JPS6346621B2 - - Google Patents

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JPS6346621B2
JPS6346621B2 JP54019366A JP1936679A JPS6346621B2 JP S6346621 B2 JPS6346621 B2 JP S6346621B2 JP 54019366 A JP54019366 A JP 54019366A JP 1936679 A JP1936679 A JP 1936679A JP S6346621 B2 JPS6346621 B2 JP S6346621B2
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JP
Japan
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point
offset
signal
complex
seconds
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Application number
JP54019366A
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Japanese (ja)
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JPS55112056A (en
Inventor
Botaro Hirosaki
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Priority to CA000346089A priority patent/CA1134519A/en
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Publication of JPS6346621B2 publication Critical patent/JPS6346621B2/ja
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    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多チヤンネル振幅変調(以下PAMと
略称する。)信号が直交多重された後伝送路を介
して受信端に到達した直交多重信号を受信する受
信装置に関し、特に複数個の複素ベースバンド
PAM信号が直交振幅変調(以下QAMと略称す
る。)過程を経た後直交多重された直交多重
QAM信号を受信し、デイジタル処理により複数
個の複素ベースバンドPAM信号を再生する受信
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a receiving device that receives orthogonally multiplexed multi-channel amplitude modulated (hereinafter abbreviated as PAM) signals that have been orthogonally multiplexed and then reach a receiving end via a transmission path. multiple complex basebands
Orthogonal multiplexing in which the PAM signal undergoes orthogonal amplitude modulation (hereinafter abbreviated as QAM) process and is then orthogonally multiplexed.
The present invention relates to a receiving device that receives a QAM signal and reproduces a plurality of complex baseband PAM signals through digital processing.

この種の受信装置としては既に昭和52年特許願
第150238号明細書(特開昭54−81712号公報)に
より“直交多重信号のデイジタル処理形受信装
置”が提案されている。しかしこの直交多重信号
のデイジタル処理形受信装置においては出力とし
てN/2点複素データしか必要としないにも拘らず
T/2秒毎にN点フーリエ変換を行う必要があり
(ただしTは各PAM信号のクロツク周期であり
N/Tはサンプリング周波数である。)しかも各
所にT/2秒毎の切替制御部等を設ける必要があ
り、ハードウエア規模が複雑になる欠点を有して
いた。
As a receiving apparatus of this type, a "digital processing type receiving apparatus for orthogonal multiplexed signals" has already been proposed in Patent Application No. 150238 of 1972 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 81712/1982). However, although this digital processing receiver for orthogonal multiplexed signals only requires N/2-point complex data as output, it is necessary to perform N-point Fourier transform every T/2 seconds (where T is for each PAM). (N/T is the clock period of the signal, and N/T is the sampling frequency.) Furthermore, it is necessary to provide a switching control section every T/2 seconds at various locations, which has the disadvantage of complicating the hardware scale.

本発明の目的は上記の欠点に鑑み、N/2点フー
リエ変換器の使用を可能にしT/2秒毎の切替制
御部を極力減少させた直交多重信号のデイジタル
処理形受信装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned drawbacks, it is an object of the present invention to provide a digital processing receiver for orthogonal multiplexed signals, which allows the use of an N/2-point Fourier transformer and minimizes the number of switching control sections every T/2 seconds. It is.

以下図面を用いて本発明を説明する。 The present invention will be explained below using the drawings.

第1図は直交多重QAM信号の送受信系を表わ
すブロツク図であり10,11,…,12L-1はクロツ
ク周期T秒で互いに同期のとれた2L個のPAM信
号が入力される入力端、20,21,…,2L-1
L個のT/2秒遅延回路、30,31,…,32L-1
は2L個の送信ベースバンドフイルタ、40,41
…,42L-1は2L個の変調器、5は各変調器の出力
を全て加算し伝送路に送出する多重回路、6は伝
送路、70,71,…,72L-1は2L個の復調器、8
,81,…,82L-1は2L個の受信ベースバンドフ
イルタ、90,91,…,9L-1はL個のT/2秒
遅延回路、100,102,…,10L-1はL個の
T秒遅延回路110,111,…,112L-1は2L個
のPAM信号が出力される出力端である。第1図
にて第R番目(RはL以下とする)の入力端1R
および第(L+R)番目の入力端1L+Rに各々第
R番目のPAM信号および第(L+R)番目の
PAM信号が入力されるものとする。第R番目の
PAM信号はT/2秒秒遅延回路2RにてT/2秒
遅延を受けた後送信ベースバンドフイルタ3R
て帯域制限および波形成形されて変調器4Rに至
る。一方第(L+R)番目ののPAM信号はその
まま送信ベースバンドフイルタ3L+Rにて帯域制
限および波形成形されて変調器4L+Rに至る。変
調器4Rおよび4L+Rにおいては周波数fRの同相キ
ヤリアcos2πfRtおよび直交キヤリアsin2πfRtが
各々変調キヤリアとして入力され両変調出力が多
重化回路5で加算される事により中心周波数fR
るR番目のQAM信号が形成される。ここで各変
調器にて使用されるキヤリアの周波数は1R
L−1なるRに対しfR−fR-1=T-1と設定されて
おり、変調器40,41,…,4L-1におけるキヤ
リアは余弦波と正弦波とが交互に配置されてい
る。このような送信側の変調操作により多重化回
路5から直交多重されたQAM信号が出力される
事は既によく知られている。多重化回路から出力
された直交多重QAM信号は伝送路6を介して受
信側に伝送される。
Figure 1 is a block diagram showing the transmission/reception system of orthogonal multiplexed QAM signals. 1 0 , 1 1 , ..., 1 2L-1 is an input to which 2L PAM signals synchronized with each other with a clock period of T seconds are input. At the end, 2 0 , 2 1 ,..., 2 L-1 are L T/2 second delay circuits, 3 0 , 3 1 ,..., 3 2L-1
are 2L transmit baseband filters, 4 0 , 4 1 ,
..., 4 2L-1 is a 2L modulator, 5 is a multiplex circuit that adds all the outputs of each modulator and sends it to the transmission path, 6 is a transmission path, 7 0 , 7 1 , ..., 7 2L-1 is 2L demodulators, 8
0 , 8 1 ,..., 8 2L-1 are 2L receiving baseband filters, 9 0 , 9 1 ,..., 9 L-1 are L T/2 second delay circuits, 10 0 , 10 2 ,... , 10 L-1 are L T-second delay circuits 11 0 , 11 1 , . . . , 11 2L-1 is an output terminal from which 2L PAM signals are output. In Figure 1, the Rth (R is less than or equal to L) input terminal 1 R
and (L+R)th input terminal 1 L+R respectively.
Assume that a PAM signal is input. Rth
The PAM signal is delayed by T/2 seconds in a T/2 second delay circuit 2R , and then band-limited and waveform-shaped by a transmission baseband filter 3R before reaching a modulator 4R . On the other hand, the (L+R)th PAM signal is band-limited and waveform-shaped by the transmission baseband filter 3 L+R as it is, and then reaches the modulator 4 L+R . In the modulators 4 R and 4 L+R , the in-phase carrier cos2πf R t and the orthogonal carrier sin2πf R t of the frequency f R are respectively input as modulation carriers, and both modulation outputs are added in the multiplexing circuit 5 to obtain the center frequency f. An Rth QAM signal R is formed. Here, the frequency of the carrier used in each modulator is 1R
f R -f R-1 = T -1 for R L-1, and the carriers in modulators 4 0 , 4 1 , ..., 4 L-1 are alternately cosine waves and sine waves. It is located. It is already well known that orthogonally multiplexed QAM signals are output from the multiplexing circuit 5 by such modulation operations on the transmitting side. The orthogonal multiplexed QAM signal output from the multiplexing circuit is transmitted to the receiving side via the transmission line 6.

