JPH05199196A - デジタル信号処理装置及び方法 - Google Patents
デジタル信号処理装置及び方法Info
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- JPH05199196A JPH05199196A JP4041534A JP4153492A JPH05199196A JP H05199196 A JPH05199196 A JP H05199196A JP 4041534 A JP4041534 A JP 4041534A JP 4153492 A JP4153492 A JP 4153492A JP H05199196 A JPH05199196 A JP H05199196A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18515—Transmission equipment in satellites or space-based relays
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H17/00—Networks using digital techniques
- H03H17/02—Frequency selective networks
- H03H17/0248—Filters characterised by a particular frequency response or filtering method
- H03H17/0264—Filter sets with mutual related characteristics
- H03H17/0266—Filter banks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J1/00—Frequency-division multiplex systems
- H04J1/02—Details
- H04J1/04—Frequency-transposition arrangements
- H04J1/05—Frequency-transposition arrangements using digital techniques
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- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 周波数マルチプレクス及びデマルチプレクス
のためのものであり、計算効率が良く、チャンネル帯域
が柔軟性を有するようにする。 【構成】 複数の入力チャンネルが備えられ、各々バー
ニア周波数と混合される。ＦＦＴ重み付けオーバラップ
付加デマルチクサｃで各入力チャンネルをサブバンドに
分解し、十進化手段ｄで十進化し、マルチプレクサの共
通入力サンプリングレートにする。スイッチマトリクス
ｅによって各チャンネルからのサブバンドをＦＦＴ重み
付けオーバラップ付加マルチプレクサｆの適切なポート
を通過させる。マルチプレクサｆは、各チャンネルを再
構成し、周波数分割マルチプレクス信号ＦＤＭの出力サ
ンプリングレートまで補間し、指定されたキャリア周波
数まで混合し、チャンネルを多重化する。
のためのものであり、計算効率が良く、チャンネル帯域
が柔軟性を有するようにする。 【構成】 複数の入力チャンネルが備えられ、各々バー
ニア周波数と混合される。ＦＦＴ重み付けオーバラップ
付加デマルチクサｃで各入力チャンネルをサブバンドに
分解し、十進化手段ｄで十進化し、マルチプレクサの共
通入力サンプリングレートにする。スイッチマトリクス
ｅによって各チャンネルからのサブバンドをＦＦＴ重み
付けオーバラップ付加マルチプレクサｆの適切なポート
を通過させる。マルチプレクサｆは、各チャンネルを再
構成し、周波数分割マルチプレクス信号ＦＤＭの出力サ
ンプリングレートまで補間し、指定されたキャリア周波
数まで混合し、チャンネルを多重化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル信号処理装置
及び方法に関するものである。
及び方法に関するものである。
【０００２】本明細書では以下にあげる省略記号を用い
ることにする。 ＡＳＩＣ： 応用特定集積回路 ＤＳＰ： デジタル信号処理 ＦＤＭ： 周波数分割マルチプレックス ＦＩＲ： 有限インパルス応答 ＦＦＴ： 高速フーリエ変換 ＭＣＤＤ： 多数キャリアデマルチプレックス／復調 ＯＢＰ： 機内処理
ることにする。 ＡＳＩＣ： 応用特定集積回路 ＤＳＰ： デジタル信号処理 ＦＤＭ： 周波数分割マルチプレックス ＦＩＲ： 有限インパルス応答 ＦＦＴ： 高速フーリエ変換 ＭＣＤＤ： 多数キャリアデマルチプレックス／復調 ＯＢＰ： 機内処理
【０００３】
【従来の技術】本発明は、サンプル信号の周波数マルチ
プレックス及びデマルチプレックス用ＤＳＰ ＡＳＩＣ
のアーキテクチュアの分野におけるものである。多種類
にわたる近年の衛星通信システムに提案されているＯＢ
Ｐペイロードの中心的構成物を形成するこのような回路
については、既にかなりの研究が行なわれている。その
狙いは、個々のチャンネルの電力制御、チャンネル−ビ
ーム間経路決定（ｃｈａｎｎｅｌ ｔｏ ｂｅａｍ ｒ
ｏｕｔｉｎｇ）、及び／または後にＭＣＤＤにおいて行
なわれる信号チャンネルの復調等を含む目的のために、
衛星内で信号チャンネルのＦＤＭをデマルチプレックス
またはマルチプレックスすることにある。上述の技術は
常に、アーキテクチュアの計算上の複雑さを低減するこ
と、したがってＡＳＩＣの大きさ及び消費電力の要求を
減少させることに焦点を置いている。多くの効率的なア
ーキテクチュアは、ＦＦＴを用いることを基本として、
一群の信号チャンネルを同時にデマルチプレックスまた
