JPH11330913A - Digital filter - Google Patents

Digital filter

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JPH11330913A
JPH11330913A JP10135787A JP13578798A JPH11330913A JP H11330913 A JPH11330913 A JP H11330913A JP 10135787 A JP10135787 A JP 10135787A JP 13578798 A JP13578798 A JP 13578798A JP H11330913 A JPH11330913 A JP H11330913A
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JP
Japan
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coefficient
digital filter
filter
shifter
roll
Prior art date
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Application number
JP10135787A
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Japanese (ja)
Inventor
Keizo Okuno
惠三 奥野
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH11330913A publication Critical patent/JPH11330913A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To actualize a digital filter of a simple constitution which is used suitably for a spread spectrum radio communication device and which removes unnecessary sidebands of a digital signal. SOLUTION: An FIR type digital filter 11 has desired low-pass filter characteristics by oversampling with interpolated data between actual data. The filter has the number of taps limited when a roll-off rate is not 0, namely, when ideal filter characteristics are not obtained while characteristics of impulse response of a roll-off filter are considered, and realizes a coefficient multiplying processing by a shifter S which obtains a partial coefficient by decomposing a coefficient and an adder K which adds the output of the shifter. Thus, a multiplying processing can be realized by the shifter and adder of a relatively simple constitution and the roll-off filter is provided with the minimum number of taps to reduce the circuit scale.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、データ通信などに
あたって好適に実施されるデジタルフィルタに関し、特
に伝送などによる符号間干渉をなくすことができるナイ
キストフィルタを実現することができるロールオフフィ
ルタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital filter suitably implemented in data communication and the like, and more particularly to a roll-off filter capable of realizing a Nyquist filter capable of eliminating intersymbol interference due to transmission and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、デジタル信号は、データレート
に比べて非常に広い範囲にスペクトラムが拡がっている
ことが知られている。たとえば、図10(a)で示すよ
うなデジタル信号の前記データレートが、1(Mbp
s)であるとき、そのスペクトラムは、図10(b)で
示すように拡がっている。
2. Description of the Related Art It is generally known that a digital signal has a spectrum spread over a much wider range than a data rate. For example, the data rate of a digital signal as shown in FIG.
When s), the spectrum is spread as shown in FIG.

【0003】一方、画像や音声などのデジタル信号を伝
送するにあたって、使用可能な周波数帯域幅は、用途や
目的などに対応して細かく区分されている。したがっ
て、限られた周波数帯域で多くの情報を伝送するために
は、データ転送レートの向上、または所定のデータ転送
レートの信号を狭帯域化して、いくつかのデータを周波
数分割で多重化することが考えられる。特に無線通信の
分野では、電波資源の利用効率を向上するために、ベー
スバンド信号の不要な側波帯を抑圧して、前記狭帯域化
を図ることが有効である。
[0003] On the other hand, in transmitting digital signals such as images and sounds, usable frequency bandwidths are finely divided according to applications and purposes. Therefore, in order to transmit a large amount of information in a limited frequency band, it is necessary to improve the data transfer rate or narrow a signal of a predetermined data transfer rate and multiplex some data by frequency division. Can be considered. In particular, in the field of wireless communication, it is effective to suppress unnecessary sidebands of a baseband signal and narrow the band in order to improve the efficiency of use of radio resources.

【0004】しかしながら、前記デジタル信号のスペク
トラムを狭帯域化すると、符号間の干渉が生じて、ビッ
ト誤りを生じる可能性がある。そこで、狭帯域化を図り
つつ、符号間干渉を生じないフィルタとして、ナイキス
トフィルタが広く用いられている。
[0004] However, when the spectrum of the digital signal is narrowed, there is a possibility that interference between codes occurs and a bit error occurs. Therefore, a Nyquist filter is widely used as a filter that does not cause intersymbol interference while narrowing the band.

【0005】ナイキストによって与えられ、符号間干渉
のない前記ナイキストフィルタを実現するロールオフフ
ィルタR(f)の特性は、下式および図11で示され
る。
The characteristics of the roll-off filter R (f) provided by Nyquist and realizing the Nyquist filter without intersymbol interference are shown by the following equation and FIG.

【0006】[0006]

【数1】 (Equation 1)

【0007】ここで、Tは符号間隔であり、αは0≦α
≦1の値をとるロールオフ率である。ロールオフフィル
タR(f)は、ナイキストフィルタの機能を実現するフ
ィルタの一種として良く知られており、以降の説明で
は、ナイキストフィルタをロールオフフィルタとして表
現する。
Here, T is a code interval, and α is 0 ≦ α.
It is a roll-off rate taking a value of ≦ 1. The roll-off filter R (f) is well known as a type of filter that realizes the function of a Nyquist filter, and in the following description, the Nyquist filter will be expressed as a roll-off filter.

【0008】前記図11において、Wは遷移期間であ
り、α=0の理想フィルタ特性である場合には、該遷移
期間Wは0となり、ロールオフ率αが大きくなる程、該
遷移期間Wも大きくなる。図11では、ロールオフ率α
が0.5の場合の遷移期間を示している。
In FIG. 11, W is a transition period, and when the ideal filter characteristic is α = 0, the transition period W becomes 0. As the roll-off rate α increases, the transition period W also increases. growing. In FIG. 11, the roll-off rate α
Indicates a transition period when is 0.5.

【0009】前記図11で示すように、単位符号間隔1
T内で符号の遷移を完了することによって、図12
(b)において、破線で示すような干渉波が存在して
も、○印で示す所定の読取ポイントで読み取った読取デ
ータから、実線で示すデータ、すなわち図12(a)で
示す符号データを再現することができ、符号間干渉のな
い伝送路を実現するためのフィルタ特性を実現すること
ができる。
As shown in FIG. 11, a unit code interval 1
Completing the code transitions within T gives
In (b), even if there is an interference wave shown by a broken line, data shown by a solid line, that is, code data shown in FIG. 12A is reproduced from the read data read at a predetermined reading point shown by a circle. And a filter characteristic for realizing a transmission path free of intersymbol interference can be realized.

【0010】また、前記ロールオフフィルタR(f)の
インパルス応答r(t)は、
The impulse response r (t) of the roll-off filter R (f) is

【0011】[0011]

【数2】 (Equation 2)

【0012】で示される。このようなロールオフフィル
タR(f)に、正負の極性を持つランダムなインパルス
列δn(n=…,−1,0,1,…)を与えると、出力
には、
## EQU1 ## When a random impulse train δn (n = ..., -1, 0, 1, ...) having positive and negative polarities is given to such a roll-off filter R (f), the output becomes

【0013】[0013]

【数3】 (Equation 3)

【0014】が得られる。Is obtained.

【0015】このようなフィルタ特性は、L,C,R等
のアナログ素子を用いて実現しようとすると、計算機を
用いた高度な設計が要求されるけれども、前記ナイキス
トフィルタに限らず広く用いられている、タップ付きの
遅延回路を用いたFIR(Finite Impulse Responce )
フィルタまたは非巡回型フィルタと呼ばれるデジタルフ
ィルタで、比較的容易に実現することができる。
In order to realize such filter characteristics using analog elements such as L, C, and R, an advanced design using a computer is required. However, the filter characteristics are not limited to the Nyquist filters but are widely used. (Finite Impulse Response) using delay circuit with tap
A digital filter called a filter or a non-recursive filter can be realized relatively easily.

【0016】図13は、前記FIR型の典型的な従来技
術のデジタルフィルタ1の電気的構成を示すブロック図
である。この図13で示すように、FIR型の一般的な
デジタルフィルタは、縦続接続された多段の遅延器d
1,d2,…,dnと、乗算器g0,g1,…,gn
と、加算回路2とを備えて構成されている。入力信号x
(n)は、各遅延器d1〜dnで順次遅延されてゆき、
各遅延器d1〜dnの入出力をタップとして、各タップ
でのデータに、乗算器g0〜gnによってそれぞれ係数
h0〜hnを乗算し、その乗算結果を加算回路2で加算
して、出力信号y(n)を得るように構成されている。
FIG. 13 is a block diagram showing the electrical configuration of a typical prior art digital filter 1 of the FIR type. As shown in FIG. 13, a general FIR type digital filter is composed of a cascade-connected multi-stage delay device d.
, Dn, and multipliers g0, g1,.
And an adder circuit 2. Input signal x
(N) is sequentially delayed by each of the delay units d1 to dn,
Using the input and output of each of the delay units d1 to dn as taps, the data at each tap is multiplied by coefficients h0 to hn by multipliers g0 to gn, and the multiplication results are added by an adder 2 to obtain an output signal y (N) is obtained.

