JP5784986B2 - Signal shift apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、連続的な信号をサンプリングすることによって得られた離散信号をシフト(移動)する装置及び方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for shifting (moving) a discrete signal obtained by sampling a continuous signal.
図7は、典型的な電力測定装置の構成を示す。図7には、電圧A/D変換部701と、電流A/D変換部702と、信号シフト装置703と、積和演算部704と、電力量表示部705とを備えた電力測定装置700が示されている。
FIG. 7 shows a configuration of a typical power measuring apparatus. In FIG. 7, a
電圧A/D変換部701は、アナログ電圧信号Vaを入力し、入力したアナログ電圧信号Vaをサンプリングおよび量子化して、ディジタル電圧信号Vdを出力する。電流A/D変換部702は、アナログ電流信号Iaを入力し、入力したアナログ電流信号Iaをサンプリングおよび量子化して、ディジタル電流信号Idを出力する。信号シフト装置703は、ディジタル電圧信号Vdとディジタル電流信号Idとの位相のずれを調整するために、ディジタル電流信号Idとシフト量mとを入力し、ディジタル電流信号Idをシフト量mだけ時間的にシフトして、シフト済みディジタル電流信号Id’を出力する。積和演算部704は、ディジタル電圧信号Vdとシフト済みディジタル電流信号Id’を入力し、ディジタル電圧信号Vdとシフト済みディジタル電流信号Id’とを積和演算して電力値Pを算出し、算出した電力値Pを出力する。電力量表示部705は、積和演算部704から出力された電力値Pを入力し、入力した電力値Pを表示する。積和演算部704は、下記の(式1)に従ってディジタル電圧信号Vdとシフト済みディジタル電流信号Id’とを積和演算して電力値Pを算出する。
The voltage A /
ただし、Vd[i]及びId’[i]は、それぞれ、i番目のディジタル電圧信号Vd及びi番目のシフト済みディジタル電流信号Id’を示す。このように、典型的な電力測定装置において、正確に電力量を測定するためには、サンプリング毎のディジタル電圧信号Vdとディジタル電流信号Idとの間の位相のずれを小さくする必要がある。 Here, Vd [i] and Id ′ [i] denote the i-th digital voltage signal Vd and the i-th shifted digital current signal Id ′, respectively. As described above, in a typical power measurement apparatus, in order to accurately measure the amount of power, it is necessary to reduce a phase shift between the digital voltage signal Vd and the digital current signal Id for each sampling.
従来の信号シフト装置としては、シフトレジスタ等を用いて離散信号をサンプリング周期の整数倍でシフトするものがあった。例えば、特許文献1によると、サンプリングされた電流値をサンプリング周期の整数倍(特許文献1の図2では1倍)だけシフトする構成が記載されている。また、特許文献2によると、シフト量は離散値であり、A/D変調器でサンプリングした周期の整数倍だけシフトする構成が記載されている(特許文献2においては、分解能は角度で示されているが、この分解能はA/D変換器のサンプリング周期を角度に換算したものであり、結局、シフト量はサンプリング周期の整数倍となる)。また、非特許文献1には、離散フーリエ変換を用いて、サンプリング周期の整数倍だけ離散信号をシフトする構成が記載されている。
As a conventional signal shift device, there has been a device that shifts a discrete signal by an integral multiple of a sampling period using a shift register or the like. For example,
従来の信号シフト装置は、離散信号をサンプリング周期の整数倍だけシフトするものであり、サンプリング周期の実数倍のシフトを実行することができなかった。従って、ディジタル電圧信号Vdとディジタル電流信号Idとの間の実際の位相差がサンプリング周期の整数倍ではない場合に、当該位相差を正確に補正することができなかった。本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決するものであり、離散信号をサンプリング周期の実数倍シフトすることを実現することを目的とするものである。 The conventional signal shift apparatus shifts a discrete signal by an integral multiple of the sampling period, and cannot perform a shift that is a real number multiple of the sampling period. Therefore, when the actual phase difference between the digital voltage signal Vd and the digital current signal Id is not an integral multiple of the sampling period, the phase difference cannot be corrected accurately. An object of the present invention is to solve the problem of such a conventional configuration, and to shift a discrete signal by a real number multiple of a sampling period.
上述のような問題を解決するために、本発明の請求項1に係る一次元信号シフト装置は、外部から出力された実数であるシフト量mを入力して、前記シフト量mの整数部分の整数a及び前記シフト量mの小数部分の実数bを算出する整数小数分離部と、前記整数小数分離部から出力された整数aを入力し、該入力した整数aに1を加算することにより整数a+1を出力する整数加算部と、前記整数小数分離部から出力された実数bを入力し、該入力した実数bを1から減算することにより実数1−bを出力する小数減算部と、外部から出力されたi番目の離散信号を示す離散信号s[i]と前記整数加算部から出力された整数a+1とを入力し、該入力した整数a+1に基づいて該入力した離散信号s[i]をa+1サンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を生成して出力する第1のシフト部と、外部から出力された前記離散信号s[i]と前記整数小数分離部から出力された整数aとを入力し、該入力した整数aに基づいて該入力した離散信号s[i]をaサンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa[i]を生成して出力する第2のシフト部と、前記第1のシフト部から出力された前記シフト済み離散信号sa+1[i]と前記整数小数分離部から出力された実数bとを入力し、前記シフト済み離散信号sa+1[i]のサンプル位置iの信号強度sa+1[i]に、該入力した実数bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]を出力する第1の係数乗算部と、前記第2のシフト部から出力されたシフト済み離散信号sa[i]と前記小数減算部から出力された実数1−bを入力し、前記シフト済み離散信号sa[i]のサンプル位置iの信号強度sa[i]に、該入力した実数1−bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(1−b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]を出力する第2の係数乗算部と、前記第1の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と前記第2の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを入力して、該入力した重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と該入力した重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを同一サンプル位置i毎に加算することにより、合成信号Cf(1−b)sa[i]+Cf(b)sa+1[i]を出力する合成部とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a one-dimensional signal shift apparatus according to
本発明の請求項2に係る一次元信号シフト装置は、請求項1に記載の一次元信号シフト装置において、前記第1のシフト部は、離散信号s[i]の値を格納するためのa+1個以上のバッファを備える第1のシフトレジスタを備え、前記第2のシフト部は、離散信号s[i]の値を格納するためのa個以上のバッファを備える第2のシフトレジスタを備え、前記第1のシフトレジスタは、前記入力した離散信号の値を左端のバッファbaから格納し、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a+1個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファbaに格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0に格納された離散値を出力し、前記第2のシフトレジスタは、前記入力した離散信号の値を左端のバッファba-1から格納し、前記入力した離散信号の値が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファba-1に格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0に格納された離散値を出力することを特徴とする。 A one-dimensional signal shift apparatus according to a second aspect of the present invention is the one-dimensional signal shift apparatus according to the first aspect, wherein the first shift unit is a + 1 for storing the value of the discrete signal s [i]. A first shift register including at least one buffer, and the second shift unit includes a second shift register including at least a buffer for storing a value of the discrete signal s [i], said first shift register, stores the value of the discrete signal the input from the left end of the buffer b a, successively right at the timing when the discrete signal is inputted to the buffer b a of the left buffer b a-1, The values of the input discrete signals are stored in descending order as b a-2 ,..., b 0 , and the discrete signals stored in the leftmost buffer b a are stored from the point of time when the discrete signals are stored for the input integer a + 1. Output the value of the signal so that the discrete signal is The discrete values stored in the right buffers b a-1 , b a-2 ,..., B 0 are sequentially output at the timing of input to the leftmost buffer b a , and the second shift register values of the discrete signal stores the left edge of the buffer b a-1, the value of the input discrete signals is sequentially right timing to be inputted to the buffer b a-1 of the left buffer b a-2, b a-3, ..., and stores the value of the discrete signals described above type in descending order to b 0, from the point of storing only discrete signal integers a number fraction that the input and stored in the buffer b a-1 of the left The discrete signal value is output, and the discrete signals are sequentially stored in the right buffers b a-2 , b a-3 ,..., B 0 at the timing when the discrete signals are input to the leftmost buffer b a-1 . A value is output.