はマルチプレックスするようにしている。このような設
計の技術的現状の例が、本出願人名義の１９９０年３月
８日付け英国特許出願第９００５１７８号の明細書に記
載されている。
プレックス及びデマルチプレックス用ＤＳＰ ＡＳＩＣ
のアーキテクチュアの分野におけるものである。多種類
にわたる近年の衛星通信システムに提案されているＯＢ
Ｐペイロードの中心的構成物を形成するこのような回路
については、既にかなりの研究が行なわれている。その
狙いは、個々のチャンネルの電力制御、チャンネル−ビ
ーム間経路決定（ｃｈａｎｎｅｌ ｔｏ ｂｅａｍ ｒ
ｏｕｔｉｎｇ）、及び／または後にＭＣＤＤにおいて行
なわれる信号チャンネルの復調等を含む目的のために、
衛星内で信号チャンネルのＦＤＭをデマルチプレックス
またはマルチプレックスすることにある。上述の技術は
常に、アーキテクチュアの計算上の複雑さを低減するこ
と、したがってＡＳＩＣの大きさ及び消費電力の要求を
減少させることに焦点を置いている。多くの効率的なア
ーキテクチュアは、ＦＦＴを用いることを基本として、
一群の信号チャンネルを同時にデマルチプレックスまた
はマルチプレックスするようにしている。このような設
計の技術的現状の例が、本出願人名義の１９９０年３月
８日付け英国特許出願第９００５１７８号の明細書に記
載されている。
【０００４】ブロックＦＦＴ処理を元にした既存の設計
では、多くのチャンネルを一様に体系付けるという制約
を加えるなければならない、即ち個々のチャンネルスロ
ットは等しく隔てられ連続でなければならない。（アー
ル．イー．クロシエール（Ｒ．Ｅ．Ｃｒｏｃｈｉｅｒ
ｅ）及びエル．アール．ラビネ（Ｌ．Ｒ．Ｒａｂｉｎｅ
ｒ）の「マルチレートデジタル信号処理」、（プレンテ
ィスホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）、１９８３
年）、を参照）。これは、ＦＦＴが一様なフィルタ列と
して作用するからである。この制約は欠点になり得るも
のである。即ち、多くの魅力的なシステムの計画は、異
なる帯域を混成したチャンネルのマルチプレックス／デ
マルチプレックス処理を必要とするからである。例え
ば、ＯＢＰ内で処理されるチャンネル帯域空間は、衛星
が動作状態になった後、交通要求の変化に応じて変更す
ることが望ましいことがある。
では、多くのチャンネルを一様に体系付けるという制約
を加えるなければならない、即ち個々のチャンネルスロ
ットは等しく隔てられ連続でなければならない。（アー
ル．イー．クロシエール（Ｒ．Ｅ．Ｃｒｏｃｈｉｅｒ
ｅ）及びエル．アール．ラビネ（Ｌ．Ｒ．Ｒａｂｉｎｅ
ｒ）の「マルチレートデジタル信号処理」、（プレンテ
ィスホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）、１９８３
年）、を参照）。これは、ＦＦＴが一様なフィルタ列と
して作用するからである。この制約は欠点になり得るも
のである。即ち、多くの魅力的なシステムの計画は、異
なる帯域を混成したチャンネルのマルチプレックス／デ
マルチプレックス処理を必要とするからである。例え
ば、ＯＢＰ内で処理されるチャンネル帯域空間は、衛星
が動作状態になった後、交通要求の変化に応じて変更す
ることが望ましいことがある。
【０００５】この柔軟性を提供することを目的としたア
ーキテクチュアが、エス．ジェイ．カンパネラ（Ｓ．
Ｊ．Ｃａｍｐａｎｅｌｌａ）及びエス．セイエー（Ｓ．
Ｓａｙｅｇｈ）の「柔軟性のある機内デマルチプレック
サ／復調装置」、コムサット研究所（Ｃｏｍｓａｔ Ｌ
ａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）に記載されている。これは、
公知のオーバラップセーブ（ｏｖｅｒｌａｐ−ｓａｖ
ｅ）技法を基にして、ＦＦＴを用いてデジタルＦＩＲフ
ィルタ処理を行なうものである（上記アール．イー．ク
ロシエール（Ｒ．Ｅ．Ｃｒｏｃｈｉｅｒｅ）及びエル．
アール．ラビネ（Ｌ．Ｒ．Ｒａｂｉｎｅｒ）の「マルチ
レートデジタル信号処理」、（プレンティスホール（Ｐ
ｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）、１９８３年）も参照され
たい）。しかしながら、この設計は、この技法の本質的
な面、即ち、オーバラップ長が、正確にＦＩＲフィルタ
の単位サンプル応答長より１サンプル短いものでなけれ
ばならないことを、を無視しているように思われる（上
記アール．イー．クロシエール（Ｒ．Ｅ．Ｃｒｏｃｈｉ
ｅｒｅ）及びエル．アール．ラビネ（Ｌ．Ｒ．Ｒａｂｉ
ｎｅｒ）の「マルチレートデジタル信号処理」、（プレ
ンティスホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）、１９
８３年）を参照）。この見落としのために、ノイズ状の
歪みがデマルチプレックスされたチャンネルに加わるこ
とにより、提案されたシステムの性能（信号の質という
点において）を低下させるという、実際上の影響がでる
であろう。この設計を数学的に正しくなるように修正す
ることは可能であるが、そのためにはこの設計の計算上
の効率をかなり犠牲にしなくてはならない。
ーキテクチュアが、エス．ジェイ．カンパネラ（Ｓ．
Ｊ．Ｃａｍｐａｎｅｌｌａ）及びエス．セイエー（Ｓ．
Ｓａｙｅｇｈ）の「柔軟性のある機内デマルチプレック
サ／復調装置」、コムサット研究所（Ｃｏｍｓａｔ Ｌ
ａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）に記載されている。これは、
公知のオーバラップセーブ（ｏｖｅｒｌａｐ−ｓａｖ
ｅ）技法を基にして、ＦＦＴを用いてデジタルＦＩＲフ
ィルタ処理を行なうものである（上記アール．イー．ク
ロシエール（Ｒ．Ｅ．Ｃｒｏｃｈｉｅｒｅ）及びエル．
アール．ラビネ（Ｌ．Ｒ．Ｒａｂｉｎｅｒ）の「マルチ
