JPS6255334B2 - - Google Patents
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- JPS6255334B2 JPS6255334B2 JP2169079A JP2169079A JPS6255334B2 JP S6255334 B2 JPS6255334 B2 JP S6255334B2 JP 2169079 A JP2169079 A JP 2169079A JP 2169079 A JP2169079 A JP 2169079A JP S6255334 B2 JPS6255334 B2 JP S6255334B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、デイジタル信号処理によりベースバ
ンド信号を単側帯波周波数分割多重(以下SSB−
FDM信号と略称する)信号に多重変換する単側
帯波周波数分割多重信号変調装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention utilizes digital signal processing to perform single sideband frequency division multiplexing (hereinafter referred to as SSB-) of baseband signals.
The present invention relates to a single sideband frequency division multiplexing signal modulation device for multiplexing a signal (abbreviated as FDM signal).
近年デイジタル信号処理により、SSB−FDM
信号の変復調を実現する試みがなされている。デ
イジタル信号処理によりSSB−FDM信号の変調
を実現する公知の方法として、IEEE
TRANSACTION ON COMMUNICATIONS、
VOL.COM−26、No.5、MAY1978、PP720−725
所載の“An Improved Method for Digital SSB
−FDM Modulation and Demodulation”があ
る。 In recent years, digital signal processing has enabled SSB-FDM
Attempts have been made to realize modulation and demodulation of signals. As a well-known method for modulating SSB-FDM signals through digital signal processing, IEEE
TRANSACTION ON COMMUNICATIONS,
VOL.COM−26, No.5, MAY1978, PP720−725
“An Improved Method for Digital SSB”
−FDM Modulation and Demodulation”.
ここで上記の方法についてその原理を簡単に説
明する。今ベースバンド信号のサンプリング周波
数をs(単位Hzは以下省略する)、SSB−FDM
信号のサンプリング周波数をN・sとする。た
だしNは正の整数である。N個のベースバンド信
号のサンプル値系列のZ変換をXk(ZN)(ただ
しk=0、1、……、N−1)とし、SSB−
FDM信号のサンプル値系列をY(Z)とする。 Here, the principle of the above method will be briefly explained. Now, the sampling frequency of the baseband signal is s (the unit Hz is omitted below), SSB−FDM
Let the sampling frequency of the signal be N·s. However, N is a positive integer. Let the Z transformation of the sample value sequence of N baseband signals be X k (Z N ) (where k = 0, 1, ..., N-1), and SSB-
Let the sample value sequence of the FDM signal be Y(Z).
ベースバンド信号は周波数sで繰り返す周期
構造のスペクトルをもつから、中心周波数が
s/2ずつずれた帯域幅s/2を有する帯域フ
イルタをN個用意し、それぞれN個のベースバン
ド信号を上記帯域フイルタに入力した後、N個の
フイルタ出力を加算すればSSB−FDM信号を得
ることができる。 Since the baseband signal has a spectrum with a periodic structure that repeats at a frequency s, N bandpass filters each having a bandwidth s/2 whose center frequency is shifted by s/2 are prepared, and each filter filters the N baseband signals into the above band. After inputting the signal to the filter, the SSB-FDM signal can be obtained by adding the N filter outputs.
ここで上記N個の帯域フイルタとしては、帯域
幅s/4を有する実低域フイルタG(Z)を考
え、これを周波数シフトした帯域幅s/2を有
する複素帯域フイルタHk(Z)を用いることが
できる。すなわち、k(Z)の中心周波数を(4k+
1)・s/4とした時、前記フイルタG(Z)
に(4k+1)・s/4の周波数シフトを施せ
ば、
Hk(Z)=Hk〔exp{j2π/N・s}〕
=G〔exp{j2π(−4k+1/4・s)/N・s}〕
=G〔Z・exp{−j2π4k+1/4N}〕 ……(1)
ここで、(1)式で表わされる複素帯域フイルタH
k(Z)はサンプリング周波数N・sで動作し
ているにも拘わらず入力は周波数sでしか与え
られないからHk(Z)はサンプリング周波数
sで動作するN組のフイルタに分解して実現する
ことができる。 Here, as the N band filters, consider a real low-pass filter G(Z) with a bandwidth of s/4, and a complex band filter H k (Z) with a bandwidth of s/2 which is obtained by frequency shifting the real low-pass filter G (Z). Can be used. In other words, the center frequency of k (Z) is (4k+
1) When s/4, the filter G(Z)
If we apply a frequency shift of (4k+1)・s/4 to H k (Z) = H k [exp{j2π/N・s}] = G[exp{j2π(−4k+1/4・s)/N・s}] = G[Z・exp{−j2π4k+1/4N}] …(1) Here, the complex band filter H expressed by equation (1)
Although k (Z) operates at the sampling frequency N・s, the input is only given at the frequency s, so H k (Z) is realized by decomposing it into N sets of filters that operate at the sampling frequency s. can do.
帯域幅s/4を有する実低域フイルタG
(Z)をN組のフイルタに分解すると次のように
なる。 Real low-pass filter G with bandwidth s/4
When (Z) is decomposed into N sets of filters, the result is as follows.
式(2)を式(1)に代入すると、
を得る。SSB−FDM信号サンプル値系列Y
(Z)はk=0、1、……、N−1に対してXk
(ZN)をフイルタHk(Z)に通して、その出力
を加算したものであるから、
が成立する。式(3)を式(4)に代入して
ただし
が得られる。式(5)におけるGi(−jZN)の複素帯
域フイルタバンクをポリフエーズデイジタルフイ
ルタと呼ぶ。 Substituting equation (2) into equation (1), we get get. SSB-FDM signal sample value series Y
(Z) is X k for k=0, 1, ..., N-1
(Z N ) is passed through a filter H k (Z) and the outputs are added, so holds true. Substituting equation (3) into equation (4), however is obtained. The complex band filter bank of G i (-jZ N ) in equation (5) is called a polyphase digital filter.
