JPH09231200A - 信号補間装置 - Google Patents

信号補間装置

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JPH09231200A
JPH09231200A JP28508296A JP28508296A JPH09231200A JP H09231200 A JPH09231200 A JP H09231200A JP 28508296 A JP28508296 A JP 28508296A JP 28508296 A JP28508296 A JP 28508296A JP H09231200 A JPH09231200 A JP H09231200A
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JP
Japan
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signal
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Pending
Application number
JP28508296A
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English (en)
Inventor
Maria Africa Rodrigue Martinez
マリーア・アーフリカ・ロドリーゲス・マルチーネス
Mari Juan Jose Mari
ユアーン・ホセ・マリ・マリ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00Networks using digital techniques
    • H03H17/02Frequency selective networks
    • H03H17/06Non-recursive filters
    • H03H17/0607Non-recursive filters comprising a ROM addressed by the input data signals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00Networks using digital techniques
    • H03H17/02Frequency selective networks
    • H03H17/06Non-recursive filters
    • H03H17/0621Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing
    • H03H17/0635Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies
    • H03H17/065Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies the ratio being integer
    • H03H17/0657Non-recursive filters with input-sampling frequency and output-delivery frequency which differ, e.g. extrapolation; Anti-aliasing characterized by the ratio between the input-sampling and output-delivery frequencies the ratio being integer where the output-delivery frequency is higher than the input sampling frequency, i.e. interpolation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0016Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors
    • H04L7/002Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors correction by interpolation
    • H04L7/0029Arrangements for synchronising receiver with transmitter correction of synchronization errors correction by interpolation interpolation of received data signal