本発明の請求項3に係る一次元信号シフト装置は、請求項1に記載の一次元信号シフト装置において、前記第1のシフト部及び前記第2のシフト部は、離散信号s[i]のデータの数であるN個のバッファb0、b1、…、bN-2、bN-1を含むメモリを備え、前記バッファの各々は、それぞれ、アドレス0からアドレスN−1が付され、該アドレス0からアドレスN−1が付されたバッファb0、…、bN-1の各々は、それぞれ、離散信号s[0]、…、s[N−1]の値を格納し、前記第1のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数a+1を用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a]、…、s[N−1]を読み出して順次出力し、前記第2のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数aを用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba-1、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a−1]、…、s[N−1]を読み出して順次出力するか、又は前記第1のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数a+1を用いて、離散信号s[a]、s[a+1]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−1]となる順番で離散信号を読み出して出力し、前記第2のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数aを用いて、離散信号s[a−1]、s[a]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−2]となる順番で離散信号を読み出して出力することを特徴とする。
The one-dimensional signal shift device according to a third aspect of the present invention is the one-dimensional signal shift device according to the first aspect, wherein the first shift unit and the second shift unit are configured to output a discrete signal s [i]. A memory including N buffers b 0 , b 1 ,..., B N−2 , b N−1 , which is the number of data, is provided, and each of the buffers is assigned an
本発明の請求項4に係る一次元信号シフト装置は、請求項1に記載の一次元信号シフト装置において、前記第1のシフト部は、第1の離散フーリエ変換部と、第1のシフト量換算部と、第1の周波数毎乗算部と、第1の離散フーリエ逆変換部とを備え、前記第2のシフト部は、第2の離散フーリエ変換部と、第2のシフト量換算部と、第2の周波数毎乗算部と、第2の離散フーリエ逆変換部とを備え、前記第1の離散フーリエ変換部及び前記第2の離散フーリエ変換部は、離散信号s[i]を入力し、入力した離散信号s[i]を周波数情報f毎に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換信号S[f]を出力し、前記第1のシフト量換算部は、前記入力した整数a+1に基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力し、前記第2のシフト量換算部は、前記入力した整数aに基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を出力し、前記第1の周波数毎乗算部は、前記第1の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第1のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力し、前記第2の周波数毎乗算部は、前記第2の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第2のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πfa/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を出力し、前記第1の離散フーリエ逆変換部は、前記第1の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を出力し、前記第2の離散フーリエ逆変換部は、前記第2の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa[i]を出力することを特徴とする。 The one-dimensional signal shift apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the one-dimensional signal shift apparatus according to the first aspect, wherein the first shift section includes a first discrete Fourier transform section and a first shift amount. A conversion unit; a first frequency multiplication unit; and a first discrete Fourier inverse transform unit, wherein the second shift unit includes a second discrete Fourier transform unit, a second shift amount conversion unit, , A second frequency-by-frequency multiplication unit and a second discrete Fourier inverse transform unit, wherein the first discrete Fourier transform unit and the second discrete Fourier transform unit receive a discrete signal s [i]. The input discrete signal s [i] is subjected to discrete Fourier transform for each frequency information f to output a discrete Fourier transform signal S [f], and the first shift amount conversion unit is based on the input integer a + 1. Shift conversion amount exp (−j · 2πf (a + 1) / N) for each frequency information f The second shift amount conversion unit outputs a shift conversion amount exp (−j · 2πfa / N) for each frequency information f based on the input integer a, and for each first frequency. The multiplication unit includes a discrete Fourier transform signal S [f] output from the first discrete Fourier transform unit and a shift conversion amount exp (−j · 2πf (a + 1) /) output from the first shift amount conversion unit. N) is input and the input discrete Fourier transform signal S [f] is multiplied by the input shift conversion amount exp (−j · 2πf (a + 1) / N) for each frequency information f, thereby shifting Output a discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πf (a + 1) / N), and the second frequency multiplication unit outputs the discrete Fourier transform output from the second discrete Fourier transform unit. Output from the signal S [f] and the second shift amount conversion unit. The shift conversion amount exp (−j · 2πfa / N) is input, and the input discrete Fourier transform signal S [f] and the input shift conversion amount exp (−j · 2πfa / N) are set for each frequency information f. To output a shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πfa / N), and the first discrete Fourier inverse transform unit outputs from the first frequency-by-frequency multiplication unit. The shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πf (a + 1) / N) is input for each frequency information f, and all the shifted discrete Fourier transform signals S [ f] exp (−j · 2πf (a + 1) / N) is subjected to inverse discrete Fourier transform to output a shifted discrete signal s a + 1 [i], and the second discrete Fourier inverse transform unit includes Shifted discrete output from second frequency multiplication unit The Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πfa / N) is input for each frequency information f, and all the shifted discrete Fourier transform signals S [f] exp (−j · 2πfa /) input for each frequency information f. / N) is subjected to discrete Fourier inverse transform to output a shifted discrete signal s a [i].
本発明の請求項5に係る一次元信号シフト装置は、請求項1から4のいずれかに記載の一次元信号シフト装置において、前記係数Cf(b)=bであり、前記係数Cf(1−b)=1−bであることを特徴とする。
The one-dimensional signal shift device according to claim 5 of the present invention is the one-dimensional signal shift device according to any one of
本発明の請求項6に係る方法は、整数小数分離部が、外部から出力された実数であるシフト量mを入力して、前記シフト量mの整数部分の整数a及び前記シフト量mの小数部分の実数bを算出するステップと、整数加算部が、前記整数小数分離部から出力された整数aを入力し、該入力した整数aに1を加算することにより整数a+1を出力するステップと、小数減算部が、前記整数小数分離部から出力された実数bを入力し、該入力した実数bを1から減算することにより実数1−bを出力するステップと、第1のシフト部が、外部から出力されたi番目の離散信号を示す離散信号s[i]と前記整数加算部から出力された整数a+1とを入力し、該入力した整数a+1に基づいて該入力した離散信号s[i]をa+1サンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を生成して出力するステップと、第2のシフト部が、外部から出力された前記離散信号s[i]と前記整数小数分離部から出力された整数aとを入力し、該入力した整数aに基づいて該入力した離散信号s[i]をaサンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa[i]を生成して出力するステップと、第1の係数乗算部が、前記第1のシフト部から出力された前記シフト済み離散信号sa+1[i]と前記整数小数分離部から出力された実数bとを入力し、前記シフト済み離散信号sa+1[i]のサンプル位置iの信号強度sa+1[i]に、該入力した実数bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]を出力するステップと、第2の係数乗算部が、前記第2のシフト部から出力されたシフト済み離散信号sa[i]と前記小数減算部から出力された実数1−bを入力し、前記シフト済み離散信号sa[i]のサンプル位置iの信号強度sa[i]に、該入力した実数1−bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(1−b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]を出力するステップと、合成部が、前記第1の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と前記第2の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを入力して、該入力した重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と該入力した重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを同一サンプル位置i毎に加算することにより、合成信号Cf(1−b)sa[i]+Cf(b)sa+1[i]を出力するステップとを備えることを特徴とする。 In the method according to claim 6 of the present invention, the integer fraction separator inputs the shift amount m which is a real number output from the outside, and the integer a of the integer part of the shift amount m and the decimal of the shift amount m A step of calculating a real number b of the part; an integer adding unit that inputs the integer a output from the integer decimal separator; and adding 1 to the input integer a to output an integer a + 1; The decimal subtracting unit inputs the real number b output from the integer decimal separating unit and outputs the real number 1-b by subtracting the input real number b from 1, and the first shift unit includes an external The discrete signal s [i] indicating the i-th discrete signal output from the signal and the integer a + 1 output from the integer adder are input, and the input discrete signal s [i] based on the input integer a + 1 Shift by a + 1 samples Thus, the step of generating and outputting the shifted discrete signal s a + 1 [i] and the second shift unit output from the discrete signal s [i] output from the outside and the integer fraction separating unit The input integer a is input, and the input discrete signal s [i] is shifted by a samples based on the input integer a to generate and output a shifted discrete signal s a [i]. And the first coefficient multiplier inputs the shifted discrete signal s a + 1 [i] output from the first shift unit and the real number b output from the integer fraction separator. , A coefficient Cf (b) composed of a monotonically increasing function generated based on the input real number b to the signal intensity s a + 1 [i] at the sample position i of the shifted discrete signal s a + 1 [i]. by multiplying and outputting the weighted discrete signal Cf (b) s a + 1 [i], Coefficient multipliers of 2, the second pre-shifted output from shifter discrete signal s a [i] and enter a real 1-b outputted from the fractional subtraction unit, the shifted discrete signal s a By multiplying the signal intensity s a [i] at the sample position i of [i] by a coefficient Cf (1-b) formed of a monotonically increasing function generated based on the input real number 1-b, weighting discrete A step of outputting a signal Cf (1-b) s a [i]; and a combining unit that outputs the weighted discrete signal Cf (b) s a + 1 [i] output from the first coefficient multiplication unit and the first The weighted discrete signal Cf (1-b) s a [i] output from the coefficient multiplying unit 2 is input, and the input weighted discrete signal Cf (b) s a + 1 [i] is input. By adding the weighted discrete signal Cf (1-b) s a [i] for each same sample position i, the combined signal Cf (1-b) s a [ i] + Cf (b) s a + 1 [i].