受信側では前記送信側と全く逆の変換が行われ
る。即ち、復調器7Rおよび7L+Rにおいては各々
同相キヤリアcos2πfRtおよび直交キヤリア
sin2πfRtが復調キヤリアとして入力されR番目
の復調出力および(L+R)番目の復調出力は
各々受信ベースバンドフイルタ8Rおよび8L+R
て帯域制限および波形成形された後各々T/2秒
遅延回路9RおよびT秒遅延回路10Rにて遅延関
係の補正を施された後各々出力端11Rおよび出
力端11L+Rに至る。ここで送信ベースバンドフ
イルタ30,31,…,32L-1および受信ベースバ
ンドフイルタ80,81,…,82L-1は全て同一周
波数応答G(ω)でその3dB低下帯域(以下実効
帯域と称する)1/2Tヘルツの抵域通過フイル
タであるとし、G2(ω)は1/2Tヘルツで6dB
低下する通常のナイキストフイルタ特性であるす
ると受信側出力端110,111,…,112L-1
は適当なサンプリング時点で自分自身の符号間干
渉が無く互いにチヤネル間干渉も無いPAM信号
が得られることが知られている。
On the receiving side, a conversion that is completely opposite to that on the transmitting side is performed. That is, in demodulators 7 R and 7 L+R , the in-phase carrier cos2πf R t and the orthogonal carrier
sin2πf R t is input as a demodulation carrier, and the Rth demodulation output and (L+R)th demodulation output are band-limited and waveform-shaped by the receiving baseband filters 8 R and 8 L+R , respectively, for T/2 seconds. After delay-related correction is performed in the delay circuit 9 R and the T-second delay circuit 10 R , the signals reach the output terminals 11 R and 11 L+R , respectively. Here, the transmitting baseband filters 3 0 , 3 1 , ..., 3 2L-1 and the receiving baseband filters 8 0 , 8 1 , ..., 8 2L-1 all have the same frequency response G (ω) and a 3 dB reduction band ( It is assumed that it is a 1/2 T hertz resistance pass filter (hereinafter referred to as the effective band), and G 2 (ω) is 6 dB at 1/2 T hertz.
If it is a normal Nyquist filter characteristic that decreases, the receiving side output terminals 11 0 , 11 1 , ..., 11 2L-1 will receive a PAM signal that has no inter-symbol interference and no inter-channel interference at an appropriate sampling point. known to be obtained.

次に第1図の受信部の信号処理操作を全てデイ
ジタル処理にて行うことを考える。ここでT/2
秒遅延回路90,91,…,9L-1およびT秒遅延
回路100,101,…,10L-1は単に再生され
た各PAM信号の遅延関係を一致させるために設
けられているのでこれを除外して考える。
Next, consider performing all signal processing operations in the receiving section shown in FIG. 1 by digital processing. Here T/2
The second delay circuits 9 0 , 9 1 , ..., 9 L-1 and the T second delay circuits 10 0 , 10 1 , ..., 10 L-1 are simply provided to match the delay relationships of the reproduced PAM signals. Therefore, consider excluding this.

