JP3823460B2 - データ処理装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ処理装置および方法に関し、特に、オーバサンプリングデータを発生させるためのフィルタの代わりに、論理的に求めた変換関数を用いて演算する装置を用いたデータ処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式に対応したデータ処理装置の構成例を示している。送信されるデータは、逆フーリエ変換装置１に入力される。逆フーリエ変換装置１からの２出力の一方は、直交変調装置３に入力され、他方は補間フィルタ２Ａを介して直交変調装置３に入力される。直交変調装置３は、逆フーリエ変換装置１からの出力と、cos波発生器１０からのcos波を乗算する乗算器１２、補間フィルタ２Ａからの出力と、sin波発生器１１からのsin波を乗算する乗算器１３、および乗算器１２と乗算器１３からの出力を加算し、出力する加算器１４とから構成されている。
【０００３】
図１６は、実数時間軸応答と虚数時間軸応答に、それぞれcos波とsin波が乗算されるときのサンプリング点と補間点との関係を示している。cos波とsin波の周波数は、サンプリング周波数の半分で、この２つの波形を４倍オーバサンプリングして用いている。つまりcos波では（１，０，−１，０）の点、sin波では（０，−１，０，１）の点をサンプリング点として用いる。但し、ここでは上述した点を用いるが、cos波の（１，０，−１，０）の点、sin波の（０，１，０，−１）の点をそれぞれサンプリング点をとして用いる場合もあり、周辺回路に応じていずれかが使用される。この時、補間点としてはサンプリング点の中点のみが必要とされる。
【０００４】
使用されるデータは、実数データの（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）とし、虚数データの（Ｉａ’，Ｉｂ’，Ｉｃ’，・・・）とされる場合が考えられる。また、cos波およびsin波と、データの関係を１クロックずらすことにより、実数データの（Ｒａ’，Ｒｂ’，Ｒｃ’，・・・）と、虚数データの（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）が使用される場合もある。しかしながら結果的には、直交変調装置３で使用されるデータ量は、元のサンプリング量と同じである。
【０００５】
次に図１６を参照し、その動作について説明する。逆フーリエ変換装置１に入力された周波数軸上のデータは、逆フーリエ変換により、時間軸上のデータに変換され、その実数データが乗算器１２に、虚数データが補間フィルタ２Ａに、それぞれ出力される。例えば、逆フーリエ変換装置１の出力は、（Ｒａ，Ｉａ），（Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，Ｉｃ），・・・といった複素数組になっている。補間フィルタ２Ａは、入力されたデータにオーバサンプリング点を追加する。よって、直交変調装置３に入力されるデータは、（Ｒａ，Ｉａ’），（Ｒｂ，Ｉｂ’），（Ｒｃ，Ｉｃ’），・・・となる。このオーバサンプリング点を追加する処理は、入力されたデータを遅延させる処理でもある。
【０００６】
出力された実数データは、cos波発生器１０からのcos波を乗算器１２において乗算され、加算器１４に出力される。また、出力された虚数データは、sin波発生器１１からのsin波を乗算器１３において乗算され、加算器１４に出力される。加算器１４は、入力された２つのデータを加算し、出力する。
【０００７】
図１５は、補間フィルタ２Ａを虚数部を遅延させる（Ｑ軸遅延させる）のに用いたが、実数部を遅延させる（Ｉ軸遅延させる）場合もある。図１８は、Ｉ軸を遅延させるために補間フィルタ２Ａの代わりに補間フィルタ２Ｂを、逆フーリエ変換装置１と乗算器１２との間に設けている。その他の構成は、図１６における場合と同様である。
【０００８】
図１８は、OFDMに対応したデータ演算装置の構成例を示している。受信されたデータは、振り分け装置２０に入力され、実数部と虚数部とに振り分けられる。実数部は、直交復調装置２１内の乗算器３２に入力され、cos波発生器３０からのcos波と乗算され、フーリエ変換装置２３に出力される。一方、虚数部は、直交復調装置２１内の乗算器３３に入力され、sin波発生器３１からのsin波と乗算され、補間フィルタ２２Ａを介してフーリエ変換装置２３に出力される。フーリエ変換装置２３は、入力された時間軸上のデータを、周波数軸上のデータに変換して出力している。
【０００９】
図１９は、実数時間応答と虚数時間応答に、それぞれ、cos波とsin波を乗算させる時のサンプリング点と補間点との関係を示している。変調の場合と同様に、cos波とsin波の周波数は、サンプリング周波数の半分で、この２つの波形を４倍オーバーサンプリングして用いている。
【００１０】
図２０を参照し、その動作について説明する。振り分け装置２０に入力されるデータを（Ｒａ，Ｉａ，Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，Ｉｃ，・・・）とする。入力されたデータは、実数データ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）と、虚数データ（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）に振り分けられる。振り分けられた実数データは、乗算器３２に入力され、cos波と乗算され、（Ｒａ，−Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）とされる。一方虚数データは、乗算器３３に入力され、sin波と乗算され、（−Ｉａ，Ｉｂ，−Ｉｃ，・・・）とされる。そして、虚数データは、補間フィルタ２２Ａに入力される。補間データとしては、サンプリング点の中点のみが必要とされる。よって、補間フィルタ２２Ａに入力された虚数データは、（Ｉａ’，Ｉｂ’，Ｉｃ’，・・・）とされて、フーリエ変換装置２３に出力される。
【００１１】
よって、フーリエ変換装置２３には、データ（Ｒａ，Ｉａ’），（−Ｒａ，Ｉｂ’），（Ｒｃ，Ｉｃ’），・・・が順次、入力される。そして入力された時間軸上のデータは、周波数軸上のデータに変換された出力される。
【００１２】
図１８のデータ演算装置は、Ｑ軸遅延されたデータ（図１５のデータ処理装置）に対応した装置である。Ｉ軸遅延されたデータ（図１７のデータ処理装置）に対応するデータ演算装置は、図２０に示すような構成になる。補間フィルタ２２Ａの代わりに、Ｉ軸を遅延するための補間フィルタ２２Ｂが、乗算器３２とフーリエ変換装置２３の間に備えられた構成となされている。その他の構成は、図１８の場合と同様である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した装置の補間フィルタは、多数の乗算器などを必要とし、回路規模の増大、それに伴う消費電力の増大などの問題があった。
【００１４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、補間フィルタを用いずに同様の動作を実行できるようにし、回路規模を小さくし、定省電力化を可能とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のデータ処理装置は、実数時間応答と虚数時間応答が、所定の時間ずれを持つように、外部から入力された周波数領域データを演算処理する演算処理手段と、演算処理手段からの出力の周波数領域のデータを、時間領域のデータに変換する変換手段と、変換手段からの出力を直交変調する変調手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載のデータ処理方法は、実数時間応答と虚数時間応答が、所定の時間ずれを持つように、外部から入力された周波数領域データを演算処理する演算処理ステップと、演算処理ステップからの出力の周波数領域のデータを、時間領域のデータに変換する変換ステップと、変換ステップからの出力を直交変調する変調ステップとを備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載のデータ処理装置は、受信信号の時間領域のデータを直交復調する復調手段と、復調手段からの出力の時間領域のデータを周波数領域のデータに変換する変換手段と、変換手段からの周波数領域のデータが所定の時間ずれを持つように演算処理する演算処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載のデータ処理方法は、受信信号の時間領域のデータを直交復調する復調ステップと、復調ステップからの出力の時間領域のデータを周波数領域のデータに変換する変換ステップと、変換ステップからの周波数領域のデータが所定の時間ずれを持つように演算処理する演算処理ステップとを備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１に記載のデータ処理装置および請求項５に記載のデータ処理方法においては、送信信号の実数時間応答と虚数時間応答が、所望の時間ずれを持つように演算処理され、演算処理されたデータが、周波数領域から時間領域に変換され、時間領域データが直交変調される。
【００２０】
請求項６に記載のデータ処理装置および請求項１０に記載のデータ処理方法においては、受信信号の時間領域のデータが直交復調され、復調されたデータが時間領域から周波数領域に変換され、周波数領域データ上で所望の時間ずれを持たせる演算処理が施される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し一例）を付加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但し勿論この記載は、各手段を記載したものに限定することを意味するものではない。また、従来の場合と対応する部分には、同一の符号を付してあり、その説明は、適宣省略する。
【００２２】
請求項１に記載のデータ処理装置は、実数時間応答と虚数時間応答が、所定の時間ずれを持つように、外部から入力された周波数領域データを演算処理する演算処理手段（例えば、図１の演算装置４１）と、演算処理手段からの出力の周波数領域のデータを、時間領域のデータに変換する変換手段（例えば、図１の逆フーリエ変換装置４２）と、変換手段からの出力を直交変調する変調手段（例えば、図１の直交変調装置３）とを備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項２に記載のデータ処理装置の演算処理手段は、外部から入力されたデータと演算処理手段内で演算が施されたデータのうち、どちらか一方を選択し出力する第１の選択出力手段（例えば、図６の入力側選択装置８０）と、第１の選択出力手段からのデータを蓄積する蓄積手段（例えば、図６の蓄積装置８１）と、蓄積手段からのデータと前記外部から入力されたデータを用いて演算する演算手段（例えば、図６の演算部８２）と、演算手段からの出力と蓄積手段からの出力のうちどちらか一方を選択し、出力する第２の選択出力手段（例えば、図６の出力側選択装置８３）とを備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項６に記載のデータ処理装置は、受信信号の時間領域のデータを直交復調する復調手段（例えば、図８の直交復調装置２１）と、復調手段からの出力の時間領域のデータを周波数領域のデータに変換する変換手段（例えば、図８のフーリエ変換装置９２）と、変換手段からの周波数領域のデータが所定の時間ずれを持つように演算処理する演算処理手段（例えば、図８の演算装置４１）とを備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項７に記載のデータ処理装置の演算処理手段は、外部から入力されたデータと演算処理手段内で演算が施されたデータのうち、どちらか一方を選択し出力する第１の選択出力手段（例えば、図６の入力側選択装置８０）と、第１の選択出力手段からのデータを蓄積する蓄積手段（例えば、図６の蓄積装置８１）と、蓄積手段からのデータと外部から入力されたデータを用いて演算する演算手段（例えば、図６の演算部８２）と、演算手段からの出力と蓄積手段からの出力のうちどちらか一方を選択し、出力する第２の選択出力手段（例えば、図６の出力側選択装置８３）とを備えることを特徴とする。
【００２６】
