JPH10190604A - 通信信号処理方法 - Google Patents

通信信号処理方法

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JPH10190604A
JPH10190604A JP33453697A JP33453697A JPH10190604A JP H10190604 A JPH10190604 A JP H10190604A JP 33453697 A JP33453697 A JP 33453697A JP 33453697 A JP33453697 A JP 33453697A JP H10190604 A JPH10190604 A JP H10190604A
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    • H03H17/02Frequency selective networks
    • H03H17/0248Filters characterised by a particular frequency response or filtering method
    • H03H17/0264Filter sets with mutual related characteristics
    • H03H17/0273Polyphase filters
    • H03H17/0277Polyphase filters comprising recursive filters

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 AMPSおよびTDMA(IS−54)のよ
うな通信方式の要求を満たすチャネル化送信器および受
信器で用いられるフィルタを、従来の設計よりも少ない
係数で実装するとともに、性能を改善する。 【解決手段】 本発明によるポリフェーズ受信器300
は、(a)M個の信号チャネルに対応する信号のシリア
ル(直列)ストリームを、M個のパラレル(並列)スト
リームに変換する直並列変換器302と、(b)それぞ
れM個の並列ストリームのうちの1つをフィルタリング
するM個のFIRフィルタ306と、(c)M個のFI
Rフィルタリングされたストリームを変換してM個の変
換されたストリームを生成するフーリエ変換308と、
(d)変換されたストリームのうちの1つをフィルタリ
ングしてM個の信号チャネルのうちの1つを回復する再
帰型フィルタ310とからなる

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信システムに関
し、特に、ポリフェーズ構成を有する受信器および送信
器に関する。
【0002】
【従来の技術】多くの通信方式では、送信器内で、複数
の信号チャネルを単一の信号ストリームとして受信器へ
送信するための処理を行い、受信器は、受信した信号ス
トリームを処理してそれぞれの信号チャネルを回復する
ことができる。このような通信方式の例には、アナログ
AMPS(米国移動電話方式)、時分割多元接続(TD
MA)工業標準(IS)−54方式がある。全体の機器
コストを削減するため、このようなチャネル化のための
送信器および受信器は、すべての信号チャネルを処理す
ることが可能な共通の機器をできるだけ多く使用するよ
うに設計されることが多い。このようないわゆる「ブロ
ック処理」技術の1つの利点は、さらに信号チャネルが
システムに追加されるときでも一般にあまり高い追加コ
ストがかからないことである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図1に、AMPSおよ
びTDMA(IS−54)のフィルタ仕様要求の例を示
す。これらの仕様によれば、すべての候補伝達関数は、
図1の102および104で示される領域の外側に存在
しなければならない。本発明の1つの特徴は、AMPS
およびTDMA(IS−54)のような通信方式の要求
を満たすチャネル化送信器および受信器を提供すること
である。本発明による構成は、従来の設計よりも少ない
係数で、従って、より単純で安価に、実装される。
【0004】
【課題を解決するための手段】一実施例では、本発明
は、(a)M個の信号チャネルに対応する信号のシリア
ル(直列)ストリームを、M個のパラレル(並列)スト
リームに変換する直並列変換器と、(b)それぞれM個
の並列ストリームのうちの1つをフィルタリングするM
個のFIRフィルタと、(c)M個のFIRフィルタリ
ングされたストリームを変換してM個の変換されたスト
リームを生成するフーリエ変換と、(d)変換されたス