まず系のサンプリング周波数fSをN/T(ただ
しNは偶数でN=Lとする。)としZ=ej2f/fS
とする。受信側での受信信号サンプル値系例をY
(z)とすれば、第1図の受信ベースバンドフイ
ルタ8Rの出力XR(z)は0RL−1に対し Rが偶数の時 XR(z)=1/2〔Y(αRZ)+Y(αR -1Z)〕G(
Z)(1) XR+L(Z)=j/2〔Y(αRZ)−Y(αR -1Z)〕G
(Z) Rが奇数の時 XR(Z)=j/2〔Y(αRZ)−Y(α-1 RZ)〕G(
Z) XR+L(Z)=1/2〔Y(αRZ)+Y(α-1 RZ)〕G
(Z) (2) となる。ただしG(Z)は受信ベースバンドフイ
ルタをZ変換したものであり、αRは αR=ej2fR/fS=ej2/N(R+f 0 T) である。
First, let the sampling frequency f S of the system be N/T (however, N is an even number and N = L), and Z = e j2f/fS
shall be. An example of the received signal sample value system on the receiving side is Y
(z), then the output X R (z) of the receiving baseband filter 8 R in FIG. 1 is X R (z) = 1/2 [Y(α R Z )+Y(α R -1 Z)]G(
Z)(1) X R+L (Z)=j/2 [Y(α R Z)−Y(α R -1 Z)]G
(Z) When R is an odd number, X R (Z) = j/2 [Y (α R Z) - Y (α -1 R Z)] G (
Z) X R+L (Z)=1/2 [Y(α R Z)+Y(α -1 R Z)]G
(Z) (2) becomes. However, G(Z) is the result of Z-transforming the reception baseband filter, and α R is α R =e j2fR/fS = e j2/N(R+f 0 T) .

ここでβR(Z)を以下の如く定義する。即ち βR(Z)=XR(Z)+jXR+L(Z) XR+L(Z)+jXR(Z)…Rが偶数の時 …Rが奇数の時 …(3) (1)、(2)、(3)式より βR(Z)=Y(α-1 RZ)G(Z) (4) となる。更にY(Z)、G(Z)を次の如く多重分
離する。即ち Y(Z)=N-1n=0 Z-nYo(ZN) (5) G(Z)=N-1m=0 ZmGn(ZN) (6) (4)、(5)、(6)式より βR(Z)=N-1n=0 αn RYo(α-N 0ZNN-1m=0 Zm-nGn(ZN) (7) ここでβR(Z)は高速サンプル値系列であるが、
元PAM信号がT秒毎のデータ系列であり、更に
送信側にて複数個のPAM信号に選択的にT/2
秒遅延が付加されている事を考えるとβR(Z)の
高速サンプル値系列のうちT/2秒毎のサンプル
値をとり出せば充分であることがわかる。いまβR
(Z)からT/2秒毎のサンプル値をとり出した
ものをβ〓R(ZN/2)とすると、(7)式より β〓R(ZN/2)=N/2-1n=0 αn RYo(α-n OZN)〔Go(ZN)+ZN/2Go+N/2(ZN)〕 +N-1 〓 〓n=N/2 αn RYo(α-N 0ZN)〔Z-N/2GN-N/2(ZN)+Go(ZN
)〕(8) (8)式をβ〓R(ZN/2)=N-1n=0 α0WRn Nη〓o(ZN/2) (9) 但しWN=ej2/Nであり、 と書き改めれば、所望の複素サンプル値系列{βR
(ZN/2)}L R=0が{η〓o(ZN/2)}N-1 o=0をN点離散
フーリエ変
換した後周波数オフセツト項αn 0を乗した(以下こ
の操作をオフセツトフーリエ変換と称する)出力
として得られる事がわかる。
Here, β R (Z) is defined as follows. That is, β R (Z)=X R (Z)+jX R+L (Z) X R+L (Z)+jX R (Z)...When R is an even number...When R is an odd number...(3) (1) , (2) and (3), β R (Z) = Y (α -1 R Z) G (Z) (4). Furthermore, Y(Z) and G(Z) are demultiplexed as follows. That is, Y(Z)= N-1n=0 Z -n Y o (Z N ) (5) G(Z)= N-1m=0 Z m G n (Z N ) (6) (4 ), (5), and (6), β R (Z)= N-1n=0 α n R Y o-N 0 Z N ) N-1m=0 Z mn G n (Z N ) (7) Here, β R (Z) is a high-speed sample value sequence,
The original PAM signal is a data sequence every T seconds, and the transmitting side selectively splits multiple PAM signals into T/2
Considering that a second delay is added, it can be seen that it is sufficient to extract sample values every T/2 seconds from the high-speed sample value series of β R (Z). Now β R
If the sample value taken every T/2 seconds from (Z) is β〓 R (Z N/2 ), then from equation (7), β〓 R (Z N/2 ) = N/2-1n=0 α n R Y o-n O Z N ) [G o (Z N ) + Z N/2 G o+N/2 (Z N )] + N-1 〓 〓 n=N/2 α n R Y o-N 0 Z N ) [Z -N/2 G NN/2 (Z N ) + G o (Z N
)] (8) Expression (8) as β〓 R (Z N/2 )= N-1n=0 α 0 W Rn N η〓 o (Z N/2 ) (9) However, W N = e j2/N , If rewritten as, the desired complex sample value sequence {β R
(Z N/2 )} L R=0 is {η〓 o (Z N/2 )} N-1 o=0 is subjected to N-point discrete Fourier transform and then multiplied by the frequency offset term α n 0 (hereinafter, this operation is (referred to as offset Fourier transform) can be obtained as an output.

前記昭和52年特許願第150238号明細書による従
来の直交多重信号のデイジタル処理形受信装置は
上記の原理に基くものである。
The conventional digital processing receiver for orthogonal multiplexed signals disclosed in Patent Application No. 150238 of 1972 is based on the above principle.

上述の方法の欠点は次の点にある。先ず(10)式よ
りわかるようにN点フーリエ変換の入力を得るの
に{Yo(α-N 0ZN)}N/2-1 o=0を低域フイルタ{Go(ZN
)+
ZN/2Go+N/2(ZN)}N/2-1 o=0に通した出力を前半N/2点

入力とし、{Yo(α-N 0ZN)}N/2-1 o=0をT/2秒遅延させ

{Go(ZN)+ZN/2Go+N/2(ZN)}N/2-1 o=0に通した出力
を後
半N/2点の入力としなければならずT/2秒切替
制御回路を必要とする。
The disadvantages of the above method are as follows. First, as can be seen from equation (10), to obtain the input for the N-point Fourier transform, {Y o-N 0 Z N )} N/2-1 o=0 is filtered by a low-pass filter {G o (Z N
)+
Z N/2 G o+N/2 (Z N )} N/2-1 The output passed through o=0 is the input for the first N/2 points, and {Y o-N 0 Z N )} N /2-1 o=0 is delayed by T/2 seconds and the output is passed through {G o (Z N ) + Z N/2 G o+N/2 (Z N )} N/2-1 o=0 It must be input at N/2 points in the second half, and requires a T/2 second switching control circuit.