ここで複素帯域フイルタGi(−jZN)は、式(2)
によつて定義された実低域フイルタGi(ZN)の
伝達関数におけるZNの代りに−jZNを代入するこ
とにより伝達関数が定義される。 Here, the complex band filter G i (−jZ N ) is expressed by the formula (2)
The transfer function is defined by substituting -jZ N in place of Z N in the transfer function of the real low-pass filter G i (Z N ) defined by .
以上述べたように複素帯域フイルタGi(−
jZN)は、フイルタの係数が実数または純虚数で
あるから、2組の実帯域フイルタと同等の乗算量
を必要とする。 As mentioned above, the complex band filter G i (−
jZ N ) requires the same amount of multiplication as two sets of real band filters because the filter coefficients are real numbers or pure imaginary numbers.
ところでデイジタル信号処理によるSSB−
FDM信号の変復調方式においては、単位時間当
りに必要とされる乗算回数によつて装置規模ひい
ては装置価格がほぼ決定されるから、単位時間当
りの乗算回数の本質的に少ないハードウエア構成
が要求される。特にポリフエーズデイジタルフイ
ルタに要する乗算量は式(6)で表わされるオフセツ
ト離散フーリエ演算に比べてかなり大きいので、
その低減が望まれている。 By the way, SSB by digital signal processing
In modulation and demodulation systems for FDM signals, the scale of the equipment and, in turn, the price of the equipment are determined by the number of multiplications required per unit time, so a hardware configuration with essentially a small number of multiplications per unit time is required. Ru. In particular, the amount of multiplication required for a polyphase digital filter is considerably larger than that of the offset discrete Fourier operation expressed by equation (6), so
It is desired to reduce this.
本発明の目的は従来に比べて単位時間当りの乗
算回数が少なく、ハードウエア規模の小さい単側
帯波周波数分割多重信号変調装置を提供すること
にある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a single sideband frequency division multiplex signal modulation device that requires fewer multiplications per unit time than the prior art and has a small hardware scale.
まず、ポリフエーズ回路の構成要素である複素
帯域フイルタGi(−jZN)を実数部と虚数部とに
分けて2個の実帯域フイルタとして実現すること
を考える。 First, let us consider dividing the complex band filter G i (-jZ N ), which is a component of a polyphase circuit, into a real part and an imaginary part and realizing it as two real band filters.
式(5)、(6)より、複素共役を用いて表わせばY
(Z)は次式のようになる。 From equations (5) and (6), if expressed using complex conjugate, Y
(Z) is as shown in the following equation.
ここでGi(−jZN)とGi(+jZN)をそれぞれ
さらに2分解すれば
を得る。式(6)においてXk(ZN)は実数であるか
らIn〔Ai*(ZN)〕=Re〔AN-1(ZN)〕(ただ
しi≠0)となり、この関係と式(8)を用いて式(7)
を変形すれば
が得られる。ただし、Re〔 〕およびIn〔 〕
は、それぞれ実数部および虚数部を示す。また式
(9)においてi=0の時、右辺第2項はゼロとす
る。 Here, if G i (−jZ N ) and G i (+jZ N ) are each further decomposed into two, get. In equation (6), since X k (Z N ) is a real number, I n [Ai * (Z N )] = R e [A N-1 (Z N )] (where i≠0), and this relationship Using equation (8), equation (7)
If you transform is obtained. However, R e [ ] and I n [ ]
denote the real and imaginary parts, respectively. Also expression
In (9), when i=0, the second term on the right side is zero.
式(8)から明らかなように複素帯域フイルタGi
(−jZN)は2個の実帯域フイルタGi、0(−Z2
N)と、Gi、1(−Z2N)とによつて実現するこ
とが可能となる。 As is clear from equation (8), the complex band filter G i
(-jZ N ) is two real band filters G i , 0 (-Z 2
N ) and G i , 1 (−Z 2N ).
次に実帯域フイルタGi、0(−Z2N)およびG
i、1(−Z2N)の乗算量低減方法について述べ
る。式(2)で示される実低域フイルタの伝達関数G
(Z)を次のように表わす。 Next, the real band filter G i , 0 (−Z 2N ) and G
A method for reducing the amount of multiplication of i , 1 (-Z 2N ) will be described. Transfer function G of the real low-pass filter shown by equation (2)
(Z) is expressed as follows.
G(Z)={a0Z0+a1Z-1+a2Z-2+……+a2nN-1 Z-(2mN-1)}/U(Z2N) ……(10) ただしmは正の整数とする。 G(Z)={a 0 Z 0 +a 1 Z -1 +a 2 Z -2 +...+a 2nN-1 Z -(2mN-1) }/U(Z 2N )...(10) However, m is positive be an integer.
式(10)において、分子項の係数が下式の条件を満
足するフイルタG(Z)を設計するのは可能であ
る。 In equation (10), it is possible to design a filter G(Z) in which the coefficient of the numerator term satisfies the condition of the following equation.
式(10)よりi=0の時、式(9)の各サブフイルタの
伝達関数はれぞれ次式のようになる。 From equation (10), when i=0, the transfer function of each sub-filter in equation (9) is as shown in the following equation.
式(12)において条件式(11)より次の関数が成立す
る。 In equation (12), the following function holds true from conditional equation (11).
従つて式(12)において、Gi、0(Z2N)とGN-i、
1(Z2N)の分子項の係数は互いに対称関数にあ
り、しかも分母の伝達関数は同一である。さらに
式(9)から明らかなように2つのサブフイルタの入
力は同一であるから係数の対称性を利用した乗算
量低減が可能となる。 Therefore, in equation (12), G i , 0 (Z 2N ) and G Ni ,
The coefficients of the numerator terms of 1 (Z 2N ) are mutually symmetric functions, and the transfer functions of the denominators are the same. Furthermore, as is clear from equation (9), since the inputs of the two sub-filters are the same, it is possible to reduce the amount of multiplication by utilizing the symmetry of the coefficients.