図１は、本発明を適用した送信装置の構成例を示すブロック図である。送信されるデータは、演算装置４１に入力され、後述する変換関数により変換され、逆フーリエ変換装置４２に出力される。逆フーリエ変換装置４２に入力されたデータは、時間応答へ変換される。逆フーリエ変換装置４２からの出力の実数時間応答は、乗算器１２に、虚数時間応答は、乗算器１３にそれぞれ入力される。また、cos波発生器１０から乗算器１２に、sin波発生器１１から乗算器１３に、それぞれcos波またはsin波が入力される。乗算器１２，１３からの出力は、加算器１４に入力される。
【００２７】
次に図１における信号の流れに付いて説明する。演算装置４１に入力されるデータは、複素数表現されたデータなので、実数部と虚数部がある。この実数部と虚数部との組み合わせのデータは、直流成分、＋周波数成分、−周波数成分の意味を持っている。演算装置４１では、入力されたデータに対し、＋，−の同一周波数成分を用いて演算を施し、新たな＋，−の同一周波数成分のデータを発生させる。この演算装置４１に用いられる変換関数は、従来の方式において、時間領域で処理されていた所定の時間のずれ量（図１６の補間フィルタ２Ａまたは図１８の補間フィルタ２Ｂが行っていた処理）を、逆フーリエ変換装置４２の出力が持つように、周波数領域での変換を行う。
【００２８】
周波数領域での変換を施された演算装置４１からのデータは、逆フーリエ変換装置４２に入力され、時間応答のデータに変換され、直交変調装置３に出力される。逆フーリエ変換装置４２からの実数データと、cos波発生器１０からのcos波は、乗算器１２において乗算され、加算器１４に出力される。また、逆フーリエ変換装置４２からの虚数データとsin波発生器１１からのsin波は、乗算器１３において乗算され、加算器１４に出力される。加算器１４に入力されたデータは、加算（直交変調）され、出力される。
【００２９】
図２は、図１のデータ処理装置の他の構成例を示すブロック図である。この構成例では、逆フーリエ変換装置４２の代わりに、IFFT（Inversed Fast Fourier Transform）演算装置５１を用いている。この場合においても、演算装置４１の変換関数により、任意の時間ずれを持つIFFT出力を得ることができる。
【００３０】
図３は、デジタル入力信号の特性を規定するものである。演算装置４１では、＋と−の対称周波数成分を用いた変換関数で演算を行う。しかしながらIFFT演算装置５１を用いた場合、直流成分以外に、もう１つの対称成分を持たない周波数成分が存在する場合があり、この成分により必要とする変換結果を得ることができない場合がある。この対策として、図３に示すように、対称成分を持たない周波数成分の値を０に規定する。
【００３１】
演算装置４１は、IFFT変換後（または逆フーリエ変換後）の実数時間応答と虚数時間応答に時間ずれを持たせることが可能である。従って、図４に示すように、演算装置４１とIFFT演算装置５１（または逆フーリエ変換装置４２）のみを用い、実数時間応答と虚数時間応答に時間ずれを持たせることのみを要求する装置に、この原理を適用することが可能である。
【００３２】
図１と図２の直交変調装置３の構成例を図５に示す。直交変調装置３では、cos波の（１，０，−１，０）の点、またsin波の（０，−１，０，１）の点を用いるので、乗算器１２，１３、加算器１４は、選択装置で置き換えが可能となる。図５（Ａ）に示した直交変調装置３は、乗算器６１Ａ，６１Ｂ、乗算代用選択装置６２Ａ，６２Ｂに、それぞれ、IFFT変換装置５１（逆フーリエ変換装置４２）からデータが入力される。乗算器６１Ａに入力されたデータは、−１が乗算され、乗算代用選択装置６２Ａに出力される。同様に、乗算器６１Ｂに入力されたデータは、−１が乗算され、乗算代用選択装置６２Ｂに出力される。乗算代用選択装置６２Ａ，６２Ｂは、それぞれ入力された２データのうち一方のデータを選択し、加算代用選択装置６３に出力している。加算代用選択装置６３は、入力された２つのデータを加算し、出力する。
【００３３】
次にその動作について説明する。例えば、直交変調装置３に入力されるデータとして、（Ｒａ，Ｉａ），（Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，Ｉｃ），・・・が順次入力されるものとする。まずデータ（Ｒａ，Ｉａ）のＲａは、乗算代用選択装置６２Ａと乗算器６１Ａに入力される。乗算器６１Ａに入力されたＲａは、−１が乗算され、−Ｒａとされて、乗算代用選択装置６２Ａに出力される。従って、乗算代用選択装置６２Ａには、Ｒａと−Ｒａが入力されることになる。そして乗算代用選択装置６２Ａは、cos波の１を用いた場合に対応するデータとして、Ｒａを選択し、加算代用選択装置６３に出力する。
【００３４】
同様に、乗算代用選択装置６２Ｂには、Ｉａと、乗算器６１Ｂからの出力−Ｉａの、２つのデータが入力される。そして乗算代用選択装置６２Ｂは、sin波の−１を用いた場合に対応するデータとして、−Ｉａを加算代用選択装置６３に出力する。従って、加算代用選択装置６３に入力されるデータは、（Ｒａ，−Ｉａ）となる。
【００３５】
同様にして、（Ｒａ，Ｉａ）の後に順次入力されるデータ、（Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，Ｉｃ），・・・は、（−Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，−Ｉｃ），・・・となされて、加算代用選択装置６３に順次入力される。加算代用選択装置６３は、入力されたデータをそれぞれ加算し、出力する。つまり、（Ｒａ，−Ｉａ，−Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，−Ｉｃ，・・・）が出力される。
【００３６】
図５（Ｂ）は、直交変調装置３の他の構成例を示しており、この構成例では、図５（Ａ）の乗算代用選択装置６２Ａ，６２Ｂ、および加算代用選択装置６３が、１つの演算代用選択装置７０にまとめたられている。
【００３７】
図５（Ｃ）は、直交変調装置３のさらに他の構成例を示すブロック図である。ここの構成では、まず演算代用選択装置７５Ａに実数部と虚数部、それぞれのデータが入力される。この２入力は、演算代用選択装置７５Ａにより、１出力にされる。この演算代用選択装置７５Ａからの出力は、演算代用選択装置７５Ｂと乗算器７６に入力される。乗算器７６からの出力は、演算代用選択装置７５Ｂに入力される。
【００３８】
次にその動作について説明する。上述したように、直交変調装置３には、（Ｒａ，Ｉａ），（Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，Ｉｃ），・・・が順次入力され、その出力は、（Ｒａ，−Ｉａ，−Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，−Ｉｃ，・・・）となる。この特徴を利用し、まず始めに演算代用選択装置７５Ａでは、入力された（Ｒａ，Ｉａ），（Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，Ｉｃ），・・・のデータを、（Ｒａ，Ｉａ，Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，Ｉｃ，・・・）と順次加算し、出力する。
【００３９】
出力されたデータは、演算代用選択装置７５Ｂと乗算器７６に入力される。乗算器７６では、入力されたデータに−１を乗算して出力する。例えば、演算代用選択装置７５Ａの出力がＲａのとき、演算代用選択装置７５Ｂに入力されるデータは、Ｒａと−Ｒａとなる。この入力された２つのデータのうち、演算代用選択装置７５Ｂでは、一方を選択し、出力する。この場合、Ｒａを選択し出力する。同様の処理を繰り返すことにより、演算代用選択装置７５Ｂは、（Ｒａ，−Ｉａ，−Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，−Ｉｃ，・・・）を出力する。
【００４０】
図６は、演算装置４１の詳細な回路構成のブロック図である。この演算装置４１は、後述するデータ演算装置にも適用できる。演算装置４１の演算は、＋と−の対称周波数成分を用いている。しかしながらこれらのデータは、シリアル系列で入力されるのが一般的である。この場合、演算を行う＋と−の対称周波数成分のデータ組は、連続して入力されていない。この対策として、以下のデータ操作を行う。すなわち、演算装置４１に対して、（０）番目のデータから（Ｎ−１）番目のデータの順に入力される時、（Ｎ／２）番目のデータから（Ｎ−１）番目のデータ、次いで、（０）番目のデータから（（Ｎ／２）−１）番目のデータの順に出力する。また、（Ｎ／２）番目のデータから（Ｎ−１）番目のデータ、次いで、（０）番目のデータから（（Ｎ／２）−１）番目のデータの順にデータが入力される時には、（０）番目のデータから、（Ｎ−１）番目のデータの順に出力する。
【００４１】
入力側選択装置８０の入力端子Ａには、演算部８２で演算されたデータが入力される。また、入力側選択装置８０の入力端子Ｂには、外部からのデータが入力される。入力側選択装置８０の出力は、蓄積装置８１に入力される。演算部８２には、蓄積装置８１からのデータと外部からのデータが入力される。演算部８２の出力端子ａからの出力は、入力側選択装置８０に入力される。演算部８２の出力端子ｂからの出力は、出力側選択装置８３の入力端子Ｃに入力される。出力側選択装置８３の入力端子Ｄには、蓄積装置８１からのデータが入力される。
【００４２】
以下に、その動作について説明する。まず入力端子Ｂから入力される前半（Ｎ／２）のデータは、入力側選択装置８０を介して蓄積装置８１に順次記憶される。後半（Ｎ／２）のデータは、演算部８２に直接入力される。入力側選択装置８０は、前半では入力側（入力側選択装置８０の入力端子Ｂから入力されたデータ）を、後半は演算出力（入力選択装置８０の入力端子Ａから入力されたデータ）を選択している。蓄積装置８１おいては、入力データは順次書き込まれ、演算後のデータは入力データとは逆順に書き込まれる。読み出し時においても、入力データは、その書き込みと逆順に読み出され、演算後のデータも、その書き込みと逆順に（入力データの書き込み順と同じ順序で）読み出される。演算部８２は、入力データと蓄積装置８１からのデータを用い、＋と−の対称周波数成分をそれぞれ同時に求め、入力側選択装置８０と出力側選択装置８３に出力する。
【００４３】
出力側選択装置８３は、蓄積装置８１から演算後のデータが出力されている時には、そのデータを、それ以外の演算部８２から演算データが出力されているときには、そのデータを選択し、出力する。入出力データと蓄積装置８１の内部の様子を図７に示す。但し、図７にはクロック的な遅延は表現していない。ここでは、シンボルｆ，ｇは入力データとされ、Ｆ，Ｇは演算出力とされている。またここでは、入力データ列が、（０）番目のデータから（Ｎ−１）番目のデータの順に入力された時の変化を示している。この構成により、＋，−対称周波数成分をそれぞれ求めるのにＮポイント分のデータを蓄積する必要を無くし（蓄積装置８１の容量は、Ｎ／２でよく）、また連続OFDMシンボルに対しても演算可能としている。
【００４４】
図８は、本発明を適用した受信装置の構成例を示すブロック図である。受信されたデータは、振り分け装置２０に入力され、実数時間応答と虚数時間応答に振り分けられる。振り分けられた実数時間応答が乗算器３２に、虚数時間応答が乗算器３３に、それぞれ入力される。また、cos波発生器３０からcos波が乗算器３２に、sin波発生器３１からsin波が乗算器３３に、それぞれ入力される。２つの乗算器３２，３３からの出力は、フーリエ変換装置９２に入力され、フーリエ変換され、周波数応答に変換される。フーリエ変換装置９２からの出力は演算装置４１に入力され、周波数特性の変換が施される。
【００４５】
次にその動作について説明する。例えば、振り分け装置２０に入力されるデータを（Ｒａ，Ｉａ，Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，Ｉｃ，・・・）とする。このデータは、振り分け装置２０により、実数データ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）と、虚数データ（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）に振り分けられ、出力される。出力された実数データ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）は、直交復調装置２１内の乗算器３２に入力され、cos波発生器３０からのcos波と乗算されて、（Ｒａ，−Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）とされて出力される。また虚数のデータ（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）は、直交復調装置２１内の乗算器３３に入力され、sin波発生器３１からのsin波と乗算され、（−Ｉａ，Ｉｂ，−Ｉｃ，・・・）とされて出力される。つまりフーリエ変換装置９２には、直交復調装置２１から、（Ｒａ，−Ｉａ），（−Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，−Ｉｃ），・・・といったデータが順次入力される。
