JP3681559B2

JP3681559B2 - Compression processing method and apparatus

Info

Publication number: JP3681559B2
Application number: JP33942798A
Authority: JP
Inventors: 忠良東北
Original assignee: Icom Inc
Current assignee: Icom Inc
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: JP2000165253A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、信号の平均電力を上げるためのコンプレッション処理方式に関するものであり、特には、デジタル技術による信号のコンプレッション処理方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、無線送信機、特にＳＳＢ送信機においては、送信信号の平均電力を上げるために、ＡＦ段あるいはＩＦ段等においてコンプレッション処理が行われている。
アナログ回路によるコンプレッション処理は、入力信号を増幅およびリミッティング処理し、それによって生じた高調波成分をローパスフィルタによって除去することにより行われることが多い。
また、近年においては、デジタル処理技術の発達によりデジタル信号処理によってコンプレッション処理を行う試みが行われている。
しかし、上記のようなアナログ回路と同様の手法を用いた場合、リミッティング処理における非線型操作による高調波成分が、有限範囲のサンプリング周波数に起因する折り返し現象によってランダムな周波数成分による不要波成分として発生し、その後段でデジタルフィルタを通してもそれらの不要波成分を抑制することができないという問題が発生する。
そのため、リミッティング処理によって波形のピーク部分をカットするのではなく、入力信号の振幅の変動に連動して利得を変動させるという線型操作を用いれば、上記のようなランダムな不要波成分は発生しないことになる。
そこで、そのような線型操作によるコンプレッション処理の手法としては、例えば次のような手法が考えられる。
即ち、サンプリングされたデジタル入力信号を所定のサンプル数毎に区切って、順次に制御区間を設け、各制御区間毎に、それぞれの制御区間に含まれるデジタル入力信号の絶対値のピーク値をピークホールド処理等の方法によって検出する。このようにして検出したピーク値をその制御区間における除数とし、この除数でその制御区間の各デジタル入力信号を除算（もしくは逆数で乗算）する。このような処理により、各デジタル入力信号は各制御区間毎にその制御区間のピークが飽和しない最大レベルとなるようにレベル制御されるために、リミッティング処理を行わずに線型操作によって入力信号のコンプレッション処理を行うことができるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したような線型操作によるコンプレッション処理の手法においては、１つの制御区間毎に１つの除数を決定し、その制御区間の全データを対象に演算操作が行われるため、除数は段階的に変化するのではなく１つの制御区間から次の制御区間へ移行する境目において大きく変化することになる。そのため、前記境目において信号波形が大きく変化してしまう可能性が有り、それを抑制しようとすると、除数の変化を管理／制御するために複雑な処理が必要になる。そして、そのような複雑な処理は処理装置に負担をかけるとともに、処理時間が長くなるという問題も発生する。
【０００４】
そこで、本発明は、送信信号の平均電力を上げるために簡単な線型操作手段によってコンプレッション処理を実現することのできるデジタルコンプレッション処理技術を提供することを目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のコンプレッション処理方法では、入力された最新のデジタル入力データを含むそれ以前のデジタル入力データの絶対値を、予め設定されたサンプル数分だけ常時更新しつつ蓄積しておき、最新のデジタル入力データが入力される毎に、前記蓄積されている前記最新のデジタル入力データを含んだ所定サンプル数のデジタル入力データの内の最大値を検出し、その最大値で前記最新のデジタル入力データあるいは所定サンプル数だけ以前のデジタル入力データを除算して出力することを特徴とする。
【０００６】
請求項２のコンプレッション処理装置は、入力された最新のデジタル入力データを含むそれ以前のデジタル入力データの絶対値を、予め設定されたサンプル数分だけ常時更新しつつ蓄積する蓄積手段と、蓄積されている前記最新のデジタル入力データを含んだデジタル入力データの絶対値の内の最大値を検出する検出手段と、入力された最新のデジタル入力データあるいは所定サンプル数だけ以前のデジタル入力データを前記最大値で除算して出力する演算手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかるコンプレッション処理方法及び装置を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明にかかるコンプレッション処理方法及び装置の一実施形態を示すブロック図である。
図１において、１は入力端より入力されるデジタル入力データの各サンプルの絶対値を得る絶対値出力手段であり、２は前記絶対値出力手段１より出力されるデジタル入力データの絶対値を、サイズ設定手段４によって予め設定されたサンプル数分だけ蓄積するシフトバッファ手段である。このシフトバッファ手段２では、図２に示したように最新のデータが入力されると、それまで蓄積されていた内の最古のデータが消去されるため、新しいデータから順に予め設定されたサンプル数分だけ常時更新されて蓄積される。なお、絶対値出力手段１およびシフトバッファ手段２により請求項２における蓄積手段が構成される。
【０００９】
３は最新のデータがシフトバッファ手段２に入力される毎に、図２に示したようにシフトバッファ手段２内に蓄積されているデータの最大値を検出する検出手段である。
５は検出手段において検出された最大値と基準値設定手段６において予め設定される基準値とを比較し、大きい方を出力する比較手段である。