更に(9)式よりわかるように、本来N/2点以下の
出力しか必要としないにも拘らずN点オフセツト
フーリエ変換器を必要としている。
Furthermore, as can be seen from equation (9), an N-point offset Fourier transformer is required even though originally only outputs of N/2 points or less are required.

以下本発明の原理を説明する。 The principle of the present invention will be explained below.

(8)式は次のように表わせる。 Equation (8) can be expressed as follows.

β〓R(ZN/2)=N/2-1n=0 αn RYo(α-N/2 RZN/2)Go(ZN/2) (11) 但し Yo(ZN/2)=Yo(ZN)+Z-N/2Yo+N/2(ZN) (12) Go(ZN/2)=Go(ZN)+ZN/2Go+N/2(ZN)(13) ここでα0=Wm+N)と表わす。但しmは非負整
数であり、γは0γ<1なる範囲の数である。
β〓 R (Z N/2 )= N/2-1n=0 α n R Y o-N/2 R Z N/2 ) G o (Z N/2 ) (11) However, Y o (Z N/2 )=Y o (Z N )+Z -N/2 Y o+N/2 (Z N ) (12) G o (Z N/2 )=G o (Z N )+Z N/2 G o+N/2 (Z N ) (13) Here, it is expressed as α 0 = W m+N ). However, m is a non-negative integer, and γ is a number in the range 0γ<1.

この時 β〓R(ZN/2)=N/2-1 〓 〓n=0 W(R+m+)n NYo(W-R-m-2ZN/2)Go(ZN/2)(14)
従つて0R<N/4なるRに対し β〓2R-n(ZN/2)=N/2-1n=0 WRn N/2W〓n NYo(W-2ZN/2)Go(ZN/2) (15) β〓* 2R+1-n(ZN/2)=N/2-1 〓 〓q=0 W(N-2R-2)n NW(1-)n NYo(W-1+2ZN/2)Go(ZN/2
(16) 但し記号*は各応答の複素共役をとることを意
味する。ここで更に なるaR(ZN/2)を定義すれば(β0,β1,…,βL-1
外は全てダミー信号) 0R<N/4の時 aR(ZN/2)=N/2-1n=0 WRn N/2W1/2n Nξo(ZN/2)Go(jZN/2) (18) N/4R<N/2の時 aR(ZN/2)=N/2-1n=0 WRn N/2W1/2n Nξ* o(ZN/2)Go(jZN/2) (19) 但し ξo(ZN/2)=W(-1/2)n NYo(W1/2-2ZN/2) (20) ここで{Go(jZN/2)}N/2-1 o=0は片側実効帯域巾が
1/2Tで線形位相勾配のみが段階的に異なるN/
2個の 低域フイルタ{Go(ZN/2)}N/2-1 o=0の各々をW1/2 N

周波数シフトしたものであるから、実効帯域巾が
1/Tの複素帯域フイルタ群であることがわか
る。(18)、(19)、(20)式より{aR(ZN/2)}N/4-
1
R=0
{ξo(ZN/2)}N/2-1 o=0を各々複素帯域フイルタ{Go
(jZN/2)}N/2-1 o=0に通して得られたN/2点出力をN/2
点オフセツトフーリエ変換した時の前半N/2点出
力として得られ、 {aR(ZN/2)}N/2-1 R=N/4は{ξ* o(ZN/2)}N/2-1 o=0
を各々複素帯
域フイルタ{Go(jZN/2)}N/2-1 o=0に通して得られたN
/
2点出力をN/2点オフセツトフーリエ変換した時
の後半N/2点出力として得られることがわかる。
At this time, β〓 R (Z N/2 )= N/2-1 〓 〓 n=0 W (R+m+)n N Y o (W -Rm-2 Z N/2 ) G o (Z N /2 ) (14)
Therefore, for R where 0R<N/4, β〓 2R-n (Z N/2 ) = N/2-1n=0 W Rn N/2 W〓 n N Y o (W -2 Z N /2 ) G o (Z N/2 ) (15) β〓 * 2R+1-n (Z N/2 )= N/2-1 〓 〓 q=0 W (N-2R-2)n N W (1-)n N Y o (W -1+2 Z N/2 ) G o (Z N/2 )
(16) However, the symbol * means taking the complex conjugate of each response. further here If we define a R (Z N/2 ), then (all signals except β 0 , β 1 , ..., β L-1 are dummy signals), when 0R<N/4, a R (Z N/2 ) = N/ 2-1n=0 W Rn N/2 W 1/2n N ξ o (Z N/2 ) G o (jZ N/2 ) (18) When N/4R<N/2 a R (Z N /2 ) = N/2-1n=0 W Rn N/2 W 1/2n N ξ * o (Z N/2 ) G o (jZ N/2 ) (19) However, ξ o (Z N/ 2 )=W (-1/2)n N Y o (W 1/2-2 Z N/2 ) (20) Here {G o (jZ N/2 )} N/2-1 o= 0 is N/ where the effective bandwidth on one side is 1/2T and only the linear phase gradient is different in steps.
Since the two low-pass filters {G o (Z N/2 )} N/2-1 o=0 are frequency-shifted by W 1/2 N , it is a complex filter with an effective bandwidth of 1/T. It can be seen that this is a band filter group. From equations (18), (19), and (20), {a R (Z N/2 )} N/4-
1
R=0 is {ξ o (Z N/2 )} N/2-1 o=0 respectively complex band filter {G o
(jZ N/2 )} N/2-1 N/2 point output obtained through o=0
Obtained as the first N/2 point output when point offset Fourier transform is performed, {a R (Z N/2 )} N/2-1 R=N/4 is {ξ * o (Z N/2 )} N/2-1 o=0
N obtained by passing each through a complex band filter {G o (jZ N/2 )} N/2-1 o=0
/
It can be seen that when the two-point output is subjected to N/2-point offset Fourier transform, the latter half N/2-point output is obtained.

