JPH04117738A - 周波数分割多重装置 - Google Patents

周波数分割多重装置

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JPH04117738A
JPH04117738A JP23879890A JP23879890A JPH04117738A JP H04117738 A JPH04117738 A JP H04117738A JP 23879890 A JP23879890 A JP 23879890A JP 23879890 A JP23879890 A JP 23879890A JP H04117738 A JPH04117738 A JP H04117738A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、通信の広汎な分野で用いられている周波数分
割多重(Frequency Division Mu
ltiplex;以下FDMという。)装置に関する。
〔概要〕
本発明は、トランスマルチプレクサを用いる周波数分割
多重装置において1、 マトリックススイッチを用いて高速フーリエ逆変換手段
の出力を切り換えてサブフィルタに与えることにより、 広帯域の周波数スペクトルをもつ信号の伝送を可能にす
ることができるようにしたものである。
〔従来の技術〕
FDMは最も広汎に用いられている信号多重方式である
。従来の信号多重方式の一例を第2図に示す。1はN点
逆F ET (Fast Fourier Trans
form)2−0〜2−(N−1) はサブフィルタ、
3−1〜3− (N−1)は遅延回路、4は加算回路で
ある。
入力信号 X(ZNl k)(k = 0.1、:2.
、、、N−1)は、 X(Z’ l k)=ΣXk(n) l−”    (
1)+ +で、Z = e ””          
(2)はラプラス変換演算子であり、Tは T = 1 / f O(3) すなわちサンプル周期である。従来法では、(1)式に
ZNで示すように入力信号は時間NTごとにのみ値を持
ち、他の時刻にはすべて0となる。
k番目の入力X(Z’ l k)を周波数位置fk−k
・△f=Rof、/N    (4)に送出することに
よりFDM多重が実行できる。
まず、 基本LPF (Z) を G(Z)=i 反−〇 g(α)2 とする。基本LPF 割により (Z) をサブフィルタ分 と表す。
ここで (ZN) =Σ g(βN+f)(ど)−β(7)j−〇 である。今、入力信号X(Z”lk)を基本LPFG 
(Z)に入力した場合の出力は、 G(Z) ・X(ZN k) となる。これを周波数位置fkに持ってくるためには、
式(2)で、fをf−f、でおきかえればよい。
すなわち、 z−1e−j2ycfk丁−Z  、e  ”j?  
       (9)なる変数置き換えを行えばよい。
(9)式の導入には(4)式の関係を用いた。中心周波
数がOHzの信号W (Z)を中心周波数fkに移動し
たものをW(Z;k)と表すとすれば、上の周波数変換
の結果は、 G(Z ; k)X(ZNl k ; k)となる。こ
こで、ZNは上の周波数変換に対しては不変である。F
DM信号多重出力Y (Z)はY(Z) =ΣG(Z; k)X(Z” k ; k) 和の順序を変えると、 Y(Z)= iZ−1Gl(Z勺ΣeJTk1 t、o              &−(1X(Z’ k) (社) となり、第2図に示す構成となる。これはいわゆるトラ
ンスマルチプレクサ信号多重回路である。
トランスマルチプレクサは、少ない計算量で多数の信号
のFDM多重が正確に行えるので、通信網に広汎に用い
られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
トランスマルチプレクサは信号多重のための演算量が小
さい特長があるが、その代わり、式(1)に見られるよ
うに原信号の標本化速度はFDM多重信号Y (Z)の
標本化速度f0の1/Nという制約が課せられている。
そのために標本化定理により原信号の周波数帯域幅は、
(−Δf/2、Δf/2)の区間に限られる(Δf=f
o/N)。FDM信号多重回路をフィルタバンクとして
考えると、その周波数特性は第3図(A)に示すものと
なる。各チャネルフィルタの帯域幅がΔfに制限される
ために、例えばΔfで完全に平坦な周波数特性を有する
ものは実現できない。そのために送信可能な信号の帯域
幅は、あらかじめΔf以下に制限されている。例えば公
衆通信網に広く用いられているトランスマルチプレクサ