レートデジタル信号処理」、（プレンティスホール（Ｐ
ｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）、１９８３年）も参照され
たい）。しかしながら、この設計は、この技法の本質的
な面、即ち、オーバラップ長が、正確にＦＩＲフィルタ
の単位サンプル応答長より１サンプル短いものでなけれ
ばならないことを、を無視しているように思われる（上
記アール．イー．クロシエール（Ｒ．Ｅ．Ｃｒｏｃｈｉ
ｅｒｅ）及びエル．アール．ラビネ（Ｌ．Ｒ．Ｒａｂｉ
ｎｅｒ）の「マルチレートデジタル信号処理」、（プレ
ンティスホール（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ）、１９
８３年）を参照）。この見落としのために、ノイズ状の
歪みがデマルチプレックスされたチャンネルに加わるこ
とにより、提案されたシステムの性能（信号の質という
点において）を低下させるという、実際上の影響がでる
であろう。この設計を数学的に正しくなるように修正す
ることは可能であるが、そのためにはこの設計の計算上
の効率をかなり犠牲にしなくてはならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題を低減することである。
問題を低減することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、可変帯域信号のためのデジタル信号処理装置が提
供され、重複した周波数応答を有し、全体で入力信号の
帯域を包含し、合算して単一の全域の応答を得るように
した、連続したデジタルフィルタ列を備えている。本発
明の別の態様によれば、デジタル信号処理方法が提供さ
れ、この方法は、重複した周波数特性を有し、全体で入
力信号の帯域を包含するような連続したデジタルフィル
タ列に入力信号を供給するステップと、続いて個々のフ
ィルタの出力を合計して前記入力信号を再構成するステ
ップとからなるものである。
れば、可変帯域信号のためのデジタル信号処理装置が提
供され、重複した周波数応答を有し、全体で入力信号の
帯域を包含し、合算して単一の全域の応答を得るように
した、連続したデジタルフィルタ列を備えている。本発
明の別の態様によれば、デジタル信号処理方法が提供さ
れ、この方法は、重複した周波数特性を有し、全体で入
力信号の帯域を包含するような連続したデジタルフィル
タ列に入力信号を供給するステップと、続いて個々のフ
ィルタの出力を合計して前記入力信号を再構成するステ
ップとからなるものである。
【０００８】
【実施例】本発明を更に明確に理解するために、本発明
の実施例を、添付図面を参照して、一例として以下に説
明する。本発明は、サブバンド分解及び再構成法（ｓｕ
ｂ−ｂａｎｄ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ
ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）として知られている技
法を利用するものである。この技法は、エー．パプリス
（Ａ．Ｐａｐｏｕｌｉｓ）の「信号分析」、マクグロー
ヒル、１９８４年、及びエム．アール．ポートノフ
（Ｍ．Ｒ．Ｐｏｒｔｎｏｆｆ）の「高速フーリエ変換を
用いたデジタル位相ボコーダ（ｖｏｃｏｄｅｒ）の実
施」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓｔ．，Ｓｐｅ
ｅｃｈ，Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，第ＡＳ
ＳＰ−２４巻、第２４３〜２４６頁、１９７６年６
月）、アール．イー．クロシエール（Ｒ．Ｅ．Ｃｒｏｃ
ｈｉｅｒｅ）の「短時間フーリエ解析／合成の重み付け
したオーバラップ付加方法」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．
Ａｃｏｕｓｔ．，Ｓｐｅｅｃｈ，Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏ
ｃｅｓｓｉｎｇ，第ＡＳＳＰ−２８巻、第９９〜１０２
頁、１９８０年２月）に記載されている。実際には、こ
れは、重複した周波数応答を有し、これらの周波数応答
全体で入力信号の帯域を包含し、合計して単一応答を得
るようにした、連続デジタルフィルタ列の、計算上効率
的な実施方法である。これは、個々のフィルタ出力即ち
サブバンドを、後に合算して入力信号を再構成できるこ
とを意味する。サブバンド信号が十進化（ｄｅｃｉｍａ
ｔｅ）されている（ダウンサンプル）場合、再構成の前
にそれらを補間する必要がある。この機能はＦＦＴマル
チプレックスに効率的に組み合わせることができるもの
である（エム．アール．ポートノフ（Ｍ．Ｒ．Ｐｏｒｔ
ｎｏｆｆ）の「高速フーリエ変換を用いたデジタル位相
ボコーダの実施」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓ
ｔ．，Ｓｐｅｅｃｈ，Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇ，第ＡＳＳＰ−２４巻、第２４３〜２４８頁、１９
７６年６月）、アール．イー．クロシエール（Ｒ．Ｅ．
Ｃｒｏｃｈｉｅｒｅ）の「短時間フーリエ解析／合成の
重み付けしたオーバラップ付加方法」（ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎｓ．Ａｃｏｕｓｔ．，Ｓｐｅｅｃｈ，Ｓｉｇｎａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，第ＡＳＳＰ−２８巻、第９９
〜１０２頁、１９８０年２月）を参照されたい）。
の実施例を、添付図面を参照して、一例として以下に説
明する。本発明は、サブバンド分解及び再構成法（ｓｕ