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mathematical Physics (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)
  • Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、信号の2つの連続したサンプルの
間の中間値を簡単な構成で得ることのできる補間装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 先行するサンプルに関して1サンプル期
間だけそれぞれ遅延されている(N+1)個のサンプル
が得られるように入力信号を遅延する遅延手段Tと、
(N+1)個のサンプルの対応したサンプルを、補間が
行われる期間の分数の期間μの値と共にそれぞれ受取
り、その関数として(N+1)個の出力を生成するデー
タ記憶手段F0 〜3 と、データ記憶手段F0 〜3 からの
(N+1)個の出力を加算して最終的な補間された値を
生成する加算手段SUMとを含んでいることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号の2つの連続
したサンプルの間の中間値を得るための信号補間装置に
関する。この補間装置は、一般に高速で動作する復調装
置およびデータ獲得システムのタイミング回復に特に有
効である。
【0002】
【従来の技術】一般的なあらゆる復調装置およびデータ
獲得システムにおいて、データが最適な状況で検出され
るためには、サンプリングクロックと入ってきたデータ
信号は同期していなければならない。実際に、受信され
たデータのビット速度はサンプリング周波数の分数倍と
厳密には一致せず、その結果サンプリングクロック周波
数と受信されたデータ速度とを同期する時に問題が生じ
る。
【0003】この問題を避けるために、通常は受信され
たデータ速度の関数としてサンプリングクロック周波数
を変化させて発生した任意の同期エラーを補正してい
る。この解決法は、サンプリングクロックを変えること
により受信機中のクロック同期を調節するメカニズムと
して例えば低速データ等のいくつかの場合に適してい
る。しかし、ある種のシステムでは、後に続くデータ認
承過程でサンプリング周波数の変化がエラーを生じさせ
るために、この解決法は有効ではない。これは、周波数
分割多重化非同期信号用のデジタル処理システムの場
合、または後に続く信号処理を伴う非同期デジタルデー
タ捕捉システムの場合である。同様のことは、例えば2
Mb/秒以上で動作する高速データ獲得システムにおい
て発生する。サンプリングクロックがデータ速度の変化
から独立していなければならないこれらの場合、一般
に、2つの連続したサンプルの間の中間値を得るために
補間技術を使用し、デジタル信号処理によりサンプリン
グ速度を高めることが行われている。したがって、受信
時のタイミングの調節は、受信機の局部的クロックでは
なく、入ってきたデータ信号に関して行われる。それ
は、このような方法で後続する信号処理により採取され
た同期されていないサンプルの大きい数を起点として得
られた値が、サンプリングクロックが入ってきたデータ
信号と同期している場合に、得られたはずの信号サンプ
ルに対応するためである。
【0004】データ獲得システムにおけるタイミング回
復に補間技術を適用することはよく知られており、広範
囲に論じられている。モデムにおいて補間を実施した一
例は、文献(Floyd M.Gardner 氏による"Interpolation
in digital modems-Part 1:Fundamentals",the IEEE
Transactions on Communications ,vol.41,No.3,March
1993,pages 501-507)に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この解
決法は、実行されなければならない演算数を大幅に増加
させ、それに付随して構成を複雑化し、また対応的に消
費電力を増加させ、現在のVLSI技術を使用している
回路への集積を困難にする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、入ってきた信
号をN回遅延し、それによって(N+1)個のサンプル
を獲得する遅延手段と、(N+1)個のサンプルの対応
したサンプルによって採取された値および期間の分数の
値に応じて、デジタル的に記憶された値の(N+1)個
の出力を生成するデータ記憶手段と、データ記憶手段の
(N+1)個の出力を加算して最終的な補間された値を
生成する加算手段とを含んでいる、信号の2つの連続し
たサンプルの間の中間値を得るための補間装置を提供す
る。
【0007】期間の分数の時間間隔で採取された値は、
最終的な補間された値における(N+1)個の各サンプ
ルの貢献度を決定する。
【0008】この補間装置を使用する利点は、現在のV
LSI技術を使用して集積することが容易であり、一般
に高速で動作する復調装置およびデータ獲得システムに
適しているため、実行されるべき演算の回数が減少し、
その構成の複雑さが軽減されることである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいた好まし
い実施形態により本発明を詳細に説明する。上述された
ように、後に続くデータ認識過程を損なわずにサンプリ
ング周波数を変えることができないシステムでは補間技
術によって受信の同期調節が行われる。
【0010】図1は、この好ましい実施形態においては
3次の補間多項式を利用することによって、信号の4つ
の連続したサンプルの間で値が得られるデータ信号を表
わしており、各サンプルは先行するサンプルX0 ,X1
,X2 ,X3 に関して1期間差で採取され、μはこの
図において2つの連続したサンプルの間の期間が16に分
割されたそれぞれの時間値を表わしている。
【0011】{ak }を3次の多項式関数の係数とする
と、結果的な補間値は以下の式で与えられる。
【0012】
【数1】 ここで、tk はこの例の場合には2つの連続したサンプ
ルの間の期間が分割された期間μに等しいサンプルの瞬
間の値である。
【0013】したがって、多項式の係数ak は補間に対
して考察される起点での信号サンプルXの値の関数であ
る:
【数2】 ここでbkiは定数であり、その値がサンプリングの瞬間
に依存し、またこの定数が多項式における各因数の加重
値を決定する。
【0014】その結果、始めの式は以下の形態で表わす
ことができる。
【0015】
【数3】 この3次の補間に対する出力信号に対してこの式を展開
すると、 X=F0(X0 ,μ) +F1(X1 ,μ) +F2(X2 ,μ)
+F3(X3 ,μ) ここで、 F0(X0 ,μ) =X0 *(b00+μ*b10+μ2 *b20
+μ3 *b30) F1(X1 ,μ) =X1 *(b01+μ*b11+μ2 *b21
+μ3 *b31) F2(X2 ,μ) =X2 *(b02+μ*b12+μ2 *b22
+μ3 *b32) F3(X3 ,μ) =X3 *(b03+μ*b13+μ2 *b23
+μ3 *b33) これは、4つの関数F0(X0 ,μ) ,F1(X1 ,μ) ,
F2(X2 ,μ) およびF3(X3 ,μ) の和として合計出
力が表わされることを可能にし、これら関数の値は各サ
ンプリングされた値と、補間された値を得ることが所望
される期間の分数の値とにそれぞれ依存する。
【0016】図2は、上記の機能を実施する本発明の目
的とする補間装置の概略図である。この補間装置は3個
のシフトレジスタTにより形成された遅延手段から構成
されており、これらのシフトレジスタTは、先行するも
のに関して1サンプル期間分それぞれ遅延されている4
つの信号サンプルX0 ,X1 ,X2 ,X3 が得られるよ
うに入力信号X0 を遅延する。
【0017】各信号サンプルX0 ,X1 ,X2 ,X3 が
各場合における期間の分数μの値と共に、それぞれ 256
バイトの4個の読出し専用メモリF0 ,F1 ,F2 ,F
3 のセットから形成されたデータ記憶手段F0 ,F1 ,
F2 ,F3 への入力としてそれぞれ作用するように、入
力信号X0 および期間の分数μの両方は4ビットで符号
化される。
【0018】これらの各読出し専用メモリROMは、そ
れらの入力で生じるはずのμおよびXの可能性のある16
個の各値に対して3次の多項式関数F0(X0 ,μ) ,F
1(X1 ,μ) ,F2(X2 ,μ) およびF3(X3 ,μ) の
値を記憶する。このようにして、必要な数学的演算が予
め実行され、変数によってアドレスされる表の形態で記
憶され、連続的な計算が不要である。
【0019】これらのメモリは、それぞれ7ビットの4
つの出力X0',X1',X2',X3'を生成し、これらの出
力が加算器SUMにおいて加算され、最終的な補間され
た値Xを生成する。4つの各要素は7ビットを有してい
るため、和の本来の大きさは9ビットでなければならな
い。しかしながら、切捨て処理によって下位桁の2ビッ
トの消去によりその大きさは7ビットに減少される。
【図面の簡単な説明】
【図1】補間技術により得られる2つの連続したサンプ
ル間の値が起点とする定められた瞬間に得られたデータ
信号の一連のサンプルを示したグラフ。
【図2】2つの連続したサンプルの間の中間値を得るた
めの本発明の目的である補間装置の概略的な構造図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マリーア・アーフリカ・ロドリーゲス・マ ルチーネス スペイン国、28005 マドリッド、ゼクン ド・デー、パセオ・インペリアル(番地無 し) (72)発明者 ユアーン・ホセ・マリ・マリ スペイン国、28030 マドリッド、セス ト・シー、コレギドール・ホセ・デ・パサ モンテ 19

