(Operating System)、およびプログラムの情報を格納してもよい。また、記憶部110は、当該プログラムの実行時に参照されるデータベースを含む種々の情報を格納してもよい。例えば、サーバ等のコンピュータは、記憶部110に記憶されたプログラムを実行することによって、フィルタ装置100として機能する。
When a computer such as a server operates as a
記憶部110は、例えば、コンピュータ等のBIOS(Basic Input Output System)等を格納するROM(Read Only Memory)、および作業領域となるRAM(Random Access Memory)を含む。また、記憶部110は、HDD(Hard Disk Drive)および/またはSSD(Solid State Drive)等の大容量記憶装置を含んでもよい。また、コンピュータは、GPU(Graphics Processing Unit)等を更に備えてもよい。
The
データ供給部120は、N個の遅延ブロック30とN+1個の乗算部40とに入力データ列x[n]に含まれるデータを供給する。データ供給部120は、例えば、制御信号に応じて、記憶部110に記憶されているN+1個のデータを読み出し、第1タイミングにおいて、読み出したN+1個のデータを対応する遅延ブロック30と乗算部40とに供給する。
The
ここで、第1タイミングは、一例として、データ列x[n]のうちデータx[1]をフィルタ装置100に入力してフィルタリング処理を開始するタイミングとする。比較対象のフィルタ装置10の場合、既に説明したように、第1タイミングにおいては、取得部20が、データx[1]を入力端32から1番目の遅延ブロック30(D1)と対応する1番目の乗算部40(M1)とに供給する。これに対し、本実施形態におけるフィルタ装置100は、第1タイミングにおいて、データ供給部120が記憶部110から読み出したデータx[1]からデータx[N+1]までのN+1個のデータを対応する遅延ブロック30と乗算部40とに供給する。
Here, as an example, the first timing is a timing at which the data x [1] of the data string x [n] is input to the
この場合、データ供給部120は、第1タイミングにおいて、入力データ列の第1タイミングにおける先頭データx[1]の次のデータx[2]からN+1番目のデータx[N+1]までのN個のデータを、対応するN個の遅延ブロック30にそれぞれ供給する。データ供給部120は、例えば、入力端32から1番目の遅延ブロック30(D1)に対して、先頭からN+1番目のデータx[N+1]を供給する。
In this case, in the first timing, the
同様に、データ供給部120は、入力端32から2番目の遅延ブロック30(D2)に対して、先頭からN番目のデータx[N]を入力する。このように、データ供給部120は、入力端32からk+1番目の遅延ブロック30に対して、先頭からN+1−k番目のデータx[N+1−k]を入力する。ここで、kは、0からN−1までのN個の整数を示す。このように、本実施形態におけるフィルタ装置100は、第1タイミングにおいて、データx[2]からデータx[N+1]までのN個のデータが、対応するN個の遅延ブロック30に入力される。
Similarly, the
また、データ供給部120は、第1タイミングにおいて、入力データ列の第1タイミングにおける先頭データx[1]を、入力端32からN番目の遅延ブロック30(DN)の出力に接続されているN+1番目の乗算部40(MN+1)に供給する。また、データ供給部120は、第1タイミングにおいて、入力データ列の第1タイミングにおける先頭データx[1]の次のデータx[2]からN+1番目のデータx[N+1]までのN個のデータを、対応するN個の遅延ブロック30にそれぞれ供給する。
Further, in the first timing, the
データ供給部120は、例えば、入力端32から1番目の乗算部40(M1)に対して、先頭からN+1番目のデータx[N+1]を供給する。同様に、データ供給部120は、入力端32から2番目の乗算部40(M2)に対して、先頭からN番目のデータx[N]を入力する。このように、データ供給部120は、入力端32からk+1番目の遅延ブロック30に対して、先頭からN+1−k番目のデータx[N+1−k]を入力する。
The
このように、本実施形態におけるフィルタ装置100は、第1タイミングにおいて、データx[1]からデータx[N+1]までのN+1個のデータが、対応するN+1個の乗算部40に入力される。したがって、加算部50は、第1タイミングにおいて、N+1個の乗算部40の乗算結果の和を算出できる。加算部50は、例えば、第1タイミングに対応する一のクロックに同期して、乗算結果の和をy[1]=h[0]・x[N+1]+h[1]・x[N]+・・・+h[N]・x[1]として出力する。
As described above, in the