以上の原理に基づいた本発明について、図面を
参照して詳細に説明する。 The present invention based on the above principle will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の機能を説明するためのブロツ
ク図である。第1図において10(0),10
(1),10(2),……,10(N−2),10
(N−1)は入力端子、200はスペクトル反転
回路、300はオフセツト離散フーリエ処理回
路、40(0),40(1),40(2),……,
40(N−2),40(N−1)はポリフエーズ
デイジタルフイルタ、40(0)0,40(1)
0,40(1)1,40(2)0,40(2)
1,……,40(N−2)0,40(N−2)
1,40(N−1)0,40(N−1)1は、前
記ポリフエーズデイジタルフイルタの出力、50
(1),50(2),……,50(N−2),50
(N−1)は減算器、600は多重回路、700
は出力端子である。 FIG. 1 is a block diagram for explaining the functions of the present invention. In Figure 1, 10 (0), 10
(1), 10 (2), ..., 10 (N-2), 10
(N-1) is an input terminal, 200 is a spectrum inversion circuit, 300 is an offset discrete Fourier processing circuit, 40(0), 40(1), 40(2),...,
40(N-2), 40(N-1) are polyphase digital filters, 40(0)0, 40(1)
0,40 (1) 1,40 (2) 0,40 (2)
1,...,40(N-2)0,40(N-2)
1,40(N-1)0,40(N-1)1 is the output of the polyphase digital filter, 50
(1), 50 (2), ..., 50 (N-2), 50
(N-1) is a subtracter, 600 is a multiplex circuit, 700
is the output terminal.
第1図において、N個のベースバンド信号Xk
(ZN)(k=0、1、……、N−1)は、それぞ
れ入力端子10(0),10(1),10(2),
……,10(N−2),10(N−1)に入力さ
れ、スペクトル反転回路200の入力となる。ス
ペクトル反転回路200では、予め定められた
N/2個のベースバンド信号に対し(−1)n(た
だしnは時間インデツクス)の乗算操作を行ない
信号のスペクトルを反転させる。スペクトル反転
回路200のN個の出力は、オフセツト離散フー
リエ処理回路300に入力され、式(6)の演算が行
なわれる。オフセツト離散フーリエ処理回路30
0のN個の複素出力のうち実数部出力のみが、そ
れぞれポリフエーズデイジタルフイルタ40
(0),40(1),40(2),……,40(N−
2),40(N−1)に入力される。ポリフエー
ズデイジタルフイルタ40(0),40(1),4
0(2),……,40(N−2),40(N−1)
および減算器50(1),50(2),……,50
(N−2),50(N−2)により式(9)のフイルタ
操作が行なわれる。さらに、ポリフエーズデイジ
タルフイルタ40(0)0の出力および減算器5
0(1),50(2),……,50(N−2),5
0(N−2)の出力は多重化回路600の入力と
なりそれぞれZ0、Z-1、Z-2、……、Z-(N-2)、
Z-(N-1)の遅延を受けた後出力端子700には
SSB−FDM信号Y(Z)が得られる。 In FIG. 1, N baseband signals X k
(Z N ) (k=0, 1, ..., N-1) are the input terminals 10 (0), 10 (1), 10 (2),
. The spectrum inversion circuit 200 performs a multiplication operation of (-1) n (where n is a time index) on predetermined N/2 baseband signals to invert the spectrum of the signal. The N outputs of the spectrum inversion circuit 200 are input to the offset discrete Fourier processing circuit 300, where the calculation of equation (6) is performed. Offset discrete Fourier processing circuit 30
Of the N complex outputs of 0, only the real part outputs are sent to the polyphase digital filter 40.
(0),40(1),40(2),...,40(N-
2), 40(N-1). Polyphase digital filter 40(0), 40(1), 4
0(2),...,40(N-2),40(N-1)
and subtractors 50(1), 50(2), ..., 50
(N-2), 50(N-2) performs the filter operation of equation (9). Furthermore, the output of the polyphase digital filter 40(0)0 and the subtracter 5
0 (1), 50 (2), ..., 50 (N-2), 5
The outputs of 0(N-2) become the inputs of the multiplexing circuit 600, and are respectively Z 0 , Z -1 , Z -2 , ..., Z -(N- 2 ) ,
After receiving a delay of Z -(N-1) , the output terminal 700 receives
An SSB-FDM signal Y(Z) is obtained.
次に、第1図のポリフエーズデイジタルフイル
タ40(0),40(1),40(2),……,4
0(N−2),40(N−1)について詳細に説
明する。ポリフエーズデイジタルフイルタの演算
式は式(9)で表わされる。 Next, the polyphase digital filters 40(0), 40(1), 40(2), . . . , 4 shown in FIG.
0(N-2) and 40(N-1) will be explained in detail. The calculation formula for the polyphase digital filter is expressed by formula (9).
ただし、式(9)において、i=0の時、右辺第2
項はゼロとする。式(9)より、i≠0の時Re〔Ai
(ZN)〕に対するフイルタの伝達関数は、Gi、0
(−Z2N)およびZ-N・GN-i、1(−Z2N)とな
り、これがポリフエーズデイジタルフイルタ40
(i)に当る。ポリフエーズデイジタルフイルタ40
(i)の2つの出力40(i)0および40(i)1はそれぞ
れ、伝達関数Gi、0(−Z2N)およびZ-N・GN-
i、1(−Z2N)の出力に対応する。またi=0の
時、式(9)の右辺第2項はゼロであるから、ポリフ
エーズデイジタルフイルタ40(0)の伝達関数
はGi、0(−Z2N)とすればよい。 However, in equation (9), when i=0, the second
The term is set to zero. From equation (9), when i≠0, R e [A i
(Z N )] is G i , 0
(-Z 2N ) and Z -N・G Ni , 1 (-Z 2N ), which is the polyphase digital filter 40
This corresponds to (i). Polyphase digital filter 40
The two outputs 40(i)0 and 40(i)1 of (i) have the transfer functions G i , 0 (−Z 2N ) and Z −N ·G N− respectively.