【００４６】
フーリエ変換装置９２に入力されたデータは、フーリエ変換により周波数応答のデータに変換されて、演算装置４１に出力される。演算装置４１では、入力されたデータを、変換関数により変換し、出力する。
【００４７】
図９は、図８のデータ演算装置の他の構成例を示すブロック図である。この構成例では、フーリエ変換装置９２の代わりに、FFT（Fast Fourier Transform）演算装置１１０を用いている。この場合においても、演算装置４１の変換関数により任意の時間ずれを持つ演算出力を得ることができる。
【００４８】
演算装置４１は、FFT変換前（またはフーリエ変換前）の時間応答に対し、FFT変換後（またはフーリエ変換後）に演算処理された周波数応答に、任意のずれを持たせることが可能である。従って、図１０に示すように、演算装置４１とFFT演算装置１１０（または逆フーリエ変換装置９２）を用いることにより、周波数応答のずれを持たせることのみを要求する装置においても、この原理を適用することが可能である。
【００４９】
次に図８、図９に示した直交復調装置２１の構成例を図１１に示す。直交復調装置２１で用いるcos波では、（１，０，−１，０）の点を、またsin波では、（０，−１，０，１）の点を、それぞれ用いるので、乗算器３２，３３は乗算代用選択装置１１２Ａ，１１２Ｂで置き換えることが可能である。図１１に示した直交復調装置２１では、振り分け装置２０からの実数データが、２つに分けられ、その一方は、乗算代用選択装置１１２Ａに入力され、他方は乗算器１１１Ａを介して乗算代用選択装置１１２Ａに入力される。同様に、振り分け装置２０からの虚数データは、２つに分けられ、その一方は、乗算代用選択装置１１２Ｂに入力され、他方は乗算器１１１Ｂを介して乗算代用選択装置１１２Ｂに入力される。乗算代用選択装置１１２Ａ，１１２Ｂは、それぞれ入力された２入力のうち、一方を選択し、フーリエ変換装置９２、またはFFT演算装置１１０に出力している。
【００５０】
次にその動作について説明する。例えば、直交復調装置２１に入力されるデータとして、実数データを（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）、虚数データを（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）とする。まず、実数データＲａは、乗算代用選択装置１１２Ａと乗算器１１１Ａに入力される。乗算器１１１Ａに入力されたＲａは、−１が乗算され、−Ｒａとされて出力される。従って、乗算代用選択装置１１２Ａには、Ｒａと−Ｒａが入力されることになる。そして、乗算代用選択装置１１２Ａは、cos波の１を用いた場合に対応するデータとして、Ｒａを選択し、出力する。
【００５１】
同様に、乗算代用選択装置１１２Ｂには虚数データＩａと−Ｉａの２つのデータが入力される。そして、乗算代用選択装置１１２Ｂは、sin波の−１を用いた場合に対応する値として、−Ｉａを選択し、出力する。従って、フーリエ変換装置９２には、（Ｒａ，−Ｉｂ）が入力される。
【００５２】
同様にして、Ｒａ，Ｉｂの後に順次入力されるデータ、（Ｒｂ，Ｒｃ，・・・），（Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）は、（−Ｒｂ，Ｒｃ，・・・），（Ｉｂ，−Ｉｃ，・・・）とされて、フーリエ変換装置９２に順次出力される。
【００５３】
図１２は、図８（図９）において、振り分け装置２０と直交復調装置２１が行う処理と同様の処理をする回路構成を示すブロック図である。受信されたデータは、乗算器１１５と乗算代用選択装置１１６に入力される。乗算器１１５に入力されたデータは、−１が乗算されて、乗算代用選択装置１１６に出力される。乗算代用選択装置１１６の出力は、振り分け装置２０に入力され、実数データと虚数データに振り分けられて出力される。
【００５４】
次にその動作について説明する。入力されるデータを（Ｒａ，Ｉａ，Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，Ｉｃ，・・・）とする。まずＲａは、乗算代用選択装置１１６と乗算器１１５に入力される。乗算器１１５に入力されたＲａは、−１が乗算され、−Ｒａとされて、乗算代用選択装置１１６に出力される。従って、乗算代用選択装置１１６には、Ｒａと−Ｒａが入力されることになる。乗算代用選択装置１１６は、cos波の１を用いた場合に対応する値として、Ｒａを選択し、振り分け装置２０に出力する。
【００５５】
同様に、Ｒａ以降に順次入力されるデータ（Ｉａ，Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，Ｉｃ，・・・）は、（−Ｉａ，−Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，−Ｉｃ，・・・）となされて乗算代用選択装置１１６から順次出力される。従って、振り分け装置２０に入力されるデータは、（Ｒａ，−Ｉａ，−Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，−Ｉｃ，・・・）となる。このデータは、振り分け装置２０により、実数データ（Ｒａ，−Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）と、虚数データ（−Ｉａ、Ｉｂ，−Ｉｃ，・・・）とに分けられ、出力される。
【００５６】
上述したように、演算装置４１は送信装置と受信装置の、両方に用いることが可能である。この演算装置４１に用いられる変換関数について以下に説明する。
【００５７】
まず、フーリエ変換の性質として、時間応答実部は、周波数応答の実部偶対称成分と、虚部奇対称成分によりのみ構成され、時間応答虚部は、周波数応答の実部奇対称成分と虚部偶対称成分によりのみ構成されている。この性質を用いて、時間応答の実部と虚部でサンプリング時点が異なる（補間処理された）データを周波数領域で生成する。そこで時間遅延を発生させる複素フーリエ級数展開式について考える。まず時間遅れの無い展開式を次式のように置く。
【数１】
【００５８】
時間ずれｔ0に対しては、次式のようになる。
【数２】
但し、Ｄｃn＝ｃｏｓθn、Ｄｓn＝ｓｉｎθn、θnは、ｅｘｐ-j(2πnt0/T)に対応した角度、および添字ｎは、周波数軸に対するパラメータである。
【００５９】
次に各周波数応答（Ｇn，Ｇn（ｔ0））の偶対称成分、奇対称成分を求める。まず式（１）の実数部分をＦＲnとし、虚数部分をＦＩnとすると、
Ｇn＝ＦＲn＋ＦＩn ・・・ （３）
となる。さらに実数部分と虚数部分を、それぞれ偶対称成分（添字ｅn）と、奇対称成分（添字ｏn）に分解すると、
となる。
【００６０】
さらに、各偶対称成分と奇対称成分は、＋，−、同一周波数成分の各実数、虚数成分で表現すると、
となる。
【００６１】
同様に、時間ずれｔ0を持つ応答に関しても、
Ｇn（ｔ0）＝ＦＲ’n＋ｊＦＩ’n ・・・ （６）
と置くと、
が成り立つ。ここで、式（２）に式（３）を代入し、整理すると次式のようになる。
式（８）と、式（６）を比べることにより、次式が成り立つ。
式（７）に式（４）と式（９）を用いて、整理すると次式のようになる。
【００６２】
ここで、送信側のＱ軸データを補間した場合の回路構成を考える。まずここまでの式変形をふまえて、本発明に必要な変換関数を
Ｇn”＝ＦＲ”n＋ｊＦＩ”n ・・・ （１１）
とし、偶対称成分と奇対称成分に分解して、
とする。Ｑ軸データを補間するためには、換言すれば、時間応答実部が時間ずれを持たずに、時間応答虚数部のみが時間ずれを持つようにするためには、偶対称成分と奇対称成分が、以下の関係式を満たしていればよい。
この式（１２）に、この関係式（１３）を用い、さらに、式（１０）と式（７）を代入、整理すると、
となる。
【００６３】
従って、求めたい関係式ＦＲ”n＋ｊＦＩ”nは次式のようになる。
この式（１５）より、それぞれ、＋側周波数、−側周波数に対応する関係式を導くと、
となり、各出力をまとめて書き直すと、
となる。
【００６４】
式（１７）の関係を満たす回路を構成するため以下のように式を置き換えていく。
次に、
さらに、
以上のように置くことにより、式（１７）は、
となる。
【００６５】
次に、送信側のＩ軸データを補間した場合の回路構成を考える。Ｑ軸データを補間した場合と同様に、必要な変換関数を
Ｇn"'＝ＦＲ"'n＋ｊＦＩ"'n ・・・ （２２）
とし、偶対称成分と奇対称成分に分解して、
とする。
【００６６】
Ｉ軸データを補間するためには、換言すれば、時間応答実部のみが時間ずれを持ち、時間応答虚数部が時間ずれを持たないようにするには、偶対称成分と奇対称成分が、以下の関係式を満たしていればよい。
【００６７】
Ｑ軸データを補間した場合と同様の処理を行うことにより、以下の関係式を得る。
式（１８）を用い、さらに以下のように式を置くことにより、
となる。
【００６８】
次に受信側のＱ軸データを補間した場合を説明する。変調方式の時の式を必要に応じ用いて必要な式を導く。ここで、最終的に復調されて得たい信号をＦＲn＋ｊＦＩn（式（３））と置く。従って、求めたい式には、ＦＲｅn，ＦＩｏnで示されるＦＲn，ＦＩnであるので、まず方程式を解く必要がある。
という関係があり、この式（２９）を用いることにより、
を得る。従って、
となる。
【００６９】
式（３１）を各出力毎に書き直すと、
となる。
【００７０】
送信の際と同様に式を置き換えて簡略化していく。
【００７１】
次に、受信側のＩ軸データを補間した場合を説明する。この場合もＱ軸データを補間した場合と同様に、最終的に得たい信号をＦＲn＋ｊＦＩnと置くと、
となり、この式（３７）を各出力毎に書き直すと、
となる。
【００７２】
上記した場合と同じように式を置き換えていくことにより、簡略化する。
【００７３】
上述したように、送信側のＱ軸遅延、Ｉ軸遅延、受信側のＱ軸遅延、およびＩ軸遅延の簡略化された４種類の関係式の間には、以下の関係があり、この関係を用いると、ハードウェア化する際、容易に各方式へ変換可能である。まず送信側のＱ軸遅延と受信側のＱ軸遅延の間、送信側のＩ軸遅延と受信側のＩ軸遅延の間においては、係数Ｄｓnの符号を反転すれば同様の関係式になる。また、送信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延の間、受信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延との間においては、入力（ＦＲn，ＦＩn）と出力（ＦＲ”n，ＦＩ”n）を符号反転するか、または入力（ＦＲ-n，ＦＩ-n）と出力（ＦＲ”ーn，ＦＩ”-n）を符号反転すれば、同じ関係式になる。
【００７４】
以上の結果として、係数Ｄｓn、＋周波数入力（ＦＲn，ＦＩn）と＋周波数出力（ＦＲ”n，ＦＩ”n）、および−周波数入力（ＦＲ-n，ＦＩ-n）と−周波数出力（ＦＲ”-n，ＦＩ”-n）の３ポイントの符号反転機能を持たせれば、全ての方式に対応した演算装置４１を構成できる。図１３と図１４は、全方式に対応した演算装置４１内の演算部８２の構成を示している。
【００７５】
図１３は、送信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延の間、または受信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延との間の対応関係に関して、入力（ＦＲn，ＦＩn）と出力（ＦＲ”n，ＦＩ”n）の符号反転する方に対応している演算部８２の構成例を示す回路図である。セレクタ１２１は、送信（Tr:Transmit）か、受信（Re:Receive）かを選択し、乗算器１２３にその選択結果を出力している。乗算器１２３は、その選択結果に応じて、ROM１４５からの出力Ｄｓnに１または−１を乗算し、乗算器１３６，１３７に出力している。