７は入力端より入力されている最新のデジタル入力データを、前記比較手段５から出力される値で除算（逆数の乗算でもよい。）して出力する演算手段である。
以上の構成例により、入力端より最新のデジタル入力データが入力されると、絶対値出力手段１からはその絶対値データが出力され、シフトバッファ手段２に入力される。ここで、入力端より入力されるデジタル入力データは、−１〜＋１の範囲に正規化されたデジタルデータであり、シフトバッファ手段２にはその絶対値である０〜＋１の範囲のデジタルデータが蓄積される。
【００１０】
シフトバッファ手段２においては、蓄積データの更新がなされ、最新のデータを含むそれ以前のデータが、新しい順に予め設定されたサンプル数分だけ蓄積されることになる。検出手段３は、更新されたシフトバッファ手段２に蓄積されているデータの最大値を検出することにより、入力信号における所定区間のピークを検出する。検出された最大値は、比較手段５によって基準値と比較され、大きい方の値が演算手段７における除数として出力される。演算手段７は、入力端より入力されている最新のデジタル入力データを、比較手段５より出力された値で除算することにより、入力信号における所定区間のピークが飽和しない最大レベルである１となるような増幅率で、最新のデジタル入力データを増幅して出力することになる。
以上のように、前記シフトバッファ手段２には、最新のデータを含むそれ以前のデータが蓄積されており、検出手段３は、前記最新のデジタル入力データを含んだデータの最大値を検出するので、演算手段７は、最新のデータあるいは所定サンプル数だけ以前の蓄積データを、前記最新のデジタル入力データを含んだデータの最大値で除算するものである。したがって、除数は大きく変化することはなく、概ね段階的に変化する。
【００１１】
さらに入力端より次のデジタル入力データが入力されると、上述と同様の処理が繰り返されることになる。すなわち、個々のデジタル入力データが入力される毎に、データ１個分づつシフトされた入力信号の区間のピークが検出され、それに基づいて当該入力データの増幅率を決定し、それぞれを順次増幅して出力していくことによって入力信号にコンプレッション処理が施されるのである。
ここで、前述の比較手段５における基準値との比較は、無信号時等において演算手段７における増幅率が大きくなりすぎるのを防止するために行われるものであり、基準値設定手段６による基準値の設定によって最大増幅率を規定することができる。
また、サイズ設定手段４によりシフトバッファ手段２の蓄積サンプル数を変更することにより、好みのコンプレッション特性を設定することができる。すなわち、平均電力をより上げるためには、蓄積サンプル数を少なくすればよく、信号波形の変形を極力少なくするためには、蓄積サンプル数を多くすればよい。ただし、これらはトレードオフの関係となるため、それぞれを考慮した設定が必要になる。
【００１２】
なお、上記構成にあっては、演算手段７は、入力端より入力されたばかりの最新のデジタル入力データを比較手段５より出力される除数で除算して出力するように構成されているが、入力端と演算手段７との間に遅延手段を設け、最新のデジタル入力データより所定サンプル数だけ以前のデジタル入力データを当該除数で除算して出力することもできる。それにより、最大値を検出する区間内の何れかの位置に対応するデジタル入力データを、その時の演算対象とすることもできる。
以上より、個々のデジタル入力データ毎に、データ１個分づつシフトさせたそれぞれ異なる区間のピークを検出し、そのピークが飽和しない最大レベルとなるように除数が決定されるため、除数は概ね段階的に変化し、区間の境目において大きく変化することはない。
【００１３】
次に本発明の方法および装置を、ソフトウェアにより実現する場合の実施の形態を、図３と図４のフローチャートに基づいて説明する。
図３は、ＳＳＢ送信機の信号処理に用いられるＤＳＰ（Digital signal processor）の全体処理を示すフローチャートである。図４は、図３におけるコンプレッション処理の詳細を示したフローチャートである。
図３において、
ステップＳ１では、ＳＳＢ送信機のＡＦ段より、デジタル化された変調すべき低周波信号が入力される。
ステップＳ２では、入力されたデジタル信号によってＳＳＢ変調処理を行う。
ステップＳ３では、本発明によるコンプレッション処理を行う。詳細は図４に示した。
ステップＳ４では、バンドパスフィルタ処理を行って、不要成分を除去する。
ステップＳ５において出力する。
なお、このＤＳＰへ入力されるデジタル値は全て−１〜＋１の範囲に正規化されており、ＤＳＰ内においてもこの範囲で処理がなされる。
【００１４】
次にコンプレッション処理の詳細について説明する。
図４において、
NEW ＿DATAはＳＳＢ変調されたデジタル信号の最新のデジタル入力データを表す変数を示し、N は予め設定されたシフトバッファのバッファサイズを示し、PEAK＿BUFF[J] はシフトバッファのＪ番目に蓄積されたデータを表す変数を示し、このシフトバッファのサイズはＮであり、Ｊの変域は０〜Ｎ−１である。
ABS ＿INはNEW ＿DATAの絶対値を表す変数を示し、PEAKは最大値を求めるための変数を示し、SET ＿VALUE は予め設定された最大増幅率を規定するための基準値( ＞０）を示し、MAX(X,Y)は変数Ｘ，Ｙの大きい方を求める演算処理を表す関数を示している。
COMP＿OUT はコンプレッション処理の出力値を表す変数を示している。
【００１５】
そして、ステップＳ１１では、入力された最新のデジタル入力データ（NEW ＿DATA）の絶対値をABS ＿INに代入し、シフトバッファの０番目のデータ（PEAK＿BUFF[0] ）を、PEAKに代入して、最新のデジタル入力データの絶対値をABS ＿INに得るとともにPEAKの初期値を設定する。
ステップＳ１２では、シフトバッファの(J+1) 番目のデータ（PEAK＿BUFF[J+1] ）とPEAKとを比較して大きい方の値をPEAKに代入し、さらにシフトバッファの(J+1) 番目のデータ（PEAK＿BUFF[J+1] ）をＪ番目(PEAK ＿BUFF[J])に代入する操作を、J=0 からJ=(N-2) まで繰り返し行う。これによって、最新のデジタル入力データを除いて、シフトバッファに蓄積されていたデータの最大値がPEAKに得られるとともに、シフトバッファに蓄積されていたデータがそれぞれシフトされ、0 番目に蓄積されていた最古のデータ(PEAK ＿BUFF[0])は図２に示したように破棄される。