Corresponds to the output of i , 1 (-Z 2N ). Furthermore, when i=0, the second term on the right side of equation (9) is zero, so the transfer function of the polyphase digital filter 40(0) may be G i , 0 (-Z 2N ).
次に、ポリフエーズデイジタルフイルタの実現
方法について述べる。式(12)および式(13)から明
らかなように、伝達関数Gi、0(−Z2N)とGN-
i、1(−Z2N)の分子項の係数には対称性があ
り、(ただしi≠0の時)しかも、分母の係数は
同一であるから、第2図aのように、ポリフエー
ズデイジタルフイルタを構成することができる。
第2図aは第1図に示したポリフエーズデイジタ
ルフイルタ40(i)(ただしi≠0)の構成したも
のである。 Next, a method for realizing the polyphase digital filter will be described. As is clear from equations (12) and (13), the transfer functions G i , 0 (−Z 2N ) and G N−
The coefficients of the numerator term of i , 1 (-Z 2N ) have symmetry (however, when i≠0), and the coefficients of the denominator are the same, so as shown in Figure 2a, the polyphase digital Filters can be configured.
FIG. 2a shows a configuration of the polyphase digital filter 40(i) (where i≠0) shown in FIG.
第2図aにおいて、10は入力端子、71およ
び72は出力端子である。21,22,23およ
び24は伝達関数の分子の係数を乗ずるための乗
算器、31,32,33,34,35および36
は伝達関数の分母の係数を乗ずるための乗算器で
ある。また、41,42,……,47および48
は加減算器、51,52,……,55および56
はZ-2Nの遅延素子、61はZ-Nの遅延素子であ
る。入力端子10より入力された信号Re〔Ai
(ZN)〕は乗算器21,22,23および24の
入力となり分子係数が乗ぜられる。乗算器21,
22,23および24の出力はそれぞれ、加減算
器41および48,42および47,43および
46,44および45の入力となる。一方加減算
器44の出力は、乗算器31,32および33の
入力となり、分母係数が乗ぜられる。さらに、乗
算器31,32および33の出力はそれぞれ加減
算器41,42および43の入力となる。加減算
器41、遅延素子51、加減算器42、遅延素子
52、加減算器43、遅延素子53および加減算
器44は、この順序に入出力が接続されている。
従つて、入力端子10から、加減算器44の出力
を受ける出力端子71までの伝達関数はGi、0
(−Z2N)となる。 In FIG. 2a, 10 is an input terminal, and 71 and 72 are output terminals. 21, 22, 23 and 24 are multipliers for multiplying the coefficients of the numerator of the transfer function; 31, 32, 33, 34, 35 and 36;
is a multiplier for multiplying the coefficient of the denominator of the transfer function. Also, 41, 42, ..., 47 and 48
are adders/subtractors, 51, 52, ..., 55 and 56
is a Z -2N delay element, and 61 is a Z -N delay element. Signal R e [A i
(Z N )] is input to multipliers 21, 22, 23 and 24 and is multiplied by the numerator coefficient. multiplier 21,
The outputs of 22, 23 and 24 become inputs of adders/subtractors 41 and 48, 42 and 47, 43 and 46, 44 and 45, respectively. On the other hand, the output of the adder/subtractor 44 becomes the input of the multipliers 31, 32, and 33, and is multiplied by the denominator coefficient. Further, the outputs of multipliers 31, 32 and 33 become inputs of adders/subtractors 41, 42 and 43, respectively. The input and output of the adder/subtractor 41, delay element 51, adder/subtractor 42, delay element 52, adder/subtracter 43, delay element 53, and adder/subtractor 44 are connected in this order.
Therefore, the transfer function from the input terminal 10 to the output terminal 71 receiving the output of the adder/subtractor 44 is G i , 0
(−Z 2N ).
一方、加減算器48の出力は、遅延素子61の
入力となると共に、乗算器34,35および36
の入力となり分母係数が乗ぜられる。さらに乗算
器34,35および36の出力は、れぞれ加算器
45,46および47の入力となる。加減算器4
5、遅延素子54、加減算器46、遅延素子5
5、加減算器47、遅延素子56および加減算器
48は、この順に入出力が接続されている。従つ
て入力端子10から遅延素子61の出力を受ける
出力端子72までの伝達関数は、Z-N・GN-i、1
(−Z2N)となる。 On the other hand, the output of the adder/subtractor 48 becomes an input to the delay element 61, and also serves as an input to the multipliers 34, 35, and 36.
is input and multiplied by the denominator coefficient. Furthermore, the outputs of multipliers 34, 35 and 36 become inputs to adders 45, 46 and 47, respectively. Adder/subtractor 4
5, delay element 54, adder/subtractor 46, delay element 5
5. The input and output of the adder/subtractor 47, the delay element 56, and the adder/subtractor 48 are connected in this order. Therefore, the transfer function from the input terminal 10 to the output terminal 72 that receives the output of the delay element 61 is Z -N・G Ni , 1
(−Z 2N ).