【００７６】
セレクタ１２２はＩ軸遅延か、Ｑ軸遅延かを選択し、その選択結果を乗算器１２４乃至１２７に出力している。乗算器１２４乃至１２７は、その選択結果に応じて、それぞれの乗算器に入力されたデータに対し、１または−１を乗算し、出力している。乗算器１２４は、データＦＲnが入力され、減算器１３１と加算器１３３に出力している。乗算器１２５は、データＦＩnが入力され、加算器１３２と減算器１３４に出力している。乗算器１２６は、加算器１４３からのデータが入力され、データＦＲ”nを出力している。乗算器１２７は、加算器１４４からのデータが入力され、データＦＩ”nを出力している。
【００７７】
データＦＲ-nは、減算器１３１と加算器１３３に入力される。データＦＩ-nは、加算器１３２と減算器１３４に入力される。 減算器１３１の出力は、乗算器１３５，１３７に入力される。加算器１３２の出力は、乗算器１３６，１３８に入力される。加算器１３３の出力は、減算器１４１と加算器１４３に入力される。減算器１３４の出力は、減算器１４２と加算器１４４に入力される。また、乗算器１３５，１３８は、ROM１４５から発生されるＤｃnが入力される。
【００７８】
乗算器１３５，１３６の出力は、加算器１３９に入力される。乗算器１３７，１３８の出力は、減算器１４０に入力される。加算器１３９の出力は、減算器１４１と加算器１４３に入力される。また、減算器１４０の出力は、減算器１４２と加算器１４４に入力される。
【００７９】
次にその動作について、この回路を送信側に用い、Ｑ軸遅延の場合を例に挙げて説明する。セレクタ１２１は、送信側（Ｔｒ）を選択し、その選択結果を乗算器１２３に出力する。乗算器１２３は、その選択結果に応じ、乗算する値として１を選択し、ROM１４５からの出力Ｄｓnに乗算し、乗算器１３６，１３７に出力する。セレクタ１２２は、Ｑ軸遅延を選択し、その選択結果を乗算器１２４乃至１２７に出力する。乗算器１２４乃至１２７は、受信した選択結果に応じ、乗算する値として１を選択する。
【００８０】
乗算器１２４は、入力されたデータＦＲnに１を乗算し、減算器１３１と加算器１３３に出力している。乗算器１２５は、入力されたデータＦＩnに１を乗算し、加算器１３２と減算器１３４に出力する。
【００８１】
減算器１３１は、入力されたＦＲnから、入力されたＦＲ-nを減算し、ｂreを出力する。加算器１３２は、入力されたＦＩ-nとＦＩnを加算し、ａimを出力する。加算器１３３は、入力されたＦＲnとＦＲ-nを加算し、ａreを出力する。減算器１３４は、入力されたＦＩnから、入力されたＦＩ-nを減算し、ｂimを出力する。
【００８２】
減算器１３１からの出力ｂreは、乗算器１３５に入力され、ROM１４５において発生されるＤｃn（cos波）と乗算され、ｃreとされて出力される。また、減算器１３１からの出力ｂreは、乗算器１３７にも入力され、ROM１４５において発生されるＤｓn（sin波）と乗算され、ｄreとされて出力される。加算器１３２からの出力ａimは、乗算器１３８に入力され、ROM１４５において発生されるＤｃnと乗算され、ｃimとされて出力される。また、加算器１３２からの出力ａimは、乗算器１３６にも入力され、ROM１４５において発生されるＤｓnと乗算され、ｄimとされて出力される。
【００８３】
乗算器１３５の出力Ｃreと、乗算器１３６の出力ｄimは、加算器１３９に入力され、加算され、ｅreとされて出力される。また、乗算器１３８の出力ｃimは、減算器１４０に入力され、乗算器１３７の出力ｄreを減算され、ｅimとされて出力される。
【００８４】
加算器１３３の出力ａreは、減算器１４１に入力され、加算器１３９の出力ｅreが減算され、ＦＲ”-nとされて出力される。また、加算器１３３の出力ａreと、加算器１３９の出力ｅreは、加算器１４３にも入力され、加算され、乗算器１２６に出力される。乗算器１２６は、入力されたデータに１を乗算し、ＦＲ”nを出力する。
【００８５】
減算器１４０の出力ｅimは、減算器１４２に入力され、減算器１３４の出力ｂimが減算され、ＦＩ”-nとされて出力される。また、減算器１４０の出力ｅimと、減算器１３４の出力ｂimは、加算器１４４にも入力され、加算され、乗算器１２７に出力される。乗算器１２７は、入力されたデータに１を乗算し、ＦＩ”nを出力する。
【００８６】
図１４は、送信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延の間、または受信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延との間の対応関係に関して、入力（ＦＲ-n，ＦＩ-n）と出力（ＦＲ”ーn，ＦＩ”-n）を符号反転する方に対応している演算部８２の構成例を示す回路図である。セレクタ１５２はＩ軸遅延か、Ｑ軸遅延かを選択し、その選択結果を乗算器１５４乃至１５７に出力している。乗算器１５４乃至１５７は、その選択結果に応じて、それぞれの乗算器に入力されたデータに対し、１または−１を乗算し、出力している。
【００８７】
乗算器１５４は、データＦＲ-nが入力され、減算器１３１と加算器１３３に出力している。乗算器１５５は、データＦＩ-nが入力され、加算器１３２と減算器１３４に出力している。乗算器１５６は、減算器１４１からのデータが入力され、データＦＲ”-nを出力している。乗算器１５７は、減算器１４２からのデータが入力され、データＦＩ”-nを出力している。その他の構成は、図１３における場合と同様である。
【００８８】
次にその動作について、この回路を送信側に用い、Ｑ軸遅延の場合を例に挙げて説明する。セレクタ１５２は、Ｑ軸遅延を選択し、その選択結果を乗算器１５４乃至１５７に出力している。乗算器１５４乃至１５７は、受信した選択結果に応じ、乗算する値として１を選択する。乗算器１５４は、入力されたデータＦＲ-nに１を乗算し、減算器１３１と加算器１３３に出力する。乗算器１５５は、入力されたデータＦＩ-nに１を乗算し、加算器１３２と減算器１３４に出力する。乗算器１５６は、減算器１４１からのデータに１を乗算し、データＦＲ”-nを出力する。乗算器１５７は、減算器１４２からのデータに１を乗算し、データＦＩ”-nを出力する。その他のデータの流れについては図１３と同様であるので、その説明は省略する。
【００８９】
図１３と図１４では、入力が（ＦＲ-n，ＦＩ-n，ＦＲn，ＦＩn）、出力が（ＦＲ”-n，ＦＩ”-n，ＦＲ”n，ＦＩ”n）と表記されているが、これは、この回路を送信側のＱ軸遅延に用いた場合の入力データと出力データの関係を表している。従って、この回路を受信側のＱ軸遅延に用いた場合は、入力と出力の表記は、逆になる。さらにこの回路を送信側のＩ軸遅延に用いた場合、入力が（ＦＲ-n，ＦＩ-n，ＦＲn，ＦＩn）、出力が（ＦＲ"'-n，ＦＩ"'-n，ＦＲ"'n，ＦＩ"'n）となる。従って、この回路を受信側のＩ軸遅延に用いた場合、入力と出力の表記は逆になる。しかしながら、表記が換わるだけでその回路構成、動作については同様なので、その説明および図示は省略する。
【００９０】
なお、上述した説明ではＱ軸遅延、Ｉ軸遅延のように記述したが、Ｑ軸のデータまあはＩ軸のデータを進ませるようにしても良い。
【００９１】
図１３と図１４に示したように、ＤｃnとＤｓnを供給する装置としてROMを用いたが、他の装置を用いて供給するようにしても良い。また、ROMを用い、そのROMのデータ自体に符号反転させた値を記憶させておくことにより、乗算器１２３を省略する構成にしても良い。
【００９２】
以上のように、変調の際に必要とされるオーバサンプリングデータを、逆フーリエ変換出力より得られるように、また復調の際必要とされるオーバサンプリングデータを、フーリエ変換後の処理により得られるように、予め論理的に変換関係式を求め、装置化したことにより、従来用いられた補間フィルタなどの設計、使用検討を不要としたばかりでなく、要求されるデータに対して誤差のない値を得ることができる。
【００９３】
【発明の効果】
以上の如く請求項１に記載のデータ処理装置および請求項５に記載のデータ処理方法によれば、実数時間応答と虚数時間応答が、所定の時間ずれを持つように、予め周波数領域データの演算処理を行うようにしたので、従来必要とされたフィルタの設計、仕様検討が不要となる。
【００９４】
また請求項６に記載のデータ演算装置および請求項１０に記載のデータ処理方法によれば、周波数領域データ上で所定の時間ずれを持たせる演算処理を行うようにしたので、従来必要とされたフィルタの設計、仕様検討が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ処理装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明のデータ処理装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】図２のデータ処理装置が満たすスペクトラム構成である。
【図４】図３のデータ処理装置の一部のみを用いることが可能であることを説明するためのブロック図である。
【図５】直交変調装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図６】演算装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図７】図６の蓄積装置に蓄積されるデータの様子を説明する図である。
【図８】本発明のデータ処理装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図９】本発明のデータ処理装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図１０】図９のデータ処理装置の一部のみを用いることが可能であることを説明するためのブロック図である。
【図１１】直交復調装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図１２】直交復調装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図１３】演算装置の一実施の形態の構成を示す回路図である。
【図１４】演算装置の他の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図１５】従来のデータ処理装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１５のデータ処理装置のデータの流れを説明するための図である。
【図１７】従来のデータ処理装置の他の一例の構成を示すブロック図である。
【図１８】従来のデータ処理装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１８のデータ処理装置のデータの流れを説明するための図である。
【図２０】従来のデータ処理装置の他の一例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
３ 直交変調装置（変調手段）， ４１ 演算装置（演算処理手段）， ４２逆フーリエ変換装置（変換手段）， ５１ IFFT演算装置， ６１Ａ，６１Ｂ，７６，１１１Ａ，１１１Ｂ，１１５，１２３乃至１２７，１３５乃至１３８，１５４乃至１５７ 乗算器， ６２Ａ，６２Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１６ 乗算代用選択装置， ６３ 加算代用選択装置， ７０，７５Ａ，７５Ｂ 演算代用選択装置， ８０ 入力側選択装置（第１の選択出力手段）， ８１ 蓄積装置（蓄積手段）， ８２ 演算部（演算手段）， ８３ 出力選択装置（第２の選択出力手段）， ２０ 振り分け装置， ２１ 直交復調装置（復調手段）， ９２ フーリエ変換装置（変換手段）， １１０ FFT演算装置， １２１，１２２，１５６ セレクタ， １３１，１３４，１４０，１４１，１４２ 減算器， １３２，１３３，１３９，１４３，１４４ 加算器， １４５ ROM
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ処理装置および方法に関し、特に、オーバサンプリングデータを発生させるためのフィルタの代わりに、論理的に求めた変換関数を用いて演算する装置を用いたデータ処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式に対応したデータ処理装置の構成例を示している。送信されるデータは、逆フーリエ変換装置１に入力される。逆フーリエ変換装置１からの２出力の一方は、直交変調装置３に入力され、他方は補間フィルタ２Ａを介して直交変調装置３に入力される。直交変調装置３は、逆フーリエ変換装置１からの出力と、cos波発生器１０からのcos波を乗算する乗算器１２、補間フィルタ２Ａからの出力と、sin波発生器１１からのsin波を乗算する乗算器１３、および乗算器１２と乗算器１３からの出力を加算し、出力する加算器１４とから構成されている。