【００１６】
ステップＳ１３では、最新のデジタル入力データの絶対値（ABS ＿IN）をシフトバッファの（N-1 ) 番目(PEAK ＿BUFF[N-1] ）に代入することにより、シフトバッファのシフトを完了させ、当該ABS ＿INとPEAKとを比較して大きい方の値をPEAKに代入することにより、シフトが完了したシフトバッファに蓄積されているデータの最大値をPEAKに得る。そして、PEAKと基準値(SET＿VALUE)とを比較して大きい方の値をさらにPEAKに代入することにより、信号増幅のための除数をPEAKに得る。
ステップＳ１４では、最新のデジタル入力データ（NEW ＿DATA）をPEAKで除算した結果をコンプレッション処理の出力値を表すCOMP＿OUT に代入し、当該データが次段の処理（図３におけるステップＳ４）に使用される。
以降、最新のデジタル入力データが入力される毎に以上の処理が繰り返されることにより、入力信号にコンプレッション処理が施される。
【００１７】
なお、この場合においても、ステップＳ１４では、最新のデジタル入力データ（NEW ＿DATA）を、最終的に得られた除数で除算して出力する構成としているが、上記シフトバッファを表す変数（PEAK＿BUFF[J] ）とは別に、NEW ＿DATAをそのまま蓄積しておく同様の変数を追加し、ステップＳ１４において除算される対象を追加された変数の所定番目の位置のデータとすることもできる。それにより、最大値を検出する区間内の何れかの位置に対応するデジタル入力データを、その時の演算対象とすることもできる。
また、設定定数であるN およびSET ＿VALUE は、好みに応じて予め設定しておくことができる。
【００１８】
シミュレーション
以上の構成のコンプレッション処理方法をＳＳＢ変調処理後に用いる場合には、２トーン入力時に理想的な包絡線になるように、シミュレーションと実機による評価を行ったところ、シフトバッファのバッファサイズＮ＝５とすれば、従来型のコンプレッション処理と同等の性能が得られることが確認できた。このシフトバッファのバッファサイズを小さくすると波形が変形してしまう可能性があり、大きくすると平均電力を十分に大きくすることが困難になる。
【００１９】
シフトバッファのバッファサイズＮ＝５とした場合の特性例を図５に示した。この場合は、デジタル入力データは周波数が200Hz のＡＦ信号（シングルトーン）であり、ＬＳＢ処理した場合の例である。
また、コンプレッション処理機能をオン（作動状態）した場合と、オフ（非作動状態）とした場合の出力制限特性例を図６に示した。
コンプレッション処理機能をオフにした場合には、入力レベルが０〜700mVrmsのとき、出力レベルは０〜700mVrmsの範囲で直線的に変化するが、
コンプレッション処理機能をオンにすると、入力レベルが０〜100mVrms程度の低レベルの信号は前記基準値により規定される最大増幅率によりそれぞれ０〜600mVrmsに増幅されて出力されるが、入力レベルが100mVrms以上の場合は600mVrmsの定レベルで出力される。
なお、このシミュレーションにおいては、全体システムとしての飽和を防止するために、コンプレッション処理後にゲイン調整( 減衰) を行っているため、コンプレッション処理機能をオンにした場合の最大出力は600mVrmsに抑えられている。
【００２０】
以上のように、本発明のコンプレッション処理方法を用いたＳＳＢ変調処理には以下の特徴がある。
（１）ディスクリート部品を用いたハードウエアによる処理だけではなく、ＤＳＰ等のソフトウェアによっても実現することができる。
（２）コンプレッション処理ブロックはＳＳＢ変調処理後に配設したが、基本的には、ＡＦ信号処理ブロックでも、変調されたＩＦ信号処理ブロックでもよく、いずれであっても、同等の性能を発揮することができる。
（３）最大値検出処理は最新のデジタル入力データが入力される毎にリアルタイム処理されるので、デジタル入力データを遅延させることなくリアルタイムでコンプレッション処理して出力することができる。
【００２１】
（４）構造がシンプルになる。
入力信号の振幅( 絶対値) と基準値（＞０）によって、除数を管理するブロックと、その除数で入力信号の瞬時値を除算するブロックとで要部が構成されているのでシンプルな構成となる。
また、最大値を検出するためのシフトバッファのバッファサイズＮを調節することにより、出力信号の周波数特性（２トーン）を変更できるので、歪みの程度を前記バッファサイズの大きさのみで調整できる。従って、所望のコンプレッション特性を容易に得ることができる。
（５）アナログ回路方式のコンプレッサを、そのままデジタル回路方式とソフトウエアに置き換えた場合に発生する問題点を回避することができる。
アナログ回路方式のコンプレッサは、変調信号を一定のゲインで増幅した後に、リミッティング処理するという構成となるが、このような構成をそのままデジタル回路方式とソフトウエアの組合せに置き換えると、信号の増幅処理までは問題がないが、リミッティング処理する段階で、入力信号とサンプリング周波数の関係によって生ずる種々の不要波が発生し、単純なフィルタリングでは除去しきれないのである。
しかし、本発明の方法によれば、入力信号の傾向を取り入れた振幅の最大値と基準値の大小関係で決定される値で入力信号の瞬時値を除算するので、演算処理が線型処理であり、上述したような非線型処理に起因する不要波は発生せず、発生した不要波は特別なフィルタリングでなくても抑圧することができる。
また、上述した最大値で入力信号の瞬時値を除算するので、信号の増幅と振幅の抑制とが同時にできる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の請求項１のコンプレッション処理方法によれば、
入力された最新のデジタル入力データを含むそれ以前のデジタル入力データの絶対値を、予め設定されたサンプル数分だけ常時更新しつつ蓄積しておき、
最新のデジタル入力データが入力される毎に、前記蓄積されている所定サンプル数のデジタル入力データの内の最大値を検出し、その最大値を除数として前記最新のデジタル入力データあるいは所定サンプル数だけ以前のデジタル入力データを除算して出力するので、
除数の変化が大きく変化することが少なくなり、信号波形が大きく変化することが防止される。また、最新のデジタル入力データの変化を管理／制御するための複雑な処理が不必要になる。そして、デジタル入力データを除算して出力すると、リアルタイムの処理が可能になる。