第2図bは、第1図に示したポリフエーズデイ
ジタルフイルタ40(0)の構成を示したもので
ある。第2図bにおいて、10および71はそれ
ぞれ入力端子および出力端子を示す。21,22
および23は、伝達関数の分子の係数を乗ずるた
めの乗算器、31,32および32は、伝達関数
の分母の係数を乗ずるための乗算器、41,4
2,43および44は加減算器、51,52およ
び53はZ-2Nの遅延素子である。同図bの構成
は、同図aのブロツク図の片側と全く同一構成と
なつており、入力端子10から出力端子71まで
の伝達関数はG0、0(−Z2N)となつている。第
2図a,bでは、フイルタGi、0(−Z2N)およ
びGN-i、1(−Z2N)として3次の例を示した
が、次数が増加した場合にも同様の構成を容易に
考えることが可能である。 FIG. 2b shows the structure of the polyphase digital filter 40(0) shown in FIG. In FIG. 2b, 10 and 71 indicate an input terminal and an output terminal, respectively. 21, 22
and 23 are multipliers for multiplying the coefficients of the numerator of the transfer function; 31, 32, and 32 are multipliers for multiplying the coefficients of the denominator of the transfer function; 41, 4;
2, 43 and 44 are adders/subtractors, and 51, 52 and 53 are Z -2N delay elements. The configuration shown in FIG . 2B is exactly the same as the one side of the block diagram shown in FIG . In Figures 2a and b, a third-order example is shown for the filters G i , 0 (-Z 2N ) and G Ni , 1 (-Z 2N ), but a similar configuration can be easily implemented even when the order increases. It is possible to think about it.
第1図に示した本発明の機能を説明するための
ブロツク図では、ポリフエーズ回路は第2図aお
よびbの構成になる。第2図aにおいて、分子項
の伝達関数の係数を乗ずるための乗算器の個数を
mとすると、分母項の伝達関数の係数を乗ずるた
めの乗算器の個数は(2m−1)個になり、この
ままの構成では、乗算器の個数がまだ多い。しか
もZ-2Nの遅延素子の個数は2m個も必要となる。
そこで、第1図に示たブロツク図の時分割多重構
成を考える。 In the block diagram for explaining the functions of the present invention shown in FIG. 1, the polyphase circuit has the configurations shown in FIGS. 2a and 2b. In Figure 2a, if the number of multipliers for multiplying the coefficient of the transfer function of the numerator term is m, the number of multipliers for multiplying the coefficient of the transfer function of the denominator term is (2m-1). , In the current configuration, the number of multipliers is still large. Furthermore, the number of Z -2N delay elements is 2m.
Therefore, consider the time division multiplexing configuration of the block diagram shown in FIG.
第3図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
で、10は入力端子、20はスペクトル反転回
路、30はオフセツト離散フーリエ処理回路、4
0はポリフエーズ回路、50は出力端子である。
同図は、第1図の回路を多重化構成した時のブロ
ツク図である。即ち、入力端子10には、N個の
ベースバンド信号が時分割多重され、s毎に入
力される。従つて1フレームは1/s秒とな
り、この間にN個のデータが時分割多重されてい
る。スペクトル反転回路20では、予め定められ
たN/2個の信号に対し、奇数(または偶数)フ
レームに対し(−1)の乗算を行なう。スペクト
ル反転回路20の出力はオフセツト離散フーリエ
処理回路30に入力され次式の演算が行なわれ
る。 FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which 10 is an input terminal, 20 is a spectrum inversion circuit, 30 is an offset discrete Fourier processing circuit, and 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
0 is a polyphase circuit, and 50 is an output terminal.
This figure is a block diagram when the circuit of FIG. 1 is configured in a multiplexed manner. That is, N baseband signals are time-division multiplexed and input to the input terminal 10 every s. Therefore, one frame is 1/s second, during which N pieces of data are time-division multiplexed. The spectrum inversion circuit 20 multiplies predetermined N/2 signals by (-1) for odd (or even) frames. The output of the spectrum inversion circuit 20 is input to an offset discrete Fourier processing circuit 30, where the following calculation is performed.
ただし、式(14)においてXk(ZN)はスペク
トル反転回路20の出力を示す。従つて、オフセ
ツト離散フーリエ処理回路30の出力では、1フ
レームは、AR 0、(ZN)、AR 1(ZN)、……、A
R N−1
(ZN)のN個のデータが時分割多重されており、
ポリフエーズ回路40に入力される。ポリフエー
ズ回路40の出力を受ける出力端子50にはSSB
−FDM信号が得られる。 However, in equation (14), X k (Z N ) represents the output of the spectrum inversion circuit 20. Therefore, at the output of the offset discrete Fourier processing circuit 30, one frame consists of A R 0 , (Z N ), A R 1 (Z N ), ..., A
RN -1
N pieces of data (Z N ) are time-division multiplexed,
The signal is input to the polyphase circuit 40. The output terminal 50 that receives the output of the polyphase circuit 40 has an SSB
-FDM signal is obtained.
次に、第3図のポリフエーズ回路40について
詳細に説明する。第4図は、第3図のポリフエー
ズ回路のブロツク図を示したものであり、第5図
は第4図の動作を説明するためのタイミンタチヤ
ートである。110および190はそれぞれ入力
端子および出力端子、131,132,133お
よび134は、伝達関数の分子項の係数を乗ずる
ための乗算器、141,142および143は伝
達関数の分母項の係数を乗ずるための乗算器、1
51,152,153,154,155,156
および157はZ-Nの遅延素子、161,16
2,163,164,165,166および16
7は加減算器、171,172,173および1
74はスイツチ、120および180は配列変換
メモリである。 Next, the polyphase circuit 40 shown in FIG. 3 will be explained in detail. FIG. 4 shows a block diagram of the polyphase circuit shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 110 and 190 are input terminals and output terminals, respectively; 131, 132, 133 and 134 are multipliers for multiplying the coefficients of the numerator term of the transfer function; and 141, 142 and 143 are multipliers for multiplying the coefficients of the denominator term of the transfer function. multiplier, 1
51, 152, 153, 154, 155, 156
and 157 is a Z -N delay element, 161, 16
2,163,164,165,166 and 16
7 is an adder/subtractor, 171, 172, 173 and 1
74 is a switch, and 120 and 180 are array conversion memories.