【０００３】
図１６は、実数時間軸応答と虚数時間軸応答に、それぞれcos波とsin波が乗算されるときのサンプリング点と補間点との関係を示している。cos波とsin波の周波数は、サンプリング周波数の半分で、この２つの波形を４倍オーバサンプリングして用いている。つまりcos波では（１，０，−１，０）の点、sin波では（０，−１，０，１）の点をサンプリング点として用いる。但し、ここでは上述した点を用いるが、cos波の（１，０，−１，０）の点、sin波の（０，１，０，−１）の点をそれぞれサンプリング点をとして用いる場合もあり、周辺回路に応じていずれかが使用される。この時、補間点としてはサンプリング点の中点のみが必要とされる。
【０００４】
使用されるデータは、実数データの（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）とし、虚数データの（Ｉａ’，Ｉｂ’，Ｉｃ’，・・・）とされる場合が考えられる。また、cos波およびsin波と、データの関係を１クロックずらすことにより、実数データの（Ｒａ’，Ｒｂ’，Ｒｃ’，・・・）と、虚数データの（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）が使用される場合もある。しかしながら結果的には、直交変調装置３で使用されるデータ量は、元のサンプリング量と同じである。
【０００５】
次に図１６を参照し、その動作について説明する。逆フーリエ変換装置１に入力された周波数軸上のデータは、逆フーリエ変換により、時間軸上のデータに変換され、その実数データが乗算器１２に、虚数データが補間フィルタ２Ａに、それぞれ出力される。例えば、逆フーリエ変換装置１の出力は、（Ｒａ，Ｉａ），（Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，Ｉｃ），・・・といった複素数組になっている。補間フィルタ２Ａは、入力されたデータにオーバサンプリング点を追加する。よって、直交変調装置３に入力されるデータは、（Ｒａ，Ｉａ’），（Ｒｂ，Ｉｂ’），（Ｒｃ，Ｉｃ’），・・・となる。このオーバサンプリング点を追加する処理は、入力されたデータを遅延させる処理でもある。
【０００６】
出力された実数データは、cos波発生器１０からのcos波を乗算器１２において乗算され、加算器１４に出力される。また、出力された虚数データは、sin波発生器１１からのsin波を乗算器１３において乗算され、加算器１４に出力される。加算器１４は、入力された２つのデータを加算し、出力する。
【０００７】
図１５は、補間フィルタ２Ａを虚数部を遅延させる（Ｑ軸遅延させる）のに用いたが、実数部を遅延させる（Ｉ軸遅延させる）場合もある。図１８は、Ｉ軸を遅延させるために補間フィルタ２Ａの代わりに補間フィルタ２Ｂを、逆フーリエ変換装置１と乗算器１２との間に設けている。その他の構成は、図１６における場合と同様である。
【０００８】
図１８は、OFDMに対応したデータ演算装置の構成例を示している。受信されたデータは、振り分け装置２０に入力され、実数部と虚数部とに振り分けられる。実数部は、直交復調装置２１内の乗算器３２に入力され、cos波発生器３０からのcos波と乗算され、フーリエ変換装置２３に出力される。一方、虚数部は、直交復調装置２１内の乗算器３３に入力され、sin波発生器３１からのsin波と乗算され、補間フィルタ２２Ａを介してフーリエ変換装置２３に出力される。フーリエ変換装置２３は、入力された時間軸上のデータを、周波数軸上のデータに変換して出力している。
【０００９】
図１９は、実数時間応答と虚数時間応答に、それぞれ、cos波とsin波を乗算させる時のサンプリング点と補間点との関係を示している。変調の場合と同様に、cos波とsin波の周波数は、サンプリング周波数の半分で、この２つの波形を４倍オーバーサンプリングして用いている。
【００１０】
図２０を参照し、その動作について説明する。振り分け装置２０に入力されるデータを（Ｒａ，Ｉａ，Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，Ｉｃ，・・・）とする。入力されたデータは、実数データ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）と、虚数データ（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）に振り分けられる。振り分けられた実数データは、乗算器３２に入力され、cos波と乗算され、（Ｒａ，−Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）とされる。一方虚数データは、乗算器３３に入力され、sin波と乗算され、（−Ｉａ，Ｉｂ，−Ｉｃ，・・・）とされる。そして、虚数データは、補間フィルタ２２Ａに入力される。補間データとしては、サンプリング点の中点のみが必要とされる。よって、補間フィルタ２２Ａに入力された虚数データは、（Ｉａ’，Ｉｂ’，Ｉｃ’，・・・）とされて、フーリエ変換装置２３に出力される。
【００１１】
よって、フーリエ変換装置２３には、データ（Ｒａ，Ｉａ’），（−Ｒａ，Ｉｂ’），（Ｒｃ，Ｉｃ’），・・・が順次、入力される。そして入力された時間軸上のデータは、周波数軸上のデータに変換された出力される。
【００１２】
図１８のデータ演算装置は、Ｑ軸遅延されたデータ（図１５のデータ処理装置）に対応した装置である。Ｉ軸遅延されたデータ（図１７のデータ処理装置）に対応するデータ演算装置は、図２０に示すような構成になる。補間フィルタ２２Ａの代わりに、Ｉ軸を遅延するための補間フィルタ２２Ｂが、乗算器３２とフーリエ変換装置２３の間に備えられた構成となされている。その他の構成は、図１８の場合と同様である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した装置の補間フィルタは、多数の乗算器などを必要とし、回路規模の増大、それに伴う消費電力の増大などの問題があった。
【００１４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、補間フィルタを用いずに同様の動作を実行できるようにし、回路規模を小さくし、定省電力化を可能とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のデータ処理装置は、実数時間応答と虚数時間応答が、所定の時間ずれを持つように、外部から入力された周波数領域データを演算処理する演算処理手段と、演算処理手段からの出力の周波数領域のデータを、時間領域のデータに変換する変換手段と、変換手段からの出力を直交変調する変調手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載のデータ処理方法は、実数時間応答と虚数時間応答が、所定の時間ずれを持つように、外部から入力された周波数領域データを演算処理する演算処理ステップと、演算処理ステップからの出力の周波数領域のデータを、時間領域のデータに変換する変換ステップと、変換ステップからの出力を直交変調する変調ステップとを備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載のデータ処理装置は、受信信号の時間領域のデータを直交復調する復調手段と、復調手段からの出力の時間領域のデータを周波数領域のデータに変換する変換手段と、変換手段からの周波数領域のデータが所定の時間ずれを持つように演算処理する演算処理手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載のデータ処理方法は、受信信号の時間領域のデータを直交復調する復調ステップと、復調ステップからの出力の時間領域のデータを周波数領域のデータに変換する変換ステップと、変換ステップからの周波数領域のデータが所定の時間ずれを持つように演算処理する演算処理ステップとを備えることを特徴とする。
【００１９】
請求項１に記載のデータ処理装置および請求項５に記載のデータ処理方法においては、送信信号の実数時間応答と虚数時間応答が、所望の時間ずれを持つように演算処理され、演算処理されたデータが、周波数領域から時間領域に変換され、時間領域データが直交変調される。
【００２０】
請求項６に記載のデータ処理装置および請求項１０に記載のデータ処理方法においては、受信信号の時間領域のデータが直交復調され、復調されたデータが時間領域から周波数領域に変換され、周波数領域データ上で所望の時間ずれを持たせる演算処理が施される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し一例）を付加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但し勿論この記載は、各手段を記載したものに限定することを意味するものではない。また、従来の場合と対応する部分には、同一の符号を付してあり、その説明は、適宣省略する。
【００２２】
請求項１に記載のデータ処理装置は、実数時間応答と虚数時間応答が、所定の時間ずれを持つように、外部から入力された周波数領域データを演算処理する演算処理手段（例えば、図１の演算装置４１）と、演算処理手段からの出力の周波数領域のデータを、時間領域のデータに変換する変換手段（例えば、図１の逆フーリエ変換装置４２）と、変換手段からの出力を直交変調する変調手段（例えば、図１の直交変調装置３）とを備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項２に記載のデータ処理装置の演算処理手段は、外部から入力されたデータと演算処理手段内で演算が施されたデータのうち、どちらか一方を選択し出力する第１の選択出力手段（例えば、図６の入力側選択装置８０）と、第１の選択出力手段からのデータを蓄積する蓄積手段（例えば、図６の蓄積装置８１）と、蓄積手段からのデータと前記外部から入力されたデータを用いて演算する演算手段（例えば、図６の演算部８２）と、演算手段からの出力と蓄積手段からの出力のうちどちらか一方を選択し、出力する第２の選択出力手段（例えば、図６の出力側選択装置８３）とを備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項６に記載のデータ処理装置は、受信信号の時間領域のデータを直交復調する復調手段（例えば、図８の直交復調装置２１）と、復調手段からの出力の時間領域のデータを周波数領域のデータに変換する変換手段（例えば、図８のフーリエ変換装置９２）と、変換手段からの周波数領域のデータが所定の時間ずれを持つように演算処理する演算処理手段（例えば、図８の演算装置４１）とを備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項７に記載のデータ処理装置の演算処理手段は、外部から入力されたデータと演算処理手段内で演算が施されたデータのうち、どちらか一方を選択し出力する第１の選択出力手段（例えば、図６の入力側選択装置８０）と、第１の選択出力手段からのデータを蓄積する蓄積手段（例えば、図６の蓄積装置８１）と、蓄積手段からのデータと外部から入力されたデータを用いて演算する演算手段（例えば、図６の演算部８２）と、演算手段からの出力と蓄積手段からの出力のうちどちらか一方を選択し、出力する第２の選択出力手段（例えば、図６の出力側選択装置８３）とを備えることを特徴とする。
【００２６】
図１は、本発明を適用した送信装置の構成例を示すブロック図である。送信されるデータは、演算装置４１に入力され、後述する変換関数により変換され、逆フーリエ変換装置４２に出力される。逆フーリエ変換装置４２に入力されたデータは、時間応答へ変換される。逆フーリエ変換装置４２からの出力の実数時間応答は、乗算器１２に、虚数時間応答は、乗算器１３にそれぞれ入力される。また、cos波発生器１０から乗算器１２に、sin波発生器１１から乗算器１３に、それぞれcos波またはsin波が入力される。乗算器１２，１３からの出力は、加算器１４に入力される。
【００２７】