また、このような処理は、ＤＳＰを用いてソフトウエアで実現できるのでフレキシブルなシステムを実現することが容易になる。
【００２３】
また、請求項２のコンプレッション処理装置によれば、
入力された最新のデジタル入力データを含むそれ以前のデジタル入力データの絶対値を、予め設定されたサンプル数分だけ常時更新しつつ蓄積する蓄積手段と、蓄積されているデジタル入力データの絶対値の内の最大値を検出する検出手段と、入力された最新のデジタル入力データあるいは所定サンプル数だけ以前のデジタル入力データを前記最大値で除算して出力する演算手段とを備えることにより、上記構成のコンプレッション処理方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンプレッション処理装置の実施例のブロック図である。
【図２】シフトバッファの説明図である。
【図３】本発明にかかるコンプレッション処理方法の全体フローチャートである。
【図４】前記全体フローチャートの要部の詳細フローチャートである。
【図５】本発明のコンプレッション処理によるシングルトーンの場合の特性例である。
【図６】本発明のコンプレッション処理による入出力特性例である。
【符号の説明】
１絶対値出力手段（蓄積手段）
２シフトバッファ手段（蓄積手段）
３検出手段
４サイズ設定手段
５比較手段
６基準値設定手段
７演算手段[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a compression processing method for increasing the average power of a signal, and more particularly to a signal compression processing method using a digital technique.
[0002]
[Prior art]
In general, in a wireless transmitter, particularly an SSB transmitter, compression processing is performed in an AF stage or an IF stage in order to increase the average power of a transmission signal.
Compression processing by an analog circuit is often performed by amplifying and limiting an input signal and removing a harmonic component generated thereby by a low-pass filter.
In recent years, attempts have been made to perform compression processing by digital signal processing due to the development of digital processing technology.
However, when the same method as the analog circuit as described above is used, the harmonic component due to the nonlinear operation in the limiting process becomes an unnecessary wave component due to the random frequency component due to the aliasing phenomenon caused by the sampling frequency in the finite range. There arises a problem that these unnecessary wave components cannot be suppressed even through a digital filter at a later stage.
Therefore, if the linear operation of changing the gain in conjunction with the fluctuation of the amplitude of the input signal is used instead of cutting the peak part of the waveform by the limiting process, the random unnecessary wave component as described above is not generated. It will be.
Therefore, as a compression processing technique using such a linear operation, for example, the following technique can be considered.
That is, the sampled digital input signal is divided into a predetermined number of samples, and control sections are provided in sequence, and the peak value of the absolute value of the digital input signal contained in each control section is peak-held for each control section. It is detected by a method such as processing. The peak value detected in this way is used as a divisor in the control section, and each digital input signal in the control section is divided (or multiplied by an inverse number) by