【0017】加算回路2は、2つの乗算器g0,g1;
g2,g3;…;g(n−1),gnからの出力を相互
に加算する加算器k11,k12,…,k1mと、2つ
の加算器k11,k12;…;k1(m−1),k1m
の出力を順次加算してゆく加算器k21,…,k2jと
を備えて構成されている。
The adder circuit 2 includes two multipliers g0 and g1;
g2, g3; ...; adders k11, k12, ..., k1m for mutually adding outputs from g (n-1), gn; and two adders k11, k12; ...; k1 (m-1), k1m
, And k2j for sequentially adding the outputs of.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】上述のようなデジタル
フィルタ1では、タップ数nを多くする程、良好なフィ
ルタ特性を得ることができる。しかしながら、前記タッ
プ数nを増加すると、遅延器d1〜dnおよび加算器k
11〜k1m;k21〜k2jの増加だけでなく、実装
スペース中で大きな割合を占める乗算器g0〜gnの増
加に伴って、回路規模が拡大してしまうという問題があ
る。
In the digital filter 1 as described above, as the number of taps n increases, better filter characteristics can be obtained. However, when the number of taps n is increased, the delay units d1 to dn and the adder k
There is a problem that the circuit scale is increased with the increase of the multipliers g0 to gn which occupy a large proportion in the mounting space as well as the increase of 11 to k1m; k21 to k2j.

【0019】一方、無線通信、特にその秘匿性、データ
伝送容量および送信電力等、多くの利点を有し、近年注
目されているスペクトラム拡散通信では、送信信号に拡
散信号を付加する変調処理や受信信号から拡散信号を除
去する復調処理などの多くのデジタル信号処理が必要と
なる。
On the other hand, wireless communication, in particular, has many advantages such as confidentiality, data transmission capacity, and transmission power. In spread spectrum communication, which has attracted attention in recent years, modulation processing for adding a spread signal to a transmission signal and reception have been performed. A lot of digital signal processing such as demodulation processing for removing a spread signal from a signal is required.

【0020】このため、前記スペクトラム拡散通信を行
うパーソナルコンピュータ用の無線LANや携帯機器の
通信ユニットとして使用される場合には、実装スペー
ス、コストおよび消費電力等の観点から、回路規模の縮
小化および使用部品数の削減が強く要望される。また、
小型化の目的で各回路素子の集積回路化を進めるときに
も、できるだけ少ない回路で構成することが、開発期間
の短縮および開発コストの削減の点から有利である。
For this reason, when used as a wireless unit for a personal computer for performing the spread spectrum communication or as a communication unit of a portable device, it is possible to reduce the circuit scale and to reduce the mounting space, cost and power consumption. There is a strong demand for a reduction in the number of parts used. Also,
Even when the integration of each circuit element is promoted for the purpose of miniaturization, it is advantageous to configure the circuit with as few circuits as possible from the viewpoint of shortening the development period and reducing the development cost.

【0021】本発明の目的は、部品点数、コスト、電力
消費および開発期間等を削減することができる、簡単な
構成のデジタルフィルタを提供することである。
An object of the present invention is to provide a digital filter having a simple configuration, which can reduce the number of parts, cost, power consumption, development period, and the like.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るデ
ジタルフィルタは、タップ付きの遅延手段を複数段縦続
接続し、各タップからの出力に予め定める係数を乗算し
た後、相互に加算することによって補間サンプルを得る
ようにした非巡回型のデジタルフィルタにおいて、ロー
ルオフ率が0でない場合、前記係数の乗算を、シフタ
と、加算手段とによって実現することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a digital filter in which a plurality of delay means having taps are connected in cascade, an output from each tap is multiplied by a predetermined coefficient, and then added to each other. In a non-recursive digital filter for obtaining interpolated samples, if the roll-off rate is not 0, the multiplication of the coefficients is realized by a shifter and an adding means.

【0023】上記の構成によれば、非巡回(FIR)型
のデジタルフィルタにおいて、演算して得られたデータ
を補間サンプルとして符号間隔T毎の実データ間に挿入
するにあたって、ロールオフ率が0でない場合、したが
って理想フィルタ特性ではない場合には、まず、入力デ
ータに乗算すべき係数、すなわち所望とするオーバーサ
ンプルを実現することができ、符号間隔で正規化された
サンプリング周期t/T(t:サンプリング周期、T:
符号間隔)、たとえば2倍オーバーサンプルの場合には
±0.5,±1.5…、3倍オーバーサンプルの場合に
は±0.33,±0.67,±1.33,±1.67…
における所望とするロールオフ率でのインパルス応答の
レベルに対応した係数を、図4で示すロールオフフィル
タのインパルス応答特性から求める。次に、その係数を
分解した各部分係数に対応したシフト量でシフト動作を
行うシフタによって入力データをそれぞれシフトし、各
シフタからの出力を加算手段で加算することによって、
前記補間サンプルを作成する。たとえば、0.75の係
数を乗算する場合、入力データを、LSB側に1ビット
シフトした0.5相当のデータと、前記LSB側に2ビ
ットシフトした0.25相当のデータとを加算して、所
望とする前記0.75の係数を乗算したデータを得る。
According to the above arrangement, in the non-recursive (FIR) type digital filter, when the data obtained by the calculation is inserted between the actual data at each code interval T as an interpolation sample, the roll-off rate becomes zero. In other words, if it is not the ideal filter characteristic, first, a coefficient to be multiplied by the input data, that is, a desired oversample can be realized, and the sampling period t / T (t (t : Sampling period, T:
Code interval), for example, ± 0.5, ± 1.5... In the case of double oversampling, ± 0.33, ± 0.67, ± 1.33, ± 1.3. 67 ...
Is obtained from the impulse response characteristics of the roll-off filter shown in FIG. Next, input data is shifted by a shifter that performs a shift operation with a shift amount corresponding to each partial coefficient obtained by decomposing the coefficient, and an output from each shifter is added by an adding unit.
Create the interpolated sample. For example, when multiplying by a coefficient of 0.75, the input data is obtained by adding the data equivalent to 0.5 shifted by 1 bit to the LSB side and the data equivalent to 0.25 shifted by 2 bits to the LSB side. , To obtain data multiplied by the desired coefficient of 0.75.

【0024】したがって、構成の複雑な乗算器は不要と
なり、係数乗算回路の構成を大幅に簡略化することがで
きる。これによって、部品点数、コスト、電力消費およ
び開発期間等の削減が可能となり、前記スペクトラム拡
散通信によるデータ通信装置などで好適に用いることが
できる。
Therefore, a multiplier having a complicated configuration is not required, and the configuration of the coefficient multiplying circuit can be greatly simplified. This makes it possible to reduce the number of components, cost, power consumption, development period, and the like, and can be suitably used in a data communication device using spread spectrum communication.

【0025】また、請求項2の発明に係るデジタルフィ
ルタは、タップ付きの遅延手段を複数段縦続接続し、各
タップからの出力に予め定める係数を乗算した後、相互
に加算することによって補間サンプルを得るようにした
非巡回型のデジタルフィルタにおいて、タップ数を、所
望とするロールオフ率に対応したインパルス応答のレベ
ルに基づいて限定することを特徴とする。
In the digital filter according to the second aspect of the present invention, a delay means with taps is cascade-connected in a plurality of stages, an output from each tap is multiplied by a predetermined coefficient, and then added to each other to obtain an interpolation sample. In the non-recursive digital filter that obtains the following equation, the number of taps is limited based on the level of an impulse response corresponding to a desired roll-off rate.

【0026】上記の構成によれば、前記図4で示すロー
ルオフフィルタのインパルス応答特性から明らかなよう
に、ロールオフ率αが0以外の場合には、t/Tが或る
程度大きくなるとインパルス応答は収束している。たと
えば、α=1.0、すなわち前記図11における遷移領
域Wが最も広く、インパルス応答が最も鈍い場合で、t
/T=1.5程度で収束している。したがってこの場
合、タップは±0.5,±1.5の4段あれば良く、最
小の構成で、必要なフィルタリング特性を得ることがで
きる。
According to the above configuration, as is apparent from the impulse response characteristics of the roll-off filter shown in FIG. 4, when the roll-off rate α is other than 0, the impulse is increased when t / T is increased to some extent. The response is converging. For example, when α = 1.0, that is, when the transition region W in FIG. 11 is the widest and the impulse response is the slowest,
It converges at about /T=1.5. Therefore, in this case, there are only four taps of ± 0.5 and ± 1.5, and a required filtering characteristic can be obtained with a minimum configuration.