トリームのうちの1つをフィルタリングしてM個の信号
チャネルのうちの1つを回復する再帰型フィルタとから
なるポリフェーズ受信器である。
【0005】別の実施例では、本発明は、(a)M個の
信号チャネルに対応する信号の直列ストリームを受信す
るステップと、(b)直列ストリームをM個の並列スト
リームに変換するステップと、(c)M個の並列ストリ
ームをフィルタに入力してM個の信号チャネルを回復す
るステップとからなる通信信号処理方法であって、フィ
ルタは、非再帰的な分子と、zMに関する多項式である
再帰的な分母とからなる関数を実装する。
【0006】さらに別の実施例では、本発明は、(a)
それぞれ、M個の信号チャネルに対応するM個の並列ス
トリームのうちの1つを再帰的にフィルタリングするL
個(Lは1からMまでのいずれかの整数)の再帰型フィ
ルタと、(b)L個の再帰的にフィルタリングされたス
トリームと、(M−L)個の他の並列ストリームとを変
換してM個の変換されたストリームを生成するフーリエ
変換と、(c)それぞれM個の変換されたストリームの
うちの1つをフィルタリングするM個のFIRフィルタ
と、(d)M個のFIRフィルタリングされたストリー
ムを、送信のためのM個の信号チャネルに対応する信号
の直列ストリームに変換する並直列変換器とからなるポ
リフェーズ送信器である。
【0007】さらに別の実施例では、本発明は、(a)
M個の信号チャネルに対応するM個の並列ストリームを
受信するステップと、(b)M個の並列ストリームをフ
ィルタに入力してM個のフィルタリングされた並列スト
リームを生成するステップと、(c)M個のフィルタリ
ングされた並列ストリームを、送信のためのM個の信号
チャネルに対応する信号の直列ストリームに変換するス
テップとからなる通信信号処理方法であって、フィルタ
は、非再帰的な分子と、zMに関する多項式である再帰
的な分母とからなる関数を実装する。
【0008】
【発明の実施の形態】以下で説明するように、本発明
は、再帰型ポリフェーズフィルタを実装するチャネル化
送信器および受信器に関するものである。本発明によれ
ば、そのような構成は、従来の設計よりも少ない係数を
用いて実装することができる。その結果、本発明による
チャネル化送信器および受信器は、従来のシステムより
も単純で安価とすることが可能である。
【0009】図2は、本発明の一実施例によるポリフェ
ーズ送信器200のブロック図である。送信器200
は、再帰型フィルタ202、M点順離散フーリエ変換
(FDFT)204、M個の有限インパルス応答(FI
R)フィルタ206、および並直列(P/S)変換器2
08からなる。P/S変換器208は、遅延210のカ
スケードからなる。変換204は、高速フーリエ変換
(FFT)とすることも可能である。各再帰型フィルタ
202は1/Dj(zM)の形を有し、各FIRフィルタ
206はNi(z)の形を有し、各遅延はz-1の形を有
する。送信器200はM個の信号チャネルを単一の結合
直列ストリームに変換する。この直列ストリームはリモ
ート(遠隔)の受信器への送信のためにさらに処理(例
えば変調)される。
【0010】特に、図2に示されるように、1つまたは
複数の(または全部の)入力チャネル(例えば、図2の
0およびj)に対応する信号は再帰型フィルタ202の
うちの1つによって再帰的にフィルタリングされる。一
方、他の入力チャネル(例えば、チャネルiおよびM−
1)に対応する信号は再帰的にフィルタリングされな
い。
【0011】再帰的にフィルタリングされるか否かにか
かわらず、全部でM個の入力チャネルに対応する信号は
FDFT204によって変換される。その結果として得
られるM個の変換されたストリームはそれぞれ、FIR
フィルタ206のうちの1つによってフィルタリングさ
れる。P/S変換器208は、結果として得られるM個
のFIRフィルタリングされた並列ストリームを、送信
のためにさらに処理することが可能な単一の直列ストリ
ームに変換する。
【0012】図3は、本発明の一実施例によるポリフェ
ーズ受信器300のブロック図である。受信器300
は、直並列(S/P)変換器302(遅延304のカス
ケードからなる)、M個のFIRフィルタ306、M点
逆離散フーリエ変換(IDFT)308、および再帰型
フィルタ310からなる。変換308はFFTとするこ
とも可能である。各遅延304はz-1の形を有し、各F
IRフィルタ306はNi(z)の形を有し、各再帰型
フィルタ310は1/Dj(zM)の形を有する。受信器
300は、図2の送信器200によって生成された直列
ストリームに対応する直列信号ストリームを受信し、受
信した直列ストリームを処理して、送信器200によっ