特にγ=1/2の時(18)、(19)、(20)式はまと めて次のように表わせる。 In particular, when γ = 1/2, equations (18), (19), and (20) are It can be expressed as follows.

aR(ZN/2)=N/2-1n=0 WRn N/2W1/2n NYo(ZN/2)Go(jZN/2
……(21) ただし0R<N/2−1 従つてこの場合は、信号処理過程が著しく簡単
化される。
a R (Z N/2 ) = N/2-1n=0 W Rn N/2 W 1/2n N Y o (Z N/2 ) G o (jZ N/2 )
...(21) However, 0R<N/2-1 Therefore, in this case, the signal processing process is significantly simplified.

第2図は本発明になる直交多重信号のデイジタ
ル処理形受信葬置の具体的な一実施例を示すブロ
ツク図である。第2図において12は入力端、1
3はサンプラー、14は多重分離回路、150
151,…,15N/2-1は前処理回路16の入力端、
170,171,…,17N/2-1および180,181
…,18N/2-1は前処理回路16の出力端、19は
第一のポリフエーズ回路、20は第二のポリフエ
ーズ回路、210,211,…,21N/2-1は第一の
ポリフエーズ回路19の出力端、220,221
…,22N/2-1は第二のポリフエーズ回路20の出
力端、23は第一のオフセツトフーリエ変換器、
24は第二のオフセツトフーリエ変換器、250
251,…,25N/4-1は第一のオフセツトフーリ
エ変換器23の前半N/4点出力端、260,26
,…,26N/4-1は第二のオフセツトフーリエ変
換器24の後半N/4点出力端、27は後処理回
路、280,281,…,28L-1は出力端である。
FIG. 2 is a block diagram showing a specific embodiment of the digital processing type reception system for orthogonal multiplexed signals according to the present invention. In Fig. 2, 12 is the input terminal, 1
3 is a sampler, 14 is a demultiplexing circuit, 15 0 ,
15 1 ,..., 15 N/2-1 is the input terminal of the preprocessing circuit 16,
17 0 , 17 1 , ..., 17 N/2-1 and 18 0 , 18 1 ,
..., 18 N/2-1 is the output terminal of the preprocessing circuit 16, 19 is the first polyphase circuit, 20 is the second polyphase circuit, 21 0 , 21 1 , ..., 21 N/2-1 is the first The output terminals of the polyphase circuit 19, 22 0 , 22 1 ,
..., 22 N/2-1 is the output terminal of the second polyphase circuit 20, 23 is the first offset Fourier transformer,
24 is a second offset Fourier transformer, 25 0 ,
25 1 ,..., 25 N/4-1 is the first N/4 point output terminal of the first offset Fourier transformer 23, 26 0 , 26
1 ,...,26 N/4-1 is the output terminal of the second half N/4 point of the second offset Fourier transformer 24, 27 is the post-processing circuit, 28 0 , 28 1 ,..., 28 L-1 is the output terminal It is.

まず入力端12に入力された受信信号はサンプ
ラー13により1/NTヘルツのサンプリング周
波数で標本化され、Y(Z)なる実サンプル値系
列となる。この実サンプル値系列Y(Z)は多重
分離回路14により前出(5)式、(12)式に従つてT/2
秒毎のサンプル値系列{Yo(ZN/2)}N/2-1 o=0に分解さ
れn番目のサンプル値系列Yo(ZN/2)は入力端1
oに入力される。(0n<N/2−1)前処理回 路16では各Yo(ZN/2)に対しW1/2-2なる周波数
シフトを施した後W(-1/2)n Nを乗して(20)式で表
わされるξo(ZN/2)なるサンプル値系列を生成す
る。出力端170,171,…,17N/2-1にはこう
して得られたサンプル値系列ξ0(ZN/2)、ξ1(ZN/2

…、ξN/2-1(ZN/2)が出力されると同時に、出力端
180,181,…,18N/2-1には各サンプル値の
複素共役サンプル値であるξ* 0(ZN/2)、ξ* 1(ZN/2