【0027】さらにまた、請求項3の発明に係るデジタ
ルフィルタは、前記タップ数を、前記t/Tが±4まで
に限定することを特徴とする。
Still further, a digital filter according to the invention of claim 3 is characterized in that the number of taps is limited to t / T of ± 4.

【0028】上記の構成によれば、前記図4で示すよう
に、ロールオフ率αが0以外の値であれば、任意の値
で、インパルス応答はほぼt/T=4までに収束してお
り、ロールオフ率αが小さい場合にも、実用上問題なく
フィルタリングを行うことができる。
According to the above configuration, as shown in FIG. 4, if the roll-off rate α is a value other than 0, the impulse response converges to almost t / T = 4 at an arbitrary value. Thus, even when the roll-off rate α is small, filtering can be performed without any practical problem.

【0029】また、請求項4の発明に係るデジタルフィ
ルタは、ローパスフィルタを実現するにあたって、正の
係数に関するシフタと負の係数に関するシフタとの間
で、2ビット以上シフトするシフト量と個数とを相互に
等しくすることを特徴とする。
In the digital filter according to the fourth aspect of the present invention, in realizing a low-pass filter, the shift amount and the number of shifts of two bits or more between the shifter for the positive coefficient and the shifter for the negative coefficient are determined. It is characterized by being equal to each other.

【0030】上記の構成によれば、微小な係数分が正の
係数側と負の係数側とで相互に等しくなり、係数が所定
ビットで打切られていても、入力データに含まれる直流
成分まで正確に保存することができ、直流域から応答特
性を有するローパスフィルタを実現することができる。
According to the above configuration, the minute coefficient becomes equal to each other on the positive coefficient side and the negative coefficient side, and even if the coefficient is truncated by a predetermined bit, the DC component included in the input data is reduced. A low-pass filter that can be stored accurately and has a response characteristic from a DC region can be realized.

【0031】さらにまた、請求項5の発明に係るデジタ
ルフィルタは、相互に等しい係数が乗算されるタップ出
力は、加算手段で相互に加算された後、シフタでシフト
処理されることを特徴とする。
Further, the digital filter according to the invention of claim 5 is characterized in that tap outputs multiplied by mutually equal coefficients are added to each other by adding means and then shifted by a shifter. .

【0032】上記の構成によれば、タップ係数の対称性
を利用して、シフタ数をほぼ1/2に削減することがで
きる。
According to the above configuration, the number of shifters can be reduced to almost half by utilizing the symmetry of the tap coefficients.

【0033】また、請求項6の発明に係るデジタルフィ
ルタは、前記加算処理を、異符号の係数同士で行うこと
を特徴とする。
Further, the digital filter according to the invention of claim 6 is characterized in that the addition process is performed between coefficients of different signs.

【0034】上記の構成によれば、計算途中でのオーバ
ーフローの発生を抑制し、加算結果を正しく保存した誤
差のない出力を得ることができる。
According to the above configuration, it is possible to suppress the occurrence of overflow during the calculation and obtain an error-free output in which the addition result is correctly stored.

【0035】また、通常、負の係数の乗算は、2の補数
器を用いて、正の係数のデータの全ビットの極性を反転
した上で、「1」を加算することによって行われ、こう
して求めた負の係数と他の正の係数との異符号の係数の
加算を、本発明では、加算器で負の係数の成分と正の係
数との加算を行った後、キャリービット入力から1を加
算することによって実現する。
Usually, the multiplication of the negative coefficient is performed by inverting the polarity of all the bits of the data of the positive coefficient using a two's complementer and then adding "1". In the present invention, the addition of the negative coefficient component and the positive coefficient by the adder is performed by adding the coefficient of the opposite sign between the obtained negative coefficient and another positive coefficient. Is realized by adding

【0036】したがって、前記補数器のような加算器が
不要になり、構成を簡略化することができる。
Therefore, an adder such as the complementer is not required, and the configuration can be simplified.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態のデ
ジタルフィルタ11の電気的構成を示すブロック図であ
り、図2はそのデジタルフィルタ11の基本的な考え方
を説明するためのブロック図であり、図3はこのデジタ
ルフィルタ11の動作を説明するための図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an electric configuration of a digital filter 11 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram for explaining a basic concept of the digital filter 11. FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the digital filter 11.

【0038】本発明は、入力信号X(n)を、図3にお
いて○印で示す所定の符号間隔T毎にサンプリングして
得られた実入力データであるパルス…,A(n−1),
A(n),A(n+1),A(n+2),…(総称する
ときには参照符Aで示す)から、×印で示す補間データ
であるパルス…,B(n),…(総称するときには参照
符Bで示す)を求め、パルスA間にパルスBを内挿し
て、2倍オーバサンプリングを行い、ローパスフィルタ
動作を実現する。
According to the present invention, pulses..., A (n−1), which are actual input data obtained by sampling the input signal X (n) at predetermined code intervals T indicated by ○ in FIG.
From A (n), A (n + 1), A (n + 2),... (Referred to by a reference numeral A when collectively referred to), pulses P, B (n),... (Indicated by the symbol B), and interpolate the pulse B between the pulses A to perform double oversampling to realize a low-pass filter operation.

【0039】図3は、補間の様子を説明するタイミング
チャートである。A(n)は、現時点での入力パルスの
レベルを示し、A(n−1)は、1サンプル周期(=1
T:1符号間隔)だけ以前の入力パルスのレベルを表
し、A(n+1),A(n+2)は、それぞれ1サンプ
ル周期および2サンプル周期だけ、先行した入力パルス
のレベルを表す。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the state of interpolation. A (n) indicates the current level of the input pulse, and A (n-1) indicates one sample period (= 1
T (T: 1 code interval) represents the level of the input pulse before, and A (n + 1) and A (n + 2) represent the level of the input pulse preceding by one sample period and two sample periods, respectively.

【0040】本例では、後述するように、前記補間パル
スB(n)は、タイミングnとn+1との中間点に、そ
の補間点の前後2サンプル(合計4サンプル分)の入力
パルスA(n+2),A(n+1);A(n),A(n
−1)によるインパルス応答分を畳み込むことで近似す
る。
In this example, as will be described later, the interpolation pulse B (n) is provided at an intermediate point between the timings n and n + 1 at two points before and after the interpolation point (a total of four samples) of the input pulse A (n + 2). ), A (n + 1); A (n), A (n
Approximation is performed by convolving the impulse response according to -1).

【0041】図4は、先にナイキストによって与えられ
た符号間干渉のないフィルタ特性から、前記式2に従っ
て、ロールオフ率αを変化してインパルス応答r(t)
を求めた計算結果を示すグラフである。縦軸はインパル
ス応答のレベル、すなわち係数を表し、横軸は符号間隔
Tで正規化されたサンプリング周期tを表す。
FIG. 4 shows the impulse response r (t) obtained by changing the roll-off rate α in accordance with the above equation 2 from the filter characteristics without intersymbol interference previously given by Nyquist.
6 is a graph showing a calculation result of the calculation. The vertical axis represents the level of the impulse response, that is, the coefficient, and the horizontal axis represents the sampling period t normalized by the code interval T.

【0042】まず、前記デジタルフィルタ11に所望と
するロールオフ率αを決定する。なお、説明の簡略化の
ために、本例では、α=0.5として説明する。けれど
も本発明では、α=0以外であれば、任意の値が選択さ
れてもよい。次に、所望とするオーバサンプリングの倍
数を決定する。ここでも本例では、説明の簡略化のため
に、2倍オーバサンプリングとする。けれども、3倍以
上の高次であってもよいことは言うまでもない。
First, a desired roll-off rate α for the digital filter 11 is determined. Note that, for the sake of simplicity, in this example, the description will be made with α = 0.5. However, in the present invention, any value other than α = 0 may be selected. Next, a desired multiple of oversampling is determined. Again, in this example, double oversampling is used for simplification of the description. However, it is needless to say that the order may be higher than three times.