本発明の請求項7に係る方法は、請求項6に記載の方法において、前記第1のシフト部は、離散信号s[i]の値を格納するためのa+1個以上のバッファを備える第1のシフトレジスタを備え、前記第2のシフト部は、離散信号s[i]の値を格納するためのa個以上のバッファを備える第2のシフトレジスタを備え、前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、前記第1のシフトレジスタが、前記入力した離散信号の値を左端のバッファbaから格納し、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a+1個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファbaに格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0に格納された離散値を出力するステップを含み、前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、前記第2のシフトレジスタが、前記入力した離散信号の値を左端のバッファba-1から格納し、前記入力した離散信号の値が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファba-1に格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0に格納された離散値を出力するステップを含むことを特徴とする。 The method according to claim 7 of the present invention is the method according to claim 6 , wherein the first shift unit includes a + 1 or more buffers for storing the value of the discrete signal s [i]. And the second shift unit includes a second shift register including a or more buffers for storing the value of the discrete signal s [i], and the shifted discrete signal s a + 1 [i] step of outputting, the first shift register, stores the value of the discrete signal the input from the left end of the buffer b a, the timing of the discrete signal is inputted to the buffer b a of the left sequential buffer b a-1 on the right, b a-2, in ..., from the time of storing the values of the discrete signal the type in descending order to b 0, storing the discrete signal by an integral a + 1 pieces of that said input, leaving the values of the discrete signal stored in the buffer b a of the left To, comprising the step of discrete signal outputs said leftmost buffer b a buffer sequentially right timing to be inputted to the b a-1, b a-2, ..., discrete values stored in b 0, In the step of outputting the shifted discrete signal s a [i], the second shift register stores the value of the inputted discrete signal from the leftmost buffer b a-1 and the value of the inputted discrete signal. Are sequentially input to the right-side buffers b a-2 , b a-3 ,..., B 0 in descending order at the timing when is input to the left end buffer b a-1 , From the time when discrete signals are stored for the input integer a, the value of the discrete signal stored in the leftmost buffer b a-1 is output, and the discrete signal is input to the leftmost buffer b a-1 . that sequential right buffer at a timing b a-2, b a- 3, ..., stored in b 0 away Characterized in that it comprises a step of outputting a value.
本発明の請求項8に係る方法は、請求項6に記載の方法において、前記第1のシフト部は、前記第1のシフト部及び前記第2のシフト部は、離散信号s[i]のデータの数であるN個のバッファb0、b1、…、bN-2、bN-1を含むメモリを備え、前記バッファの各々は、それぞれ、アドレス0からアドレスN−1が付され、該アドレス0からアドレスN−1が付されたバッファb0、…、bN-1の各々は、それぞれ、離散信号s[0]、…、s[N−1]の値を格納し、前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、前記第1のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数a+1を用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a]、…、s[N−1]を読み出して順次出力するステップを含み、前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、前記第2のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数aを用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba-1、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a−1]、…、s[N−1]を読み出して順次出力するステップを含むか、又は前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、前記第1のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数a+1を用いて、離散信号s[a]、s[a+1]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−1]となる順番で離散信号を読み出して出力するステップを含み、前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、前記第2のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数aを用いて、離散信号s[a−1]、s[a]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−2]となる順番で離散信号を読み出して出力するステップを含むことを特徴とする。
The method according to an eighth aspect of the present invention is the method according to the sixth aspect , wherein the first shift unit is the first shift unit and the second shift unit is a discrete signal s [i]. A memory including N buffers b 0 , b 1 ,..., B N−2 , b N−1 , which is the number of data, is provided, and each of the buffers is assigned an
本発明の請求項9に係る方法は、請求項6に記載の方法において、前記第1のシフト部は、第1の離散フーリエ変換部と、第1のシフト量換算部と、第1の周波数毎乗算部と、第1の離散フーリエ逆変換部とを備え、前記第2のシフト部は、第2の離散フーリエ変換部と、第2のシフト量換算部と、第2の周波数毎乗算部と、第2の離散フーリエ逆変換部とを備え、前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、前記第1の離散フーリエ変換部が、離散信号s[i]を入力し、入力した離散信号s[i]を周波数情報f毎に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換信号S[f]を出力ステップと、前記第1のシフト量換算部が、前記入力した整数a+1に基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力ステップと、前記第1の周波数毎乗算部が、前記第1の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第1のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力するステップと、前記第1の離散フーリエ逆変換部が、前記第1の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップとを含み、前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、前記第2の離散フーリエ変換部が、離散信号s[i]を入力し、入力した離散信号s[i]を周波数情報f毎に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換信号S[f]を出力するステップと、前記第2のシフト量換算部が、前記入力した整数aに基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を出力するステップと、前記第2の周波数毎乗算部が、前記第2の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第2のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πfa/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を出力するステップと、前記第2の離散フーリエ逆変換部が、前記第2の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップとを含むことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the method according to the sixth aspect , the first shift unit includes a first discrete Fourier transform unit, a first shift amount conversion unit, and a first frequency. And a second discrete Fourier transform unit, a second shift amount conversion unit, and a second frequency-by-frequency multiplication unit. And a second discrete Fourier inverse transform unit, and the step of outputting the shifted discrete signal s a + 1 [i] inputs the discrete signal s [i] to the first discrete Fourier transform unit The input discrete signal s [i] is subjected to discrete Fourier transform for each frequency information f, the discrete Fourier transform signal S [f] is output, and the first shift amount conversion unit inputs the input integer a + 1. On the basis of the shift conversion amount exp (−j · 2πf (a + 1) / N) for each frequency information f. And the first frequency multiplication unit, the discrete Fourier transform signal S [f] output from the first discrete Fourier transform unit, and the shift conversion amount output from the first shift amount conversion unit. exp (−j · 2πf (a + 1) / N) is inputted, and the inputted discrete Fourier transform signal S [f] and the inputted shift conversion amount exp (−j · 2πf (a + 1) / N) are frequency. A step of outputting a shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πf (a + 1) / N) by multiplication for each information f, and the first discrete Fourier inverse transform unit, The shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πf (a + 1) / N) output from one frequency multiplication unit is input for each frequency information f, and all of the input frequency information f are input. Shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp ( -J · 2πf (a + 1) / N) by performing discrete Fourier inverse transform to output a shifted discrete signal s a + 1 [i], and outputting the shifted discrete signal s a [i] The second discrete Fourier transform unit inputs the discrete signal s [i], performs discrete Fourier transform on the input discrete signal s [i] for each frequency information f, and performs the discrete Fourier transform signal S [ f], and a step in which the second shift amount conversion unit outputs a shift conversion amount exp (−j · 2πfa / N) for each frequency information f based on the input integer a. The second frequency-by-frequency multiplying unit outputs the discrete Fourier transform signal S [f] output from the second discrete Fourier transform unit and the shift conversion amount exp (−j output from the second shift amount conversion unit.・ 2πfa / N) is input and the input discrete frame is input Multiplying the Rie transform signal S [f] and the input shift conversion amount exp (−j · 2πfa / N) for each frequency information f, the shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πfa / N), and the second discrete Fourier inverse transform unit outputs a shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πfa / N) is input for each frequency information f, and all shifted discrete Fourier transform signals S [f] exp (−j · 2πfa / N) input for each frequency information f are shifted by inverse discrete Fourier transform. Outputting a discrete signal s a [i].
本発明の請求項10に係る方法は、請求項6から9のいずれかに記載の方法において、前記第1のシフト部は、前記係数Cf(b)=bであり、前記係数Cf(1−b)=1−bであることを特徴とする。 The method according to claim 10 of the present invention is the method according to any one of claims 6 to 9 , wherein the first shift unit is the coefficient Cf (b) = b, and the coefficient Cf (1− b) = 1-b .
本発明に係る一次元信号シフト装置を用いることにより、シフト量がサンプリング周期の整数倍でなくても、離散信号を当該シフト量だけシフトした信号を高精度に生成することができる。また、本発明に係る一次元信号シフト装置においては、サンプリング周波数が高くなるほど、シフト量分だけシフトさせた信号の予測値の精度が高くなる。 By using the one-dimensional signal shift device according to the present invention, a signal obtained by shifting a discrete signal by the shift amount can be generated with high accuracy even if the shift amount is not an integral multiple of the sampling period. In the one-dimensional signal shift device according to the present invention, the higher the sampling frequency, the higher the accuracy of the predicted value of the signal shifted by the shift amount.