…、ξ* N/2-1(ZN/2)が出力される。第一のポリフエ
ーズ回路19および第二のポリフエーズ回路20
は共にN/2個の複素帯域フイルタ{Go(jZN/2)}
N/2-1 o=0で構成され入力端17Rと出力端21Rとの間
および入力端18Rと出力端22Rとの間にはR番
目の複素帯域フイルタGR(jZN/2)が接続されてい
る。第一のポリフエーズ回路19の出力は第一の
オフセツトフーリエ変換器23に入力される。第
一のオフセツトフーリエ変換器23はN/2点入力
に対し(18)式に従いN/2点オフセツトフーリエ
変換を施した後、前半N/4点(ここで説明の便宜
のためNは4で割切れるものとする。)出力を出
力端250,251,…,25N/4-1に出力する。一
方、第二のポリフエーズ回路20の出力は、第二
のオフセツトフーリエ変換器24に入力され、第
二のオフセツトフーリエ変換器24はN/2点入力
に対し(19)式に従いN/2点オフセツトフーリエ
変換を施した後、後半N/4点出力を出力端260
261,…,26N/4-1に出力する。
First, the received signal input to the input terminal 12 is sampled by the sampler 13 at a sampling frequency of 1/NT hertz, and becomes an actual sample value sequence Y(Z). This actual sample value series Y(Z) is converted to T/2 by the demultiplexing circuit 14 according to the above equations (5) and (12).
The sample value series every second {Y o (Z N/2 )} is decomposed into N/2-1 o=0, and the nth sample value series Y o (Z N/2 ) is the input terminal 1
5 Entered in o . (0n<N/2-1) In the preprocessing circuit 16, each Y o (Z N/2 ) is subjected to a frequency shift of W 1/2-2 , and then W (-1/2)n N A sample value series ξ o (Z N/2 ) expressed by equation (20) is generated. The sample value series ξ 0 (Z N/2 ), ξ 1 (Z N/2) obtained in this way are output to the output terminals 17 0 , 17 1 , ..., 17 N / 2-1.
,
..., ξ N/2-1 (Z N/2 ) is output, and at the same time, the complex conjugate sample value of each sample value ξ * 0 (Z N/2 ), ξ * 1 (Z N/2 )
,
..., ξ * N/2-1 (Z N/2 ) is output. First polyphase circuit 19 and second polyphase circuit 20
are both N/2 complex band filters {G o (jZ N/2 )}
N/2-1 o=0 , and an R - th complex band filter G R ( jZ N / 2 ) is connected. The output of the first polyphase circuit 19 is input to a first offset Fourier transformer 23. The first offset Fourier transformer 23 performs N/2 point offset Fourier transform on the N/2 point input according to equation (18), and then converts the first half N/4 points (for convenience of explanation, N is ) The output is output to the output terminals 25 0 , 25 1 , ..., 25 N/4-1 . On the other hand, the output of the second polyphase circuit 20 is input to the second offset Fourier transformer 24, and the second offset Fourier transformer 24 converts the output of the second polyphase circuit 20 into N/2 according to equation (19) for the N/2 point input. After performing point offset Fourier transform, the second half N/4 point output is sent to the output terminal 26 0 ,
Output to 26 1 ,...,26 N/4-1 .

従つて出力端250,251,…,25N/4-1には
(17)式で表わされるサンプル値系列a0(ZN/2)、
a1(ZN/2)…、aN/4-1(ZN/2)が各々得られ、出力端
260,261,…,26N/4-1にはaN/4(ZN/2)、
aN/4+1(ZN/2)、aN/2-1(ZN/2)が各々得られる。後処
理回路27はこうして得られたa0(ZN/2),a1
(ZN/2),…,aN/2-1(ZN/2)から以下に従つてT/2
秒毎の複素PAM信号β〓0(ZN/2),β〓(ZN/2),…,
β〓L-1(ZN/2)を生成し出力端280,281,…,2
L-1に各々出力する。{ao(ZN/2)}N/2-1 o=0から{
β〓o
(ZN/2)}L-1 o=0を得る過程は、(17)式より次の如く

わされる。
Therefore, the output terminals 25 0 , 25 1 , ..., 25 N/4-1 have the sample value series a 0 (Z N/2 ) expressed by equation (17),
a 1 (Z N/2 )..., a N/4-1 (Z N/2 ) are obtained, and a N / 4 ( ZN/2 ),
a N/4+1 (Z N/2 ) and a N/2-1 (Z N/2 ) are obtained, respectively. The post-processing circuit 27 uses the thus obtained a 0 (Z N/2 ), a 1
(Z N/2 ), …, a N/2-1 (Z N/2 ) to T/2 according to the following
Complex PAM signal per second β〓 0 (Z N/2 ), β〓 (Z N/2 ), ...,
β〓 L-1 (Z N/2 ) is generated at the output terminals 28 0 , 28 1 , ..., 2
8 Output each to L-1 . {a o (Z N/2 )} N/2-1 o=0 {
β〓 o
(Z N/2 )} The process of obtaining L-1 o=0 is expressed as follows from equation (17).

0RN/4−1に対し、 β〓2R-n(ZN/2)=aR(−jZN/2) ……(22) β〓2R-1-n(ZN/2)=〔aN/2-R(−jZN/2)〕*……(23
) 即ちβ〓2R-n(ZN/2)のP番目のサンプル値はaR
(ZN/2)のP番目のサンプル値に(−j)pを乗じ
て得られ、β〓2R-1-n(ZN/2)のP番目のサンプル値
はaN/2-R(ZN/2)のP番目のサンプル値に(−j)p
を乗した後その複素共役をとることによつて得ら
れる。
For 0RN/4-1, β〓 2R-n (Z N/2 ) = a R (-jZ N/2 ) ... (22) β〓 2R-1-n (Z N/2 ) = [a N/2-R (−jZ N/2 )〕 * ……(23
) That is, the Pth sample value of β〓 2R-n (Z N/2 ) is a R
It is obtained by multiplying the Pth sample value of (Z N/2 ) by (−j) p , and the Pth sample value of β〓 2R-1-n (Z N/2 ) is a N/2-R (−j) p for the Pth sample value of (Z N/2 )
It is obtained by multiplying by , and then taking its complex conjugate.

以上述べた如く本発明になる直交多重信号のデ
イジタル処理形受信装置においては1回のN点フ
ーリエ変換のかわりに2回のN/2点フーリエ変換
を行う事になる。1回のN点複素フーリエ変換に
要する総乗算量は4N2であり2回のN/2点複素フ
ーリエ変換に要する総乗算量は4×(N/2)2×2= 2N2である。従つて本発明になる直交多重信号の
デイジタル処理形受信装置におけるデイジタル演
算量は従来のそれに比し大幅に低減する。更に第
2図よりわかるように本発明になる直交多重信号
のデイジタル処理形受信装置においてはT/2秒
切替制御回路を必要としない。従つて装置の複雑
化を避けることができる。
As described above, in the digital processing receiver for orthogonal multiplexed signals according to the present invention, two N/2-point Fourier transforms are performed instead of one N-point Fourier transform. The total amount of multiplication required for one N-point complex Fourier transform is 4N 2 , and the total amount of multiplication required for two N/2-point complex Fourier transforms is 4×(N/2) 2 ×2=2N 2 . Therefore, the amount of digital calculation in the digital processing receiving apparatus for orthogonal multiplexed signals according to the present invention is significantly reduced compared to the conventional one. Furthermore, as can be seen from FIG. 2, the digital processing receiver for orthogonal multiplexed signals according to the present invention does not require a T/2 second switching control circuit. Therefore, it is possible to avoid complicating the device.