【0043】前記2倍オーバサンプリングであると、サ
ンプリング周期tを符号間隔Tで正規化(t/T)する
と、0.5となる。したがって、入力信号X(n)の実
データで得られるt/T=0,1,2,…のパルスA間
に、t/T=0.5,1.5,2.5,…の補間パルス
Bを挿入してゆくことになる。また、前記インパルス応
答r(t)は、時間的に対称な関係になるので、t/T
=±0.5,±1,±1.5,…のそれぞれのタイミン
グにおけるインパルス応答r(t)のレベルは同一とな
る。本例では、α=0.5において、t/T=±2以上
でほぼ収束していることから、前記補間パルスB(n)
を、前述のように前後2サンプルの入力パルスA(n+
2),A(n+1);A(n),A(n−1)のインパ
ルス応答分を畳みこむことで近似する。
In the case of the double oversampling, when the sampling period t is normalized (t / T) by the code interval T, it becomes 0.5. Therefore, interpolation of t / T = 0.5, 1.5, 2.5,... Between the pulses A of t / T = 0, 1, 2,... Obtained by the actual data of the input signal X (n). The pulse B is inserted. Further, since the impulse response r (t) has a temporally symmetric relationship, t / T
= ± 0.5, ± 1, ± 1.5,..., The level of the impulse response r (t) is the same. In this example, at α = 0.5, since the convergence is almost completed at t / T = ± 2 or more, the interpolation pulse B (n)
Is input pulse A (n +
2), A (n + 1); A (n), A (n-1) are approximated by convolving the impulse response components.

【0044】すなわち、入力パルスA(n+2)のデー
タに乗算する係数をH1、入力パルスA(n+1)のデ
ータに乗算する係数をH2、入力パルスA(n)のデー
タに乗算する係数をH3、入力パルスA(n−1)のデ
ータに乗算する係数をH4とすると、 B(n)=H1×A(n+2)+H2×A(n+1) +H3×A(n)+H4×A(n−1) …(4) から求める。
That is, a coefficient for multiplying the data of the input pulse A (n + 2) is H1, a coefficient for multiplying the data of the input pulse A (n + 1) is H2, a coefficient for multiplying the data of the input pulse A (n) is H3, Assuming that the coefficient by which the data of the input pulse A (n-1) is multiplied is H4, B (n) = H1 * A (n + 2) + H2 * A (n + 1) + H3 * A (n) + H4 * A (n-1) … (4)

【0045】また、たとえば3倍オーバサンプリングを
行う場合には、2つの補間パルスB(na),B(n
b)に対して、補間パルスB(na)を、t/T=±
0.33におけるインパルス応答のレベルを係数H2
a,H3aとし、t/T=±1.33におけるインパル
ス応答のレベルを係数H1a,H4aとして、前記入力
パルスA(n+2),A(n+1);A(n),A(n
−1)に乗算して求め、補間パルスB(nb)を、t/
T=±0.67におけるインパルス応答のレベルを係数
H2b,H3bとし、t/T=±1.67におけるイン
パルス応答のレベルを係数H1b,H4bとして、前記
入力パルスA(n+2),A(n+1);A(n),A
(n−1)に乗算して求めるようにすればよい。
For example, in the case where triple oversampling is performed, two interpolation pulses B (na) and B (n)
b), the interpolation pulse B (na) is calculated as t / T = ±
The level of the impulse response at 0.33 is represented by the coefficient H2
a, H3a, and the level of the impulse response at t / T = ± 1.33 as coefficients H1a, H4a, and the input pulses A (n + 2), A (n + 1); A (n), A (n
-1), and the interpolation pulse B (nb) is calculated as t /
The input pulse A (n + 2), A (n + 1), where the levels of the impulse response at T = ± 0.67 are coefficients H2b and H3b, and the levels of the impulse response at t / T = ± 1.67 are coefficients H1b and H4b. A (n), A
What is necessary is just to multiply (n-1) and obtain it.

【0046】さらにまた、4倍オーバサンプリングの場
合には、t/T=±0.25,±0.5,±0.75;
±1.25,±1.5,…におけるインパルス応答のレ
ベルを係数として用いるようにすればよい。また、ロー
ルオフ率αが0.3程度の小さな値となると、たとえば
前記2倍オーバサンプリングにおいては、図4から、さ
らにt/T=±2.5と、t/T=±3.5とのタイミ
ングにおけるインパルス応答のレベルを係数として、畳
み込みを追加すればよい。
Further, in the case of 4 times oversampling, t / T = ± 0.25 ± 0.5, ± 0.75;
The level of the impulse response in ± 1.25, ± 1.5,... May be used as a coefficient. When the roll-off rate α becomes a small value of about 0.3, for example, in the double oversampling, as shown in FIG. 4, t / T = ± 2.5 and t / T = ± 3.5. The convolution may be added by using the level of the impulse response at the timing (1) as a coefficient.

【0047】本実施の形態では、後述するように、最小
の回路構成で補間パルスB(n)を求めるために、係数
H1(=H4)および係数H2(=H3)は、それぞれ
図4から求められる値−0.11および−0.58に近
似した、−0.078125および0.578125に
選ぶ。これらの係数H1.H2を、それぞれ、 H1=−0.078125=−0.0625+(−0.015625) …(5) H2=0.578125=0.5+0.0625+0.015625 …(6) に分解し、それぞれの部分係数の乗算を、入力データを
LSB(Least Significant Bit )側にシフトさせるシ
フタで実現する。すなわち、0.5,0.0625,
0.015625の部分係数を、それぞれ1ビット、4
ビット、6ビットのシフタで得る。
In this embodiment, as described later, in order to obtain the interpolation pulse B (n) with the minimum circuit configuration, the coefficient H1 (= H4) and the coefficient H2 (= H3) are obtained from FIG. Choose -0.078125 and 0.578125, which approximates the resulting values -0.11 and -0.58. These coefficients H1. H2 is decomposed into H1 = −0.078125 = −0.0625 + (− 0.015625) (5) H2 = 0.578125 = 0.5 + 0.0625 + 0.015625 (6) Coefficient multiplication is realized by a shifter that shifts input data to the LSB (Least Significant Bit) side. That is, 0.5, 0.0625,
Each of the partial coefficients of 0.015625 is 1 bit, 4 bits,
Bit, obtained with a 6-bit shifter.

【0048】すなわち、図2を参照して、前記所定の1
符号間隔T毎にパルスAが含まれる入力信号X(n)
は、相互に縦続接続され、図示しないクロック信号源か
らのクロック信号に応答して、前記1符号間隔Tだけ遅
延を行う遅延器D1,D2,D3,D4によって、順次
遅延されてゆく。したがって、遅延器D3からの出力を
現在のパルスA(n)とすると、遅延器D4からの出力
は、1サンプル周期だけ前のパルスA(n−1)とな
り、遅延器D1,D2からの出力は、それぞれ2サンプ
ル周期後のパルスA(n+2)および1サンプル周期後
のパルスA(n+1)となる。
That is, referring to FIG.
Input signal X (n) including pulse A at each code interval T
Are cascade-connected to each other and are sequentially delayed by delayers D1, D2, D3, and D4 that delay by the one symbol interval T in response to a clock signal from a clock signal source (not shown). Therefore, assuming that the output from the delay unit D3 is the current pulse A (n), the output from the delay unit D4 is the pulse A (n-1) one sample period earlier, and the outputs from the delay units D1 and D2. Are pulse A (n + 2) after two sample periods and pulse A (n + 1) after one sample period, respectively.

【0049】パルスA(n+2)に前記係数H1を乗算
するにあたって、式5で示すようにして得られた部分係
数にそれぞれ対応したシフタS11,S12が設けられ
ており、シフタS11では、部分係数−0.0625に
対応したLSB側への4ビットシフトおよび(−1)の
乗算が行われ、シフタS12では、部分係数−0.01
5625に対応した6ビットシフトおよび(−1)の乗
算が行われる。シフタS11,S12からの出力は、加
算器K1で相互に加算され、これによってパルスA(n
+2)に係数H1が乗算された値を得ることができる。
なお、前記シフタS11,S12における(−1)の乗
算処理は、後述するように、加算器K1の入力側で対応
される。
When multiplying the pulse A (n + 2) by the coefficient H1, shifters S11 and S12 corresponding to the partial coefficients obtained as shown in Expression 5 are provided. A 4-bit shift to the LSB side corresponding to 0.0625 and multiplication by (−1) are performed, and a partial coefficient −0.01 is obtained in shifter S12.
A 6-bit shift corresponding to 5625 and multiplication by (−1) are performed. The outputs from the shifters S11 and S12 are added to each other by an adder K1, whereby the pulses A (n
+2) can be obtained by multiplying the coefficient H1.
The multiplication process of (-1) in the shifters S11 and S12 is performed on the input side of the adder K1, as described later.