て処理されたもとのM個のチャネル信号に対応するM個
のチャネル信号を回復する。
【0013】特に、S/P変換器302は、受信した直
列ストリームをM個の並列ストリームに変換する。この
M個の並列ストリームは、FIRフィルタ306のうち
の1つによってFIRフィルタリングされる。その結果
得られるM個のFIRフィルタリングされたストリーム
はIDFT308によって変換される。その結果得られ
る変換されたストリームのうちの1つまたは複数(また
は全部)は再帰型フィルタ310のうちの1つによって
再帰的にフィルタリングされ、1つまたは複数の信号チ
ャネル(例えば、図3のチャネル0およびj)が回復さ
れる。一方、残りの信号チャネル(例えば、図3のチャ
ネルiおよびM−1)を回復するには、他の変換された
ストリームを再帰的にフィルタリングする必要はない。
注意すべき点であるが、本実施例によれば、チャネルが
送信器で再帰的にフィルタリングされる場合、対応する
信号は受信器でも再帰的にフィルタリングされる。そう
でない場合、対応する信号は受信器で再帰的にフィルタ
リングされない。
【0014】[フィルタ伝達関数の導出]図4は、マル
チチャネルディジタル受信器400の機能図である。変
換器(ダウンコンバータ)402は、広帯域ディジタル
ストリームx(n)から、特定のチャネルをベースバン
ドへディジタル的にダウンコンバートすることによって
M個の信号チャネルのそれぞれを分離する。各チャネル
ごとに、ローパスフィルタ404が、必要なチャネル帯
域幅の外側にある不要な信号を除去する。サンプルは一
般に相当程度の冗長性を有するため、ダウンサンプラ4
06は、ベースバンド信号をダウンサンプリングして、
M個の狭帯域チャネル信号ci(m)のうちの1つを生
成する。各キャリアはexp(−2πj[i]/M)の
形を有し、各ローパスフィルタ404はh(n)の形を
有し、各ダウンサンプラ406はM(チャネルの数)分
の1にダウンサンプリングを行う。
【0015】図4の構成と同等な形式はポリフェーズフ
ィルタであることが分かる(R. E.Crochiere and L. R.
Rabiner, "Multirate Digital Signaling Processin
g", Prentice-Hall, 1983参照)。
【0016】この構成に入る入力信号の各フェーズρ
(交換プロセスを介して分散する)は次の式(1)によ
って記述される。
【数1】 k番目のチャネルに対するプロトタイプフィルタは次の
式(2)で記述される。
【数2】 ただし、h(n)はローパスフィルタ404の伝達関数
であり、WM knはチャネルダウンコンバータ関数であ
る。
【0017】プロトタイプフィルタがポリフェーズサブ
フィルタに分割される場合、k番目のチャネルに対する
ρ番目のフェーズのサブフィルタは次の式(3)で与え
られる。
【数3】
【0018】ローパス分析フィルタh(n)のρ番目の
フェーズは次の式(4)で定義される。
【数4】 これは、次の式(5)のようなバンドパスポリフェーズ
フィルタの形を与える。
【数5】
【0019】k番目のチャネルの出力は次の式(6)か
ら得られる。
【数6】
【0020】式(6)における変数の変換(mM−n)
→nにより、これは次の式(7)のように整理される。
【数7】
【0021】さらに変数変換n=(rM−ρ)を行い、
rおよびρの両方にわたる和をとると、次の式(8)と
なる。
【数8】
【0022】式(1)および(4)の定義を代入する
と、次の式(9)が得られる。
【数9】 ただし*は離散たたみこみを表す。
【0023】
【数10】 とおくと、数列ukの離散フーリエ変換(DFT)は次
の式(10)で定義されるため、すべてのチャネルは、
ポリフェーズサブフィルタの高速フーリエ変換(FF
T)を計算することによって得られる。
【数11】 この構成の等価な形式がポリフェーズフィルタであるこ
とが分かる。
【0024】図5は、従来のチャネル化ポリフェーズ受
信器500のブロック図である。受信器500は、S/
P変換器502(遅延504のカスケードからなる)、
M個のサブフィルタ506、およびM点IDFT508
からなる。各遅延504はz-1の形を有し、各サブフィ
ルタ506はHi(z-M)の形を有する。受信器500
は、受信した直列信号ストリームを処理してM個のチャ
ネル信号を回復する。プロトタイプフィルタH(z)は
次の式(11)から形成される。
【数12】 一般に、FIR構成は、プロトタイプおよび結果として
得られるサブフィルタを実装するために用いられるが、
明らかなように、AMPSおよびTDMA(IS−5
4)のような無線インタフェース標準の厳しい仕様を満