入力端子110には、第3図のオフセツト離散
フーリエ処理回路30の出力が入力される。ここ
で、入力端子10のフレーム構成は、第5図Aに
示したようなタイミングチヤートになつているも
のとする。第5図Aの数字は、式(6)のRe〔Ai
(ZN)〕のiに対応している。1フレーム(=Z-
N=1/s)はN個のデータが時分割多重され
ているものとする。入力端子110に入力された
データは配列変換メモリ120に入力される。配
列変換メモリ120では入力端子110に入力さ
れたデータに対し、偶数(または奇数)フレーム
のデータを第5図Bのタイミングチヤートに示し
たように(N−1)個のデータを逆順に配列変換
を行なう。第5図Bの数字は式(6)のRe〔Ai(Z
N)〕のiに対応している。この時奇数(または偶
数)フレームのデータに対しては、入力されたデ
ータ順序と同一である。配列変換メモリ120の
出力は乗算器131,132,133および13
4の入力となる。乗算器131の出力は、スイツ
チ171を介し、Z-Nの遅延素子151に入力さ
れると同時に、加減算器171にも入力される。
乗算器132の出力は加減算器161に入力され
ると同時に、スイツチ174を介し、加減算器1
66にも入力される。乗算器133の出力は、ス
イツチ172を介し加減算器162に入力される
と同時に、加減算器165にも入力される。さら
に乗算器134の出力は加減算器163に入力さ
れると同時にスイツチ173を介し加減算器16
4にも入力される。また、加減算器167の出力
は乗算器141,142および143に入力され
る。乗算器141,142および142の各出力
はそれぞれ加減算器161,163および165
に入力される。 The output of the offset discrete Fourier processing circuit 30 shown in FIG. 3 is input to the input terminal 110. Here, it is assumed that the frame configuration of the input terminal 10 is a timing chart as shown in FIG. 5A. The numbers in FIG. 5A are R e [A i
(Z N )]. 1 frame (=Z -
N = 1/s) assumes that N pieces of data are time-division multiplexed. Data input to the input terminal 110 is input to the array conversion memory 120. In the array conversion memory 120, for the data input to the input terminal 110, even number (or odd number) frame data is rearranged into (N-1) pieces of data in reverse order as shown in the timing chart of FIG. 5B. Do the following. The numbers in Figure 5B are R e [A i (Z
N )] corresponds to i. At this time, the order of data in odd (or even) frames is the same as the input data order. The output of the array conversion memory 120 is sent to multipliers 131, 132, 133 and 13.
4 inputs. The output of the multiplier 131 is input to the Z -N delay element 151 via the switch 171, and is also input to the adder/subtractor 171 at the same time.
The output of the multiplier 132 is input to the adder/subtracter 161, and at the same time, the output is input to the adder/subtracter 161 via the switch 174.
66 is also input. The output of the multiplier 133 is input to the adder/subtracter 162 via the switch 172 and is also input to the adder/subtracter 165 at the same time. Furthermore, the output of the multiplier 134 is input to the adder/subtracter 163 and simultaneously passed through the switch 173 to the adder/subtractor 163.
4 is also input. Further, the output of the adder/subtractor 167 is input to multipliers 141, 142, and 143. The outputs of multipliers 141, 142 and 142 are outputted from adder/subtractors 161, 163 and 165, respectively.
is input.
ここで乗算器131,132,133および1
34は、式(9)のGi、0(−Z2N)およびGN-i、1
(−Z2N)の分子項の係数を乗ずるための乗算器
である。式(12)および式(13)から明らかなよう
に、Gi、0(−Z2N)とGN-i、1(−Z2N)の分子
項の係数は互いに対称性をもつているからその乗
算回数を1/2とすることが可能である。乗算器1
31,132,133および134の係数は時分
割に変化することが必要である。一方乗算器14
1,142および143は、式(9)のGi、0(−Z2
N)およびGN-i、1(−Z2N)の分母項の係数を乗
ずるための乗算器である。式(12)から明らかなよう
にGi、0(−Z2N)とGN-i(−Z2N)の分母項の
係数は同一であり、しかもiにも依存しないから
乗算器141,142および143の係数は常に
一定でよい。 Here, multipliers 131, 132, 133 and 1
34 is G i , 0 (−Z 2N ) and G Ni , 1 of formula (9)
This is a multiplier for multiplying the coefficient of the numerator term of (-Z 2N ). As is clear from equations (12) and (13), the coefficients of the numerator terms of G i , 0 (−Z 2N ) and G Ni , 1 (−Z 2N ) have symmetry with each other, so their multiplication It is possible to reduce the number of times to 1/2. Multiplier 1
The coefficients 31, 132, 133 and 134 need to be changed in a time-division manner. On the other hand, multiplier 14
1,142 and 143 are G i , 0 (−Z 2
This is a multiplier for multiplying the coefficients of the denominator terms of N ) and G Ni , 1 (-Z 2N ). As is clear from equation (12), the coefficients of the denominator terms of G i , 0 (-Z 2N ) and G Ni (-Z 2N ) are the same and do not depend on i, so multipliers 141, 142 and 143 The coefficient of can always be constant.