ｂ−ｂａｎｄ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ
ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）として知られている技
法を利用するものである。この技法は、エー．パプリス
（Ａ．Ｐａｐｏｕｌｉｓ）の「信号分析」、マクグロー
ヒル、１９８４年、及びエム．アール．ポートノフ
（Ｍ．Ｒ．Ｐｏｒｔｎｏｆｆ）の「高速フーリエ変換を
用いたデジタル位相ボコーダ（ｖｏｃｏｄｅｒ）の実
施」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓｔ．，Ｓｐｅ
ｅｃｈ，Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，第ＡＳ
ＳＰ−２４巻、第２４３〜２４６頁、１９７６年６
月）、アール．イー．クロシエール（Ｒ．Ｅ．Ｃｒｏｃ
ｈｉｅｒｅ）の「短時間フーリエ解析／合成の重み付け
したオーバラップ付加方法」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．
Ａｃｏｕｓｔ．，Ｓｐｅｅｃｈ，Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏ
ｃｅｓｓｉｎｇ，第ＡＳＳＰ−２８巻、第９９〜１０２
頁、１９８０年２月）に記載されている。実際には、こ
れは、重複した周波数応答を有し、これらの周波数応答
全体で入力信号の帯域を包含し、合計して単一応答を得
るようにした、連続デジタルフィルタ列の、計算上効率
的な実施方法である。これは、個々のフィルタ出力即ち
サブバンドを、後に合算して入力信号を再構成できるこ
とを意味する。サブバンド信号が十進化（ｄｅｃｉｍａ
ｔｅ）されている（ダウンサンプル）場合、再構成の前
にそれらを補間する必要がある。この機能はＦＦＴマル
チプレックスに効率的に組み合わせることができるもの
である（エム．アール．ポートノフ（Ｍ．Ｒ．Ｐｏｒｔ
ｎｏｆｆ）の「高速フーリエ変換を用いたデジタル位相
ボコーダの実施」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓ
ｔ．，Ｓｐｅｅｃｈ，Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇ，第ＡＳＳＰ−２４巻、第２４３〜２４８頁、１９
７６年６月）、アール．イー．クロシエール（Ｒ．Ｅ．
Ｃｒｏｃｈｉｅｒｅ）の「短時間フーリエ解析／合成の
重み付けしたオーバラップ付加方法」（ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎｓ．Ａｃｏｕｓｔ．，Ｓｐｅｅｃｈ，Ｓｉｇｎａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，第ＡＳＳＰ−２８巻、第９９
〜１０２頁、１９８０年２月）を参照されたい）。
【０００９】本発明のマルチプレクサとしての態様を図
１に示す。処理段階は、図示のように、次の通りであ
る。 １．各ベースバンドビデオ信号入力チャンネル（ａ）を
バーニヤ（ｖｅｒｎｉｅｒ）周波数補正（ｂ）と混合す
る。 ２．各入力チャンネルを、適切なフィルタ設計を行なっ
たＦＦＴ重み付けオーバラップ付加デマルチプレクサ
（ｃ）を用いて、サブバンドに分解する。 ３．各チャンネルに対して、サブバンド出力を十進化し
（ｄ）、マルチプレクサの共通入力サンプリングレート
にする。 ４．各チャンネルからのサブバンドを、スイッチマトリ
クス（ｅ）によって、ＦＦＴ重み付けオーバラップ付加
マルチプレクサ（ｆ）の適切なポートに通す。プロセッ
サ即ちマルチプレクサ（ｆ）は次の機能を行なう。 −個々のチャンネルを再構成する。 −各チャンネルを、ＦＤＭ信号の出力サンプリングレー
トＢまで補間する。 −各チャンネルを、ＦＤＭにおけるそのチャンネルの指
定キャリア周波数まで混合する。 −チャンネルをマルチプレックスする。
１に示す。処理段階は、図示のように、次の通りであ
る。 １．各ベースバンドビデオ信号入力チャンネル（ａ）を
バーニヤ（ｖｅｒｎｉｅｒ）周波数補正（ｂ）と混合す
る。 ２．各入力チャンネルを、適切なフィルタ設計を行なっ
たＦＦＴ重み付けオーバラップ付加デマルチプレクサ
（ｃ）を用いて、サブバンドに分解する。 ３．各チャンネルに対して、サブバンド出力を十進化し
（ｄ）、マルチプレクサの共通入力サンプリングレート
にする。 ４．各チャンネルからのサブバンドを、スイッチマトリ
クス（ｅ）によって、ＦＦＴ重み付けオーバラップ付加
マルチプレクサ（ｆ）の適切なポートに通す。プロセッ
サ即ちマルチプレクサ（ｆ）は次の機能を行なう。 −個々のチャンネルを再構成する。 −各チャンネルを、ＦＤＭ信号の出力サンプリングレー
トＢまで補間する。 −各チャンネルを、ＦＤＭにおけるそのチャンネルの指
定キャリア周波数まで混合する。 −チャンネルをマルチプレックスする。
【００１０】ブロックＦＦＴマルチプレクサ（ｆ）は、
Ｋ点の複合−複合ＦＦＴ変換及び係数Ｌによる補間を特
徴とする。マルチプレクサ出力（ｇ）は、ＦＤＭを含む
複号ベースバンドビデオ信号である。個々の入力チャン
ネル（ａ）は、帯域を制限された複合ベースバンドビデ
オ信号である。入力チャンネルｉを、Ｋi 点のＦＦＴデ
マルチプレクサ（ｃ）を用いて、Ｋi 個のサブバンドに
分割する。チャンネルｉのデマルチプレクサからの各サ
ブバンド出力を、要素Ｍi によって十進化する（ｄ）。
入力チャンネル内の周波数ｗ（ラジアン／サンプル）
は、したがって、（１）式の関係によって、マルチプレ
クサ出力周波数ｗ’に写像（ｍａｐ）されたことにな
る。 ｗ−＞ｗ’＝ｗＭi ／Ｌ （１）
Ｋ点の複合−複合ＦＦＴ変換及び係数Ｌによる補間を特
徴とする。マルチプレクサ出力（ｇ）は、ＦＤＭを含む