たすためには、非常に高品質の(高いQの)プロトタイ
プフィルタが要求される。
【0025】例として、256個の30kHzチャネル
を有するシステムが要求されたと仮定する。この場合、
等リプル設計でIS−54仕様を満たすには1929個
の係数が必要となる。このようなFIRフィルタの応答
および仕様を図6に示す。
【0026】無限インパルス応答(IIR)デシメーシ
ョン(間引き)構成が、M. G. Bellanger, J. L. Dague
t, and G. P. Lepagnol, "Interpolation, extrapolati
on,and reduction of computation speed in digital f
ilters", IEEE Transactions on Acoustics, Speech an
d Signal Processing, Vol.ASSP-22, pp.231-235(19
74年8月)に記載されている。この構成は、図3の受
信器300のポリフェーズ形式を得るように一般化する
ことが可能である。図5のFIRポリフェーズフィルタ
では、プロトタイプフィルタの形式に課される制約はな
かった。残念ながら、これはIIRプロトタイプフィル
タの場合には当てはまらない。このタイプのフィルタ
を、最大デシメーションで、ポリフェーズ構成において
実装するためには、分母はzMに関する多項式である。
これにより、この分母はポリフェーズチャネライザの出
力に置かれ、最大デシメーションレートで動作すること
が可能となる(例えば、図3の再帰型フィルタ310参
照)。
【0027】プロトタイプフィルタは次の式(12)の
形式を有する。
【数13】 式(12)は、次の式(13)に示すように、分子N
(z)を分母D(z)で割った形に書き直される。
【数14】
【0028】図1のAMPSおよびTDMA(IS−5
4)仕様を満たすために、非常に低次の楕円フィルタを
使用することが可能である。楕円フィルタは、次の式
(14)で記述されるように、S個の2次セクションの
直接形無限インパルスカスケードとして実現される。
【数15】
【0029】図7は、表1の係数を用いた、8次楕円プ
ロトタイプフィルタに対するインパルス応答および周波
数応答のグラフである。このフィルタの高いQにより、
その極および零点はz=1の非常に近くにある。その結
果、このような構成は実装時の丸め誤差に非常に敏感で
あり、このフィルタを実装するには倍精度浮動小数点演
算を用いるべきである。
【0030】表1:8次楕円フィルタの係数
【表1】
【0031】式(14)のプロトタイプフィルタをポリ
フェーズ分解の形式へと変換するには、プロトタイプフ
ィルタの各極を次の式(15)に従って置き換える。
【数16】 この結果、分子の項数は(2S−1)M+1項となり、
分母はzMに関する多項式であって項数は2S項とな
る。プロトタイプフィルタをこのように変換すると、結
果として得られるフィルタは数値的精度の低下に対する
敏感さが低くなる。
【0032】当業者には理解されるように、プロトタイ
プIIRフィルタからポリフェーズ分解の形式への変換
は、もはや最適ではないフィルタを生じることがある。
この問題は、H. G. Martinez and T. W. Parks, "A Cla
ss of Infinite-Duration Impulse Response Digital F
ilters for Sampling Rate Reduction", IEEE Transact
ions on Acoustics, Speech and Signal Processing, V
ol.ASSP-27, pp.154-162(1979年4月)で調べられ
ている。この文献では、zMに関する多項式である分母
を有するあるクラスのIIRフィルタを導出している。
このフィルタは、前掲のBellangerの文献によって導出
された形式よりもかなり計算量的に有利である。
【0033】楕円フィルタの直接変換に対して、このよ
うなフィルタの計算量的な利点を比較するために、次数
要求を比較する。プロトタイプ楕円フィルタの場合、次
数nellは次の式(16)から得られる。
【数17】 ただし、K(・)は、次の式(17)〜(19)で定義
される第1種完全楕円積分である(例えば、L. R. Rabi
ner, J. F. Kaiser, O. Herrmann, and M. T. Dolan, "
Some Comparisons Between FIR and IIR Digital Desig
ns", Bell SystemTechnical Journal, Vol.53, pp.305-