this divisor. By such processing, each digital input signal is level controlled so that the peak of the control section is not saturated for each control section. Therefore, the input signal can be input by linear operation without performing the limiting process. Compression processing can be performed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the compression processing method using the linear operation as described above, one divisor is determined for each control section, and the arithmetic operation is performed on all data in the control section. Instead of changing, it changes greatly at the boundary of transition from one control section to the next control section. For this reason, there is a possibility that the signal waveform may change greatly at the boundary, and if it is attempted to suppress it, complicated processing is required to manage / control the change of the divisor. Such complicated processing places a burden on the processing apparatus and causes a problem that processing time becomes long.
[0004]
Therefore, the present invention has been made for the purpose of providing a digital compression processing technique capable of realizing compression processing by simple linear operation means in order to increase the average power of a transmission signal.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the compression processing method of claim 1 of the present invention, the absolute value of digital input data before that including the latest input digital input data is accumulated while being constantly updated by a preset number of samples, Each time the latest digital input data is input, the maximum value of the stored digital input data including a predetermined number of samples including the latest digital input data is detected, and the latest digital is detected by the maximum value. It is characterized in that the previous digital input data is divided and outputted by the input data or a predetermined number of samples.
[0006]
The compression processing apparatus according to claim 2 includes storage means for storing the absolute value of the previous digital input data including the latest input digital input data while constantly updating the absolute value of the digital input data by a preset number of samples. up to a detection means for detecting a maximum value among the absolute values of the digital input data including the latest digital input data is, only the most recent digital input data or a predetermined number of samples entered the previous digital input data wherein And an arithmetic means for dividing and outputting by the value.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a compression processing method and apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing embodiments thereof.