複号ベースバンドビデオ信号である。個々の入力チャン
ネル（ａ）は、帯域を制限された複合ベースバンドビデ
オ信号である。入力チャンネルｉを、Ｋi 点のＦＦＴデ
マルチプレクサ（ｃ）を用いて、Ｋi 個のサブバンドに
分割する。チャンネルｉのデマルチプレクサからの各サ
ブバンド出力を、要素Ｍi によって十進化する（ｄ）。
入力チャンネル内の周波数ｗ（ラジアン／サンプル）
は、したがって、（１）式の関係によって、マルチプレ
クサ出力周波数ｗ’に写像（ｍａｐ）されたことにな
る。 ｗ−＞ｗ’＝ｗＭi ／Ｌ （１）
【００１１】チャンネルｉに対応するサブバンドは、Δ
ｗ＝２Π／Ｋi だけ離間されている。出力マルチプレッ
クスでチャンネルｉを適切に再構成するには、次の
（２）式を満たす必要がある。 Δｗ−＞Δｗ’＝＞（２Π／Ｋi ）（Ｍi ／Ｌ）＝２Π／Ｋ＝＞Ｋ／Ｋi ＝Ｌ ／Ｍi ＞１ （２） 図２は、Ｋi 点ＦＦＴを用いてチャンネルｉをサブバン
ドに分解するのに関連するフィルタＨi （ｅjw）のプロ
トタイプ周波数応答を示すものである。理想的な応答
（Ｉ）は、「ブリックウオール（ｂｒｉｃｋ−ｗａｌ
ｌ）」フィルタである。実際の応答（Ｐ）は、図示する
ように、ストップバンドｗ5 が２Π／Ｋi より少なく、
緩和した状態となっている。このことは、チャンネルｉ
のサブバンドに関連する十進化要素Ｍi はＫi より小さ
くなければならないことを暗示していることに、注意さ
れたい。
ｗ＝２Π／Ｋi だけ離間されている。出力マルチプレッ
クスでチャンネルｉを適切に再構成するには、次の
（２）式を満たす必要がある。 Δｗ−＞Δｗ’＝＞（２Π／Ｋi ）（Ｍi ／Ｌ）＝２Π／Ｋ＝＞Ｋ／Ｋi ＝Ｌ ／Ｍi ＞１ （２） 図２は、Ｋi 点ＦＦＴを用いてチャンネルｉをサブバン
ドに分解するのに関連するフィルタＨi （ｅjw）のプロ
トタイプ周波数応答を示すものである。理想的な応答
（Ｉ）は、「ブリックウオール（ｂｒｉｃｋ−ｗａｌ
ｌ）」フィルタである。実際の応答（Ｐ）は、図示する
ように、ストップバンドｗ5 が２Π／Ｋi より少なく、
緩和した状態となっている。このことは、チャンネルｉ
のサブバンドに関連する十進化要素Ｍi はＫi より小さ
くなければならないことを暗示していることに、注意さ
れたい。
【００１２】図３は、後にマルチプレクサ内で行なわれ
るチャンネルサブバンドの再構成及びＦＤＭ出力周波数
までの補間に関連する、共通フィルタＦ（ｅjw' ）のプ
ロトタイプ周波数応答を示すものである。図示した応答
は、補間係数Ｌ＝Ｋ／４（実際のフィルタ設計では、Ｌ
＜Ｋを満足することが要求される）の特定の場合のもの
である。ＦＦＴマルチプレクサに関連する理想的なアン
チイメージ（ａｎｔｉ−ｉｍａｇｅ）即ち補間フィルタ
（Ｉ）は、通過帯域端がｗ’＝Π／Ｌ＝４Π／Ｋのブリ
ックウオール（ｂｒｉｃｋ−ｗａｌｌ）フィルタであろ
う。実際には、このフィルタは図示のように緩和してい
なければならず、補間フィルタ（Ｐ）の通過帯域端は
ｗ'p＝２Π／Ｋで、サブバンド分解フィルタのストップ
バンド端以上となっている。フィルタＨi （ｅjw）の周
波数応答を、上述の関係式（１）及び（２）に応じて出
力周波数軸ｗ’上にマップしたものとして、図３に示
す。次の式（３）が成り立つことに注意されたい。 ｜Ｆ（ｅjw' ）｜＝１ （０≦｜ｗ’｜≦２Π／Ｋ） （３） ユニットサンプル応答において矩形窓のゼロ交点を保存
する、サブバンド分解フィルタＨi のための標準窓型Ｆ
ＩＲ設計の使用と組み合わせることにより、これは正確
な再構成の要求を満たすことができる。エム．アール．
ポートノフ（Ｍ．Ｒ．Ｐｏｒｔｎｏｆｆ）の「高速フー
リエ変換を用いたデジタル位相ボコーダ（ｖｏｃｏｄｅ
ｒ）の実施」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓ
ｔ．，Ｓｐｅｅｃｈ，Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇ，第ＡＳＳＰ−２４巻、第２４３〜２４６頁、１９
７６年６月）を参照されたい。入力チャンネルｉは、中
心周波数に混合される。 ｗi ’＝δi ＋２Πｋ／Ｋ （４） ここで、ｋは整数０，．．，Ｋ−１、δi は、図１のチ
ャンネルミキサ（ｂ）によって供給されるバーニヤ周波
数オフセットであり（５）式の関係がある。 ｜δi ｜≦Π／Ｋ （５） これまで述べてきた例において、マルチプレクサの補間
係数はＬ＝Ｋ／４であり、したがって、ＦＦＴマルチプ
レクサへのサブバンド入力は、２Π／Ｌ＝８Π／Ｋのサ
ンプリングレートでなければならない。
るチャンネルサブバンドの再構成及びＦＤＭ出力周波数
までの補間に関連する、共通フィルタＦ（ｅjw' ）のプ
ロトタイプ周波数応答を示すものである。図示した応答
は、補間係数Ｌ＝Ｋ／４（実際のフィルタ設計では、Ｌ
＜Ｋを満足することが要求される）の特定の場合のもの
である。ＦＦＴマルチプレクサに関連する理想的なアン
チイメージ（ａｎｔｉ−ｉｍａｇｅ）即ち補間フィルタ
（Ｉ）は、通過帯域端がｗ’＝Π／Ｌ＝４Π／Ｋのブリ
ックウオール（ｂｒｉｃｋ−ｗａｌｌ）フィルタであろ
う。実際には、このフィルタは図示のように緩和してい
なければならず、補間フィルタ（Ｐ）の通過帯域端は
ｗ'p＝２Π／Ｋで、サブバンド分解フィルタのストップ
バンド端以上となっている。フィルタＨi （ｅjw）の周
波数応答を、上述の関係式（１）及び（２）に応じて出
力周波数軸ｗ’上にマップしたものとして、図３に示
す。次の式（３）が成り立つことに注意されたい。 ｜Ｆ（ｅjw' ）｜＝１ （０≦｜ｗ’｜≦２Π／Ｋ） （３） ユニットサンプル応答において矩形窓のゼロ交点を保存
する、サブバンド分解フィルタＨi のための標準窓型Ｆ
ＩＲ設計の使用と組み合わせることにより、これは正確
な再構成の要求を満たすことができる。エム．アール．
ポートノフ（Ｍ．Ｒ．Ｐｏｒｔｎｏｆｆ）の「高速フー