また、上述のとおり、フィルタ装置100のN個の遅延ブロック30の全てには、第1タイミングで対応するデータが入力されている。したがって、第1タイミング以降においては、比較対象のフィルタ装置10と同様の動作を実行することで、加算部50は、継続してクロック毎の乗算結果を出力できる。この場合、データ供給部120は、第1タイミング以降の処理タイミングごとに、入力端32から1番目の遅延ブロック30(D1)と入力端32に接続されている乗算部40(M1)とに、第1タイミングにおける先頭データからN+1番目以降のデータx[N+2],x[N+3],x[N+4],・・・を順次供給する。
Further, as described above, the corresponding data is input to all of the N delay blocks 30 of the
このように、データ供給部120は、第1タイミングにおいて、N個のデータを対応するN個の遅延ブロック30に供給し、N+1個のデータを対応するN+1個の遅延ブロック30に供給する。そして、データ供給部120は、第1タイミング以降において、処理タイミングごとに1個のデータを入力端32から1番目の遅延ブロック30および1番目の乗算部40に供給する。このようなデータ供給部120の動作を表現すべく、図1においては、データ供給部120がN個の遅延ブロック30の出力側のそれぞれにN個のスイッチ36を有する例を示している。
In this way, the
スイッチ36は、第1タイミングにおいて、データ供給部120と対応する遅延ブロック30および乗算部40とを接続する。なお、入力端からN番目のスイッチ36は、対応する遅延ブロック30がないので、データ供給部120と対応するN+1番目の乗算部40(MN+1)とを接続する。そして、スイッチ36は、第1タイミング以降において、前段の遅延ブロック30と対応する遅延ブロック30および乗算部40とを接続する。なお、入力端からN番目のスイッチ36は、対応する遅延ブロック30がないので、前段のN番目の遅延ブロック30(DN)と対応するN+1番目の乗算部40(MN+1)とを接続する。
The
以上のように、フィルタ装置100は、次式で示すように、畳み込みに相当する演算を第1タイミングからの入力データ列x[n]に施して、第1タイミングから、出力データ列y[n]を出力できる。
制御部130は、フィルタ装置100の各部を制御する。制御部130は、例えば、入力データ列にフィルタリング処理を実行する第1タイミングに基づく制御信号をデータ供給部120に供給する。制御部130は、例えば、CPU等のコンピュータである。制御部130は、例えば、入力データ列のデータのうち、先頭からN+1個のデータといったフィルタリング処理を実行可能な程度の個数のデータまで取得部20が取得したことに応じて、第1タイミングを発生させる。制御部130は、このように発生させた第1タイミングを示す信号を制御信号として供給する。
The
これに代えて、または、これに加えて、制御部130は、プログラムの実行に基づいて第1タイミングを発生させてもよい。また、制御部130は、外部の装置等から受け取ったタイミング信号に応じて、第1タイミングを発生させてもよい。
Alternatively or additionally, the
以上のように、本実施形態に係るフィルタ装置100は、フィルタリング処理を開始させるタイミングに同期して複数の遅延ブロックに適切なデータを入力するので、遅延ブロックの数とは無関係に入出力間の遅延時間を短縮することができる。したがって、フィルタ装置100は、周波数応答を理想的な周波数応答に近づけつつ、より高速に、一例として1クロック程度でフィルタリング処理後のデータを出力できる。
As described above, since the
また、本実施形態に係るフィルタ装置100は、入力データに応じた出力データをより高速に出力できるので、例えば、入力データを異なるデータ列の入力データに切り換えても、切り換え後の出力データを高速に出力できる。このような本実施形態に係るフィルタ装置100は、入力データの切り換えだけでなく、フィルタリング特性を切り換えても、切換後のフィルタリング処理結果を高速に出力することができる。このようなフィルタ装置100について、次に説明する。
Further, since the
[フィルタ装置100の第2構成例]
図3は、本実施形態に係るフィルタ装置100の第2構成例を示す。第2構成例のフィルタ装置100において、図2に示された第1構成例のフィルタ装置100の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第2構成例のフィルタ装置100は、係数供給部140を更に備える。本実施形態において、第2構成例のフィルタ装置100は、第1タイミングで入力データ列のフィルタリング処理を開始し、第2タイミングにおいてフィルタリング特性を切り換える例を説明する。
[Second Configuration Example of Filter Device 100]
FIG. 3 shows a second configuration example of the
係数供給部140は、制御信号に応じて、N+1個の乗算部40に対応するN+1個の係数を供給する。ここで、乗算部40が用いる係数は、例えば、記憶部110に記憶されている。記憶部110は、複数のフィルタリング特性に対応する複数の係数のセットを記憶していることが望ましい。
The