図7に示される電力測定装置の信号シフト装置として本発明に係る一次元信号シフト装置を使用して、サンプリング周期の実数倍でシフトすることにより、特許文献1で示されるようなサンプリング周期の時間精度でシフトする従来の構成よりも、高い精度の電力測定値を得ることができる。
By using the one-dimensional signal shift device according to the present invention as the signal shift device of the power measurement device shown in FIG. 7 and shifting by a real number multiple of the sampling cycle, the time of the sampling cycle as shown in
(実施例1)
図1は、本発明の実施例1に係る一次元信号シフト装置の構成を示す。図1には、整数小数分離部101と、整数加算部102と、小数減算部103と、第1のシフト部104と、第1のシフト部105と、第1の係数乗算部106と、第2の係数乗算部107と、合成部108とを備えた一次元信号シフト装置100が示されている。図2は、本発明の実施例1に係る一次元信号シフト装置100の動作フロー図であり、以下、図1及び図2を用いて本発明の実施例1に係る一次元信号シフト装置100の動作を説明する。
Example 1
FIG. 1 shows the configuration of a one-dimensional signal shift apparatus according to
図2のs101で示されるように、整数小数分離部101は、外部から出力された実数であるシフト量mを入力し、入力したシフト量mを用いて、下記の(式2)及び(式3)に従って、シフト量mの整数部分の整数a及びシフト量mの小数部分の実数bを算出して出力する。
a=floor(m) (式2)
b=m−a (式3)
As shown by s101 in FIG. 2, the
a = floor (m) (Formula 2)
b = m−a (Formula 3)
ここで、(式2)において、y=floor(x)とすると、floor(x)は0≦x−y<1を満たす整数yを返す関数である。したがって、(式2)のa=floor(m)においては、0≦m−a<1となる整数aが算出される。また、(式2)及び(式3)より、0≦b<1となる。以下、シフト量mを実数とし、aをシフト量mの整数部分の値とし、bをシフト量mの小数部分の値とする。 Here, in (Expression 2), if y = floor (x), floor (x) is a function that returns an integer y satisfying 0 ≦ xy <1. Therefore, in a = floor (m) in (Equation 2), an integer a satisfying 0 ≦ m−a <1 is calculated. Further, from (Expression 2) and (Expression 3), 0 ≦ b <1. Hereinafter, the shift amount m is a real number, a is the value of the integer part of the shift amount m, and b is the value of the decimal part of the shift amount m.
図2のs102で示されるように、整数加算部102は、整数小数分離部101から出力された整数aを入力し、入力した整数aに1を加算することにより整数a+1を出力する。図2のs103で示されるように、小数減算部103は、整数小数分離部101から出力された実数bを入力し、入力した実数bを1から減算することにより実数1−bを出力する。
As indicated by s102 in FIG. 2, the
iを整数とし、s[i]はi番目の離散信号を示すと共にその信号強度も示すものとすると、図2のs104で示されるように、第1のシフト部104は、外部から出力された離散信号s[i]と整数加算部102から出力された整数a+1とを入力し、入力した離散信号s[i]を、入力した整数a+1に基づいて整数a+1サンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa+1[i]=s[i+(a+1)]を生成して出力する。図2のs105で示されるように、第2のシフト部105は、外部から出力された離散信号s[i]と整数小数分離部101から出力された整数aとを入力し、入力した離散信号s[i]を、入力した整数aに基づいて整数aサンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa[i]=s[i+a]を生成して出力する。
Assuming that i is an integer and s [i] indicates the i-th discrete signal and also indicates its signal strength, the
図2のs106で示されるように、第1の係数乗算部106は、第1のシフト部104から出力されたシフト済み離散信号sa+1[i]と整数小数分離部101から出力された実数bとを入力し、入力したシフト済み離散信号sa+1[i]のサンプル位置iの信号強度sa+1[i]に、入力した実数bに基づいて生成された係数Cf(b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]を生成して出力する。ここで、Cf(p)はpの関数であり、単調増加関数である。Cf(p)は、例えば、Cf(p)=p(すなわち、Cf(p)は、変数pをそのまま出力する関数)とすることができる。図2のs107で示されるように、第2の係数乗算部107は、第2のシフト部105から出力されたシフト済み離散信号sa[i]と小数減算部103から出力された実数1−bを入力し、シフト済み離散信号sa[i]のサンプル位置iの信号強度sa[i]に、入力した実数1−bに基づいて生成された係数Cf(1−b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]を生成して出力する。
As indicated by s106 in FIG. 2, the
図2のs108で示されるように、合成部108は、第1の係数乗算部106から出力された重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と第2の係数乗算部107から出力された重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを入力して、入力した重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを同一サンプル位置i毎に加算することにより、合成信号s’[i]=Cf(1−b)sa[i]+Cf(b)sa+1[i]を生成して出力する。
As indicated by s108 in FIG. 2, the
このようにして生成された合成信号s’[i]=Cf(1−b)sa[i]+Cf(b)sa+1[i]は、実数bの値に応じてsa[i]及びsa+1[i]に加わる重みが変化する。例えば、実数bが0.5よりも小さい場合(b<0.5)、真のシフト信号は、sa[i]よりもsa+1[i]に近いと考えられるので、sa[i]の重みを大きくした方が、合成信号が真のシフト信号に近くなると考えられる。Cf(p)は単調増加関数であるため、sa[i]と積算する重みCf(1−b)は、sa+1[i]と積算する重みCf(b)よりも大きいので、妥当な重み付けが行われていると考えられる。 Thus synthesized signal s generated by '[i] = Cf (1 -b) s a [i] + Cf (b) s a + 1 [i] is, s a [i according to the value of the real number b ] And s a + 1 [i] change in weight. For example, if the real number b is smaller than 0.5 (b <0.5), the true shift signal, it is considered to be close to s a + 1 [i] than s a [i], s a [ It is considered that the synthesized signal becomes closer to the true shift signal when the weight of i] is increased. Since Cf (p) is a monotonically increasing function, the weight Cf (1-b) integrated with s a [i] is larger than the weight Cf (b) integrated with s a + 1 [i]. Is considered to be weighted properly.
このような合成信号s’[i]を真のシフト信号の予測値として用いることにより、シフト量mがサンプリング周期の整数倍でなくサンプリング周期の実数倍であっても、実数であるシフト量mの整数部分の整数aだけでなく、シフト量mの小数部分の実数bも真のシフト信号の予測値に反映させることが可能となる。これにより、真のシフト信号をより精細に予測することが可能となり、予測値の真のシフト信号からの誤差をより小さくすることができ、離散信号を当該シフト量だけシフトした信号を高精度に生成することができる。さらに、計算が簡単であるため、計算を早くすることができる、プログラム規模を小さくすることができる、低コストの一次元信号シフト装置を実現することができる、等の効果を奏することができる。特に、Cf(p)=pであれば、Cf(p)を算出するために複雑な計算を要しないため、さらに格別な上記効果を奏することができる。 By using such a synthesized signal s ′ [i] as a predicted value of the true shift signal, even if the shift amount m is not an integral multiple of the sampling period but a real number of the sampling period, the shift amount m that is a real number is used. It is possible to reflect not only the integer a in the integer part of the real number b but also the real number b in the decimal part of the shift amount m in the predicted value of the true shift signal. As a result, the true shift signal can be predicted more precisely, the error of the predicted value from the true shift signal can be further reduced, and a signal obtained by shifting the discrete signal by the shift amount can be accurately obtained. Can be generated. Furthermore, since the calculation is simple, it is possible to achieve effects such as that the calculation can be speeded up, the program scale can be reduced, and a low-cost one-dimensional signal shift device can be realized. In particular, if Cf (p) = p, a complicated calculation is not required to calculate Cf (p), and thus the above-described effect can be further achieved.
また、サンプリング周波数に対してサンプリング前の信号の最高周波数が小さい(例えば1/1000以下)場合は、サンプル間の信号が直線に近くなるため、合成信号Cf(1−b)sa[i]+Cf(b)sa+1[i]の真のシフト信号からの誤差は小さくなる。図6を参照して、この理由を説明する。図6は、横軸をシフト量とし、縦軸を離散信号の信号強度としたグラフである。Tをサンプリング周期とすると、図6において、離散信号の元の信号g(iT+t)が示され、y軸上には、i+a番目及びi+(a+1)番目の離散信号の信号強度sa[i]及びsa+1[i]と、シフト量をmとした場合の元の信号g(iT+t)の真値g(iT+m)と、シフト量mの予測値である合成信号s’[i]とが示されている。 In addition, when the maximum frequency of the signal before sampling is smaller than the sampling frequency (for example, 1/1000 or less), the signal between samples is close to a straight line, and thus the synthesized signal Cf (1-b) s a [i] The error from the true shift signal of + Cf (b) s a + 1 [i] is reduced. The reason for this will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a graph in which the horizontal axis is the shift amount and the vertical axis is the signal strength of the discrete signal. When T is a sampling period, the original signal g (iT + t) of the discrete signal is shown in FIG. 6, and the signal intensity s a [i] of the i + a-th and i + (a + 1) -th discrete signals is shown on the y-axis. And s a + 1 [i], the true value g (iT + m) of the original signal g (iT + t) when the shift amount is m, and the synthesized signal s ′ [i], which is the predicted value of the shift amount m, It is shown.