第4図のように構成した時、式(9)の右辺第1項
のフイルタGi、0(−Z2N)の出力は、第5図C
に示したタイミングチヤートのような形で仮想的
に加減算器167の出力に現われる。また式(9)の
右辺第2項はi=0の時はゼロであるから、この
時スイツチ171,172,173および174
は開いている。i=1、2、……、N−1の時ス
イツチ171,172,173および174は閉
じるように動作する。式(9)の右辺第2項のフイル
タZ-NGN-i、1(−Z2N)の出力は、第5図Dに
示したタイミングチヤートのような形で仮想的
に、加減算器167の出力に現われる。実際に
は、加減算器161,162,163,164,
165,166および167により、式(9)の右辺
の演算が行なわれて、加減算器167に出力され
る。第5図C,D,Eに示した数字は式(5)のiに
対応している。加減算器167の出力は配列変換
メモリ180に入力される。配列変換メモリ18
0では偶数(または奇数)フレームに対し、配列
変換メモリ120と全く逆の配列変換を行なう。
従つて、式(9)の右辺を次式のように表わした時、
出力端子190には、N個のYi(ZN)が第5
図Fに示したようなタイミングチヤートで出力さ
れる。第5図Fにおいて数字は式(14)のYi
(ZN)にiに対応している。なお第4図では説明
を簡単にするためにポリフエーズデイジタルフイ
ルタとして3次の例を示したが、次数が増加した
場合にも同様の構成を容易に考えることができ
る。 When configured as shown in Fig. 4, the output of the filter G i , 0 (-Z 2N ) of the first term on the right side of equation (9) is as shown in Fig. 5 C
Virtually appears at the output of the adder/subtractor 167 in the form shown in the timing chart shown in FIG. Also, since the second term on the right side of equation (9) is zero when i=0, at this time switches 171, 172, 173 and 174
is open. When i=1, 2, . . . , N-1, switches 171, 172, 173 and 174 operate to close. The output of the filter Z -N G Ni , 1 (-Z 2N ) in the second term on the right side of equation (9) is virtually the output of the adder/subtractor 167 in a form like the timing chart shown in FIG. 5D. appears in Actually, adders/subtractors 161, 162, 163, 164,
165, 166, and 167 perform the operation on the right side of equation (9), and output the result to adder/subtractor 167. The numbers shown in FIG. 5C, D, and E correspond to i in equation (5). The output of the adder/subtractor 167 is input to the array conversion memory 180. Array conversion memory 18
0, the array transformation that is completely opposite to that of the array transformation memory 120 is performed on even (or odd) frames.
Therefore, when the right side of equation (9) is expressed as the following equation, At the output terminal 190, N Y i (Z N ) are connected to the fifth
The timing chart shown in Figure F is output. In Figure 5F, the numbers are Y i of equation (14)
(Z N ) corresponds to i. Although FIG. 4 shows a third-order polyphase digital filter to simplify the explanation, a similar configuration can be easily considered even when the number of orders increases.
以上述べたように、本発明を用いれば、ポリフ
エーズデイジタルフイルタに要する乗算器を従来
の1/2にすることが可能となり、従つてハードウ
エア規模の小さい単側帯波周波数分割多重信号変
調装置を提供することができる。 As described above, by using the present invention, it is possible to reduce the number of multipliers required for a polyphase digital filter to 1/2 that of the conventional one, and therefore, a single sideband frequency division multiplexing signal modulation device with small hardware scale can be realized. can be provided.
第1図は、本発明の機能を説明するためのブロ
ツク図で、10(0),10(1),10(2),
……,10(N−2)および10(N−1)は入
力端子、200はスペクトル反転回路、300は
オフセツト離散フーリエ処理回路、40(0),
40(1),40(2),……,40(N−2)お
よび40(N−1)はポリフエーズデイジタルフ
イルタ、50(1),50(2),……,50(N
−2)および50(N−1)は減算器、600は
多重化回路、700は出力端子である。
第2図は、第1図のポリフエーズデイジタルフ
イルタを説明するためのブロツク図で、10は入
力端子、21,22,23,24,31,32,
33,34,35および36は乗算器、41,4
2,43,44,45,46,47および47は
加減算器、51,52,53,54,55および
56はZ-2Nの遅延素子、61はZ-Nの遅延素
子、71および72は出力端子である。
第3図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
で、10は入力端子、20はスペクトル反転回
路、30はオフセツト離散フーリエ処理回路、4
0はポリフエーズデイジタルフイルタ、50は出
力端子である。
第4図は第3図のポリフエーズデイジタルフイ
ルタを説明するためのブロツク図で、110は入
力端子、120は配列変換メモリ、131,13
2,133,134,141,142および14
3は乗算器、151,152,153,154,
155,156および157はZ-Nの遅延素子、
161,162,163,164,165,16
6および167は加減算器、171,172およ
び172はスイツチ、180は配列変換メモリ、
190は出力端子である。
第5図は、第4図の動作を説明するためのタイ
ミングチヤートである。
FIG. 1 is a block diagram for explaining the functions of the present invention.
..., 10(N-2) and 10(N-1) are input terminals, 200 is a spectrum inversion circuit, 300 is an offset discrete Fourier processing circuit, 40(0),
40(1), 40(2),..., 40(N-2) and 40(N-1) are polyphase digital filters, 50(1), 50(2),..., 50(N-1)
-2) and 50 (N-1) are subtracters, 600 is a multiplexing circuit, and 700 is an output terminal. FIG. 2 is a block diagram for explaining the polyphase digital filter of FIG. 1, where 10 is an input terminal, 21, 22, 23, 24, 31, 32,
33, 34, 35 and 36 are multipliers, 41, 4
2, 43, 44, 45, 46, 47 and 47 are adders/subtractors, 51, 52, 53, 54, 55 and 56 are Z -2N delay elements, 61 is a Z -N delay element, 71 and 72 are outputs It is a terminal. FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which 10 is an input terminal, 20 is a spectrum inversion circuit, 30 is an offset discrete Fourier processing circuit, and 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
0 is a polyphase digital filter, and 50 is an output terminal. FIG. 4 is a block diagram for explaining the polyphase digital filter of FIG. 3, in which 110 is an input terminal, 120 is an array conversion memory, 131, 13
2,133,134,141,142 and 14
3 is a multiplier, 151, 152, 153, 154,
155, 156 and 157 are Z -N delay elements;
161, 162, 163, 164, 165, 16
6 and 167 are adders/subtractors, 171, 172 and 172 are switches, 180 is an array conversion memory,
190 is an output terminal. FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 4.