この場合、制御部130は、例えば、入力データ列にフィルタリング処理を実行する第1タイミングに基づく制御信号を係数供給部140に供給する。また、制御部130は、フィルタリング処理に用いる係数のセットの指示を、制御信号に含めてもよい。係数供給部140は、制御信号に応じて、指示に対応するN+1個の係数を記憶部110から読み出して対応するN+1個の乗算部に供給する。これにより、フィルタ装置100は、第1タイミングから適切なフィルタリング処理を開始することができる。
In this case, the
そして、制御部130は、第1タイミングとは異なる第2タイミングに基づく制御信号をデータ供給部120および係数供給部140に供給する。ここで、第2タイミングは、第1タイミングよりも予め定められた時間が経過したタイミングである。例えば、第2タイミングは、第1タイミングで開始したフィルタリング処理の結果を十分に出力できる程度の時間が経過したタイミングである。
Then, the
また、制御部130は、第2タイミングから開始するフィルタリング処理に用いる係数のセットの指示を、制御信号に含めてもよい。これに代えて、記憶部110は、各タイミングで用いる係数のセットの情報と対応付けて、複数の係数のセットを記憶していてもよい。これにより、係数供給部140は、制御信号に応じて、第2タイミングにおいて、第1タイミングに基づく制御信号に応じて供給したN+1個の係数とは値が異なるN+1個の係数をN+1個の乗算部に供給する。
Further, the
データ供給部120は、制御信号に応じて、第2タイミングにおいて、第1タイミングと同様の動作を実行する。例えば、データ供給部120は、第2タイミングにおいて、入力データ列の第2タイミングにおける先頭データx[m]を、入力端32からN番目の遅延ブロック30(DN)の出力に接続されているN+1番目の乗算部40(MN+1)に供給する。また、データ供給部120は、第2タイミングにおいて、入力データ列の第2タイミングにおける先頭データx[m]の次のデータx[m+1]からN+1番目のデータx[m+N]までのN個のデータを、対応するN個の遅延ブロック30と、N個の遅延ブロック30の入力側に接続されている対応するN個の乗算部40にそれぞれ供給する。
The
これにより、第2構成例のフィルタ装置100は、(数2)式のnをmに代えた式のように、畳み込みに相当する演算を第2タイミングからの入力データ列x[m]に施して、第2タイミングから、出力データ列y[m]を出力できる。即ち、フィルタ装置100は、第2タイミングにおいて、第1のフィルタリング処理からフィルタリング特性が異なる第2のフィルタリング処理に切り換えても、第2タイミングに同期して速やかに第2のフィルタリング処理の結果を出力することができる。
As a result, the
[異なるタップ数のフィルタリング処理]
以上の第2の構成例のフィルタ装置100において、係数供給部140は、N+1個の係数を記憶部110から読み出して、対応するN+1個の乗算部40に供給する例を説明した。即ち、フィルタ装置100は、N+1個の係数を用いたフィルタリング処理を実行する例を説明した。しかし、係数供給部140が供給する係数の数がこれに限定されることはない。フィルタ装置100は、N個以下の個数の係数を用いたフィルタリング処理を実行してもよい。
[Filtering process with different tap numbers]
In the
この場合、係数供給部140は、L個(Lは2以上かつN以下の整数)の係数を記憶部110から読み出す。そして、係数供給部140は、L個の係数をN+1個の乗算部40に供給する場合、出力端34に近い方のL個の乗算部40に対応するL個の係数を供給する。ここで、出力端34に近い方のL個の乗算部40は、例えば、出力端34に最も近いN+1番目の乗算部40(MN+1)から、入力端32からN+2−L番目の乗算部40(MN+2−L)までのL個の乗算部40である。また、係数供給部140は、残りのN+1−L個の乗算部40に値が0の係数を供給する。ここで、残りのN+1−L個の乗算部40は、入力端に最も近い1番目の乗算部40(M1)から、入力端からN+1−L番目の乗算部40(MN+1−L)までのN+1−L個の乗算部40である。
In this case, the
これにより、フィルタ装置100は、疑似的にL−1個の遅延ブロック30とL個の係数を用いたFIRフィルタリング処理を実行できる。この場合、フィルタ装置100は、N個の遅延ブロック30のうち出力端34に近い側のN+2−L番目の遅延ブロック30(DN+2−L)からN番目の遅延ブロック30(DN)までのL−1個の遅延ブロック30と、対応する上記のL個の乗算部40を実質的に用いることになる。
As a result, the
これにより、フィルタ装置100は、異なるタップ数のフィルタリング処理を容易に実行できる。したがって、フィルタ装置100は、同一のタップ数の異なる2つのフィルタリング処理の切り換えだけでなく、異なるタップ数の異なる2つのフィルタリング処理の切り換えをより高速に実行できる。
As a result, the
以上の本実施形態に係るフィルタ装置100において、FIRフィルタの例を用いて入出力間の遅延時間を短くできることを説明したが、これに限定されることはない。直列に接続されている複数の遅延ブロック30を有するフィルタであれば、同様に、1つのタイミングで複数の遅延ブロック30に対応するデータを供給することで、遅延ブロック30の数とは無関係に入出力間の遅延時間を短縮できる。例えば、フィルタ装置100は、移動平均フィルタであってもよい。また、フィルタ装置100は、畳み込み処理を含む処理装置であってもよい。