次に図１における信号の流れに付いて説明する。演算装置４１に入力されるデータは、複素数表現されたデータなので、実数部と虚数部がある。この実数部と虚数部との組み合わせのデータは、直流成分、＋周波数成分、−周波数成分の意味を持っている。演算装置４１では、入力されたデータに対し、＋，−の同一周波数成分を用いて演算を施し、新たな＋，−の同一周波数成分のデータを発生させる。この演算装置４１に用いられる変換関数は、従来の方式において、時間領域で処理されていた所定の時間のずれ量（図１６の補間フィルタ２Ａまたは図１８の補間フィルタ２Ｂが行っていた処理）を、逆フーリエ変換装置４２の出力が持つように、周波数領域での変換を行う。
【００２８】
周波数領域での変換を施された演算装置４１からのデータは、逆フーリエ変換装置４２に入力され、時間応答のデータに変換され、直交変調装置３に出力される。逆フーリエ変換装置４２からの実数データと、cos波発生器１０からのcos波は、乗算器１２において乗算され、加算器１４に出力される。また、逆フーリエ変換装置４２からの虚数データとsin波発生器１１からのsin波は、乗算器１３において乗算され、加算器１４に出力される。加算器１４に入力されたデータは、加算（直交変調）され、出力される。
【００２９】
図２は、図１のデータ処理装置の他の構成例を示すブロック図である。この構成例では、逆フーリエ変換装置４２の代わりに、IFFT（Inversed Fast Fourier Transform）演算装置５１を用いている。この場合においても、演算装置４１の変換関数により、任意の時間ずれを持つIFFT出力を得ることができる。
【００３０】
図３は、デジタル入力信号の特性を規定するものである。演算装置４１では、＋と−の対称周波数成分を用いた変換関数で演算を行う。しかしながらIFFT演算装置５１を用いた場合、直流成分以外に、もう１つの対称成分を持たない周波数成分が存在する場合があり、この成分により必要とする変換結果を得ることができない場合がある。この対策として、図３に示すように、対称成分を持たない周波数成分の値を０に規定する。
【００３１】
演算装置４１は、IFFT変換後（または逆フーリエ変換後）の実数時間応答と虚数時間応答に時間ずれを持たせることが可能である。従って、図４に示すように、演算装置４１とIFFT演算装置５１（または逆フーリエ変換装置４２）のみを用い、実数時間応答と虚数時間応答に時間ずれを持たせることのみを要求する装置に、この原理を適用することが可能である。
【００３２】
図１と図２の直交変調装置３の構成例を図５に示す。直交変調装置３では、cos波の（１，０，−１，０）の点、またsin波の（０，−１，０，１）の点を用いるので、乗算器１２，１３、加算器１４は、選択装置で置き換えが可能となる。図５（Ａ）に示した直交変調装置３は、乗算器６１Ａ，６１Ｂ、乗算代用選択装置６２Ａ，６２Ｂに、それぞれ、IFFT変換装置５１（逆フーリエ変換装置４２）からデータが入力される。乗算器６１Ａに入力されたデータは、−１が乗算され、乗算代用選択装置６２Ａに出力される。同様に、乗算器６１Ｂに入力されたデータは、−１が乗算され、乗算代用選択装置６２Ｂに出力される。乗算代用選択装置６２Ａ，６２Ｂは、それぞれ入力された２データのうち一方のデータを選択し、加算代用選択装置６３に出力している。加算代用選択装置６３は、入力された２つのデータを加算し、出力する。
【００３３】
次にその動作について説明する。例えば、直交変調装置３に入力されるデータとして、（Ｒａ，Ｉａ），（Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，Ｉｃ），・・・が順次入力されるものとする。まずデータ（Ｒａ，Ｉａ）のＲａは、乗算代用選択装置６２Ａと乗算器６１Ａに入力される。乗算器６１Ａに入力されたＲａは、−１が乗算され、−Ｒａとされて、乗算代用選択装置６２Ａに出力される。従って、乗算代用選択装置６２Ａには、Ｒａと−Ｒａが入力されることになる。そして乗算代用選択装置６２Ａは、cos波の１を用いた場合に対応するデータとして、Ｒａを選択し、加算代用選択装置６３に出力する。
【００３４】
同様に、乗算代用選択装置６２Ｂには、Ｉａと、乗算器６１Ｂからの出力−Ｉａの、２つのデータが入力される。そして乗算代用選択装置６２Ｂは、sin波の−１を用いた場合に対応するデータとして、−Ｉａを加算代用選択装置６３に出力する。従って、加算代用選択装置６３に入力されるデータは、（Ｒａ，−Ｉａ）となる。
【００３５】
同様にして、（Ｒａ，Ｉａ）の後に順次入力されるデータ、（Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，Ｉｃ），・・・は、（−Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，−Ｉｃ），・・・となされて、加算代用選択装置６３に順次入力される。加算代用選択装置６３は、入力されたデータをそれぞれ加算し、出力する。つまり、（Ｒａ，−Ｉａ，−Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，−Ｉｃ，・・・）が出力される。
【００３６】
図５（Ｂ）は、直交変調装置３の他の構成例を示しており、この構成例では、図５（Ａ）の乗算代用選択装置６２Ａ，６２Ｂ、および加算代用選択装置６３が、１つの演算代用選択装置７０にまとめたられている。
【００３７】
図５（Ｃ）は、直交変調装置３のさらに他の構成例を示すブロック図である。ここの構成では、まず演算代用選択装置７５Ａに実数部と虚数部、それぞれのデータが入力される。この２入力は、演算代用選択装置７５Ａにより、１出力にされる。この演算代用選択装置７５Ａからの出力は、演算代用選択装置７５Ｂと乗算器７６に入力される。乗算器７６からの出力は、演算代用選択装置７５Ｂに入力される。
【００３８】
次にその動作について説明する。上述したように、直交変調装置３には、（Ｒａ，Ｉａ），（Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，Ｉｃ），・・・が順次入力され、その出力は、（Ｒａ，−Ｉａ，−Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，−Ｉｃ，・・・）となる。この特徴を利用し、まず始めに演算代用選択装置７５Ａでは、入力された（Ｒａ，Ｉａ），（Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，Ｉｃ），・・・のデータを、（Ｒａ，Ｉａ，Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，Ｉｃ，・・・）と順次加算し、出力する。
【００３９】
出力されたデータは、演算代用選択装置７５Ｂと乗算器７６に入力される。乗算器７６では、入力されたデータに−１を乗算して出力する。例えば、演算代用選択装置７５Ａの出力がＲａのとき、演算代用選択装置７５Ｂに入力されるデータは、Ｒａと−Ｒａとなる。この入力された２つのデータのうち、演算代用選択装置７５Ｂでは、一方を選択し、出力する。この場合、Ｒａを選択し出力する。同様の処理を繰り返すことにより、演算代用選択装置７５Ｂは、（Ｒａ，−Ｉａ，−Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，−Ｉｃ，・・・）を出力する。
【００４０】
図６は、演算装置４１の詳細な回路構成のブロック図である。この演算装置４１は、後述するデータ演算装置にも適用できる。演算装置４１の演算は、＋と−の対称周波数成分を用いている。しかしながらこれらのデータは、シリアル系列で入力されるのが一般的である。この場合、演算を行う＋と−の対称周波数成分のデータ組は、連続して入力されていない。この対策として、以下のデータ操作を行う。すなわち、演算装置４１に対して、（０）番目のデータから（Ｎ−１）番目のデータの順に入力される時、（Ｎ／２）番目のデータから（Ｎ−１）番目のデータ、次いで、（０）番目のデータから（（Ｎ／２）−１）番目のデータの順に出力する。また、（Ｎ／２）番目のデータから（Ｎ−１）番目のデータ、次いで、（０）番目のデータから（（Ｎ／２）−１）番目のデータの順にデータが入力される時には、（０）番目のデータから、（Ｎ−１）番目のデータの順に出力する。
【００４１】
入力側選択装置８０の入力端子Ａには、演算部８２で演算されたデータが入力される。また、入力側選択装置８０の入力端子Ｂには、外部からのデータが入力される。入力側選択装置８０の出力は、蓄積装置８１に入力される。演算部８２には、蓄積装置８１からのデータと外部からのデータが入力される。演算部８２の出力端子ａからの出力は、入力側選択装置８０に入力される。演算部８２の出力端子ｂからの出力は、出力側選択装置８３の入力端子Ｃに入力される。出力側選択装置８３の入力端子Ｄには、蓄積装置８１からのデータが入力される。
【００４２】
以下に、その動作について説明する。まず入力端子Ｂから入力される前半（Ｎ／２）のデータは、入力側選択装置８０を介して蓄積装置８１に順次記憶される。後半（Ｎ／２）のデータは、演算部８２に直接入力される。入力側選択装置８０は、前半では入力側（入力側選択装置８０の入力端子Ｂから入力されたデータ）を、後半は演算出力（入力選択装置８０の入力端子Ａから入力されたデータ）を選択している。蓄積装置８１おいては、入力データは順次書き込まれ、演算後のデータは入力データとは逆順に書き込まれる。読み出し時においても、入力データは、その書き込みと逆順に読み出され、演算後のデータも、その書き込みと逆順に（入力データの書き込み順と同じ順序で）読み出される。演算部８２は、入力データと蓄積装置８１からのデータを用い、＋と−の対称周波数成分をそれぞれ同時に求め、入力側選択装置８０と出力側選択装置８３に出力する。
【００４３】
出力側選択装置８３は、蓄積装置８１から演算後のデータが出力されている時には、そのデータを、それ以外の演算部８２から演算データが出力されているときには、そのデータを選択し、出力する。入出力データと蓄積装置８１の内部の様子を図７に示す。但し、図７にはクロック的な遅延は表現していない。ここでは、シンボルｆ，ｇは入力データとされ、Ｆ，Ｇは演算出力とされている。またここでは、入力データ列が、（０）番目のデータから（Ｎ−１）番目のデータの順に入力された時の変化を示している。この構成により、＋，−対称周波数成分をそれぞれ求めるのにＮポイント分のデータを蓄積する必要を無くし（蓄積装置８１の容量は、Ｎ／２でよく）、また連続OFDMシンボルに対しても演算可能としている。
【００４４】
図８は、本発明を適用した受信装置の構成例を示すブロック図である。受信されたデータは、振り分け装置２０に入力され、実数時間応答と虚数時間応答に振り分けられる。振り分けられた実数時間応答が乗算器３２に、虚数時間応答が乗算器３３に、それぞれ入力される。また、cos波発生器３０からcos波が乗算器３２に、sin波発生器３１からsin波が乗算器３３に、それぞれ入力される。２つの乗算器３２，３３からの出力は、フーリエ変換装置９２に入力され、フーリエ変換され、周波数応答に変換される。フーリエ変換装置９２からの出力は演算装置４１に入力され、周波数特性の変換が施される。
【００４５】
次にその動作について説明する。例えば、振り分け装置２０に入力されるデータを（Ｒａ，Ｉａ，Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，Ｉｃ，・・・）とする。このデータは、振り分け装置２０により、実数データ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）と、虚数データ（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）に振り分けられ、出力される。出力された実数データ（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）は、直交復調装置２１内の乗算器３２に入力され、cos波発生器３０からのcos波と乗算されて、（Ｒａ，−Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）とされて出力される。また虚数のデータ（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）は、直交復調装置２１内の乗算器３３に入力され、sin波発生器３１からのsin波と乗算され、（−Ｉａ，Ｉｂ，−Ｉｃ，・・・）とされて出力される。つまりフーリエ変換装置９２には、直交復調装置２１から、（Ｒａ，−Ｉａ），（−Ｒｂ，Ｉｂ），（Ｒｃ，−Ｉｃ），・・・といったデータが順次入力される。
【００４６】