331(1974年2月)参照)。
【数18】
【0034】図3の受信器300の場合、k=0.83
33およびk1=5.6234×10-4を用いると、n
ell=7.22となる。従って、仕様を満たす最低次の
フィルタは、前に用いたように、n=8となる。最大デ
シメーション形式では、この結果、ポリフェーズフィル
タは1791個の係数を必要とする。これは、図5のF
IR法(1929個の係数を必要とした)と比べてそれ
ほどの利得ではなく、ずっと多大の計算精度を必要とす
る欠点のほうがまさってしまうこともある。
【0035】オールパスフィルタは、高次のIIRフィ
ルタ構成を実現するための、計算量的に効率的な手段を
提供する(例えば、F. J. Harris, "On the Design and
Performance of Efficient and Novel Filter Structu
res using Recursive Allpass Filters", Interenation
al Symposium on Signal Processing and its Applicat
ions, (Gold Coast, Australia), pp.1-6(1992年
8月)参照)。K段のオールパスフィルタの基本伝達関
数は次の式(20)で与えられる。
【数19】 複数のこのような構成を作成し、それらの出力を結合す
ることによって、パスバンドで強め合い、ストップバン
ドで弱め合うように位相特性を設定することによってフ
ィルタリングが達成される。
【0036】図8に、入力サンプルあたり1回の乗算を
用いていかにしてオールパス構成を実装することができ
るかを示す。図8のAの構成は、2個の加算および2個
のメモリ要素を有し、一方、図8のBの構成は、3個の
加算および1個のメモリ要素を有する。
【0037】技術文献にはM=2の場合が記載されてお
り、逆FFT(IFFT)を用いていかにして2個のオ
ールパス段を結合してハイパスおよびローパスの伝達関
数を生成するかが示されている(例えば、前掲のHarris
の文献、および、P. A. Regalia, and S. K. Mitra, "D
esign of Doubly-Complementary IIR Digital Filters
Using a Single Complex Allpass Filter With Multira
te Applications", IEEE Transactions on Circuits an
d Systems, Vol.CAS-34, pp.378-389(1987年4
月)参照)。
【0038】図9に、2チャネルオールパスポリフェー
ズ受信器を示す。このようなシステムの伝達関数は次の
式(21)および(22)で与えられる。
【数20】
【0039】等リプル応答を有するこのようなオールパ
スフィルタを設計する方法がある(例えば、C. Chen an
d J. H. Lee, "Design of Digital Allpass Filters us
inga Weighted Least Squares Approach", IEEE Tr. CA
S II, Vol.41, pp.346-350(1994年5月)、およ
び、M. Lang and T. I. Laakso, "Simple and RobustMe
thod for the Design of Allpass Filters using Least
Squares Phase Error Criterion", IEEE Tr. CAS II,
pp.40-48(1994年)参照)。
【0040】図10に、例示的な等リプルフィルタ設計
のグラフ表示を示す。このフィルタは、1対のオールパ
スフィルタで、2チャネルシステムに要求される仕様を
満たし、実際には仕様を超えている。
【0041】式(22)は、2つの多項式の比として展
開することが可能であり、次の式(23)が得られる。
【数21】 このフィルタは、2このフィルタを有するとみることが
できる。一方は純粋に非再帰的(例えばFIR)であ
り、他方は純粋に再帰的(例えばIIR)である。z→
M/2と置き換えると(ただしMはシステムのポリフェ
ーズチャネルの数)、仕様に対する正しい遷移帯域幅お
よび減衰を有するが、帯域を通じてエイリアスフィルタ
を有するフィルタが得られる。
【0042】式(23)を見ると分かるように、このフ
ィルタは既に、図3の受信器300のIIRポリフェー
ズ変換に対する正しい形を有している。これは、Mチャ
ネルフィルタの設計で進むべき適切な道を示している。