【0050】同様に、パルスA(n−1)には、前記シ
フタS11,S12とそれぞれ同様のシフタS41,S
42によって、部分係数0.0625および0.015
625の乗算および(−1)の乗算が行われ、その乗算
結果が加算器K4で相互に加算されて、係数H4の乗算
値が求められる。
Similarly, the pulse A (n-1) includes shifters S41, S12 similar to the shifters S11, S12, respectively.
By 42, the partial coefficients 0.0625 and 0.015
The multiplication of 625 and the multiplication of (−1) are performed, and the multiplication results are added to each other by the adder K4 to obtain a multiplication value of the coefficient H4.

【0051】これに対して、パルスA(n+1)には、
前記式6で示すようにして得られた部分係数に対応した
シフタS21,S22,S23によって、それぞれLS
B側に1ビット、4ビット、および6ビットのシフト処
理が行われ、加算器K21,K22によってそれらの乗
算値が相互に加算されて、係数H2の乗算値が求められ
る。同様に、パルスA(n)に対しても、シフタS3
1,S32,S33によって、それぞれLSB側に1ビ
ット、4ビットおよび6ビットシフトされて乗算が行わ
れ、その乗算値が加算器K31,K32で相互に加算さ
れて、係数H3の乗算値が求められる。
On the other hand, the pulse A (n + 1) includes
Each of the shifters S21, S22, and S23 corresponding to the partial coefficients obtained as shown in the above-described Expression 6 causes LS
The 1-bit, 4-bit, and 6-bit shift processes are performed on the B side, and their multiplied values are added to each other by adders K21 and K22 to obtain a multiplied value of the coefficient H2. Similarly, for the pulse A (n), the shifter S3
The multiplication is performed by shifting the LSB side by 1 bit, 4 bits and 6 bits by 1, S32 and S33, and the multiplied values are added to each other by adders K31 and K32 to obtain a multiplied value of the coefficient H3. Can be

【0052】各加算器K1,K22;K32,K4から
の出力は、加算器K51,K52から加算器K53で相
互に加算されて、補間パルスB(n)が求められる。こ
の補間パルスB(n)は、マルチプレクサ12によっ
て、実入力パルスA(n)に続いて内挿され、出力信号
Y(n)が得られる。
The outputs from the adders K1 and K22; K32 and K4 are mutually added by the adders K51 and K52 by the adder K53 to obtain an interpolation pulse B (n). The interpolation pulse B (n) is interpolated by the multiplexer 12 following the actual input pulse A (n), and an output signal Y (n) is obtained.

【0053】マルチプレクサ12は、前記符号間隔Tの
1/2周期毎のクロックで入力が切換えられ、こうして
マルチプレクサ12の出力には、実入力パルスAと補間
パルスBとが交互に出力され、2倍オーバサンプリング
によるローパスフィルタリング出力が出力されることに
なる。
The input of the multiplexer 12 is switched by a clock every half cycle of the code interval T. Thus, the actual input pulse A and the interpolation pulse B are alternately output to the output of the multiplexer 12, and the output is doubled. A low-pass filtering output due to oversampling is output.

【0054】なお、係数が1以上である場合には、シフ
タは入力データをMSB(Most Significant Bit)側に
シフトさせればよく、たとえば係数1.5の乗算値を得
る場合には、MSB側に1ビットシフトした値、すなわ
ち係数2の乗算値と、シフトなしの係数1の乗算値との
加算値を求めればよい。
If the coefficient is 1 or more, the shifter may shift the input data to the MSB (Most Significant Bit) side. For example, to obtain a multiplication value of 1.5, the shifter , Ie, the sum of the product of the coefficient 2 and the product of the coefficient 1 without shifting.

【0055】図1は、本発明に係るデジタルフィルタ1
1を具体的に示すブロック図であり、図2と対応する部
分には、同一の参照符号を付してその説明を省略する。
注目すべきは、図1の構成では、相互に同一の係数H1
とH4とがそれぞれ乗算されるパルスA(n+2)とA
(n−1)とが、予め加算器K61で相互に加算された
後、前記係数H1(=H4)の乗算処理を行うシフタS
11,S12に入力され、同様に、相互に同一の係数H
2とH3とがそれぞれ乗算されるパルスA(n+1)と
A(n)とが、予め加算器K62で相互に加算された
後、前記係数H2(=H3)の乗算処理を行うシフタS
21,S22,S23に入力されることである。これに
よって、図2の構成に比べて、シフタ数を半減すること
ができる。
FIG. 1 shows a digital filter 1 according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram specifically illustrating 1, and portions corresponding to FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
It should be noted that in the configuration of FIG.
A (n + 2) and A to be multiplied by
(N-1) are added to each other in advance by the adder K61, and then the multiplication process of the coefficient H1 (= H4) is performed.
11, S12, and similarly, the same coefficient H
After the pulses A (n + 1) and A (n) multiplied by 2 and H3, respectively, are added to each other in advance by the adder K62, the shifter S that performs the multiplication process of the coefficient H2 (= H3)
21, S22 and S23. As a result, the number of shifters can be reduced by half as compared with the configuration of FIG.

【0056】また注目すべきは、各シフタS11,S1
2;S21,S22,S23のシフト処理によって得ら
れた乗算値の加算処理を行うにあたって、絶対値が相互
に等しく、異符号の部分係数の乗算値同士から加算処理
が行われることである。すなわち、部分係数−0.06
25の乗算結果となるシフタS11の出力と部分係数
0.0625の乗算結果となるシフタS22の出力とが
加算器K71で相互に加算され、同様に、部分係数−
0.015625の乗算結果となるシフタS12の出力
と部分係数0.015625の乗算結果となるシフタS
23の出力とが加算器K72で相互に加算される。加算
器K71,K72からの出力と、シフタS21からの出
力とは、加算器K81,K82によって順次加算され
て、前記補間パルスB(n)が求められる。
It should also be noted that each shifter S11, S1
2: When performing the addition processing of the multiplication values obtained by the shift processing of S21, S22, and S23, the addition processing is performed from the multiplication values of the partial coefficients having the same absolute value and different signs. That is, the partial coefficient −0.06
The output of the shifter S11 resulting from the multiplication of 25 and the output of the shifter S22 resulting from the multiplication of the partial coefficient 0.0625 are added to each other by an adder K71.
Shifter S as output of shifter S12 resulting from multiplication of 0.015625 and partial coefficient 0.015625
And the output of the adder 23 are added to each other by an adder K72. The outputs from the adders K71 and K72 and the output from the shifter S21 are sequentially added by the adders K81 and K82 to obtain the interpolation pulse B (n).

【0057】このように加算処理を異符号の乗算値同士
から行うことによって、オーバフローの発生を抑制し、
加算結果を終段まで正確に保存することができる。
As described above, by performing the addition process from multiplication values of different signs, occurrence of overflow is suppressed,
The addition result can be accurately stored until the end.

【0058】また、正の数と負の数との加算は、通常、
図5(a)で示すように、2の補数器を用いて、入力デ
ータを反転バッファ15によって全ビットの極性を反転
した上で、加算器16によって1を加算することで負数
を表現し、その後に加算器17によって正の数との加算
値を求めることによって行われる。これに対して、本発
明のように異符号の係数の乗算値同士を加算することに
よって、図5(b)で示すように、前記反転バッファ1
5による全ビットの反転データに、加算器18によっ
て、直接、正の数を加算し、その加算器18のキャリー
ビット入力から「1」を加算することによって、同様の
加算処理を実現することができる。
In addition, addition of a positive number and a negative number is usually
As shown in FIG. 5A, the polarity of all the bits of the input data is inverted by the inversion buffer 15 using a two's complementer, and the adder 16 adds 1 to represent a negative number. Thereafter, the addition is performed by the adder 17 to obtain an addition value with a positive number. On the other hand, as shown in FIG. 5B, by adding the multiplication values of the coefficients of different codes as in the present invention, as shown in FIG.
A similar addition process can be realized by directly adding a positive number to the inverted data of all bits by 5 by the adder 18 and adding “1” from the carry bit input of the adder 18. it can.