[0008]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a compression processing method and apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, 1 is an absolute value output means for obtaining the absolute value of each sample of digital input data input from the input terminal, and 2 is the absolute value of the digital input data output from the absolute value output means 1. Shift buffer means for accumulating the number of samples set in advance by the size setting means 4. In this shift buffer means 2, when the latest data is input as shown in FIG. 2, the oldest data stored up to that point is erased. It is constantly updated and stored for a few minutes. The absolute value output means 1 and the shift buffer means 2 constitute storage means in claim 2.
[0009]
Reference numeral 3 denotes detection means for detecting the maximum value of data stored in the shift buffer means 2 as shown in FIG. 2 every time the latest data is input to the shift buffer means 2.
Reference numeral 5 denotes comparison means for comparing the maximum value detected by the detection means with a reference value preset by the reference value setting means 6 and outputting the larger one.
Reference numeral 7 denotes arithmetic means for dividing and outputting the latest digital input data inputted from the input terminal by the value outputted from the comparison means 5 (may be multiplication of the reciprocal number).
With the above configuration example, when the latest digital input data is inputted from the input terminal, the absolute value data is outputted from the absolute value output means 1 and inputted to the shift buffer means 2. Here, the digital input data input from the input terminal is digital data normalized to the range of −1 to +1, and the digital data in the range of 0 to +1, which is the absolute value, is stored in the shift buffer means 2. Accumulated.
[0010]
In the shift buffer means 2, the accumulated data is updated, and the previous data including the latest data is accumulated by the preset number of samples in the new order. The detection unit 3 detects the peak of a predetermined section in the input signal by detecting the maximum value of the data stored in the updated shift buffer unit 2. The detected maximum value is compared with the reference value by the comparison means 5, and the larger value is output as a divisor in the calculation means 7. The computing means 7 divides the latest digital input data inputted from the input terminal by the value outputted from the comparing means 5, thereby obtaining 1 which is the maximum level at which the peak of the predetermined section in the input signal is not saturated. The latest digital input data is amplified and output at such an amplification factor.
As described above, the shift buffer means 2 stores the previous data including the latest data, and the detection means 3 detects the maximum value of the data including the latest digital input data. The calculation means 7 divides the latest data or accumulated data that is a predetermined number of samples earlier by the maximum value of the data including the latest digital input data. Therefore, the divisor does not change greatly and changes in a stepwise manner.
[0011]
When the next digital input data is further input from the input terminal, the same processing as described above is repeated. That is, each time individual digital input data is input, the peak of the input signal section shifted by one piece of data is detected, and based on this, the amplification factor of the input data is determined, and each is amplified sequentially. As a result, the input signal is subjected to compression processing.
Here, the comparison with the reference value in the comparison means 5 described above is performed in order to prevent the amplification factor in the calculation means 7 from becoming too large when there is no signal or the like. The maximum amplification factor can be defined by setting the value.
Further, by changing the number of accumulated samples in the shift buffer means 2 by the size setting means 4, it is possible to set a favorite compression characteristic. That is, in order to increase the average power, the number of accumulated samples may be reduced, and in order to minimize the deformation of the signal waveform, the number of accumulated samples may be increased. However, since these are in a trade-off relationship, settings that take each into account are necessary.
[0012]
In the above configuration, the calculation means 7 is configured to divide the latest digital input data just input from the input terminal by the divisor output from the comparison means 5 and output it. A delay unit may be provided between the terminal and the calculation unit 7, and digital input data that is a predetermined number of samples earlier than the latest digital input data may be divided and output by the divisor. As a result, digital input data corresponding to any position in the interval in which the maximum value is detected can be set as a calculation target at that time.
As described above, for each individual digital input data, the peak of each different section shifted by one piece of data is detected, and the divisor is determined so that the peak does not saturate, so the divisor is almost in stages. Change at the boundary of the section.
[0013]
Next, an embodiment in which the method and apparatus of the present invention are realized by software will be described based on the flowcharts of FIGS.
FIG. 3 is a flowchart showing overall processing of a DSP (Digital signal processor) used for signal processing of the SSB transmitter. FIG. 4 is a flowchart showing details of the compression process in FIG.
In FIG.
In step S1, a digitized low frequency signal to be modulated is input from the AF stage of the SSB transmitter.
In step S2, SSB modulation processing is performed using the input digital signal.
In step S3, the compression process according to the present invention is performed. Details are shown in FIG.