In the
以上のフィルタ装置100は、フィルタリング処理を高速に切り換えることができるので、通信システム等に適用することができる。フィルタ装置100を通信システムに適用した例を次に説明する。
Since the
[通信システムに適用した例]
図4は、本実施形態に係る送信システム200の構成例を示す。送信システム200は、フィルタ装置100と、送信機210と、送信部212とを備える。送信機210は、予め定められた周波数の信号を送信する。送信機210は、1または複数の周波数の信号を送信する。送信機210は、複数の帯域の信号を送信してもよい。また、送信機210は、異なる周波数の信号を時間的に切り換えて送信してもよい。
[Example applied to communication system]
FIG. 4 shows a configuration example of the
送信システム200は、一例として、送信部212を介して信号を送信する。送信部212は、例えば、DA変換器とアンテナとを有し、送信信号をアナログ信号に変換してからアンテナを介して送信してもよい。また、送信部212は、コネクタ等を有し、ケーブル等を介して信号を送信してもよい。
As an example, the
フィルタ装置100は、送信機210が送信する信号データに対して、上述した第1タイミングからのフィルタリング処理を実行する。これにより、送信システム200は、FIRフィルタによるフィルタリング処理を施した信号を送信できる。なお、送信システム200において、送信機210が第1タイミングを通知する信号をフィルタ装置100に供給することが望ましい。
The
例えば、送信機210が一の周波数の信号を出力し、フィルタ装置100が当該一の周波数を通過させるローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、またはバンドパスフィルタとして動作する場合、送信システム200は、雑音成分を低減させた当該一の周波数の送信信号を送信するシステムとして動作する。この場合、送信システム200は、フィルタ装置100の通過帯域、遮断周波数、半値幅等の種々のフィルタリング特性を高速に切り換えて信号データを送信できる。
For example, when the
これに代えて、例えば、送信機210が複数の周波数の信号を出力し、フィルタ装置100が当該複数の周波数のうち1つの周波数を選択的に通過させるフィルタとして動作してもよい。この場合においても、送信システム200は、雑音成分を低減させて選択した1つの周波数を送信するシステムとして動作できる。
Instead, for example, the
この場合、フィルタ装置100は、送信機210が送信する信号データに対して、上述した第2タイミングからのフィルタリング処理を実行してもよい。例えば、フィルタ装置100は、第2タイミング以降において、送信機210が出力する複数の周波数のうち、第1タイミングから選択的に通過させていた1つの周波数とは異なる1つの周波数を選択的に通過させるフィルタとして動作してもよい。これにより、送信システム200は、フィルタ装置100のフィルタリング特性を変更することで、送信する信号の周波数を高速に切り換えることができる。
In this case, the
これに代えて、例えば、送信機210が一の周波数の信号を出力し、第2タイミング以降において、送信する信号の周波数を異なる一の周波数に切り換えてもよい。この場合、フィルタ装置100は、送信機210から周波数の切り換えタイミングに基づく通知を受け取る。当該通知には、送信機210が信号を切り換えた後の周波数の情報が含まれていることが望ましい。これにより、フィルタ装置100は、送信機210の周波数切り換えに応じて、通過帯域を切り換えることができる。
Instead, for example, the
図5は、本実施形態に係る受信システム300の構成例を示す。受信システム300は、フィルタ装置100と、受信機310と、受信部312とを備える。受信機310は、予め定められた周波数の信号を受信する。受信機310は、1または複数の周波数帯域の信号を受信してもよい。また、受信機310は、異なる周波数の信号を時間的に切り換えて受信してもよい。
FIG. 5 shows a configuration example of the receiving
受信システム300は、一例として、受信部312を介して信号を受信する。受信部312は、例えば、アンテナとAD変換器とを有し、アンテナを介して受信した信号をデジタル信号に変換する。また、受信部312は、コネクタ等を有し、ケーブル等を介して信号を受信してもよい。
As an example, the receiving
フィルタ装置100は、受信機310が受信する信号データに対して、上述した第1タイミングからのフィルタリング処理を実行する。これにより、受信システム300は、FIRフィルタによるフィルタリング処理を施した信号を受信できる。なお、受信システム300において、受信機310が第1タイミングを通知する信号をフィルタ装置100に供給することが望ましい。
The
例えば、受信機310が一の周波数の信号を受信するために設けられ、フィルタ装置100が当該一の周波数を通過させるローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、またはバンドパスフィルタとして動作する場合、受信システム300は、雑音成分を低減させた当該一の周波数を受信するシステムとして動作する。この場合、受信システム300は、フィルタ装置100の通過帯域、遮断周波数、半値幅等の種々のフィルタリング特性を高速に切り換えて信号データを受信できる。