では、Δf=4KHzであり、このために電話網を通じ
て4KHzよりも広帯域の周波数スペクトルを有する信
号の伝送は不可能になっている。
本発明は、このような従来法の欠点を克服し、チャネル
周波数間隔△fのフィルタバンクでかつ△fよりも広帯
域の信号をも伝送し得る周波数分割多重装置を実現する
ことを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、N個の入力信号系列を入力する高速フーリエ
逆変換手段と、Nサンプル単位でフィルタ演算を行うN
個のサブフィルタと、このサブフィルタのそれぞれを所
定のサンプル数遅延させる遅延回路網と、この遅延回路
網の出力の総和を算出して、周波数分割多重信号を生成
する加算回路とを備えた周波数分割多重装置において、
上記高速フーリエ逆変換手段の出力を受けてN個の信号
を出力するマ) IJフックススイッチを備え、上記サ
ブフィルタの第j番目を、上記高速フーリエ逆変換手段
の入力信号がサンプリングタイミングをNで区切った場
合の第1番目のタイミングである場合に、上記マトリッ
クス・スイッチのNを法とする第(]+i)番目の出力
に対応して設けられたことを特徴とする。ここで、入力
信号系列はサンプル周波数foで標本化された信号系列
であることが望まれる。また、上記所定のサンプル数が
1個であることが望まれる。
〔作用〕
原信号のサンプリング周波数が高速でも従来例と同様の
回路構成で信号の多重化を行える式が誘導されるが、第
1番目のサブ系列については、高速フーリエ逆変換手段
の出力を1+ ]  (m o d N )番目から取
り出してサブフィルタに入力することが要求される。本
発明では、マトリックススイッチを用いてこれを実現し
ている。これにより、高速データ伝送が行える。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。本発
明による信号多重回路の構成を第1図に示す。ここで、
5はマトリクス・スイッチである。
この実施例は、第1図に示すように、N個の入力信号系
列を入力する高速フーリエ逆変換手段1と、Nサンプル
単位でフィルタ演算を行うN個のサブフィルタ2と、こ
のサブフィルタ2のそれぞれを所定のサンプル数遅延さ
せる遅延回路網3と、この遅延回路網3の出力の総和を
算出して、周波数分割多重信号を生成する加算回路4と
を備え、さらに、本発明の特徴とする手段として、高速
フーリエ逆変換手段1の出力を受けてN個の信号を出力
するマトリックス・スイッチ5を備え、サブフィルタ2
の第1番目を、高速フーリエ逆変換手段lの入力信号が
サンプリングタイミングをNで区切った場合の第1番目
のタイミングである場合に、マトリックス・スイッチ5
ONを法とする第(1+i)番目の出力に対応して設け
らる。また、入力信号系列はサンプル周波数f、で標本
化された信号系列でり、上記所定のサンプル数が1個で
ある。
次に、この実施例の動作を説明する。本発明はまず原信
号Xk (Z)が従来法と異なりX(Z l k>=Σ
xm(n) Z−Q21(k=o、■、2、 、N−1
) となるものを扱う。すなわち、原信号のサンプリング周
波数も高速なサンプリング周波数f0である。上の信号
系列をサブ系列分割する。すなわち、ただし、 X+ (Z’ l k)−Σx1.(mN+1)Z−”
α滲(i=0.1.2、  、NN−1 )FD信号多重のためにまずX (Z l k)を周波
数fkに移動する。そのために式(9)の変数変換を行
い、 X (Z l k ;k ) = ” ’e ’F ’
 Z −’ X i (Z ’ l k )α91+0 を得る。同じく基本フィルタをOHzから周波数fkに
移動したものは、 で与えられる。FDM信号多重信号Y (Z)は、G(
Z;k)  ・X(Zlk;k)をkについて総和した
ものであり、 弐〇’l)を従来法の弐〇Dと比較すると、同種の回路
構成で信号多重を行うことができることが分かる。
すなわち、第1図に示すように、第1番目のサブ系列に
ついては、IFFTの出力をi+f(modN)番目か
らとり出してサブフィルタG、(Z’ )に入力してや
る必要がある。一般にはiは、0.1.2、 、N−1
なる値があるのでマトリクススイッチ5を用いて行うこ
とができる。本発明は従来法を特殊な場合(1=0に対
してのみ値があり、他はすべて0)として含むトランス
マルチプレクサの自然な拡張となっている。実用的には
、原信号の標本化速度を2倍い=0、N/2)にするだ
けで、Δf内で完全に平坦な周波数特性のフィルタバン
クの構成が可能になる。その様子を第3図に示す。(A