図6に示されるように、離散信号s[i]をa+1サンプル分だけシフトした離散信号sa+1[i]及び離散信号s[i]をaサンプル分だけシフトした離散信号sa[i]は、シフト前の離散信号の隣同士の信号の値である。例えば、i=10、m=3.2とすると、前述の(式2)及び(式3)からa=3、b=0.2となり、このときa及びa+1だけシフトした離散信号は、それぞれシフト前の離散信号の13(=10+3)番目と14(=10+3+1)番目というように、隣同士の信号となる。 As shown in FIG. 6, the discrete signal s discrete signals [i] was shifted by a + 1 samples s a + 1 [i] and the discrete signal s discrete signals [i] was shifted by a samples s a [i ] Is the value of the signal next to the discrete signal before the shift. For example, if i = 10 and m = 3.2, a = 3 and b = 0.2 from the above-described (Equation 2) and (Equation 3). At this time, discrete signals shifted by a and a + 1 are respectively The signals are adjacent to each other such as the 13th (= 10 + 3) th and 14th (= 10 + 3 + 1) th discrete signals before the shift.
図6において、合成信号s’[i]=Cf(1−b)sa[i]+Cfbsa+1[i]は、x軸のシフト量aTに対応する信号強度sa[i]とx軸のシフト量(a+1)Tに対応する信号強度sa+1[i]とを破線で結んだ「離散信号から予測した信号」の直線で示される。例えば、上記の通り、i=10、m=3.2とし、Cf(p)=pとすると、a=3、b=0.2となるため、予測値は、0.8s13[10]+0.2s14[10]となる。この「離散信号から予測した信号」で示される直線は、サンプリング前の信号g(iT+m)と異なるため、シフト量mの予測値と元の信号をmサンプル分シフトさせた真値との間で予測誤差が生じていることがわかる。 In FIG. 6, the synthesized signal s ′ [i] = Cf (1−b) s a [i] + Cfbs a + 1 [i] is expressed by the signal intensity s a [i] and x The signal intensity s a + 1 [i] corresponding to the axis shift amount (a + 1) T is shown by a straight line “signal predicted from discrete signal” connected by a broken line. For example, as described above, if i = 10, m = 3.2, and Cf (p) = p, then a = 3 and b = 0.2, so the predicted value is 0.8 s 13 [10] +0.2 s 14 [10] Since the straight line indicated by the “signal predicted from the discrete signal” is different from the signal g (iT + m) before sampling, between the predicted value of the shift amount m and the true value obtained by shifting the original signal by m samples. It can be seen that a prediction error has occurred.
しかしながら、サンプリング周波数に対してサンプリング前の信号の最高周波数が小さい(例えば1/1000以下)場合は、sa[i]とsa+1[i]との間でサンプリング前の信号が直線に近くなり、sa[i]とsa+1[i]との間のサンプリング前の信号が「離散信号から予測した信号」の直線に近づく可能性が高くなるため、シフト量mの予測誤差が小さくなる可能性が高くなる。つまり、本発明の方法では、サンプリング周波数が高くなるほど、シフト量mの予測値の誤差が小さくなる可能性が高い。 However, when the maximum frequency of the signal before sampling is smaller than the sampling frequency (for example, 1/1000 or less), the signal before sampling is linear between s a [i] and s a + 1 [i]. Since the signal before sampling between s a [i] and s a + 1 [i] becomes closer to the straight line “signal predicted from discrete signals”, the prediction error of the shift amount m Is likely to be small. That is, in the method of the present invention, the higher the sampling frequency, the higher the possibility that the error in the predicted value of the shift amount m will be smaller.
(実施例2)
図3を用いて、本発明の実施例2に係る一次元信号シフト装置の構成を説明する。本実施例2は、図1に示される第1のシフト部104及び第2のシフト部105の構成を、図3に示されるシフト部301の構成としたものである。従って、実施例2に係る一次元信号シフト装置のシフト部301以外の動作は、実施例1に係る一次元信号シフト装置100の動作と同様である。
(Example 2)
The configuration of the one-dimensional signal shift device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the configuration of the
図3には、シフトレジスタ302を有するシフト部301が示されている。シフトレジスタ302は、離散信号s[i]の値を格納するシフト量d以上の数のバッファを備え、シフト量d以上のバッファ量を確保可能に構成されている。ここで、第1のシフト部104のシフトレジスタの場合、シフト量dは整数a+1であり、第2のシフト部105のシフトレジスタの場合、シフト量dは整数aである。
FIG. 3 shows a
シフト部301のシフトレジスタ302は、離散信号s[i]とシフト量dとを入力し、入力した離散信号s[i]の値をシフトレジスタ302の左端のバッファbd-1から格納し、次の離散信号を入力するごとに、離散信号が左端のバッファbd-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファ、すなわちバッファbd-2、bd-3、…、b0へと降順にシフトしていくように離散信号の値を格納していく。バッファb0に離散信号の値が格納された時点、すなわち離散信号の値がd個格納された時点から、左端のバッファbd-1に格納した離散信号の値を出力し、離散信号が左端のバッファbd-1へと入力されるタイミングでバッファbd-2、bd-3、…、b0に格納された離散信号の値を順次出力することにより、dサンプルだけシフトしたシフト済み離散信号sd[i]を出力することができる。
The shift register 302 of the
(実施例3)
図4を用いて、本発明の実施例3に係る一次元信号シフト装置の構成を説明する。本実施例3は、図1に示される第1のシフト部104及び第2のシフト部105の構成を、図4に示されるシフト部401の構成としたものである。従って、実施例3に係る一次元信号シフト装置のシフト部401以外の動作は、実施例1に係る一次元信号シフト装置100の動作と同様である。
(Example 3)
The configuration of the one-dimensional signal shift device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the configuration of the
実施例3は、離散信号s[d−1]、s[d]、…、s[N−1]となる順番で離散信号s[i]を読み出す方法か、又は離散信号s[d−1]、s[d]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[d−2]となる順番で離散信号s[i]を読み出す方法で実現される。 The third embodiment is a method of reading the discrete signal s [i] in the order of the discrete signals s [d−1], s [d],..., S [N−1], or the discrete signal s [d−1]. ], S [d], ..., s [N-1], s [0], s [1], ..., s [d-2]. The
図4には、メモリ402を有するシフト部401が示されている。メモリ402はN個(Nは離散信号s[i]のデータの数)のバッファb0、b1、…、bd-1、…、bN-2、bN-1を含み、各バッファb0、…、bN-1には、それぞれ、アドレス0からアドレスN−1が付されている。シフト部401は、離散信号s[i]とシフト量d(第1のシフト部104の場合、シフト量dは整数a+1であり、第2のシフト部105の場合、シフト量dは整数aである)とを入力し、アドレス0からアドレスN−1のバッファb0、…、bN-1には、それぞれ、離散信号s[0]、…、s[N−1]の値が格納される。
FIG. 4 shows a
図4(a)は、離散信号s[d−1]、s[d]、…、s[N−1]となる順番で離散信号s[i]を読み出す構成を説明するための図である。図4(a)に示されるように、シフト部401は、入力したシフト量dを用いて、アドレスd−1からアドレスN−1までのバッファbd-1、…、bN-1に格納された離散信号の値s[d−1]、…、s[N−1]を読み出して順次出力する。これにより、離散信号s[d−1]、s[d]、…、s[N−1]となる順番で離散信号s[i]を読み出すことが可能となり、dサンプル分だけシフトしたシフト済み離散信号sd[i]を出力することができる。
FIG. 4A is a diagram for explaining a configuration for reading discrete signals s [i] in the order of discrete signals s [d−1], s [d],..., S [N−1]. . As shown in FIG. 4A, the
図4(b)は、離散信号s[d−1]、s[d]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[d−2]となる順番で離散信号s[i]を読み出す構成を説明するための図である。図4(b)に示されるように、シフト部401は、入力したシフト量dを用いて、アドレスd−1からアドレスN−1までのバッファbd-1、…、bN-1に格納された離散信号の値を読み出し、その後、アドレス0からアドレスd−2までのバッファb0、…、bd-2に格納された離散信号の値を読み出すことにより、バッファbd-1、…、bN-1、b0、…、bd-2の順番で、これらのバッファに格納された離散信号の値を出力する。これにより、離散信号s[d−1]、s[d]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[d−2]となる順番で離散信号s[i]を読み出すことが可能となり、dサンプル分だけシフトしたシフト済み離散信号sd[i]を出力することができる。
FIG. 4B shows discrete signals s [d-1], s [d], ..., s [N-1], s [0], s [1], ..., s [d-2]. It is a figure for demonstrating the structure which reads discrete signal s [i] in order. As shown in FIG. 4B, the
(実施例4)
図5を用いて、本発明の実施例4に係る一次元信号シフト装置の構成を説明する。本実施例4は、図1に示される第1のシフト部104及び第2のシフト部105の構成を、図5に示されるシフト部501の構成としたものである。従って、実施例4に係る一次元信号シフト装置のシフト部501以外の動作は、実施例1に係る一次元信号シフト装置100の動作と同様である。
Example 4
The configuration of the one-dimensional signal shift device according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the configuration of the
図5には、離散フーリエ変換部502と、シフト量換算部503と、周波数毎乗算部504と、離散フーリエ逆変換部505とを備えたシフト部501が示されている。
FIG. 5 shows a
離散フーリエ変換部502は、離散信号s[i]を入力し、入力した離散信号s[i]を以下の(式4)に従って周波数情報f毎に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換信号S[f]を出力する。
The discrete
ただし、fは離散信号の周波数情報、exp(x)はネーピア数eのx乗を表す関数、jは虚数単位、Nは離散信号の値の数である。 Here, f is frequency information of the discrete signal, exp (x) is a function representing the Napier number e to the power x, j is an imaginary unit, and N is the number of values of the discrete signal.