For example, if the
ここで、例えば、送信された信号が複数の周波数の信号を含み、フィルタ装置100が当該複数の周波数のうち1つの周波数を選択的に通過させるフィルタとして動作してもよい。これに代えて、フィルタ装置100は、送信された信号の周波数とは異なる周波数の信号を通過させるように切り換えてもよい。これにより、受信機310は、送信された信号に含まれている雑音成分等を受信できる。
Here, for example, the transmitted signal may include signals of a plurality of frequencies, and the
この場合、フィルタ装置100は、受信機310が受信する信号データに対して、上述した第2タイミングからのフィルタリング処理を実行してもよい。例えば、フィルタ装置100は、第2タイミング以降において、受信機310が受信する周波数のうち、第1タイミングから選択的に通過させていた1つの周波数とは異なる1つの周波数を選択的に通過させるフィルタとして動作してもよい。これにより、受信システム300は、フィルタ装置100のフィルタリング特性を変更することで、受信する信号の周波数を高速に切り換えることができる。
In this case, the
以上の送信システム200および受信システム300は、別個独立のシステムとして説明したが、これに限定されることはない。送信システム200および受信システム300が組み合わされて、送受信システムが構成されてもよい。
The
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof. be. For example, all or a part of the device can be functionally or physically distributed / integrated in any unit. Also included in the embodiments of the present invention are new embodiments resulting from any combination of the plurality of embodiments. The effect of the new embodiment produced by the combination also has the effect of the original embodiment.
10 フィルタ装置
20 取得部
30 遅延ブロック
32 入力端
34 出力端
36 スイッチ
40 乗算部
50 加算部
100 フィルタ装置
110 記憶部
120 データ供給部
130 制御部
140 係数供給部
200 送信システム
210 送信機
212 送信部
300 受信システム
310 受信機
312 受信部
10
Claims (6)
N個の前記遅延ブロックの入力および出力に対応して設けられており、入力するデータに係数を乗じるN+1個の乗算部と、
N+1個の前記乗算部の乗算結果の和を算出する加算部と、
N個の前記遅延ブロックとN+1個の前記乗算部とに入力データ列に含まれるデータを供給するデータ供給部と
を備え、
前記データ供給部は、第1タイミングにおいて、
前記入力データ列の前記第1タイミングにおける先頭データを、前記入力端からN番目の前記遅延ブロックの出力に接続されている前記乗算部に供給し、
前記入力データ列の前記第1タイミングにおける先頭データの次のデータからN+1番目までのN個のデータを、対応するN個の前記遅延ブロックと、N個の前記遅延ブロックの入力側に接続されている対応するN個の前記乗算部にそれぞれ供給し、
前記第1タイミング以降の処理タイミングごとに、前記入力端から1番目の前記遅延ブロックと前記入力端に接続されている前記乗算部とに、前記第1タイミングにおける先頭データからN+1番目以降のデータを順次供給する、
フィルタ装置。 N delay blocks (N is an integer of 2 or more) connected in series between the input end and the output end,
N + 1 multiplication units, which are provided corresponding to the inputs and outputs of the N delay blocks and multiply the input data by a coefficient,
An addition part that calculates the sum of the multiplication results of N + 1 pieces of the multiplication part,
The N delay blocks and the N + 1 multiplication units are provided with a data supply unit that supplies data included in the input data string.