)は従来法、(B)は本発明の2倍サンプリングの場合
(式0′りで1=0、N/20み有限な値があり、他は
0)、(C)は4倍サンプリング(]=0、N/4、N
/2.3N/4)の場合を示す。(C)には分かり易い
ように各チャネルフィルタの振幅特性を違えて示してい
るが、実際にはすべて同じ振幅特性を有している。
応用例として、従来の△f=4KHzのFDMシステム
の性能を拡張する設計例を示す。従来は、この帯域制限
のたtに2.4Kb/s以上のデータ伝送は困難であっ
た。そのために多値変調等の複雑な技術を用いて9.6
Kb/s等の変調速度を実現していた。本発明によれば
、従来の4倍の演算速度とするだけで、自動的に従来の
4倍の帯域の信号を通すことができる。すなわち、最も
単純なりPSK等の変調法により容易に9.6Kb/s
の信号伝送が可能であり、多値変調方式を用いれば、3
8,4Kb/sの伝送も可能になる。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明したように、 ■ 従来と同じチャネル間隔で従来の2.4.8倍の帯
域幅のチャネルフィルタバンクを容易に実現できる効果
と、 ■ FDM通信網の帯域幅を拡大し、従来の2.4.8
倍等の高速データ伝送を可能にする効果と、■ チャネ
ル周波数間隔は従来と同じであるので従来のシステムと
互換性のある自然なンステムの拡張を可能にする効果と
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の構成を示すブロック構成図。 第2図は従来例の構成を示すブロック構成図。 第3図は信号多重フィルタバンクの周波数特性を示す図
。 1・・・高速フーリエ逆変換手段、2・・・サブフィル
タ、3・・・遅延回路網、4〜・・加算回路、5・・・
マトリックス・スイッチ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、N個の入力信号系列を入力する高速フーリエ逆変換
    手段と、Nサンプル単位でフィルタ演算を行うN個のサ
    ブフィルタと、このサブフィルタのそれぞれを所定のサ
    ンプル数遅延させる遅延回路網と、この遅延回路網の出
    力の総和を算出して、周波数分割多重信号を生成する加
    算回路とを備えた周波数分割多重装置において、 上記高速フーリエ逆変換手段の出力を受けてN個の信号
    を出力するマトリックス・スイッチを備え、 上記サブフィルタの第1番目を、上記高速フーリエ逆変
    換手段の入力信号がサンプリングタイミングをNで区切
    った場合の第i番目のタイミングである場合に、上記マ
    トリックス・スイッチのNを法とする第(1+i)番目
    の出力に対応して設けられた ことを特徴とする周波数分割多重装置。 2、入力信号系列はサンプル周波数f_0で標本化され
    た信号系列である請求項1記載の周波数分割多重装置。 3、上記所定のサンプル数が1個である請求項1記載の
    周波数分割多重装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0668666A3 (en) * 1994-02-22 1995-12-06 Space Engineering Spa Channel switch operating in the frequency domain, suitable for everything, particularly for applications with satellite.

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63200635A (ja) * 1987-02-17 1988-08-18 Nec Corp トランスマルチプレクサ

Patent Citations (1)

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EP0668666A3 (en) * 1994-02-22 1995-12-06 Space Engineering Spa Channel switch operating in the frequency domain, suitable for everything, particularly for applications with satellite.

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