フーリエ変換装置９２に入力されたデータは、フーリエ変換により周波数応答のデータに変換されて、演算装置４１に出力される。演算装置４１では、入力されたデータを、変換関数により変換し、出力する。
【００４７】
図９は、図８のデータ演算装置の他の構成例を示すブロック図である。この構成例では、フーリエ変換装置９２の代わりに、FFT（Fast Fourier Transform）演算装置１１０を用いている。この場合においても、演算装置４１の変換関数により任意の時間ずれを持つ演算出力を得ることができる。
【００４８】
演算装置４１は、FFT変換前（またはフーリエ変換前）の時間応答に対し、FFT変換後（またはフーリエ変換後）に演算処理された周波数応答に、任意のずれを持たせることが可能である。従って、図１０に示すように、演算装置４１とFFT演算装置１１０（または逆フーリエ変換装置９２）を用いることにより、周波数応答のずれを持たせることのみを要求する装置においても、この原理を適用することが可能である。
【００４９】
次に図８、図９に示した直交復調装置２１の構成例を図１１に示す。直交復調装置２１で用いるcos波では、（１，０，−１，０）の点を、またsin波では、（０，−１，０，１）の点を、それぞれ用いるので、乗算器３２，３３は乗算代用選択装置１１２Ａ，１１２Ｂで置き換えることが可能である。図１１に示した直交復調装置２１では、振り分け装置２０からの実数データが、２つに分けられ、その一方は、乗算代用選択装置１１２Ａに入力され、他方は乗算器１１１Ａを介して乗算代用選択装置１１２Ａに入力される。同様に、振り分け装置２０からの虚数データは、２つに分けられ、その一方は、乗算代用選択装置１１２Ｂに入力され、他方は乗算器１１１Ｂを介して乗算代用選択装置１１２Ｂに入力される。乗算代用選択装置１１２Ａ，１１２Ｂは、それぞれ入力された２入力のうち、一方を選択し、フーリエ変換装置９２、またはFFT演算装置１１０に出力している。
【００５０】
次にその動作について説明する。例えば、直交復調装置２１に入力されるデータとして、実数データを（Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）、虚数データを（Ｉａ，Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）とする。まず、実数データＲａは、乗算代用選択装置１１２Ａと乗算器１１１Ａに入力される。乗算器１１１Ａに入力されたＲａは、−１が乗算され、−Ｒａとされて出力される。従って、乗算代用選択装置１１２Ａには、Ｒａと−Ｒａが入力されることになる。そして、乗算代用選択装置１１２Ａは、cos波の１を用いた場合に対応するデータとして、Ｒａを選択し、出力する。
【００５１】
同様に、乗算代用選択装置１１２Ｂには虚数データＩａと−Ｉａの２つのデータが入力される。そして、乗算代用選択装置１１２Ｂは、sin波の−１を用いた場合に対応する値として、−Ｉａを選択し、出力する。従って、フーリエ変換装置９２には、（Ｒａ，−Ｉｂ）が入力される。
【００５２】
同様にして、Ｒａ，Ｉｂの後に順次入力されるデータ、（Ｒｂ，Ｒｃ，・・・），（Ｉｂ，Ｉｃ，・・・）は、（−Ｒｂ，Ｒｃ，・・・），（Ｉｂ，−Ｉｃ，・・・）とされて、フーリエ変換装置９２に順次出力される。
【００５３】
図１２は、図８（図９）において、振り分け装置２０と直交復調装置２１が行う処理と同様の処理をする回路構成を示すブロック図である。受信されたデータは、乗算器１１５と乗算代用選択装置１１６に入力される。乗算器１１５に入力されたデータは、−１が乗算されて、乗算代用選択装置１１６に出力される。乗算代用選択装置１１６の出力は、振り分け装置２０に入力され、実数データと虚数データに振り分けられて出力される。
【００５４】
次にその動作について説明する。入力されるデータを（Ｒａ，Ｉａ，Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，Ｉｃ，・・・）とする。まずＲａは、乗算代用選択装置１１６と乗算器１１５に入力される。乗算器１１５に入力されたＲａは、−１が乗算され、−Ｒａとされて、乗算代用選択装置１１６に出力される。従って、乗算代用選択装置１１６には、Ｒａと−Ｒａが入力されることになる。乗算代用選択装置１１６は、cos波の１を用いた場合に対応する値として、Ｒａを選択し、振り分け装置２０に出力する。
【００５５】
同様に、Ｒａ以降に順次入力されるデータ（Ｉａ，Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，Ｉｃ，・・・）は、（−Ｉａ，−Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，−Ｉｃ，・・・）となされて乗算代用選択装置１１６から順次出力される。従って、振り分け装置２０に入力されるデータは、（Ｒａ，−Ｉａ，−Ｒｂ，Ｉｂ，Ｒｃ，−Ｉｃ，・・・）となる。このデータは、振り分け装置２０により、実数データ（Ｒａ，−Ｒｂ，Ｒｃ，・・・）と、虚数データ（−Ｉａ、Ｉｂ，−Ｉｃ，・・・）とに分けられ、出力される。
【００５６】
上述したように、演算装置４１は送信装置と受信装置の、両方に用いることが可能である。この演算装置４１に用いられる変換関数について以下に説明する。
【００５７】
まず、フーリエ変換の性質として、時間応答実部は、周波数応答の実部偶対称成分と、虚部奇対称成分によりのみ構成され、時間応答虚部は、周波数応答の実部奇対称成分と虚部偶対称成分によりのみ構成されている。この性質を用いて、時間応答の実部と虚部でサンプリング時点が異なる（補間処理された）データを周波数領域で生成する。そこで時間遅延を発生させる複素フーリエ級数展開式について考える。まず時間遅れの無い展開式を次式のように置く。
【数１】
時間ずれｔ0に対しては、次式のようになる。
【数２】
【００５９】
次に各周波数応答（Ｇn，Ｇn（ｔ0））の偶対称成分、奇対称成分を求める。まず式（１）の実数部分をＦＲnとし、虚数部分をＦＩnとすると、
Ｇn＝ＦＲn＋ＦＩn ・・・ （３）
となる。さらに実数部分と虚数部分を、それぞれ偶対称成分（添字ｅn）と、奇対称成分（添字ｏn）に分解すると、
【００６０】
さらに、各偶対称成分と奇対称成分は、＋，−、同一周波数成分の各実数、虚数成分で表現すると、
【００６１】
同様に、時間ずれｔ0を持つ応答に関しても、
Ｇn（ｔ0）＝ＦＲ’n＋ｊＦＩ’n ・・・ （６）
と置くと、
ここで、送信側のＱ軸データを補間した場合の回路構成を考える。まずここまでの式変形をふまえて、本発明に必要な変換関数を
Ｇn”＝ＦＲ”n＋ｊＦＩ”n ・・・ （１１）
とし、偶対称成分と奇対称成分に分解して、
【００６３】
従って、求めたい関係式ＦＲ”n＋ｊＦＩ”nは次式のようになる。
【００６４】
式（１７）の関係を満たす回路を構成するため以下のように式を置き換えていく。
【００６５】
次に、送信側のＩ軸データを補間した場合の回路構成を考える。Ｑ軸データを補間した場合と同様に、必要な変換関数を
Ｇn"'＝ＦＲ"'n＋ｊＦＩ"'n ・・・ （２２）
とし、偶対称成分と奇対称成分に分解して、
【００６６】
Ｉ軸データを補間するためには、換言すれば、時間応答実部のみが時間ずれを持ち、時間応答虚数部が時間ずれを持たないようにするには、偶対称成分と奇対称成分が、以下の関係式を満たしていればよい。
Ｑ軸データを補間した場合と同様の処理を行うことにより、以下の関係式を得る。
【００６８】
次に受信側のＱ軸データを補間した場合を説明する。変調方式の時の式を必要に応じ用いて必要な式を導く。ここで、最終的に復調されて得たい信号をＦＲn＋ｊＦＩn（式（３））と置く。従って、求めたい式には、ＦＲｅn，ＦＩｏnで示されるＦＲn，ＦＩnであるので、まず方程式を解く必要がある。
【００６９】
式（３１）を各出力毎に書き直すと、
【００７０】
送信の際と同様に式を置き換えて簡略化していく。
次に、受信側のＩ軸データを補間した場合を説明する。この場合もＱ軸データを補間した場合と同様に、最終的に得たい信号をＦＲn＋ｊＦＩnと置くと、
【００７２】
上記した場合と同じように式を置き換えていくことにより、簡略化する。
上述したように、送信側のＱ軸遅延、Ｉ軸遅延、受信側のＱ軸遅延、およびＩ軸遅延の簡略化された４種類の関係式の間には、以下の関係があり、この関係を用いると、ハードウェア化する際、容易に各方式へ変換可能である。まず送信側のＱ軸遅延と受信側のＱ軸遅延の間、送信側のＩ軸遅延と受信側のＩ軸遅延の間においては、係数Ｄｓnの符号を反転すれば同様の関係式になる。また、送信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延の間、受信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延との間においては、入力（ＦＲn，ＦＩn）と出力（ＦＲ”n，ＦＩ”n）を符号反転するか、または入力（ＦＲ-n，ＦＩ-n）と出力（ＦＲ”ーn，ＦＩ”-n）を符号反転すれば、同じ関係式になる。
【００７４】
以上の結果として、係数Ｄｓn、＋周波数入力（ＦＲn，ＦＩn）と＋周波数出力（ＦＲ”n，ＦＩ”n）、および−周波数入力（ＦＲ-n，ＦＩ-n）と−周波数出力（ＦＲ”-n，ＦＩ”-n）の３ポイントの符号反転機能を持たせれば、全ての方式に対応した演算装置４１を構成できる。図１３と図１４は、全方式に対応した演算装置４１内の演算部８２の構成を示している。
【００７５】
図１３は、送信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延の間、または受信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延との間の対応関係に関して、入力（ＦＲn，ＦＩn）と出力（ＦＲ”n，ＦＩ”n）の符号反転する方に対応している演算部８２の構成例を示す回路図である。セレクタ１２１は、送信（Tr:Transmit）か、受信（Re:Receive）かを選択し、乗算器１２３にその選択結果を出力している。乗算器１２３は、その選択結果に応じて、ROM１４５からの出力Ｄｓnに１または−１を乗算し、乗算器１３６，１３７に出力している。
【００７６】
セレクタ１２２はＩ軸遅延か、Ｑ軸遅延かを選択し、その選択結果を乗算器１２４乃至１２７に出力している。乗算器１２４乃至１２７は、その選択結果に応じて、それぞれの乗算器に入力されたデータに対し、１または−１を乗算し、出力している。乗算器１２４は、データＦＲnが入力され、減算器１３１と加算器１３３に出力している。乗算器１２５は、データＦＩnが入力され、加算器１３２と減算器１３４に出力している。乗算器１２６は、加算器１４３からのデータが入力され、データＦＲ”nを出力している。乗算器１２７は、加算器１４４からのデータが入力され、データＦＩ”nを出力している。
【００７７】
データＦＲ-nは、減算器１３１と加算器１３３に入力される。データＦＩ-nは、加算器１３２と減算器１３４に入力される。 減算器１３１の出力は、乗算器１３５，１３７に入力される。加算器１３２の出力は、乗算器１３６，１３８に入力される。加算器１３３の出力は、減算器１４１と加算器１４３に入力される。減算器１３４の出力は、減算器１４２と加算器１４４に入力される。また、乗算器１３５，１３８は、ROM１４５から発生されるＤｃnが入力される。
【００７８】
乗算器１３５，１３６の出力は、加算器１３９に入力される。乗算器１３７，１３８の出力は、減算器１４０に入力される。加算器１３９の出力は、減算器１４１と加算器１４３に入力される。また、減算器１４０の出力は、減算器１４２と加算器１４４に入力される。
【００７９】
次にその動作について、この回路を送信側に用い、Ｑ軸遅延の場合を例に挙げて説明する。セレクタ１２１は、送信側（Ｔｒ）を選択し、その選択結果を乗算器１２３に出力する。乗算器１２３は、その選択結果に応じ、乗算する値として１を選択し、ROM１４５からの出力Ｄｓnに乗算し、乗算器１３６，１３７に出力する。セレクタ１２２は、Ｑ軸遅延を選択し、その選択結果を乗算器１２４乃至１２７に出力する。乗算器１２４乃至１２７は、受信した選択結果に応じ、乗算する値として１を選択する。
【００８０】
乗算器１２４は、入力されたデータＦＲnに１を乗算し、減算器１３１と加算器１３３に出力している。乗算器１２５は、入力されたデータＦＩnに１を乗算し、加算器１３２と減算器１３４に出力する。
【００８１】
減算器１３１は、入力されたＦＲnから、入力されたＦＲ-nを減算し、ｂreを出力する。加算器１３２は、入力されたＦＩ-nとＦＩnを加算し、ａimを出力する。加算器１３３は、入力されたＦＲnとＦＲ-nを加算し、ａreを出力する。減算器１３４は、入力されたＦＩnから、入力されたＦＩ-nを減算し、ｂimを出力する。