The data supply unit is in the first timing.
The head data of the input data string at the first timing is supplied to the multiplication unit connected to the output of the delay block Nth from the input end.
N data from the data next to the first data in the first timing of the input data string to the N + 1th are connected to the corresponding N delay blocks and the input side of the N delay blocks. Supply to each of the corresponding N multiplication units
For each processing timing after the first timing, N + 1th and subsequent data from the head data in the first timing are applied to the delay block first from the input end and the multiplication unit connected to the input end. Supply sequentially,
Filter device.
前記入力データ列にフィルタリング処理を実行する前記第1タイミングに基づく制御信号を前記データ供給部および前記係数供給部に供給する制御部と
を更に備え、
前記係数供給部は、制御信号に応じて、N+1個の前記係数をN+1個の前記乗算部に供給する、
請求項1に記載のフィルタ装置。 A coefficient supply unit that supplies N + 1 of the coefficients corresponding to N + 1 of the multiplication units, and a coefficient supply unit.
A control unit that supplies a control signal based on the first timing for executing a filtering process to the input data string to the data supply unit and the coefficient supply unit is further provided.
The coefficient supply unit supplies N + 1 of the coefficients to the N + 1 multiplication units in response to the control signal.
The filter device according to claim 1.
前記第2タイミングにおいて、
前記データ供給部は、
前記入力データ列の前記第2タイミングにおける先頭データを、前記入力端からN番目の前記遅延ブロックの出力に接続されている前記乗算部に供給し、
前記入力データ列の前記第2タイミングにおける先頭データの次のデータからN+1番目までのN個のデータを、対応するN個の前記遅延ブロックと、N個の前記遅延ブロックの入力側に接続されている対応するN個の前記乗算部にそれぞれ供給し、
前記係数供給部は、前記第1タイミングに基づく制御信号に応じて供給したN+1個の前記係数とは値が異なるN+1個の前記係数をN+1個の前記乗算部に供給する、
請求項2に記載のフィルタ装置。 The control unit supplies a control signal based on a second timing different from the first timing to the data supply unit and the coefficient supply unit.
At the second timing
The data supply unit
The head data of the input data string at the second timing is supplied to the multiplication unit connected to the output of the delay block Nth from the input end.
N data from the data next to the first data in the second timing of the input data string to the N + 1th are connected to the corresponding N delay blocks and the input side of the N delay blocks. Supply to each of the corresponding N multiplication units
The coefficient supply unit supplies N + 1 the coefficients having a value different from the N + 1 coefficients supplied in response to the control signal based on the first timing to the N + 1 multiplication units.
The filter device according to claim 2.
請求項1から4のいずれか一項に記載の前記フィルタ装置と
を備え、
前記フィルタ装置は、前記送信機が送信する信号データに対して、前記第1タイミングからのフィルタリング処理を実行する、
送信システム。 A transmitter that transmits a signal with a predetermined frequency, and
The filter device according to any one of claims 1 to 4 is provided.
The filter device executes a filtering process from the first timing on the signal data transmitted by the transmitter.
Transmission system.
請求項1から4のいずれか一項に記載の前記フィルタ装置と
を備え、
前記フィルタ装置は、前記受信機が受信する信号データに対して、前記第1タイミングからのフィルタリング処理を実行する、
受信システム。
A receiver that receives a signal of a predetermined frequency, and
The filter device according to any one of claims 1 to 4 is provided.
The filter device executes a filtering process from the first timing on the signal data received by the receiver.
Receiving system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020053003A JP2021153262A (en) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | Filter device, transmission system and reception system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2020053003A JP2021153262A (en) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | Filter device, transmission system and reception system |
Publications (1)
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Family
ID=77886771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2020053003A Pending JP2021153262A (en) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | Filter device, transmission system and reception system |
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Country | Link |
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