リエ変換を用いたデジタル位相ボコーダ（ｖｏｃｏｄｅ
ｒ）の実施」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ａｃｏｕｓ
ｔ．，Ｓｐｅｅｃｈ，Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇ，第ＡＳＳＰ−２４巻、第２４３〜２４６頁、１９
７６年６月）を参照されたい。入力チャンネルｉは、中
心周波数に混合される。 ｗi ’＝δi ＋２Πｋ／Ｋ （４） ここで、ｋは整数０，．．，Ｋ−１、δi は、図１のチ
ャンネルミキサ（ｂ）によって供給されるバーニヤ周波
数オフセットであり（５）式の関係がある。 ｜δi ｜≦Π／Ｋ （５） これまで述べてきた例において、マルチプレクサの補間
係数はＬ＝Ｋ／４であり、したがって、ＦＦＴマルチプ
レクサへのサブバンド入力は、２Π／Ｌ＝８Π／Ｋのサ
ンプリングレートでなければならない。
【００１３】図４から、Δｗ’＝２Π／Ｋ以下に帯域制
限された入力チャンネルｉ（したがってこれは少なくと
も４倍にオーバサンプルされている）は、サブバンドに
分解する必要がないことがわかる。チャンネルｉのスペ
クトラムは、ｘ（e jw' ）で示されている。｜δi ｜＝
Π／Ｋの最大バーニヤシフトとでも、チャンネルｉのシ
フトされたスペクトラムＸ（ｅj(w'−π/K) ）は、まだ
アンチイメージフィルタＦの通過帯域内に完全に納まっ
ている。このようなチャンネルは、したがって、図１の
処理ブロック（ｃ）及び（ｄ）を実行することなく、直
接スイッチマトリクスに入力することができる。
限された入力チャンネルｉ（したがってこれは少なくと
も４倍にオーバサンプルされている）は、サブバンドに
分解する必要がないことがわかる。チャンネルｉのスペ
クトラムは、ｘ（e jw' ）で示されている。｜δi ｜＝
Π／Ｋの最大バーニヤシフトとでも、チャンネルｉのシ
フトされたスペクトラムＸ（ｅj(w'−π/K) ）は、まだ
アンチイメージフィルタＦの通過帯域内に完全に納まっ
ている。このようなチャンネルは、したがって、図１の
処理ブロック（ｃ）及び（ｄ）を実行することなく、直
接スイッチマトリクスに入力することができる。
【００１４】図５は、入力チャンネルｉが帯域＞Δｗ’
を有し、Π／Ｋのバーニヤシフトを施される場合を示し
たものである。ここで、アンチイメージフィルタＦの遷
移帯における歪み及びｗ’＝−２Π／Ｌでのイメージか
らの漏洩を回避するために、このチャンネルをサブバン
ドに分解しなくてはならない。
を有し、Π／Ｋのバーニヤシフトを施される場合を示し
たものである。ここで、アンチイメージフィルタＦの遷
移帯における歪み及びｗ’＝−２Π／Ｌでのイメージか
らの漏洩を回避するために、このチャンネルをサブバン
ドに分解しなくてはならない。
【００１５】このシステムは、入力チャンネル帯域の特
定の混合を収容するように設計され得るものである。マ
ルチプレクサの入力ポートへのサブバンド群を適切に混
合し切り変えることによって、これらの入力チャンネル
を出力ＦＤＭの異なる帯域にマルチプレックスすること
ができる。各入力線上のプログラマブルＦＦＴ処理部
（Ｃ）を用いることにより、このシステムは、入力チャ
ンネルの異なる帯域の混合を収容するように、後に再構
成できる柔軟性を提供することができる。デマルチプレ
クサは、単にマルチプレクサを逆に動作させるだけであ
る。
定の混合を収容するように設計され得るものである。マ
ルチプレクサの入力ポートへのサブバンド群を適切に混
合し切り変えることによって、これらの入力チャンネル
を出力ＦＤＭの異なる帯域にマルチプレックスすること
ができる。各入力線上のプログラマブルＦＦＴ処理部
（Ｃ）を用いることにより、このシステムは、入力チャ
ンネルの異なる帯域の混合を収容するように、後に再構
成できる柔軟性を提供することができる。デマルチプレ
クサは、単にマルチプレクサを逆に動作させるだけであ
る。
【００１６】上述の実施例は、異なる帯域のチャンネル
を収容する柔軟性も備えた、数学的に正確で計算上効率
のよいアーキテクチュアを提供するものである。特に、
用いられるフィルタの設計仕様が与えられれば、マルチ
プレクサ／デマルチプレクサの性能を、信号の質に対す
るその影響に関して、正確に定めることができる。
を収容する柔軟性も備えた、数学的に正確で計算上効率
のよいアーキテクチュアを提供するものである。特に、
用いられるフィルタの設計仕様が与えられれば、マルチ
プレクサ／デマルチプレクサの性能を、信号の質に対す
るその影響に関して、正確に定めることができる。
【００１７】上述の実施例は例としてのみ記載したもの
であり、本発明の範囲を逸脱せずに多くの変様が可能で
あることは、お解りであろう。
であり、本発明の範囲を逸脱せずに多くの変様が可能で
あることは、お解りであろう。
【図１】可変帯域入力用のブロックＦＦＴマルチプレク
サを示す図である。
サを示す図である。
【図２】図１のマルチプレクサ用フィルタの周波数応答
を示す図である。
を示す図である。
【図３】図１のマルチプレクサ用フィルタの周波数応答
を示す図である。
を示す図である。
【図４】図１のマルチプレクサ用フィルタの周波数応答
を示す図である。
を示す図である。
【図５】図１のマルチプレクサ用フィルタの周波数応答
を示す図である。
を示す図である。
ａ 信号入力チャンネル ｂ バーニヤ周波数補正 ｃ ＦＴＴ重み付けオーバラップ付加デマルチプレクサ ｄ 十進化手段 ｅ スイッチマトリクス ｆ ＦＴＴ重み付けオーバラップ付加マルチプレクサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランシス・ジユリアン・レーク イギリス国．エムケイ45・５ビイビイ．ベ ツドフオード．フリトウイツク．ムーア・ レーン．18 (72)発明者 ポール・クリストフアー・マーストン イギリス国．ステイーブンエイヂ・エスジ イ１・４テイイー．オールド・タウン．ニ ユーバリー・クロス．１