【００８２】
減算器１３１からの出力ｂreは、乗算器１３５に入力され、ROM１４５において発生されるＤｃn（cos波）と乗算され、ｃreとされて出力される。また、減算器１３１からの出力ｂreは、乗算器１３７にも入力され、ROM１４５において発生されるＤｓn（sin波）と乗算され、ｄreとされて出力される。加算器１３２からの出力ａimは、乗算器１３８に入力され、ROM１４５において発生されるＤｃnと乗算され、ｃimとされて出力される。また、加算器１３２からの出力ａimは、乗算器１３６にも入力され、ROM１４５において発生されるＤｓnと乗算され、ｄimとされて出力される。
【００８３】
乗算器１３５の出力Ｃreと、乗算器１３６の出力ｄimは、加算器１３９に入力され、加算され、ｅreとされて出力される。また、乗算器１３８の出力ｃimは、減算器１４０に入力され、乗算器１３７の出力ｄreを減算され、ｅimとされて出力される。
【００８４】
加算器１３３の出力ａreは、減算器１４１に入力され、加算器１３９の出力ｅreが減算され、ＦＲ”-nとされて出力される。また、加算器１３３の出力ａreと、加算器１３９の出力ｅreは、加算器１４３にも入力され、加算され、乗算器１２６に出力される。乗算器１２６は、入力されたデータに１を乗算し、ＦＲ”nを出力する。
【００８５】
減算器１４０の出力ｅimは、減算器１４２に入力され、減算器１３４の出力ｂimが減算され、ＦＩ”-nとされて出力される。また、減算器１４０の出力ｅimと、減算器１３４の出力ｂimは、加算器１４４にも入力され、加算され、乗算器１２７に出力される。乗算器１２７は、入力されたデータに１を乗算し、ＦＩ”nを出力する。
【００８６】
図１４は、送信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延の間、または受信側のＱ軸遅延と送信側のＩ軸遅延との間の対応関係に関して、入力（ＦＲ-n，ＦＩ-n）と出力（ＦＲ”ーn，ＦＩ”-n）を符号反転する方に対応している演算部８２の構成例を示す回路図である。セレクタ１５２はＩ軸遅延か、Ｑ軸遅延かを選択し、その選択結果を乗算器１５４乃至１５７に出力している。乗算器１５４乃至１５７は、その選択結果に応じて、それぞれの乗算器に入力されたデータに対し、１または−１を乗算し、出力している。
【００８７】
乗算器１５４は、データＦＲ-nが入力され、減算器１３１と加算器１３３に出力している。乗算器１５５は、データＦＩ-nが入力され、加算器１３２と減算器１３４に出力している。乗算器１５６は、減算器１４１からのデータが入力され、データＦＲ”-nを出力している。乗算器１５７は、減算器１４２からのデータが入力され、データＦＩ”-nを出力している。その他の構成は、図１３における場合と同様である。
【００８８】
次にその動作について、この回路を送信側に用い、Ｑ軸遅延の場合を例に挙げて説明する。セレクタ１５２は、Ｑ軸遅延を選択し、その選択結果を乗算器１５４乃至１５７に出力している。乗算器１５４乃至１５７は、受信した選択結果に応じ、乗算する値として１を選択する。乗算器１５４は、入力されたデータＦＲ-nに１を乗算し、減算器１３１と加算器１３３に出力する。乗算器１５５は、入力されたデータＦＩ-nに１を乗算し、加算器１３２と減算器１３４に出力する。乗算器１５６は、減算器１４１からのデータに１を乗算し、データＦＲ”-nを出力する。乗算器１５７は、減算器１４２からのデータに１を乗算し、データＦＩ”-nを出力する。その他のデータの流れについては図１３と同様であるので、その説明は省略する。
【００８９】
図１３と図１４では、入力が（ＦＲ-n，ＦＩ-n，ＦＲn，ＦＩn）、出力が（ＦＲ”-n，ＦＩ”-n，ＦＲ”n，ＦＩ”n）と表記されているが、これは、この回路を送信側のＱ軸遅延に用いた場合の入力データと出力データの関係を表している。従って、この回路を受信側のＱ軸遅延に用いた場合は、入力と出力の表記は、逆になる。さらにこの回路を送信側のＩ軸遅延に用いた場合、入力が（ＦＲ-n，ＦＩ-n，ＦＲn，ＦＩn）、出力が（ＦＲ"'-n，ＦＩ"'-n，ＦＲ"'n，ＦＩ"'n）となる。従って、この回路を受信側のＩ軸遅延に用いた場合、入力と出力の表記は逆になる。しかしながら、表記が換わるだけでその回路構成、動作については同様なので、その説明および図示は省略する。
【００９０】
なお、上述した説明ではＱ軸遅延、Ｉ軸遅延のように記述したが、Ｑ軸のデータまあはＩ軸のデータを進ませるようにしても良い。
【００９１】
図１３と図１４に示したように、ＤｃnとＤｓnを供給する装置としてROMを用いたが、他の装置を用いて供給するようにしても良い。また、ROMを用い、そのROMのデータ自体に符号反転させた値を記憶させておくことにより、乗算器１２３を省略する構成にしても良い。
【００９２】
以上のように、変調の際に必要とされるオーバサンプリングデータを、逆フーリエ変換出力より得られるように、また復調の際必要とされるオーバサンプリングデータを、フーリエ変換後の処理により得られるように、予め論理的に変換関係式を求め、装置化したことにより、従来用いられた補間フィルタなどの設計、使用検討を不要としたばかりでなく、要求されるデータに対して誤差のない値を得ることができる。
【００９３】
【発明の効果】
以上の如く請求項１に記載のデータ処理装置および請求項５に記載のデータ処理方法によれば、実数時間応答と虚数時間応答が、所定の時間ずれを持つように、予め周波数領域データの演算処理を行うようにしたので、従来必要とされたフィルタの設計、仕様検討が不要となる。
【００９４】
また請求項６に記載のデータ演算装置および請求項１０に記載のデータ処理方法によれば、周波数領域データ上で所定の時間ずれを持たせる演算処理を行うようにしたので、従来必要とされたフィルタの設計、仕様検討が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ処理装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明のデータ処理装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】図２のデータ処理装置が満たすスペクトラム構成である。
【図４】図３のデータ処理装置の一部のみを用いることが可能であることを説明するためのブロック図である。
【図５】直交変調装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図６】演算装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図７】図６の蓄積装置に蓄積されるデータの様子を説明する図である。
【図８】本発明のデータ処理装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図９】本発明のデータ処理装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図１０】図９のデータ処理装置の一部のみを用いることが可能であることを説明するためのブロック図である。
【図１１】直交復調装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図１２】直交復調装置の他の実施の形態を示すブロック図である。
【図１３】演算装置の一実施の形態の構成を示す回路図である。
【図１４】演算装置の他の実施の形態の構成を示す回路図である。
【図１５】従来のデータ処理装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図１６】図１５のデータ処理装置のデータの流れを説明するための図である。
【図１７】従来のデータ処理装置の他の一例の構成を示すブロック図である。
【図１８】従来のデータ処理装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１８のデータ処理装置のデータの流れを説明するための図である。
【図２０】従来のデータ処理装置の他の一例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
３ 直交変調装置（変調手段）， ４１ 演算装置（演算処理手段）， ４２逆フーリエ変換装置（変換手段）， ５１ IFFT演算装置， ６１Ａ，６１Ｂ，７６，１１１Ａ，１１１Ｂ，１１５，１２３乃至１２７，１３５乃至１３８，１５４乃至１５７ 乗算器， ６２Ａ，６２Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１６ 乗算代用選択装置， ６３ 加算代用選択装置， ７０，７５Ａ，７５Ｂ 演算代用選択装置， ８０ 入力側選択装置（第１の選択出力手段）， ８１ 蓄積装置（蓄積手段）， ８２ 演算部（演算手段）， ８３ 出力選択装置（第２の選択出力手段）， ２０ 振り分け装置， ２１ 直交復調装置（復調手段）， ９２ フーリエ変換装置（変換手段）， １１０ FFT演算装置， １２１，１２２，１５６ セレクタ， １３１，１３４，１４０，１４１，１４２ 減算器， １３２，１３３，１３９，１４３，１４４ 加算器， １４５ ROM
Claims (10)
- 実数時間応答と虚数時間応答が、所定の時間ずれを持つように、外部から入力された周波数領域データを演算処理する演算処理手段と、
前記演算処理手段からの出力の周波数領域のデータを、時間領域のデータに変換する変換手段と、
前記変換手段からの出力を直交変調する変調手段と
を備えることを特徴とするデータ処理装置。 - 前記演算処理手段は、
外部から入力されたデータと前記演算処理手段内で演算が施されたデータのうち、どちらか一方を選択し出力する第１の選択出力手段と、
前記第１の選択出力手段からのデータを蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段からのデータと前記外部から入力されたデータを用いて演算する演算手段と、
前記演算手段からの出力と前記蓄積手段からの出力のうちどちらか一方を選択し、出力する第２の選択出力手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。 - 前記変換手段は、逆フーリエ変換を用いる
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。 - 前記変換手段は、IFFTを用いる
ことを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装置。 - 実数時間応答と虚数時間応答が、所定の時間ずれを持つように、外部から入力された周波数領域データを演算処理する演算処理ステップと、
前記演算処理ステップからの出力の周波数領域のデータを、時間領域のデータに変換する変換ステップと、
前記変換ステップからの出力を直交変調する変調ステップと
を備えることを特徴とするデータ処理方法。 - 受信信号の時間領域のデータを直交復調する復調手段と、
前記復調手段からの出力の時間領域のデータを周波数領域のデータに変換する変換手段と、
前記変換手段からの周波数領域のデータが所定の時間ずれを持つように演算処理する演算処理手段と
を備えることを特徴とするデータ演算装置。 - 前記演算処理手段は、
外部から入力されたデータと前記演算処理手段内で演算が施されたデータのうち、どちらか一方を選択し出力する第１の選択出力手段と、
前記第１の選択出力手段からのデータを蓄積する蓄積手段と、
前記蓄積手段からのデータと前記外部から入力されたデータを用いて演算する演算手段と、
前記演算手段からの出力と前記蓄積手段からの出力のうちどちらか一方を選択し、出力する第２の選択出力手段と
を備えることを特徴とする請求項６に記載のデータ演算装置。 - 前記変換手段は、フーリエ変換を用いる
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ演算装置。 - 前記変換手段は、FFTを用いる
ことを特徴とする請求項６に記載のデータ演算装置。 - 受信信号の時間領域のデータを直交復調する復調ステップと、
前記復調ステップからの出力の時間領域のデータを周波数領域のデータに変換する変換ステップと、
前記変換ステップからの周波数領域のデータが所定の時間ずれを持つように演算処理する演算処理ステップと
を備えることを特徴とするデータ処理方法。
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