Claims (1)
エ処理回路と、複数個のデイジタルフイルタから
なるポリフエーズ回路とを用いて、デイジタル処
理によりNチヤネルベースバンド信号からNチヤ
ネル単側帯波周波数分割多重信号を得る際に、1
フレームを前記Nチヤネルベースバンド信号の
各々のサンプリング周波数の逆数とした時1フレ
ームがN多重された実信号系列からなる前記オフ
セツト離散フーリエ処理回路の実数部出力を入力
とし、偶数(または奇数)フレームに対しN個の
データの配列変換を行なう第1の配列変換メモリ
と、前記第1の配列変換メモリの出力を共通の入
力とし各々時分割に変化するK種類の係数を乗ず
るためのK個の乗算器({Mk}:k=1、2、…
…、K)と、前記K個の乗算器{Mk}の各々の
出力を入力とし予め定められたタイムスロツトの
み開くK個のスイツチ({Sk}:k=1、2、…
…、K)と、前記K個の乗算器の各々の出力を入
力とするK個の加減算器({Ak}:k=1、2、
……、K)と、前記K個のスイツチ{Sk}のう
ち(K−1)個のスイツチ({Sk}:k=2、
3、……、K)の出力を入力とする(K−1)個
の加減算器({Bk}:k=2、3、……、K)
と、前記K個の加減算器{Ak}のうちの1個の
加減算器A1の出力を共通の入力とし各々常に一
定の係数を乗じ各々の出力を前記K個の加減算器
{Ak}のうちの(K−1)個の加減算器({A
k}:k=2、3、……、K)に供給する(K−
1)個の乗算器({Fk}:k=1、2、……、K
−1)と、前記K個のスイツチのうちの1個のス
イツチS1、前記K個の加減算器{Ak}および前
記(K−1)個の加減算器{Bk}のうちのAK、
B2、AK-1、B3……、A2およびBKの各々の出力
に対し1フレームの遅延を与える(2K−1)個
の遅延素子({Dk}:k=1、2、……、2K−
1)と、前記K個の加減算器{Ak}のうち1個
の加減算器A1の出力を入力とし偶数(または奇
数)フレームに対しN個のデータの配列変換を行
なう第2の配列変換メモリとから前記ポリフエー
ズ回路を構成し、前記(2K−1)個の遅延素子
{Dk}の各々の出力を前記K個の加減算器{A
k}および(K−1)個の加減算器{Bk}のうち
のAK、B2、AK-1、B3、……、A2、BKおよびA1
の入力になるように接続したことを特徴とする単
側帯波周波数分割多重信号変調装置。1. When obtaining an N-channel single sideband frequency division multiplexed signal from an N-channel baseband signal through digital processing using a spectrum inversion circuit, an offset discrete Fourier processing circuit, and a polyphase circuit consisting of a plurality of digital filters, 1.
When a frame is the reciprocal of the sampling frequency of each of the N-channel baseband signals, one frame consists of N multiplexed real signal sequences.The real part output of the offset discrete Fourier processing circuit is input, and even (or odd) frames a first array conversion memory that performs array conversion of N pieces of data; and a first array conversion memory that uses the output of the first array conversion memory as a common input and multiplies K types of coefficients that change in a time-division manner. Multiplier ({M k }: k=1, 2,...
..., K) and K switches ({S k }: k= 1 , 2,...
..., K) and K adders/subtractors ({A k }: k=1, 2,
..., K) and (K-1) switches ( {S k } : k=2,
(K-1) adders/subtractors ({B k }: k=2, 3, ..., K) whose inputs are the outputs of 3, ..., K)
The output of one adder/subtractor A1 of the K adders/subtractors {A k } is used as a common input, and each is multiplied by a constant coefficient, and the output of each adder/subtractor {A k } is (K-1) adders/subtractors ({A
k }:k=2,3,...,K) (K-
1) multipliers ({F k }: k=1, 2, ..., K
-1), one switch S 1 of the K switches, A K of the K adders/subtractors {A k }, and A K of the (K-1) adders/subtractors {B k }. ,
B 2 , A K-1 , B 3 ... , (2K-1) delay elements ({D k }: k=1 , 2 ,...,2K−
1), and a second array transformation in which the output of one adder/subtractor A1 of the K adders/subtractors {A k } is input, and array transformation of N pieces of data is performed for an even (or odd) frame. The polyphase circuit is configured from a memory, and the output of each of the (2K-1) delay elements {D k } is connected to the K adder/subtractor {A
k } and A K , B 2 , A K- 1 , B 3 , ..., A 2 , B K and A 1 of (K-1) adders/subtractors {B k }
A single sideband frequency division multiplexing signal modulator, characterized in that the single sideband frequency division multiplexing signal modulator is connected so as to be an input of the signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2169079A JPS55114050A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Modulator for single-sideband frequency-division multiple signal |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2169079A JPS55114050A (en) | 1979-02-26 | 1979-02-26 | Modulator for single-sideband frequency-division multiple signal |
Publications (2)
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JPS55114050A JPS55114050A (en) | 1980-09-03 |
JPS6255334B2 true JPS6255334B2 (en) | 1987-11-19 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS55114050A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1011571A (en) * | 1996-06-20 | 1998-01-16 | Mitsubishi Electric Corp | Binary picture multi-valuing and reducing processor |
-
1979
- 1979-02-26 JP JP2169079A patent/JPS55114050A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS55114050A (en) | 1980-09-03 |
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