また、特にγ=1/2なる特別な場合には、(20) 式よりξo(zN/2)は、多重分離された入力実系列
Yn(zN/2)に等しくなるため、第2図の前処理回
路16が不要になる。また、(18)式と(19)式
とは(21)式に帰着され、{aR(ZN/2)}N/2 R=0は第2

の第1のオフセツトフーリエ変換器23のN/2
点出力として一括して得られることになるため、
第2図における第2のポリフエーズ回路20およ
び第2のオフセツトフーリエ変換器24も不要に
なる。第3図はこうして得られる本発明による直
交多重信号のデイジタル処理形受信装置の他の実
施例を表わしたものであり、各参照番号の意味す
るところは第2図におけるものと対応している。
但し、第3図においてはオフセツトフーリエ変換
器23のN/2点出力が全て有効に使用されるた
めその出力端は250,251,…,25N/2-1に拡
張されている。
In addition, in the special case where γ=1/2, ξ o (z N/2 ) is the demultiplexed input real sequence from equation (20).
Since it is equal to Yn(z N/2 ), the preprocessing circuit 16 shown in FIG. 2 becomes unnecessary. Also, equations (18) and (19) are reduced to equation (21), and {a R (Z N/2 )} N/2 R=0 is the second
N/2 of the first offset Fourier transformer 23 in the figure
Since it will be obtained all at once as a point output,
The second polyphase circuit 20 and second offset Fourier transformer 24 in FIG. 2 are also eliminated. FIG. 3 shows another embodiment of the digital processing receiving apparatus for orthogonal multiplexed signals according to the present invention obtained in this manner, and the meanings of each reference number correspond to those in FIG. 2.
However, in FIG. 3, all N/2 point outputs of the offset Fourier transformer 23 are effectively used, so the output terminals are expanded to 25 0 , 25 1 , ..., 25 N/2-1. .

なお上記の説明においてはフーリエ変換は全て
順方向フーリエ変換としたが、入力および出力の
複素共役をとることにすればこれをフーリエ逆変
換で置き換えることができる。
In the above description, all Fourier transforms are forward Fourier transforms, but this can be replaced by inverse Fourier transforms by taking the complex conjugate of input and output.