【0043】式(23)をMチャネルシステムに一般化
すると、次の式(24)が得られる。
【数22】 ただし、Pは、ポリフェーズ受信器の非再帰的部分を実
装するのに必要な係数の総数である。これは、各チャネ
ルごとに、デシメートされたレートで単一の再帰型2次
フィルタにより実現可能である。チャネル選択性は、フ
ィルタの非再帰的部分N(z)(例えば、図3のFIR
フィルタ306)から得られる。
【0044】与えられた目的仕様に対して、N(z)の
フィルタ係数は、修正レメス交換(Modified Remez Exch
ange)アルゴリズムを用いて計算することができる(例
えば、J. H. McClellan, T. W. Parks, and L. R. Rabi
ner, "A Computer Program for Designing Optimum FIR
Linear Phase Digital Filters", IEEE Trans. on Aud
io and Electroacoustics, Vol.AU-21, pp.506-526(1
973年12月)参照)。レメス交換アルゴリズムへの
修正は、D(zM)に従って所望のパスバンド応答を調
整し、D(zM)の逆数に従ってストップバンドの誤差
に非零的に重みづけする。
【0045】図11は、この方法を用いて生成した25
6チャネルフィルタの性能のグラフである。図11で
は、再帰的(すなわち分母)応答を点線で示し、非再帰
的(すなわち分子)応答を破線で示し、結果の応答を実
線で示す。
【0046】図12は、図11の256チャネルフィル
タの性能(実線で示す)を、IS−54仕様要求(破線
で示す)と比較したグラフである。IS−54仕様を満
たすのに必要な係数の数は3.5Mである(Mは偶数で
2より大きい)。従って、256チャネルの場合、全部
で896個の係数が必要であるが、これに対して、純粋
なFIRの場合には1929個の係数を必要とする。こ
れは大幅な計算量の節約であるとともに、本発明の再帰
型フィルタは図6のFIRフィルタの性能と比べてパス
バンドおよびストップバンドの性能がずっと良好である
ため、本発明によれば性能も大幅に改善される。主にこ
のフィルタの支配的部分が線形位相フィルタであること
により、図13に示したように、図12のフィルタの位
相特性もかなり線形である。
【0047】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、A
MPSおよびTDMA(IS−54)のような通信方式
の要求を満たすチャネル化送信器および受信器で用いら
れるフィルタを、従来の設計よりも少ない係数で、従っ
て、より単純で安価に、提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】特定のフィルタ仕様要求の例の図である。
【図2】本発明の一実施例によるポリフェーズ送信器の
ブロック図である。
【図3】本発明の一実施例によるポリフェーズ受信器の
ブロック図である。
【図4】マルチチャネルディジタル受信器の機能図であ
る。
【図5】従来のチャネル化ポリフェーズ受信器のブロッ
ク図である。
【図6】FIRフィルタの応答および仕様の図である。
【図7】8次楕円プロトタイプフィルタのインパルス応
答および周波数応答の図である。
【図8】入力サンプルあたり1回の乗算を用いていかに
してオールパス構成を実装可能かを示す図である。
【図9】2チャネルオールパスポリフェーズ受信器の図
である。
【図10】例示的な等リプルフィルタ設計の図である。
【図11】本発明を用いて生成される256チャネルフ
ィルタの性能の図である。
【図12】図11の256チャネルフィルタの性能をI
S−54仕様要求と比較した図である。
【図13】図12のフィルタの位相特性の図である。
【符号の説明】
200 ポリフェーズ送信器 202 再帰型フィルタ 204 M点順離散フーリエ変換(FDFT) 206 有限インパルス応答(FIR)フィルタ 208 並直列(P/S)変換器 210 遅延 300 ポリフェーズ受信器 302 直並列(S/P)変換器 304 遅延 306 FIRフィルタ 308 M点逆離散フーリエ変換(IDFT) 310 再帰型フィルタ 400 マルチチャネルディジタル受信器 402 変換器(ダウンコンバータ) 404 ローパスフィルタ 406 ダウンサンプラ 500 チャネル化ポリフェーズ受信器 502 S/P変換器 504 遅延 506 サブフィルタ 508 M点IDFT
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Je rsey 07974−0636U.S.A.