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号の2つの連続したサンプルの間の中
    間値を得る補間装置において、 (a)先行するサンプルに関して1サンプル期間だけそ
    れぞれ遅延されている(N+1)個のサンプルが得られ
    るように入力信号を遅延する遅延手段と、 (b)(N+1)個のサンプルの対応したサンプルを、
    補間が行われる期間の分数の期間μの値と共にそれぞれ
    受取り、その関数として(N+1)個の出力を生成する
    データ記憶手段と、 (c)データ記憶手段からの(N+1)個の出力を加算
    して最終的な補間された値を生成する加算手段とを含ん
    でいることを特徴とする補間装置。
  2. 【請求項2】 前記分数の期間の各場合に得られた値
    は、最終的な補間された値を得ることが所望された瞬間
    からの(N+1)個の各サンプルの時間的距離の関数と
    して、(N+1)個の各サンプルのこの最終的な補間さ
    れた値に対する貢献度を決定することを特徴とする請求
    項1記載の補間装置。
  3. 【請求項3】 各データ記憶手段は、それらの各出力値
    が前記分数の期間の各場合に採取された入力値および
    (N+1)個のサンプルのその対応したサンプルの値の
    関数であるようにデジタル形態で予め記憶された値の表
    を含んでいることを特徴とする請求項1記載の補間装
    置。
JP28508296A 1995-10-27 1996-10-28 信号補間装置 Pending JPH09231200A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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ES9502096 1995-10-27
ES9502096A ES2113301B1 (es) 1995-10-27 1995-10-27 Dispositivo de interpolacion de señales.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09231200A true JPH09231200A (ja) 1997-09-05

Family

ID=8291985

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JP28508296A Pending JPH09231200A (ja) 1995-10-27 1996-10-28 信号補間装置

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EP (1) EP0771093A2 (ja)
JP (1) JPH09231200A (ja)
CN (1) CN1166097A (ja)
AU (1) AU6813596A (ja)
CA (1) CA2188693A1 (ja)
ES (1) ES2113301B1 (ja)

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Publication number Publication date
ES2113301A1 (es) 1998-04-16
CA2188693A1 (en) 1997-04-28
ES2113301B1 (es) 1999-01-01
AU6813596A (en) 1997-05-01
CN1166097A (zh) 1997-11-26
EP0771093A2 (en) 1997-05-02

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