シフト量換算部503は、シフト量d(第1のシフト部104の場合、シフト量dは整数a+1であり、第2のシフト部105の場合、シフト量dは整数aである)を入力し、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πfd/N)を算出して出力する。
The shift
周波数毎乗算部504は、離散フーリエ変換部502から出力された離散フーリエ変換信号S[f]とシフト量換算部503から出力されたシフト換算量exp(−j・2πfd/N)を入力して、入力した離散フーリエ変換信号S[f]とシフト換算量exp(−j・2πfd/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfd/N)を算出して出力する。
The
離散フーリエ逆変換部505は、周波数毎乗算部504から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfd/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfd/N)を以下の(式5)に従って離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sd[i]を出力する。
The discrete Fourier inverse transform unit 505 inputs the shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πfd / N) output from the
このようにして、dサンプル分だけシフトしたシフト済み離散信号sd[i]を出力することができる。 In this way, a shifted discrete signal s d [i] shifted by d samples can be output.
100 一次元信号シフト装置
101 整数小数分離部
102 整数加算部
103 小数減算部
104 第1のシフト部
105 第2のシフト部
106 第1の係数乗算部
107 第2の係数乗算部
108 合成部
301、401、501 シフト部
302 シフトレジスタ
402 メモリ
502 離散フーリエ変換部
503 シフト量換算部
504 離散フーリエ逆変換部
700 電力測定装置
701 電圧A/D変換部
702 電流A/D変換部
703 シフト装置
704 積和演算部
705 電力量表示部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記整数小数分離部から出力された整数aを入力し、該入力した整数aに1を加算することにより整数a+1を出力する整数加算部と、
前記整数小数分離部から出力された実数bを入力し、該入力した実数bを1から減算することにより実数1−bを出力する小数減算部と、
外部から出力されたi番目の離散信号を示す離散信号s[i]と前記整数加算部から出力された整数a+1とを入力し、該入力した整数a+1に基づいて該入力した離散信号s[i]をa+1サンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を生成して出力する第1のシフト部と、
外部から出力された前記離散信号s[i]と前記整数小数分離部から出力された整数aとを入力し、該入力した整数aに基づいて該入力した離散信号s[i]をaサンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa[i]を生成して出力する第2のシフト部と、
前記第1のシフト部から出力された前記シフト済み離散信号sa+1[i]と前記整数小数分離部から出力された実数bとを入力し、前記シフト済み離散信号sa+1[i]のサンプル位置iの信号強度sa+1[i]に、該入力した実数bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]を出力する第1の係数乗算部と、
前記第2のシフト部から出力されたシフト済み離散信号sa[i]と前記小数減算部から出力された実数1−bを入力し、前記シフト済み離散信号sa[i]のサンプル位置iの信号強度sa[i]に、該入力した実数1−bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(1−b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]を出力する第2の係数乗算部と、
前記第1の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と前記第2の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを入力して、該入力した重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と該入力した重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを同一サンプル位置i毎に加算することにより、合成信号Cf(1−b)sa[i]+Cf(b)sa+1[i]を出力する合成部と
を備えることを特徴とする一次元信号シフト装置。 An integer fraction separator that inputs a shift amount m, which is a real number output from the outside, and calculates an integer a of the integer portion of the shift amount m and a real number b of the fractional portion of the shift amount m;
An integer adder that inputs the integer a output from the integer decimal separator and outputs an integer a + 1 by adding 1 to the input integer a;
A decimal number subtracting unit that inputs a real number b output from the integer decimal separator and outputs a real number 1-b by subtracting the input real number b from 1.
A discrete signal s [i] indicating the i-th discrete signal output from the outside and an integer a + 1 output from the integer adder are input, and the input discrete signal s [i] based on the input integer a + 1 ] Is shifted by a + 1 samples to generate and output a shifted discrete signal s a + 1 [i];
The discrete signal s [i] output from the outside and the integer a output from the integer decimal separator are input, and the input discrete signal s [i] is divided into a samples based on the input integer a. A second shift unit that generates and outputs a shifted discrete signal s a [i] by shifting only by:
The shifted discrete signal s a + 1 [i] output from the first shift unit and the real number b output from the integer decimal separator are input, and the shifted discrete signal s a + 1 [i the signal strength of the sample position i s a + 1 [i] in], by multiplying the coefficient Cf (b) consisting of monotonically increasing function that is generated based on the real number b was the input, weighted discrete signal Cf (b ) a first coefficient multiplier that outputs s a + 1 [i];
The shifted discrete signal s a [i] output from the second shift unit and the real number 1-b output from the decimal subtraction unit are input, and the sample position i of the shifted discrete signal s a [i] is input. signal strength s a [i], and by multiplying the coefficient Cf (1-b) comprising a monotonically increasing function that is generated based on the real 1-b that the input, the weighted discrete signal Cf (1-b) a second coefficient multiplier for outputting s a [i];
The weighted discrete signal Cf (b) s a + 1 [i] output from the first coefficient multiplier and the weighted discrete signal Cf (1-b) s a [i] output from the second coefficient multiplier. And the inputted weighted discrete signal Cf (b) s a + 1 [i] and the inputted weighted discrete signal Cf (1-b) s a [i] for each same sample position i. A one-dimensional signal shift device comprising: a combining unit that outputs a combined signal Cf (1-b) s a [i] + Cf (b) s a + 1 [i] by addition.
前記第1のシフトレジスタは、前記入力した離散信号の値を左端のバッファbaから格納し、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a+1個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファbaに格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0に格納された離散値を出力し、
前記第2のシフトレジスタは、前記入力した離散信号の値を左端のバッファba-1から格納し、前記入力した離散信号の値が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファba-1に格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0に格納された離散値を出力することを特徴とする請求項1に記載の一次元信号シフト装置。 The first shift unit includes a first shift register including a + 1 or more buffers for storing values of the discrete signal s [i], and the second shift unit includes the discrete signal s [i]. A second shift register comprising a or more buffers for storing the values of
Said first shift register, stores the value of the discrete signal the input from the left end of the buffer b a, successively right at the timing when the discrete signal is inputted to the buffer b a of the left buffer b a-1, The values of the input discrete signals are stored in descending order as b a-2 ,..., b 0 , and the discrete signals stored in the leftmost buffer b a are stored from the point of time when the discrete signals are stored for the input integer a + 1. The signal value is output, and discrete values stored in the right buffers b a-1 , b a-2 ,..., B 0 are sequentially output at the timing when the discrete signal is input to the leftmost buffer b a . And
In the second shift register stores the value of the discrete signal the input from the left end of the buffer b a-1, the timing at which the value of the discrete signals the input is input to the buffer b a-1 of the left The values of the input discrete signals are sequentially stored in descending order into the right buffers b a-2 , b a-3 ,..., B 0 , and the discrete signals are stored for the input integer number a. and it outputs the value of the discrete signal stored in the buffer b a-1 leftmost buffer b sequential right at the timing when the discrete signal is inputted to the buffer b a-1 of the leftmost a-2, b a-3 The one-dimensional signal shift device according to claim 1, wherein the discrete value stored in b 0 is output.