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)M個の信号チャネルに対応する信
    号の直列ストリームを受信するステップと、 (b)前記直列ストリームをM個の並列ストリームに変
    換するステップと、 (c)前記M個の並列ストリームをフィルタに入力して
    M個の信号チャネルを回復するステップとからなる通信
    信号処理方法において、 前記フィルタは、非再帰的な分子と、zMに関する多項
    式である再帰的な分母とからなる関数を実装することを
    特徴とする通信信号処理方法。
  2. 【請求項2】 前記ステップ(c)は、 (1)各並列ストリームを有限インパルス応答フィルタ
    に入力するステップと、 (2)M個の有限インパルス応答フィルタリングされた
    ストリームをフーリエ変換してM個の変換されたストリ
    ームを生成するステップと、 (3)前記M個の変換されたストリームのうちの少なく
    とも1つを再帰型フィルタに入力するステップとからな
    ることを特徴とする請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 前記フーリエ変換は高速フーリエ変換ま
    たは離散フーリエ変換であることを特徴とする請求項2
    の方法。
  4. 【請求項4】 (a)M個の信号チャネルに対応する信
    号の直列ストリームを、M個の並列ストリームに変換す
    る直並列変換器と、 (b)それぞれM個の並列ストリームのうちの1つをフ
    ィルタリングするM個のFIRフィルタと、 (c)M個のFIRフィルタリングされたストリームを
    変換してM個の変換されたストリームを生成するフーリ
    エ変換と、 (d)変換されたストリームのうちの1つをフィルタリ
    ングしてM個の信号チャネルのうちの1つを回復する1
    つ以上の再帰型フィルタとからなることを特徴とするポ
    リフェーズ受信器。
  5. 【請求項5】 前記フーリエ変換はFFTまたはDFT
    であることを特徴とする請求項4のポリフェーズ受信
    器。
  6. 【請求項6】 各再帰型フィルタは、zMに関する多項
    式である分母を有する関数を実装することを特徴とする
    請求項4のポリフェーズ受信器。
  7. 【請求項7】 前記分母はzMに関する少なくとも2次
    の多項式であることを特徴とする請求項6のポリフェー
    ズ受信器。
  8. 【請求項8】 (a)M個の信号チャネルに対応するM
    個の並列ストリームを受信するステップと、 (b)M個の並列ストリームをフィルタに入力してM個
    のフィルタリングされた並列ストリームを生成するステ
    ップと、 (c)前記M個のフィルタリングされた並列ストリーム
    を、送信のためのM個の信号チャネルに対応する信号の
    直列ストリームに変換するステップとからなる通信信号
    処理方法において、 前記フィルタは、非再帰的な分子と、zMに関する多項
    式である再帰的な分母とからなる関数を実装することを
    特徴とする通信信号処理方法。
  9. 【請求項9】 前記ステップ(b)は、 (1)Lを1からMまでのいずれかの整数として、前記
    M個の並列ストリームのうちのL個を再帰型フィルタに
    入力するステップと、 (2)再帰的にフィルタリングされたL個のストリーム
    と残りの(M−L)個の並列ストリームをフーリエ変換
    して、M個の変換されたストリームを生成するステップ
    と、 (3)前記M個の変換されたストリームをそれぞれFI
    Rフィルタに入力するステップとからなることを特徴と
    する請求項8の方法。
  10. 【請求項10】 前記フーリエ変換はFFTまたはDF
    Tであることを特徴とする請求項8の方法。
  11. 【請求項11】 前記再帰的な分母はzMに関する少な
    くとも2次の多項式であることを特徴とする請求項1又
    は8いずれかの方法。
  12. 【請求項12】 (a)Lを1からMまでのいずれかの
    整数として、それぞれ、M個の信号チャネルに対応する
    M個の並列ストリームのうちの1つを再帰的にフィルタ
    リングするL個の再帰型フィルタと、 (b)L個の再帰的にフィルタリングされたストリーム
    と残りの(M−L)個の並列ストリームを変換して、M
    個の変換されたストリームを生成するフーリエ変換と、 (c)それぞれ前記M個の変換されたストリームのうち
    の1つをフィルタリングするM個のFIRフィルタと、 (d)M個のFIRフィルタリングされたストリーム
    を、送信のためのM個の信号チャネルに対応する信号の
    直列ストリームに変換する並直列変換器とからなるポリ
    フェーズ送信器。
  13. 【請求項13】 前記フーリエ変換はFFTまたはDF
    Tであることを特徴とする請求項12のポリフェーズ送
    信器。
  14. 【請求項14】 各再帰型フィルタは、zMに関する多
    項式である分母を有する関数を実装することを特徴とす
    る請求項12のポリフェーズ送信器。
  15. 【請求項15】 前記分母はzMに関する少なくとも2
    次の多項式であることを特徴とする請求項14のポリフ
    ェーズ送信器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001104281A (ja) * 1999-10-13 2001-04-17 Ge Yokogawa Medical Systems Ltd ダイレクトデジタルシンセサイザおよびmri装置
JP2002026691A (ja) * 2000-05-24 2002-01-25 Sony Internatl Europ Gmbh ポリフェーズフィルタ及び複素信号再生装置
WO2023127225A1 (ja) * 2021-12-28 2023-07-06 アルプスアルパイン株式会社 フィルタ設計方法、及び、iir型全域通過フィルタ

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3848421B2 (ja) * 1997-01-31 2006-11-22 秀男 村上 離散時間信号に対する多重化装置および多重化システムと、離散時間信号に対する多重化方法
JP4326031B2 (ja) * 1997-02-06 2009-09-02 ソニー株式会社 帯域合成フィルタバンク及びフィルタリング方法並びに復号化装置
FR2761550B1 (fr) * 1997-03-28 1999-06-25 France Telecom Filtre numerique pour retards fractionnaires
KR20010108283A (ko) * 1999-12-30 2001-12-07 추후제출 유한 정밀 산술 응용에서 통신 채널로부터 수신된데이타를 처리하는 방법
US6731690B2 (en) * 2000-12-01 2004-05-04 Motorola, Inc. Methods and apparatus for transmultiplexing a multi-channel signal
US7290021B2 (en) * 2001-04-24 2007-10-30 California Institute Of Technology Method and apparatus for parallel signal processing