以上述べた如く本発明によればデイジタル演算
量が少なく回路規模が簡単化された直交多重信号
のデイジタル処理形受信装置を得ることができそ
の実用に供するところ極めて大である。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a digital processing receiving apparatus for orthogonal multiplexed signals with a small amount of digital calculations and a simplified circuit scale, and its practical use is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は直交多重QAM信号の送受信系を表わ
すブロツク図、第2図、第3図は本発明による直
交多重信号のデイジタル処理形受信装置の具体的
な一実施例を示すブロツク図である。 図において、20,21,…,2L-1はL個の
T/2秒遅延回路、30,31,…,32L-1は2L個
の送信ベースバンドフイルタ、40,41,…,4
2L−1は2L個の変換器、5は多重化回路、6は伝送
路、70,71,…,72L-1は2L個の復調器、80
1,…,82L-1は2L個の受信ベースバンドフイ
ルタ、90,91,…,9L-1はL個のT/2秒遅
延回路、100,101,…,10L-1はL個のT
秒遅延回路、13はサンプラー、14は多重分離
回路、16は前処理回路、19は第一のポリフエ
ーズ回路、20は第二のポリフエーズ回路、23
は第一のオフセツトフーリエ変換器、24は第二
のオフセツトフーリエ変換器、27は後処理回路
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a transmitting and receiving system for orthogonally multiplexed QAM signals, and FIGS. 2 and 3 are block diagrams showing a specific embodiment of a digital processing receiving apparatus for orthogonally multiplexed signals according to the present invention. In the figure, 2 0 , 2 1 , ..., 2 L-1 are L T/2 second delay circuits, 3 0 , 3 1 , ..., 3 2L-1 are 2L transmission baseband filters, 4 0 , 4 1 ,...,4
2L-1 is 2L converters, 5 is a multiplexing circuit, 6 is a transmission line, 7 0 , 7 1 , ..., 7 2L-1 is 2L demodulators, 8 0 ,
8 1 ,..., 8 2L-1 are 2L receiving baseband filters, 9 0 , 9 1 ,..., 9 L-1 are L T/2 second delay circuits, 10 0 , 10 1 ,..., 10 L-1 is L number of T
seconds delay circuit, 13 is a sampler, 14 is a demultiplexing circuit, 16 is a preprocessing circuit, 19 is a first polyphase circuit, 20 is a second polyphase circuit, 23
24 is a first offset Fourier transformer, 24 is a second offset Fourier transformer, and 27 is a post-processing circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 クロツク周期T秒で互いに同期がとれた2L
個(ただしLは正整数)のベースバンドデータに
て周波数f0,f1,…,fL-1なるL個の複素キヤリ
アを直交変調し、その出力を直交多重する信号処
理過程をN/Tヘルツ(ただしNは偶数であり、
N≧2L)のサンプリング速度にて行なう際に、
前記Tと最小キヤリア周波数f0との積f0Tの少数
部であるパラメータγが0.5と設定することによ
り生成された直交多重信号を受信する直交多重信
号のデイジタル処理形受信装置において、入力端
に得られた受信信号をT/N秒毎(ただしN=
2L)にサンプリングし、T/2秒毎にN/2点
実サンプル値を出力する多重分離回路と、該N/
2点実サンプル値を入力とし実効帯域巾が1/T
ヘルツで線形位相勾配のみが段階的に異なるN/
2個の複素帯域フイルタで構成されるポリフエー
ズ回路と、該ポリフエーズ回路に接続されT/2
秒毎にN/2点オフセツトフーリエ変換を行うオ
フセツトフーリエ変換器と、該オフセツトフーリ
エ変換器のN/2点出力に対し一定の周波数オフ
セツト補正を施す後処理回路とを含み、直交多重
信号の復調をデイジタル処理で行うことを特徴と
する直交多重信号のデイジタル処理形受信装置。 2 クロツク周期T秒で互いに同期がとれた2L
個(ただしLは正整数)のベースバンドデータに
て周波数f0,f1…,fL-1なるL個の複素キヤリア
を直交変調して得られる直交多重信号をデイジタ
ル処理にて受信する受信装置におて、入力端に得
られた受信信号をT/N秒毎(ただしNは偶数と
する。)にサンプリングし、T/2秒毎にN/2
点実サンプル値に対し所望の周波数オフセツトを
施し第一の複素信号群a1,a2,…,aN/2を出力す
ると共に該複素信号の共役複素信号である第二の
複素信号群b1,b2,…,bN/2を出力する前処理回
路と、前記第一の複素信号群a1,a2,…,aN/2
入力とし実効帯域幅が1/Tヘルツで線形位相勾
配のみが段階的に異なるN/2個の複素帯域フイ
ルタで構成される第一のポリフエーズ回路と、前
記第二の複素信号群b1,b2,…,bN/2を入力とし
前記第一ポリフエーズ回路と同一構成の第二のポ
リフエーズ回路と、前記第一のポリフエーズ回路
に接続されT/2秒毎にN/2点オフセツトフー
リエ変換を行う第一のオフセツトフーリエ変換器
と、前記第二のポリフエーズ回路に接続され前記
第一のオフセツトフーリエ変換器と同一構成の第
二のオフセツトフーリエ変換器と、前記第一のオ
フセツトフーリエ変換器の前半N/4点出力と前
記第二のオフセツトフーリエ変換器の後半N/4
点出力とからなる総計N/2点出力に対し一定の
周波数オフセツト補正を施す後処理回路とを含み
直交多重信号の復調をデイジタル処理で行うこと
を特徴とする直交多重信号のデイジタル処理形受
信装置。
[Claims] 1. 2Ls synchronized with each other with a clock cycle of T seconds
A signal processing process in which L complex carriers with frequencies f 0 , f 1 , ..., f L-1 are orthogonally modulated using baseband data (where L is a positive integer) and the outputs are orthogonally multiplexed is N/ T hertz (N is an even number,
When performing sampling at a sampling rate of N≧2L),
In an orthogonal multiplexed signal digital processing receiving device that receives an orthogonal multiplexed signal generated by setting the parameter γ, which is the fractional part of the product f 0 T of T and the minimum carrier frequency f 0 , to 0.5, the input terminal The received signal obtained in T/N seconds (however, N=
2L) and outputs N/2 point actual sample values every T/2 seconds;
Input two actual sample values and effective bandwidth is 1/T
Only the linear phase gradient differs stepwise in Hertz N/
A polyphase circuit consisting of two complex band filters and a T/2 filter connected to the polyphase circuit.
It includes an offset Fourier transformer that performs an N/2 point offset Fourier transform every second, and a post-processing circuit that performs a constant frequency offset correction on the N/2 point outputs of the offset Fourier transformer, and an orthogonal multiplexer. 1. A digitally processed receiver for orthogonal multiplexed signals, characterized in that signal demodulation is performed by digitally processed signals. 2 2L synchronized with each other with a clock period of T seconds
Reception in which orthogonal multiplexed signals obtained by orthogonally modulating L complex carriers with frequencies f 0 , f 1 ..., f L-1 using baseband data (where L is a positive integer) are digitally processed. In the device, the received signal obtained at the input end is sampled every T/N seconds (N is an even number), and the signal is sampled every T/2 seconds by N/2.
A desired frequency offset is applied to the point actual sample values to output a first complex signal group a 1 , a 2 , ..., a N/2 , and a second complex signal group b which is the conjugate complex signal of the complex signal. 1 , b 2 , ..., b N/2 and a preprocessing circuit that inputs the first complex signal group a 1 , a 2 , ..., a N/2 and has an effective bandwidth of 1/T hertz. A first polyphase circuit composed of N/2 complex band filters whose only linear phase gradients differ stepwise, and the second complex signal group b 1 , b 2 , ..., b N/2 are input. a second polyphase circuit having the same configuration as the first polyphase circuit; and a first offset Fourier transformer connected to the first polyphase circuit and performing an N/2 point offset Fourier transform every T/2 seconds. , a second offset Fourier transformer connected to the second polyphase circuit and having the same configuration as the first offset Fourier transformer, and a first N/4 point output of the first offset Fourier transformer; The second half N/4 of the second offset Fourier transformer
A digitally processed receiving device for an orthogonal multiplexed signal, characterized in that it includes a post-processing circuit that performs a certain frequency offset correction on a total of N/2 point outputs consisting of point outputs, and performs demodulation of the orthogonal multiplexed signal by digital processing. .
JP1936679A 1979-02-21 1979-02-21 Digital process type receiver for orthogonal multiple signal Granted JPS55112056A (en)

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US06/121,943 US4300229A (en) 1979-02-21 1980-02-15 Transmitter and receiver for an othogonally multiplexed QAM signal of a sampling rate N times that of PAM signals, comprising an N/2-point offset fourier transform processor
AU55634/80A AU527333B2 (en) 1979-02-21 1980-02-18 Multi pam signals to ortho multiplex qam converter
CA000346089A CA1134519A (en) 1979-02-21 1980-02-20 Transmitter and receiver for an orthogonally multiplexed qam signal of a sampling rate n times that of pam signals, comprising an n/2-point offset fourier transform processor

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JPS6346621B2 true JPS6346621B2 (en) 1988-09-16

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JPS55112056A (en) 1980-08-29

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