前記第1のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数a+1を用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a]、…、s[N−1]を読み出して順次出力し、前記第2のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数aを用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba-1、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a−1]、…、s[N−1]を読み出して順次出力するか、又は
前記第1のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数a+1を用いて、離散信号s[a]、s[a+1]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−1]となる順番で離散信号を読み出して出力し、前記第2のシフト部の前記メモリは、前記入力した整数aを用いて、離散信号s[a−1]、s[a]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−2]となる順番で離散信号を読み出して出力することを特徴とする請求項1に記載の一次元信号シフト装置。 The first shift unit and the second shift unit include N buffers b 0 , b 1 ,..., B N−2 , b N−1 which are the number of data of the discrete signal s [i]. Each of the buffers is assigned an address 0 to an address N-1 , and each of the buffers b 0 ,..., B N-1 assigned an address 0 to an address N-1 is respectively , S [0], ..., s [N-1] values are stored,
The memory of the first shift unit uses the input integer a + 1, and the discrete signal value s [a stored in the buffers b a ,..., B N−1 from the address a to the address N−1. ],..., S [N−1] are read out and sequentially output, and the memory of the second shift unit uses the input integer a to buffer b a− from address a to address N−1. 1 ,..., B N-1 stored in discrete signal values s [a−1],..., S [N−1] and sequentially output, or the memory of the first shift unit is , Using the input integer a + 1, the discrete signals s [a], s [a + 1],..., S [N−1], s [0], s [1],. Discrete signals are read out and output in this order, and the memory of the second shift unit uses the input integer a to output discrete signals s [a−1], s [a],. 1], s [0], s [1], ..., s [a-2] become the order by reading and outputting a discrete signal one-dimensional signal shifting device as claimed in claim 1, wherein the.
前記第1の離散フーリエ変換部及び前記第2の離散フーリエ変換部は、離散信号s[i]を入力し、入力した離散信号s[i]を周波数情報f毎に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換信号S[f]を出力し、
前記第1のシフト量換算部は、前記入力した整数a+1に基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力し、
前記第2のシフト量換算部は、前記入力した整数aに基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を出力し、
前記第1の周波数毎乗算部は、前記第1の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第1のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力し、
前記第2の周波数毎乗算部は、前記第2の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第2のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πfa/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を出力し、
前記第1の離散フーリエ逆変換部は、前記第1の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を出力し、
前記第2の離散フーリエ逆変換部は、前記第2の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa[i]を出力することを特徴とする請求項1に記載の一次元信号シフト装置。 The first shift unit includes a first discrete Fourier transform unit, a first shift amount conversion unit, a first frequency multiplication unit, and a first discrete Fourier inverse transform unit, The shift unit includes a second discrete Fourier transform unit, a second shift amount conversion unit, a second frequency-by-frequency multiplication unit, and a second discrete Fourier inverse transform unit.
The first discrete Fourier transform unit and the second discrete Fourier transform unit receive a discrete signal s [i], perform discrete Fourier transform on the input discrete signal s [i] for each frequency information f, and Outputs a Fourier transform signal S [f],
The first shift amount conversion unit outputs a shift conversion amount exp (−j · 2πf (a + 1) / N) for each frequency information f based on the input integer a + 1,
The second shift amount conversion unit outputs a shift conversion amount exp (−j · 2πfa / N) for each frequency information f based on the input integer a.
The first frequency multiplication unit includes a discrete Fourier transform signal S [f] output from the first discrete Fourier transform unit and a shift conversion amount exp (−j output from the first shift amount conversion unit. 2πf (a + 1) / N) is input, and the input discrete Fourier transform signal S [f] and the input shift conversion amount exp (−j · 2πf (a + 1) / N) for each frequency information f By multiplying, a shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πf (a + 1) / N) is output,
The second frequency-by-frequency multiplication unit includes a discrete Fourier transform signal S [f] output from the second discrete Fourier transform unit and a shift conversion amount exp (−j output from the second shift amount conversion unit. (2πfa / N) is input and the input discrete Fourier transform signal S [f] is multiplied by the input shift conversion amount exp (−j · 2πfa / N) for each frequency information f, thereby shifting. Output a discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πfa / N),
The first discrete Fourier inverse transform unit outputs the shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πf (a + 1) / N) output from the first frequency-by-frequency multiplication unit for each frequency information f. Fill in, by inverse discrete Fourier transform of already all shifts inputted discrete Fourier transform signal S [f] exp (-j · 2πf (a + 1) / N) for each frequency information f, shifted discrete signal s a +1 [i] is output,
The second discrete Fourier inverse transform unit inputs the shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πfa / N) output from the second frequency multiplication unit for each frequency information f. Then, the discrete discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πfa / N) inputted for each frequency information f is inversely transformed to output the shifted discrete signal s a [i]. The one-dimensional signal shift device according to claim 1.
整数加算部が、前記整数小数分離部から出力された整数aを入力し、該入力した整数aに1を加算することにより整数a+1を出力するステップと、
小数減算部が、前記整数小数分離部から出力された実数bを入力し、該入力した実数bを1から減算することにより実数1−bを出力するステップと、
第1のシフト部が、外部から出力されたi番目の離散信号を示す離散信号s[i]と前記整数加算部から出力された整数a+1とを入力し、該入力した整数a+1に基づいて該入力した離散信号s[i]をa+1サンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を生成して出力するステップと、
第2のシフト部が、外部から出力された前記離散信号s[i]と前記整数小数分離部から出力された整数aとを入力し、該入力した整数aに基づいて該入力した離散信号s[i]をaサンプル分だけシフトすることにより、シフト済み離散信号sa[i]を生成して出力するステップと、
第1の係数乗算部が、前記第1のシフト部から出力された前記シフト済み離散信号sa+1[i]と前記整数小数分離部から出力された実数bとを入力し、前記シフト済み離散信号sa+1[i]のサンプル位置iの信号強度sa+1[i]に、該入力した実数bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]を出力するステップと、
第2の係数乗算部が、前記第2のシフト部から出力されたシフト済み離散信号sa[i]と前記小数減算部から出力された実数1−bを入力し、前記シフト済み離散信号sa[i]のサンプル位置iの信号強度sa[i]に、該入力した実数1−bに基づいて生成された単調増加関数からなる係数Cf(1−b)を乗算することにより、重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]を出力するステップと、
合成部が、前記第1の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と前記第2の係数乗算部から出力された重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを入力して、該入力した重み付け離散信号Cf(b)sa+1[i]と該入力した重み付け離散信号Cf(1−b)sa[i]とを同一サンプル位置i毎に加算することにより、合成信号Cf(1−b)sa[i]+Cf(b)sa+1[i]を出力するステップと
を備えることを特徴とする方法。 An integer fraction separator that inputs a shift amount m that is a real number output from the outside, and calculates an integer a of the integer part of the shift amount m and a real number b of the decimal part of the shift amount m;
An integer adder that inputs the integer a output from the integer decimal separator and outputs an integer a + 1 by adding 1 to the input integer a;
A decimal subtracting unit that inputs the real number b output from the integer decimal separator and outputs the real number 1-b by subtracting the input real number b from 1;
The first shift unit inputs the discrete signal s [i] indicating the i-th discrete signal output from the outside and the integer a + 1 output from the integer adder, and based on the input integer a + 1, Generating and outputting a shifted discrete signal s a + 1 [i] by shifting the input discrete signal s [i] by a + 1 samples;
The second shift unit inputs the discrete signal s [i] output from the outside and the integer a output from the integer fraction separator, and the input discrete signal s based on the input integer a generating and outputting a shifted discrete signal s a [i] by shifting [i] by a samples;
A first coefficient multiplier inputs the shifted discrete signal s a + 1 [i] output from the first shift unit and the real number b output from the integer fraction separator, and the shifted Multiplying the signal strength s a + 1 [i] of the discrete signal s a + 1 [i] at the sample position i by a coefficient Cf (b) made up of a monotonically increasing function generated based on the input real number b. To output a weighted discrete signal Cf (b) s a + 1 [i],
A second coefficient multiplication unit inputs the shifted discrete signal s a [i] output from the second shift unit and the real number 1-b output from the decimal subtraction unit, and the shifted discrete signal s Weighting is performed by multiplying the signal intensity s a [i] of the sample position i of a [i] by a coefficient Cf (1-b) formed of a monotonically increasing function generated based on the input real number 1-b. Outputting a discrete signal Cf (1-b) s a [i];
The combining unit outputs the weighted discrete signal Cf (b) s a + 1 [i] output from the first coefficient multiplier and the weighted discrete signal Cf (1-b) output from the second coefficient multiplier. s a [i] is input, and the input weighted discrete signal Cf (b) s a + 1 [i] and the input weighted discrete signal Cf (1-b) s a [i] are the same sample. Outputting the combined signal Cf (1-b) s a [i] + Cf (b) s a + 1 [i] by adding each position i.