【0059】したがって、前記加算器16などの構成を
削減することができ、前記加算器K71,K72は、こ
のようにキャリービット入力から「1」を加算するよう
に構成されている。これによって、加算器K71,K7
2はまた、前記シフタS11,S12側の入力を上述の
ように負数とすることによって、前記シフタS11,S
12における(−1)の乗算処理を代行しており、シフ
タS11,S12の構成が簡略化されている。
Therefore, the configuration of the adder 16 and the like can be reduced, and the adders K71 and K72 are configured to add "1" from the carry bit input. Thereby, the adders K71, K7
2 also sets the input of the shifters S11 and S12 to a negative number as described above,
12 is substituted for the multiplication process (-1), and the configurations of the shifters S11 and S12 are simplified.

【0060】上述のように構成されたデジタルフィルタ
11において、たとえば入力パルスA(n−1),A
(n),A(n+1),A(n+2)として、それぞれ
3,1,3,−1が入力された場合の各シフタS11,
S12;S21,S22,S23および加算器K61,
K62;K71,K72;K81,K82の出力を、図
6で示す。これに対して、前記パルスA(n−1),A
(n),A(n+1),A(n+2)として、それぞれ
1,1,1,1、すなわち入力信号X(n)を直流とし
た場合の各シフタS11,S12;S21,S22,S
23および加算器K61,K62;K71,K72;K
81,K82の出力は、図7で示すようになる。
In the digital filter 11 configured as described above, for example, the input pulses A (n-1), A
Each shifter S11, when 3, 1, 3, -1 are input as (n), A (n + 1), and A (n + 2), respectively.
S12; S21, S22, S23 and the adder K61,
The outputs of K62; K71, K72; K81, K82 are shown in FIG. In contrast, the pulses A (n-1), A
(N), A (n + 1), and A (n + 2) are 1, 1, 1, 1, respectively, that is, shifters S11, S12; S21, S22, S when input signal X (n) is DC.
23 and adders K61, K62; K71, K72; K
The outputs of 81 and K82 are as shown in FIG.

【0061】本発明では、2ビット以上のシフト処理を
行うシフタのシフト量と個数とを、正の係数側と負の係
数側とで相互に等しくしている。すなわち、4ビットシ
フトする負の係数のシフタS11と正の係数のシフタS
22とを対応させ、6ビットシフトする負の係数のシフ
タS12と正の係数のシフタS23とを対応させてい
る。
In the present invention, the shift amount and the number of shifters for performing a shift process of 2 bits or more are made equal on the positive coefficient side and the negative coefficient side. That is, the shifter S11 having a negative coefficient and the shifter S having a positive coefficient shifted by 4 bits.
22 and a shifter S12 of a negative coefficient shifted by 6 bits and a shifter S23 of a positive coefficient.

【0062】これは、前記図4から、0<α≦1.0の
任意の値で、t/T=0.5における係数H2(=H
3)は、正で、かつその絶対値が0.5以上となり、t
/T=1.5の係数H1(=H4)は、必ず負で、かつ
その絶対値が0.25未満となり、係数H2に関するシ
フト量は、1ビットとさらに大きいシフト量との組み合
わせで近似でき、係数H1に関するシフト量は、3ビッ
トとさらに大きいシフト量との組み合わせで近似できる
ことを利用している。
It can be seen from FIG. 4 that the coefficient H2 (= H) at t / T = 0.5 is an arbitrary value of 0 <α ≦ 1.0.
3) is positive and the absolute value is 0.5 or more, and t
The coefficient H1 (= H4) of /T=1.5 is always negative and its absolute value is less than 0.25, and the shift amount of the coefficient H2 can be approximated by a combination of 1 bit and a larger shift amount. , The coefficient H1 can be approximated by a combination of 3 bits and a larger shift amount.

【0063】上述のように、図7で示すA(n+2)=
A(n+1)=A(n)=A(n−1)の直流入力を考
えると、補間パルスB(n)は入力データと同じ値を取
るべきであるけれども、実際には無限のインパルス応答
を有限個で打ち切って近似しているので、同じ値にはな
らない。しかしながら、本発明のように、シフタS1
1,S12;S21,S22,S23および加算器K6
1,K62;K71,K72;K81,K82によって
係数の乗算を行う構成の場合には、前述のように1ビッ
トシフト以外のシフタのシフト量と個数とを正の係数側
と負の係数側とで相互に等しく構成することによって、
1ビットシフト以外の項は打ち消し合って加算値が0に
なり、残った正の1ビットシフトの項を加算すると、
(1/2)×A(n+1)+(1/2)×A(n)=B
(n) …(7)となり、入力データと等しいデータ
が得られて、直流成分まで正確に保存することができ
る。
As described above, A (n + 2) = shown in FIG.
Considering a DC input of A (n + 1) = A (n) = A (n-1), the interpolation pulse B (n) should take the same value as the input data, but actually has an infinite impulse response. The values are not the same because the approximation is truncated to a finite number. However, as in the present invention, the shifter S1
1, S12; S21, S22, S23 and adder K6
1, K62; K71, K72; K81, K82, in the case of multiplication of coefficients, as described above, the shift amount and the number of shifters other than the one-bit shift are set to the positive coefficient side and the negative coefficient side. By making them equal to each other,
Terms other than 1-bit shift cancel each other out to have an added value of 0, and when the remaining positive 1-bit shift terms are added,
(1/2) × A (n + 1) + (1/2) × A (n) = B
(N)... (7), and data equal to the input data is obtained, and the DC component can be accurately stored.

【0064】したがって、係数のビット長を6ビットで
近似しているけれども、図7で示すように、補間パルス
B(n)は1となって、直流成分まで正確に保存されて
おり、直流域からの応答特性を実現することができる。
この点、たとえばシフタS23を7ビットシフトとする
と、該シフタS23での部分係数は0.0078125
となり、補間パルスB(n)が0.984375となっ
てしまい、直流成分が保存されなくなってしまう。
Therefore, although the bit length of the coefficient is approximated by 6 bits, as shown in FIG. 7, the interpolation pulse B (n) becomes 1, and the DC component is accurately stored, and the DC pulse Response characteristics can be realized.
In this regard, for example, if shifter S23 is shifted by 7 bits, the partial coefficient in shifter S23 is 0.0078125.
And the interpolation pulse B (n) becomes 0.984375, and the DC component cannot be stored.

【0065】なお、係数をデジタル値で近似することに
よって生じる誤差は、シフタ数を増加するとともに、扱
うビット数を大きくすれば、小さくなることは言うまで
もない。
It is needless to say that the error caused by approximating the coefficient with a digital value decreases as the number of shifters increases and the number of bits handled increases.

【0066】図8は、本件発明者による上述のように構
成されたデジタルフィルタ11の実験結果を示すスペク
トラム波形図である。図8(b)で示すスペクトラムの
ベースバンド信号を、前記デジタルフィルタ11を通過
させることによって、図8(a)で示すように、ほぼ2
0dB程度の帯域抑圧効果が得られており、狭帯域化さ
れていることが理解される。
FIG. 8 is a spectrum waveform diagram showing an experimental result of the digital filter 11 configured as described above by the present inventor. By passing the baseband signal of the spectrum shown in FIG. 8B through the digital filter 11, as shown in FIG.
It is understood that a band suppression effect of about 0 dB is obtained and the band is narrowed.

【0067】図9は、上述のように構成されるデジタル
フィルタの一使用例であるスペクトラム拡散通信を用い
た無線通信装置21の概略的構成を示すブロック図であ
る。送信装置22では、送信データは、拡散部23に入
力されてスペクトラムの拡散が行われ、その後、本発明
に従う前記デジタルフィルタ11に入力されて、スペク
トラムの狭帯域化が行われる。デジタルフィルタ11か
らの出力は、デジタル/アナログ変換部24でアナログ
信号に変換され、送信部25において、たとえば36値
QAM変調され、増幅された後、アンテナ26から送信
される。拡散部23、デジタルフィルタ11およびデジ
タル/アナログ変換部24等の動作は、コントロール信
号発生部27からのクロック信号によって制御される。
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a radio communication apparatus 21 using spread spectrum communication, which is an example of use of the digital filter configured as described above. In the transmission device 22, the transmission data is input to the spreading unit 23 to spread the spectrum, and then input to the digital filter 11 according to the present invention to narrow the spectrum. The output from the digital filter 11 is converted to an analog signal by a digital / analog conversion unit 24, and is, for example, 36-value QAM-modulated and amplified by a transmission unit 25, and then transmitted from an antenna 26. The operations of the diffusion unit 23, the digital filter 11, the digital / analog conversion unit 24, and the like are controlled by a clock signal from the control signal generation unit 27.