In step S4, bandpass filter processing is performed to remove unnecessary components.
Output in step S5.
The digital values input to the DSP are all normalized in the range of −1 to +1, and the processing is performed in this range even in the DSP.
[0014]
Next, details of the compression process will be described.
In FIG.
NEW_DATA indicates a variable representing the latest digital input data of an SSB modulated digital signal, N indicates a buffer size of a preset shift buffer, and PEAK_BUFF [J] indicates data stored in the Jth shift buffer. The shift buffer size is N, and the range of J is 0 to N−1.
ABS_IN indicates a variable indicating the absolute value of NEW_DATA, PEAK indicates a variable for obtaining a maximum value, SET_VALUE indicates a reference value (> 0) for defining a preset maximum amplification factor, MAX (X, Y) represents a function representing a calculation process for obtaining the larger of the variables X and Y.
COMP_OUT indicates a variable representing the output value of the compression process.
[0015]
In step S11, the absolute value of the latest input digital data (NEW_DATA) is substituted into ABS_IN, and the 0th data (PEAK_BUFF [0]) of the shift buffer is substituted into PEAK. The absolute value of the digital input data is obtained as ABS_IN and the initial value of PEAK is set.
In step S12, the (J + 1) th data (PEAK_BUFF [J + 1]) of the shift buffer and PEAK are compared and the larger value is substituted into PEAK, and the (J + 1) th data of the shift buffer is further substituted. The operation of substituting the data (PEAK_BUFF [J + 1]) for the Jth (PEAK_BUFF [J]) is repeated from J = 0 to J = (N-2). As a result, except for the latest digital input data, the maximum value of the data stored in the shift buffer is obtained in PEAK, and the data stored in the shift buffer is shifted and stored in the 0th place. The oldest data (PEAK_BUFF [0]) is discarded as shown in FIG.
[0016]
In step S13, the absolute value (ABS_IN) of the latest digital input data is assigned to the (N-1) th (PEAK_BUFF [N-1]) of the shift buffer to complete the shift buffer shift. By comparing ABS_IN and PEAK and substituting the larger value into PEAK, the maximum value of the data stored in the shift buffer that has been shifted is obtained in PEAK. Then, PEAK is compared with the reference value (SET_VALUE), and the larger value is further substituted into PEAK, thereby obtaining a divisor for signal amplification in PEAK.
In step S14, the result obtained by dividing the latest digital input data (NEW_DATA) by PEAK is substituted into COMP_OUT representing the output value of the compression process, and the data is used in the subsequent process (step S4 in FIG. 3). .
Thereafter, the above process is repeated each time the latest digital input data is input, so that the compression process is performed on the input signal.
[0017]
In this case as well, in step S14, the latest digital input data (NEW_DATA) is divided and output by the finally obtained divisor, but the variable (PEAK_BUFF [J In addition to the above, a similar variable that stores NEW_DATA as it is can be added, and the object to be divided in step S14 can be the data at the predetermined position of the added variable. As a result, digital input data corresponding to any position in the interval in which the maximum value is detected can be set as a calculation target at that time.
The setting constants N and SET_VALUE can be set in advance according to preference.
[0018]
When a compression processing method having a configuration higher than that of simulation is used after SSB modulation processing, the simulation and evaluation by an actual machine are performed so that an ideal envelope is obtained at the time of two-tone input. As a result, it was confirmed that the same performance as that of the conventional compression processing can be obtained. If the buffer size of the shift buffer is reduced, the waveform may be deformed. If it is increased, it is difficult to sufficiently increase the average power.
[0019]
FIG. 5 shows an example of characteristics when the buffer size N of the shift buffer is N = 5. In this case, the digital input data is an AF signal (single tone) having a frequency of 200 Hz, and is an example when LSB processing is performed.
FIG. 6 shows an example of output limiting characteristics when the compression processing function is turned on (operating state) and when the compression processing function is turned off (non-operating state).
When the compression processing function is turned off, when the input level is 0 to 700 mVrms, the output level changes linearly in the range of 0 to 700 mVrms.
When the compression processing function is turned on, low level signals with an input level of about 0 to 100 mVrms are amplified to 0 to 600 mVrms by the maximum amplification factor specified by the reference value, but the input level is over 100 mVrms. In the case of, it is output at a constant level of 600mVrms.
In this simulation, gain adjustment (attenuation) is performed after compression processing to prevent saturation of the entire system, so the maximum output when the compression processing function is turned on is suppressed to 600 mVrms. .