前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、
前記第1のシフトレジスタが、前記入力した離散信号の値を左端のバッファbaから格納し、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a+1個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファbaに格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファbaへと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-1、ba-2、…、b0に格納された離散値を出力するステップを含み、
前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、
前記第2のシフトレジスタが、前記入力した離散信号の値を左端のバッファba-1から格納し、前記入力した離散信号の値が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0へと降順に前記入力した離散信号の値を格納し、前記入力した整数a個分だけ離散信号を格納した時点から、前記左端のバッファba-1に格納した離散信号の値を出力して、離散信号が前記左端のバッファba-1へと入力されるタイミングで順次右側のバッファba-2、ba-3、…、b0に格納された離散値を出力するステップを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。 The first shift unit includes a first shift register including a + 1 or more buffers for storing values of the discrete signal s [i], and the second shift unit includes the discrete signal s [i]. A second shift register comprising a or more buffers for storing the values of
The step of outputting the shifted discrete signal s a + 1 [i] includes:
Said first shift register, stores the value of the discrete signal the input from the left end of the buffer b a, successively right at the timing when the discrete signal is inputted to the buffer b a of the left buffer b a-1, The values of the input discrete signals are stored in descending order as b a-2 ,..., b 0 , and the discrete signals stored in the leftmost buffer b a are stored from the point of time when the discrete signals are stored for the input integer a + 1. The signal value is output, and discrete values stored in the right buffers b a-1 , b a-2 ,..., B 0 are sequentially output at the timing when the discrete signal is input to the leftmost buffer b a . Including the steps of
The step of outputting the shifted discrete signal s a [i] includes:
In the timing the second shift register, stores the value of the discrete signal the input from the left end of the buffer b a-1, the value of the discrete signals the input is input to the buffer b a-1 of the left The values of the input discrete signals are sequentially stored in descending order into the right buffers b a-2 , b a-3 ,..., B 0 , and the discrete signals are stored for the input integer number a. and it outputs the value of the discrete signal stored in the buffer b a-1 leftmost buffer b sequential right at the timing when the discrete signal is inputted to the buffer b a-1 of the leftmost a-2, b a-3 , ..., a method according to claim 6, characterized in that it comprises a step of outputting a discrete value stored in b 0.
前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、前記第1のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数a+1を用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a]、…、s[N−1]を読み出して順次出力するステップを含み、前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、前記第2のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数aを用いて、アドレスaからアドレスN−1までのバッファba-1、…、bN-1に格納された離散信号の値s[a−1]、…、s[N−1]を読み出して順次出力するステップを含むか、又は
前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、前記第1のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数a+1を用いて、離散信号s[a]、s[a+1]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−1]となる順番で離散信号を読み出して出力するステップを含み、前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、前記第2のシフト部の前記メモリが、前記入力した整数aを用いて、離散信号s[a−1]、s[a]、…、s[N−1]、s[0]、s[1]、…、s[a−2]となる順番で離散信号を読み出して出力するステップを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。 The first shift unit and the second shift unit include N buffers b 0 , b 1 ,..., B N−2 , b N−1 which are the number of data of the discrete signal s [i]. Each of the buffers is assigned an address 0 to an address N-1 , and each of the buffers b 0 ,..., B N-1 assigned an address 0 to an address N-1 is respectively , S [0], ..., s [N-1] values are stored,
In the step of outputting the shifted discrete signal s a + 1 [i], the memory of the first shift unit uses the input integer a + 1 to buffer b a from address a to address N−1. ,..., B N-1 including the steps of reading and sequentially outputting the discrete signal values s [a],..., S [N−1] stored in the output, and outputting the shifted discrete signal s a [i]. In the step of performing, the memory of the second shift unit uses the input integer a to store discrete data stored in buffers b a−1 ,..., B N−1 from address a to address N−1. Read out signal values s [a−1],..., S [N−1] and sequentially output them, or output the shifted discrete signals s a + 1 [i] The memory of the shift unit of 1 uses the input integer a + 1 to generate discrete signals s [a], s [a 1],..., S [N-1], s [0], s [1],..., S [a-1]. In the step of outputting s a [i], the memory of the second shift unit uses the input integer a to output discrete signals s [a−1], s [a],. -1], s [0], s [1], ..., s [ a method according to claim 6, characterized in that it comprises a step of reading and outputting a discrete signal at a-2] become order.
前記シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップは、
前記第1の離散フーリエ変換部が、離散信号s[i]を入力し、入力した離散信号s[i]を周波数情報f毎に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換信号S[f]を出力ステップと、
前記第1のシフト量換算部が、前記入力した整数a+1に基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力ステップと、
前記第1の周波数毎乗算部が、前記第1の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第1のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πf(a+1)/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を出力するステップと、
前記第1の離散フーリエ逆変換部が、前記第1の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πf(a+1)/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa+1[i]を出力するステップとを含み、
前記シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップは、
前記第2の離散フーリエ変換部が、離散信号s[i]を入力し、入力した離散信号s[i]を周波数情報f毎に離散フーリエ変換して、離散フーリエ変換信号S[f]を出力するステップと、
前記第2のシフト量換算部が、前記入力した整数aに基づいて、周波数情報f毎にシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を出力するステップと、
前記第2の周波数毎乗算部が、前記第2の離散フーリエ変換部から出力された離散フーリエ変換信号S[f]と前記第2のシフト量換算部から出力されたシフト換算量exp(−j・2πfa/N)を入力して、該入力した離散フーリエ変換信号S[f]と該入力したシフト換算量exp(−j・2πfa/N)とを周波数情報f毎に乗算することにより、シフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を出力するステップと、
前記第2の離散フーリエ逆変換部が、前記第2の周波数毎乗算部から出力されたシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を周波数情報f毎に入力し、周波数情報f毎に入力した全てのシフト済み離散フーリエ変換信号S[f]exp(−j・2πfa/N)を離散フーリエ逆変換することにより、シフト済み離散信号sa[i]を出力するステップと
を含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。 The first shift unit includes a first discrete Fourier transform unit, a first shift amount conversion unit, a first frequency multiplication unit, and a first discrete Fourier inverse transform unit, The shift unit includes a second discrete Fourier transform unit, a second shift amount conversion unit, a second frequency-by-frequency multiplication unit, and a second discrete Fourier inverse transform unit.
The step of outputting the shifted discrete signal s a + 1 [i] includes:
The first discrete Fourier transform unit inputs a discrete signal s [i], performs a discrete Fourier transform on the input discrete signal s [i] for each frequency information f, and outputs a discrete Fourier transform signal S [f]. Steps,
The first shift amount conversion unit outputs a shift conversion amount exp (−j · 2πf (a + 1) / N) for each frequency information f based on the input integer a + 1;
The first frequency multiplication unit includes a discrete Fourier transform signal S [f] output from the first discrete Fourier transform unit and a shift conversion amount exp (−j output from the first shift amount conversion unit. 2πf (a + 1) / N) is input, and the input discrete Fourier transform signal S [f] and the input shift conversion amount exp (−j · 2πf (a + 1) / N) for each frequency information f Outputting a shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πf (a + 1) / N) by multiplication;
The first discrete Fourier inverse transform unit converts the shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πf (a + 1) / N) output from the first frequency multiplication unit for each frequency information f. Fill in, by inverse discrete Fourier transform of already all shifts inputted discrete Fourier transform signal S [f] exp (-j · 2πf (a + 1) / N) for each frequency information f, shifted discrete signal s a Outputting +1 [i],
The step of outputting the shifted discrete signal s a [i] includes:
The second discrete Fourier transform unit inputs a discrete signal s [i], performs a discrete Fourier transform on the input discrete signal s [i] for each frequency information f, and outputs a discrete Fourier transform signal S [f]. And steps to
The second shift amount conversion unit outputting a shift conversion amount exp (−j · 2πfa / N) for each frequency information f based on the input integer a;
The second frequency-by-frequency multiplying unit outputs the discrete Fourier transform signal S [f] output from the second discrete Fourier transform unit and the shift conversion amount exp (−j output from the second shift amount conversion unit. (2πfa / N) is input and the input discrete Fourier transform signal S [f] is multiplied by the input shift conversion amount exp (−j · 2πfa / N) for each frequency information f, thereby shifting. Outputting a completed discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πfa / N);
The second discrete Fourier inverse transform unit inputs the shifted discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πfa / N) output from the second frequency-by-frequency multiplication unit for each frequency information f. Then, the discrete discrete Fourier transform signal S [f] exp (−j · 2πfa / N) inputted for each frequency information f is inversely transformed to output the shifted discrete signal s a [i]. The method of claim 6 comprising the steps of:
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