【0068】受信装置32では、アンテナ33で受信さ
れた受信信号は、受信部34において、増幅および復調
が行われる。復調された信号は、アナログ/デジタル変
換部35でデジタル信号に変換され、さらに逆拡散部3
6において逆拡散処理が行われて、送信データに対応し
た符号間干渉のない忠実な受信データに復号される。前
記アナログ/デジタル変換部35および逆拡散部36等
の動作は、コントロール信号発生部37からのクロック
信号によって制御される。
In the receiving device 32, the received signal received by the antenna 33 is amplified and demodulated in the receiving section 34. The demodulated signal is converted to a digital signal by an analog / digital converter 35,
In 6, a despreading process is performed to decode the data into faithful received data with no intersymbol interference corresponding to the transmitted data. The operations of the analog / digital conversion unit 35 and the despreading unit 36 are controlled by a clock signal from a control signal generation unit 37.

【0069】このようなスペクトラム拡散通信を用いる
無線通信装置21は、拡散によって、送信データの周波
数帯域よりも広い周波数帯域を使用してしまうので、本
発明に従うデジタルフィルタ11を用いることで、符号
間干渉を生じることなく、拡散信号における不要な側波
帯成分を除去して狭帯域化を図ることができ、限られた
周波数帯域であっても、周波数多重化などで多くのチャ
ネルを確保することができ、周波数帯域を有効に活用す
ることができる。
Since the radio communication device 21 using such spread spectrum communication uses a frequency band wider than the frequency band of the transmission data due to the spread, the digital filter 11 according to the present invention uses Unnecessary sideband components in the spread signal can be removed without interference to narrow the band, and even in a limited frequency band, many channels can be secured by frequency multiplexing etc. And the frequency band can be used effectively.

【0070】また、このような無線通信装置21では、
拡散処理や逆拡散処理などのデジタル信号処理に多くの
回路が必要となるのに対して、本発明に従うデジタルフ
ィルタ11は、回路規模が大きくなりがちなFIR型フ
ィルタを、ロールオフフィルタの特性に注目してタップ
数を限定し、また乗算処理をシフタと加算器とで実現す
る等の工夫によって、回路規模を大幅に削減することが
できるので、デジタル信号処理の集積回路に一体化する
ことができ、小型化、軽量化、低消費電力化、低コスト
化および開発期間の短縮化を図ることができる。
In such a wireless communication device 21,
While many circuits are required for digital signal processing such as diffusion processing and despreading processing, the digital filter 11 according to the present invention uses an FIR filter, which tends to have a large circuit scale, in the characteristics of a roll-off filter. Focusing on the number of taps, focusing on the number of taps, and realizing multiplication processing with shifters and adders can greatly reduce the circuit scale, so it can be integrated into digital signal processing integrated circuits. It is possible to reduce the size, weight, power consumption, cost, and development period.

【0071】なお、デジタルフィルタを用いて不要側波
帯成分の除去が行える従来技術の代表として、特開平6
−46096号公報が挙げられる。しかしながら、この
従来技術は直交検波器の例であり、移動平均型フィルタ
(本件明細書の図13と同様のフィルタ)において、重
み付け(本件の係数に対応)ためにメモリを用いてい
る。したがって、入力データに前記メモリで重み付け行
うだけであり、遅延器を順次通過しても、各データは前
記メモリでの乗算値のままであり、本発明のように、各
タップ出力に任意の係数を乗算するものではない。
As a representative of the prior art in which unnecessary sideband components can be removed using a digital filter, Japanese Patent Application Laid-Open No.
-46096. However, this prior art is an example of a quadrature detector, and a moving average filter (a filter similar to FIG. 13 in the present specification) uses a memory for weighting (corresponding to the coefficient in the present case). Therefore, the input data is simply weighted by the memory, and even if the data sequentially passes through the delay unit, each data remains the multiplied value in the memory. As in the present invention, an arbitrary coefficient is assigned to each tap output. Does not multiply.

【0072】[0072]

【発明の効果】請求項1の発明に係るデジタルフィルタ
は、以上のように、タップ付きの遅延手段を複数段縦続
接続し、各タップからの出力に予め定める係数を乗算し
た後、相互に加算することによって補間サンプルを得る
ようにしたFIR型のデジタルフィルタにおいて、ロー
ルオフ率が0の理想フィルタ特性でない場合、前記係数
を分解した各部分係数に対応したシフト量でシフト動作
を行うシフタによって入力データをそれぞれシフトし、
各シフタからの出力を加算手段で加算することによっ
て、前記補間サンプルを作成する。
As described above, in the digital filter according to the first aspect of the present invention, a plurality of delay means with taps are connected in cascade, and the output from each tap is multiplied by a predetermined coefficient and then added to each other. When the roll-off ratio is not the ideal filter characteristic of 0 in the FIR digital filter in which the interpolation sample is obtained by performing the interpolation, the input is performed by a shifter that performs a shift operation with a shift amount corresponding to each partial coefficient obtained by decomposing the coefficient. Shift the data,
The interpolated samples are created by adding outputs from the respective shifters by adding means.

【0073】それゆえ、構成の複雑な乗算器は不要とな
り、係数乗算回路の構成を大幅に簡略化することがで
き、部品点数、コスト、電力消費および開発期間等の削
減が可能となり、前記スペクトラム拡散通信によるデー
タ通信装置などで好適に用いることができる。
Therefore, a multiplier having a complicated configuration is not required, the configuration of the coefficient multiplication circuit can be greatly simplified, and the number of parts, cost, power consumption, development period, and the like can be reduced. It can be suitably used in a data communication device using spread communication.

【0074】また、請求項2の発明に係るデジタルフィ
ルタは、以上のように、タップ付きの遅延手段を複数段
縦続接続し、各タップからの出力に予め定める係数を乗
算した後、相互に加算することによって補間サンプルを
得るようにしたFIR型のデジタルフィルタにおいて、
ロールオフ率が0以外の場合には、t/Tが或る程度大
きくなるとインパルス応答が収束することを利用して、
タップ数を、所望とするロールオフ率に対応したインパ
ルス応答のレベルに基づいて限定する。
In the digital filter according to the second aspect of the present invention, the delay means with taps are connected in cascade in a plurality of stages, and the output from each tap is multiplied by a predetermined coefficient and then added to each other. In the FIR type digital filter which obtains an interpolation sample by performing
When the roll-off rate is other than 0, utilizing the fact that the impulse response converges when t / T increases to some extent,
The number of taps is limited based on the level of the impulse response corresponding to the desired roll-off rate.

【0075】それゆえ、少ないタップ数で、必要なフィ
ルタリング特性を得ることができる。
Therefore, required filtering characteristics can be obtained with a small number of taps.

【0076】さらにまた、請求項3の発明に係るデジタ
ルフィルタは、以上のように、前記タップ数を、ロール
オフ率が0以外の任意の値で、インパルス応答がほぼ収
束する前記t/Tが±4までに限定する。
Further, in the digital filter according to the third aspect of the present invention, as described above, the t / T at which the impulse response substantially converges when the number of taps is an arbitrary value other than 0 at the roll-off rate is set. Limited to ± 4.

【0077】それゆえ、ロールオフ率が小さい場合に
も、実用上問題なくフィルタリングを行うことができ
る。
Therefore, even when the roll-off rate is small, filtering can be performed without any practical problem.

【0078】また、請求項4の発明に係るデジタルフィ
ルタは、以上のように、ローパスフィルタを実現するに
あたって、正の係数に関するシフタと負の係数に関する
シフタとの間で、2ビット以上シフトするシフト量と個
数とを相互に等しくして、微小な係数分を正の係数側と
負の係数側とで相互に等しくする。
In the digital filter according to the fourth aspect of the present invention, as described above, in realizing a low-pass filter, a shift that shifts by two bits or more between a shifter for a positive coefficient and a shifter for a negative coefficient. The amount and the number are made equal to each other, and the minute coefficient is made equal on the positive coefficient side and the negative coefficient side.

【0079】それゆえ、係数が所定ビットで打切られて
いても、入力データに含まれる直流成分まで正確に保存
することができ、直流域から応答特性を有するローパス
フィルタを実現することができる。
Therefore, even if the coefficients are truncated at the predetermined bits, the DC components included in the input data can be accurately stored, and a low-pass filter having a response characteristic from the DC region can be realized.