Claims (13)
- 【請求項１】 重複した周波数応答を有し、全体で入力
信号の帯域を包含し、合計して単一の全域の応答とな
る、連続したデジタルフィルタ列を備えていることを特
徴とする、可変帯域信号のためのデジタル信号処理装
置。 - 【請求項２】 複数の信号入力チャンネル（ａ）を備
え、これら信号入力チャンネルの各々はバーニヤ周波数
補正（ｂ）と混合されることを特徴とする請求項１に記
載のデジタル信号処理装置。 - 【請求項３】 複数の信号入力チャンネル（ａ）を備
え、これら信号入力チャンネルの各々は、ＦＴＴ重み付
けオーバラップ付加デマルチプレクサ（ｃ）を用いて、
サブバンドに分解されることを特徴とする請求項１また
は２に記載のデジタル信号処理装置。 - 【請求項４】 各チャンネルに対して、ある係数で前記
サブバンドを十進化し共通入力サンプリングレートにす
るための手段を備えていることを特徴とする請求項３に
記載のデジタル信号処理装置。 - 【請求項５】 ＦＴＴ重み付けオーバラップ付加マルチ
プレクサ（ｆ）と、各チャンネルからのサブバンドを前
記マルチプレクサの適切なポートに通過させるように動
作するスイッチマトリクス（ｅ）とを備えていることを
特徴とする請求項４に記載のデジタル信号処理装置。 - 【請求項６】 前記ＦＴＴ重み付けオーバラップ付加マ
ルチプレクサ（ｆ）は、変換及びある係数による補間を
備えていることを特徴とする請求項５に記載のデジタル
信号処理装置。 - 【請求項７】 個々の入力チャンネルは、複合ベースバ
ンドビデオ形式であることを特徴とする請求項２〜６の
いずれかに記載のデジタル信号処理装置。 - 【請求項８】 重複した周波数特性を有し、全体で入力
信号の帯域を包含する連続したデジタルフィルタ列に入
力信号を供給するステップと、続いて個々のフィルタの
出力を合計して前記入力信号を再構成するステップとか
らなることを特徴とするデジタル信号処理方法。 - 【請求項９】 前記フィルタ出力を十進化する時、再構
成に先だってそれらを補間することを特徴とする請求項
８に記載のデジタル信号処理方法。 - 【請求項１０】 複数の入力チャンネル（ａ）があり、
各入力チャンネルはバーニヤ周波数補正（ｂ）と混合さ
れていることを特徴とする請求項８または９に記載のデ
ジタル信号処理方法。 - 【請求項１１】 複数のチャンネル（ａ）があり、各入
力チャンネルは、ＦＦＴ重み付けオーバラップ付加デマ
ルチプレクサ（ｆ）を用いて、サブバンドに分解される
ことを特徴とする請求項８に記載のデジタル信号処理方
法。 - 【請求項１２】 各チャンネルに対して、ある係数で前
記サブバンドを十進化し共通入力サンプリングレートに
することを特徴とする請求項１１に記載のデジタル信号
処理方法。 - 【請求項１３】 各チャンネルからのサブバンドを、ス
イッチマトリクス（ｅ）によって、前記ＦＦＴ重み付け
オーバラップ付加デマルチプレクサ（ｆ）の適切なポー
ト内を通過させるようにし、前記マルチプレクサは、個
々のチャンネルを再構成し、各チャンネルをＦＤＭ信号
の出力サンプリングレートまで補間し、各チャンネルを
ＦＤＭにおけるそのチャンネルの指定されたキャリア周
波数まで混合し、前記チャンネルをマルチプレックスす
る機能を行なうことを特徴とする請求項１２に記載のデ
ジタル信号処理方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9104186:3 | 1991-02-28 | ||
| GB919104186A GB9104186D0 (en) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | Apparatus for and method of digital signal processing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05199196A true JPH05199196A (ja) | 1993-08-06 |
| JP3090522B2 JP3090522B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=10690716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04041534A Expired - Fee Related JP3090522B2 (ja) | 1991-02-28 | 1992-02-27 | デジタル信号処理装置及び方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5293329A (ja) |
| EP (1) | EP0501690B1 (ja) |
| JP (1) | JP3090522B2 (ja) |
| AT (1) | ATE147558T1 (ja) |
| CA (1) | CA2061685C (ja) |
| DE (1) | DE69216442T2 (ja) |
| GB (1) | GB9104186D0 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2267783B (en) * | 1992-06-09 | 1996-08-28 | British Aerospace | Beam forming |
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| US5535240A (en) * | 1993-10-29 | 1996-07-09 | Airnet Communications Corporation | Transceiver apparatus employing wideband FFT channelizer and inverse FFT combiner for multichannel communication network |