US7158591B2 (en) * 2001-05-09 2007-01-02 Signum Concept, Inc. Recursive resampling digital filter structure for demodulating 3G wireless signals
US7164741B2 (en) * 2001-05-09 2007-01-16 Signum Concept, Inc. Non-recursive resampling digital fir filter structure for demodulating 3G cellular signals
US7388930B1 (en) 2001-08-10 2008-06-17 Bandspeed, Inc. Method and apparatus for removing crosstalk and other interference in communications systems
US20030069009A1 (en) * 2001-10-04 2003-04-10 Harnden Robert R. Cellular communications channelizer
US6792057B2 (en) * 2002-08-29 2004-09-14 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc Partial band reconstruction of frequency channelized filters
EP1404017A1 (en) * 2002-09-27 2004-03-31 Harman/Becker Automotive Systems GmbH Parametric recursive digital filter
DE10256452A1 (de) * 2002-12-03 2004-06-24 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Analyse der Kanalimpulsantwort eines Übertragungskanals
US8589461B1 (en) * 2003-03-24 2013-11-19 Altera Corporation Dynamically re-configurable signal decimation system using a finite impulse response (FIR) filter
US8725785B1 (en) 2004-08-09 2014-05-13 L-3 Communications Corp. Parallel infinite impulse response filter
US7027942B1 (en) 2004-10-26 2006-04-11 The Mitre Corporation Multirate spectral analyzer with adjustable time-frequency resolution
DE102005046445B4 (de) * 2005-09-28 2019-10-10 Snaptrack, Inc. Bandpassfilter
WO2007105980A1 (en) * 2006-03-16 2007-09-20 Intel Corporation Method for channel estimation using recursive filtering and multicarrier receiver with interference-aware demodulation
US9059786B2 (en) * 2011-07-07 2015-06-16 Vecima Networks Inc. Ingress suppression for communication systems
US8693601B2 (en) * 2012-01-03 2014-04-08 Intel Corporation Self-correcting multirate filter
EP2744102B1 (en) * 2012-12-17 2018-07-04 Nxp B.V. Digital down converter circuit
US10211856B1 (en) * 2017-10-12 2019-02-19 The Boeing Company Hardware scalable channelizer utilizing a neuromorphic approach
EP3771100A1 (en) * 2019-07-23 2021-01-27 Comet AG Device and method for filtering multiple pulse signals

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4107470A (en) * 1976-02-24 1978-08-15 Nippon Electric Co., Ltd. Digital SSB-FDM communication system derived from a complex band-pass digital filter bank and by a filter breakdown process
DE3118473A1 (de) * 1981-05-09 1982-11-25 TE KA DE Felten & Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH, 8500 Nürnberg Verfahren zur aufbereitung elektrischer signale mit einer digitalen filteranordnung
US4785447A (en) * 1987-02-17 1988-11-15 Nec Corporation FDM demultiplexer using oversampled digital filters
US4918524A (en) * 1989-03-14 1990-04-17 Bell Communications Research, Inc. HDTV Sub-band coding using IIR filter bank
US5757867A (en) * 1995-03-30 1998-05-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Digital mixing to baseband decimation filter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001104281A (ja) * 1999-10-13 2001-04-17 Ge Yokogawa Medical Systems Ltd ダイレクトデジタルシンセサイザおよびmri装置
JP2002026691A (ja) * 2000-05-24 2002-01-25 Sony Internatl Europ Gmbh ポリフェーズフィルタ及び複素信号再生装置
WO2023127225A1 (ja) * 2021-12-28 2023-07-06 アルプスアルパイン株式会社 フィルタ設計方法、及び、iir型全域通過フィルタ

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