【0080】さらにまた、請求項5の発明に係るデジタ
ルフィルタは、以上のように、タップ係数の対称性を利
用して、相互に等しい係数が乗算されるタップ出力を、
加算手段で相互に加算した後、シフタでシフト処理す
る。
Further, as described above, the digital filter according to the fifth aspect of the present invention uses the symmetry of tap coefficients to generate tap outputs multiplied by mutually equal coefficients.
After mutually adding by the adding means, the shift processing is performed by the shifter.

【0081】それゆえ、シフタ数をほぼ1/2に削減す
ることができる。
Therefore, the number of shifters can be reduced to almost half.

【0082】また、請求項6の発明に係るデジタルフィ
ルタは、以上のように、前記加算処理を、異符号の係数
同士で行う。
Further, in the digital filter according to the invention of claim 6, as described above, the addition process is performed between coefficients of different signs.

【0083】それゆえ、計算途中でのオーバーフローの
発生を抑制し、加算結果を正しく保存した誤差のない出
力を得ることができる。
Therefore, it is possible to suppress the occurrence of overflow during the calculation and obtain an error-free output in which the addition result is correctly stored.

【0084】また、通常、負の係数の乗算は、2の補数
器を用いて、正の係数のデータの全ビットの極性を反転
した上で、「1」を加算することによって行われ、こう
して求めた負の係数と他の正の係数との異符号の係数の
加算を、本発明では、加算器で負の係数の成分と正の係
数との加算を行った後、キャリービット入力から1を加
算することによって実現する。
Usually, the multiplication of the negative coefficient is performed by inverting the polarity of all the bits of the data of the positive coefficient using a two's complementer and then adding “1”. In the present invention, the addition of the negative coefficient component and the positive coefficient by the adder is performed by adding the coefficient of the opposite sign between the obtained negative coefficient and another positive coefficient. Is realized by adding

【0085】これによって、前記補数器のような加算器
が不要になり、構成を簡略化することができる。
As a result, an adder such as the complementer is not required, and the configuration can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態のデジタルフィルタの具
体的構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a specific configuration of a digital filter according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に従うデジタルフィルタの基本的な考え
方を説明するためのブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram for explaining a basic concept of a digital filter according to the present invention.

【図3】本発明の実施の一形態のデジタルフィルタの補
間データの計算方法を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for calculating interpolation data of a digital filter according to an embodiment of the present invention.

【図4】ロールオフフィルタのインパルス応答を示すグ
ラフである。
FIG. 4 is a graph showing an impulse response of a roll-off filter.

【図5】本発明および従来技術における負数の加算方法
を説明するためのブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram for explaining a method of adding a negative number according to the present invention and the related art.

【図6】図1で示すデジタルフィルタの動作を説明する
ためのブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram for explaining the operation of the digital filter shown in FIG.

【図7】図1で示すデジタルフィルタの動作を説明する
ためのブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram for explaining the operation of the digital filter shown in FIG.

【図8】図1で示すデジタルフィルタによる狭帯域化の
効果を確認するための本件発明者の実験結果を示すスペ
クトラム波形図である。
FIG. 8 is a spectrum waveform chart showing experimental results of the present inventor for confirming the effect of narrowing the band by the digital filter shown in FIG.

【図9】図1で示すデジタルフィルタの一使用例の無線
通信装置の概略的構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a wireless communication device according to a usage example of the digital filter illustrated in FIG. 1;

【図10】デジタル信号の側波帯の拡がりを説明するた
めの図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the spread of a sideband of a digital signal.

【図11】ロールオフフィルタの伝達関数を説明するた
めのグラフである。
FIG. 11 is a graph for explaining a transfer function of a roll-off filter.

【図12】ロールオフフィルタの動作を説明するための
波形図である。
FIG. 12 is a waveform chart for explaining the operation of the roll-off filter.

【図13】典型的な従来技術のデジタルフィルタの電気
的構成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing an electrical configuration of a typical conventional digital filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 デジタルフィルタ 12 マルチプレクサ 15 反転バッファ 16,17,18 加算器 21 無線通信装置 22 送信装置 23 拡散部 24 デジタル/アナログ変換部 25 送信部 26,33 アンテナ 27,37 コントロール信号発生部 32 受信装置 34 受信部 35 アナログ/デジタル変換部 36 逆拡散部 D1,D2,D3,D4 遅延器 K1;K21,K22;K31,K32;K4 加算
器 K51,K52 加算器 K53 加算器 K61,K62 加算器 K71,K72 加算器 K81,K82 加算器 S11,S12 シフタ S21,S22,S23 シフタ S31,S32,S33 シフタ S41,S42 シフタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Digital filter 12 Multiplexer 15 Inverting buffer 16, 17, 18 Adder 21 Wireless communication device 22 Transmitting device 23 Spreading unit 24 Digital / analog converting unit 25 Transmitting unit 26, 33 Antenna 27, 37 Control signal generating unit 32 Receiving device 34 Receiving Unit 35 analog / digital conversion unit 36 despreading unit D1, D2, D3, D4 delay unit K1; K21, K22; K31, K32; K4 adder K51, K52 adder K53 adder K61, K62 adder K71, K72 adder K81, K82 Adders S11, S12 Shifters S21, S22, S23 Shifters S31, S32, S33 Shifters S41, S42 Shifters

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】タップ付きの遅延手段を複数段縦続接続
し、各タップからの出力に予め定める係数を乗算した
後、相互に加算することによって補間サンプルを得るよ
うにした非巡回型のデジタルフィルタにおいて、 ロールオフ率が0でない場合、前記係数の乗算を、シフ
タと、加算手段とによって実現することを特徴とするデ
ジタルフィルタ。
A non-cyclic digital filter in which delay means with taps are cascaded in a plurality of stages, an output from each tap is multiplied by a predetermined coefficient, and then added to each other to obtain an interpolation sample. 2. The digital filter according to claim 1, wherein when the roll-off rate is not 0, the multiplication of the coefficient is realized by a shifter and an adding unit.
【請求項2】タップ付きの遅延手段を複数段縦続接続
し、各タップからの出力に予め定める係数を乗算した
後、相互に加算することによって補間サンプルを得るよ
うにした非巡回型のデジタルフィルタにおいて、 タップ数を、所望とするロールオフ率に対応したインパ
ルス応答のレベルに基づいて限定することを特徴とする
デジタルフィルタ。
2. A non-recursive digital filter in which delay means with taps are connected in cascade in a plurality of stages, an output from each tap is multiplied by a predetermined coefficient, and then added to each other to obtain an interpolated sample. 3. The digital filter according to claim 1, wherein the number of taps is limited based on a level of an impulse response corresponding to a desired roll-off rate.
【請求項3】前記タップ数を、t/T(t:サンプリン
グ周期、T:符号間隔)が±4までに限定することを特
徴とする請求項2記載のデジタルフィルタ。
3. The digital filter according to claim 2, wherein the number of taps is limited to t / T (t: sampling period, T: code interval) up to ± 4.
【請求項4】ローパスフィルタを実現するにあたって、
正の係数に関するシフタと負の係数に関するシフタとの
間で、2ビット以上シフトするシフト量と個数とを相互
に等しくすることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
に記載のデジタルフィルタ。
4. In realizing a low-pass filter,
The digital filter according to any one of claims 1 to 3, wherein the shift amount and the number of shifts of two bits or more are made equal between the shifter for the positive coefficient and the shifter for the negative coefficient.
【請求項5】相互に等しい係数が乗算されるタップ出力
は、加算手段で相互に加算された後、シフタでシフト処
理されることを特徴とする請求項4記載のデジタルフィ
ルタ。
5. The digital filter according to claim 4, wherein tap outputs multiplied by mutually equal coefficients are added to each other by an adder, and then subjected to shift processing by a shifter.
【請求項6】前記加算処理を、異符号の係数同士で行う
ことを特徴とする請求項5記載のデジタルフィルタ。
6. The digital filter according to claim 5, wherein said adding process is performed between coefficients of different signs.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006064916A1 (en) * 2004-12-17 2006-06-22 Pioneer Corporation Digital filter
JP2009171101A (en) * 2008-01-15 2009-07-30 Japan Radio Co Ltd Digital delay interpolation signal generation method and its apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006064916A1 (en) * 2004-12-17 2006-06-22 Pioneer Corporation Digital filter
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