[0020]
As described above, the SSB modulation processing using the compression processing method of the present invention has the following characteristics.
(1) Not only hardware processing using discrete components but also software such as a DSP can be used.
(2) The compression processing block is arranged after the SSB modulation processing, but basically it may be an AF signal processing block or a modulated IF signal processing block, and any of them will exhibit equivalent performance. Can do.
(3) Since the maximum value detection process is performed in real time every time the latest digital input data is input, the digital input data can be compressed and output in real time without delay.
[0021]
(4) The structure becomes simple.
Since the main part is composed of a block that manages the divisor by the amplitude (absolute value) of the input signal and the reference value (> 0) and a block that divides the instantaneous value of the input signal by the divisor, Become.
Further, by adjusting the buffer size N of the shift buffer for detecting the maximum value, the frequency characteristic (two tones) of the output signal can be changed, so that the degree of distortion can be adjusted only by the size of the buffer size. Therefore, a desired compression characteristic can be easily obtained.
(5) It is possible to avoid problems that occur when an analog circuit type compressor is directly replaced with a digital circuit type and software.
An analog circuit type compressor is configured to amplify the modulation signal with a constant gain and then perform a limiting process. If such a configuration is replaced with a combination of a digital circuit system and software, the signal amplification process is performed. There is no problem until now, but at the stage of the limiting process, various unnecessary waves are generated due to the relationship between the input signal and the sampling frequency and cannot be removed by simple filtering.
However, according to the method of the present invention, the instantaneous value of the input signal is divided by the value determined by the magnitude relationship between the maximum value of the amplitude incorporating the tendency of the input signal and the reference value, so that the arithmetic processing is linear processing. Unnecessary waves due to the nonlinear processing as described above are not generated, and the generated unnecessary waves can be suppressed without special filtering.
Moreover, since the instantaneous value of the input signal is divided by the maximum value described above, signal amplification and amplitude suppression can be performed simultaneously.
[0022]
【The invention's effect】
According to the compression processing method of claim 1 of the present invention,
The absolute value of the previous digital input data including the latest digital input data that has been input is accumulated while being constantly updated by the number of preset samples,
Each time the latest digital input data is input, the maximum value of the accumulated digital input data of the predetermined number of samples is detected, and the latest digital input data or the predetermined number of samples is detected by dividing the maximum value. Since the previous digital input data is divided and output,
The change of the divisor is less likely to change greatly, and the signal waveform is prevented from changing greatly. Further, complicated processing for managing / controlling the change of the latest digital input data becomes unnecessary. When the digital input data is divided and output, real-time processing becomes possible.
Further, since such processing can be realized by software using a DSP, it becomes easy to realize a flexible system.
[0023]
Moreover, according to the compression processing apparatus of claim 2,
Accumulating means for accumulating the absolute value of the previous digital input data including the latest inputted digital input data while constantly updating the absolute value of the preset number of samples, and the absolute value of the accumulated digital input data And detecting means for detecting a maximum value of the input data, and calculating means for dividing and outputting the latest digital input data inputted or the digital input data previous by a predetermined number of samples by the maximum value. A compression processing method can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a compression processing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a shift buffer.
FIG. 3 is an overall flowchart of a compression processing method according to the present invention.
FIG. 4 is a detailed flowchart of a main part of the overall flowchart.
FIG. 5 is a characteristic example in the case of a single tone by a compression process of the present invention.
FIG. 6 is an example of input / output characteristics by compression processing according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Absolute value output means (accumulation means)
2 Shift buffer means (storage means)
3 Detection means 4 Size setting means 5 Comparison means 6 Reference value setting means 7 Calculation means

Claims

The absolute value of the previous digital input data including the latest digital input data that has been input is accumulated while being constantly updated by the preset number of samples,
Each time the latest digital input data is input, the maximum value of the stored digital input data of the predetermined number of samples including the latest digital input data is detected, and the latest digital is detected by the maximum value. A compression processing method characterized by dividing and outputting input data or previous digital input data by a predetermined number of samples.

Storage means for storing the absolute value of the previous digital input data including the latest input digital input data while constantly updating the absolute value of the preset number of samples;
Detecting means for detecting a maximum value among absolute values of the digital input data including the latest digital input data stored ;
A compression processing apparatus, comprising: arithmetic means for dividing and outputting the latest digital input data input or digital input data previous by a predetermined number of samples by the maximum value.