| AU736120B2 (en) * | 1993-10-29 | 2001-07-26 | Treble Investments Limited Liability Company | Transceiver apparatus employing wideband FFT channelizer and inverse FFT combiner for multichannel communication network |
| US5537435A (en) * | 1994-04-08 | 1996-07-16 | Carney; Ronald | Transceiver apparatus employing wideband FFT channelizer with output sample timing adjustment and inverse FFT combiner for multichannel communication network |
| US6334219B1 (en) | 1994-09-26 | 2001-12-25 | Adc Telecommunications Inc. | Channel selection for a hybrid fiber coax network |
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| WO1996021292A1 (en) * | 1994-12-29 | 1996-07-11 | Motorola Inc. | Wideband frequency signal digitizer and method |
| US5668836A (en) * | 1994-12-29 | 1997-09-16 | Motorola, Inc. | Split frequency band signal digitizer and method |
| US5754597A (en) * | 1994-12-29 | 1998-05-19 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for routing a digitized RF signal to a plurality of paths |
| US5854813A (en) * | 1994-12-29 | 1998-12-29 | Motorola, Inc. | Multiple access up converter/modulator and method |
| US5602874A (en) * | 1994-12-29 | 1997-02-11 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for reducing quantization noise |
| US5579341A (en) * | 1994-12-29 | 1996-11-26 | Motorola, Inc. | Multi-channel digital transceiver and method |
| US5748683A (en) * | 1994-12-29 | 1998-05-05 | Motorola, Inc. | Multi-channel transceiver having an adaptive antenna array and method |
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| SE0202159D0 (sv) | 2001-07-10 | 2002-07-09 | Coding Technologies Sweden Ab | Efficientand scalable parametric stereo coding for low bitrate applications |
| PT1423847E (pt) | 2001-11-29 | 2005-05-31 | Coding Tech Ab | Reconstrucao de componentes de frequencia elevada |
| SE0202770D0 (sv) | 2002-09-18 | 2002-09-18 | Coding Technologies Sweden Ab | Method for reduction of aliasing introduces by spectral envelope adjustment in real-valued filterbanks |
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| DE3610195A1 (de) * | 1986-03-26 | 1987-10-01 | Ant Nachrichtentech | Digitale filterbank |
| DE8706928U1 (de) * | 1987-05-14 | 1987-08-06 | ANT Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang | Filterbank |
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- 1991-02-28 GB GB919104186A patent/GB9104186D0/en active Pending
-
1992
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