JPS5831060B2 - Single band frequency division multiplex signal demodulator - Google Patents
Single band frequency division multiplex signal demodulatorInfo
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- JPS5831060B2 JPS5831060B2 JP8029776A JP8029776A JPS5831060B2 JP S5831060 B2 JPS5831060 B2 JP S5831060B2 JP 8029776 A JP8029776 A JP 8029776A JP 8029776 A JP8029776 A JP 8029776A JP S5831060 B2 JPS5831060 B2 JP S5831060B2
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はディジタル信号処理により単側帯波周波数分割
多重(以後SSB−FDMと略称する)信号とベースバ
ンド信号との間の変換を行なう単側帯波周波数分割多重
信号復調装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a single sideband frequency division multiplexing signal demodulator that converts between a single sideband frequency division multiplexed (hereinafter abbreviated as SSB-FDM) signal and a baseband signal by digital signal processing. Regarding.
従来、所定数のベースバンド信号をSSB−FDM信号
に変換したりあるいは逆にSSIE3−FDM信号から
所定数のベースバンド信号を復調するためにアナログ型
平衡変調器とアナログ型帯域通過フィルタとを用いて行
なっている。Conventionally, analog balanced modulators and analog bandpass filters are used to convert a predetermined number of baseband signals into SSB-FDM signals or, conversely, to demodulate a predetermined number of baseband signals from SSIE3-FDM signals. is being carried out.
これに対して、近年、ディジタル信号処理により88B
−FDM信号の変復調を実現する試みがなされ始めてき
ている。In contrast, in recent years, digital signal processing has enabled 88B
- Attempts are beginning to be made to realize modulation and demodulation of FDM signals.
このディジタル信号処理によりSSB−FDM信号の変
復調を実現する公知の代表的な方法としては次のような
ものがある。The following are typical known methods for implementing modulation and demodulation of SSB-FDM signals through this digital signal processing.
(1) 1971年12月米国で発行の刊行物「■E
EETRANSACTIONS ONCOMMUNIC
ATIONTECHNOLOGY、VOL、C0M−1
9,應6」の第1050頁−第1059頁に所載の論文
”S ystemsAnalysis of a TD
M−FDM Translator/Digital
A−Type Channel Bank”(文献1)
。(1) Publication “■E” published in the United States in December 1971
EETRANS ACTIONS ONCOMMUNIC
ATIONTECHNOLOGY, VOL, C0M-1
The paper "Systems Analysis of a TD" published on pages 1050 to 1059 of "9, 6"
M-FDM Translator/Digital
A-Type Channel Bank” (Reference 1)
.
(2)1974年9月米国で発行の刊行物rIEEET
RANSACTNON8ONCOMMUNICATIO
NS。(2) Publication rIEEEET published in the United States in September 1974
RANSACTNON8ONCOMMUNICATIO
N.S.
VOL、COM−22、腐9」の第1199頁−第12
05頁所載の論文”TDM−F DM Transmu
ltiplexer:Di gi tal Po1yp
hase and FFT”(文献2)。VOL, COM-22, Fu 9” page 1199-No. 12
The paper on page 05 “TDM-F DM Transmu
ltiplexer: Digital Polyp
hase and FFT” (Reference 2).
このようなディジタル信号処理によりSSB−FDM信
号の変復調を行なうことによって、伝送特性の向上およ
び均一化、装置の小形化および経済化、装置の製造およ
び保守の簡易化等が可能になり、さらに、88B−FD
M信号と時分割多重(TDMと略称する)信号との相互
変換が高品質かつ経済的に行なえるようになるものと期
待されている。By modulating and demodulating SSB-FDM signals using such digital signal processing, it is possible to improve and make the transmission characteristics uniform, to make the equipment more compact and economical, and to simplify the manufacturing and maintenance of the equipment. 88B-FD
It is expected that mutual conversion between M signals and time division multiplexed (abbreviated as TDM) signals will become possible with high quality and economically.
ところで、ディ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
る乗算の回数によって装置規模ひいては装置価格がほぼ
決定されることになるから、上記期待を現実化するため
には単位時間当りの乗算回数の本質的に少ない変復調方
式を得ることが要求される。By the way, in the modulation and demodulation method of SSB-FDM signals using digital signal processing, the equipment size and ultimately the equipment price are almost determined by the number of multiplications required per unit time, so in order to make the above expectations a reality, Therefore, it is required to obtain a modulation/demodulation method that requires essentially fewer multiplications per unit time.
本発明の目的は従来の方式に比べて単位時間当りの乗算
回数が少なくてすむ新規なディジタル信号処理による単
側帯波周波数分割多重信号復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 demodulation device using novel digital signal processing that requires fewer multiplications per unit time than conventional systems.
本発明の他の目的は伝送特性の向上が可能でかつ小形化
および製造保守の簡易化が図り易い単側帯波周波数分割
多重信号復調装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a single sideband frequency division multiplex signal demodulation device that can improve transmission characteristics and is easy to downsize and simplify manufacturing and maintenance.
本発明の別の目的はFDM信号とTDM信号との間の変
換が高品質かつ経済的に行なえる単側帯波周波数分割多
重信号復調装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a single sideband frequency division multiplex signal demodulator that can convert between FDM and TDM signals with high quality and economically.
本発明の単側帯波周波数分割多重信号復調装置は、SS
B−FDM信号の周波数N−fsの実サンプル値系列か
ら順次サンプリング位相のずれた周波数fs(単位Hz
は以後省略する)の2N個の実サンプル値系列を作り、
これら2N個の実サンプル値系列に対しディジタルフィ
ルタとオフセット離散フIJ工処理による演算操作とを
施し、周波数fsのN個のベースバンド信号サンプル値
系列を得ることを特徴とする。The single sideband frequency division multiplexing signal demodulation device of the present invention comprises SS
The frequency fs (unit: Hz) whose sampling phase is sequentially shifted from the actual sample value series of frequency N-fs of the B-FDM signal
(will be omitted hereafter), create a series of 2N real sample values, and
The present invention is characterized in that these 2N real sample value sequences are subjected to arithmetic operations using a digital filter and offset discrete IJ processing to obtain N baseband signal sample value sequences of frequency fs.
次に図面を参照して本発明の単側帯波周波数分割多重信
号変復調装置の原理および構成について詳細に説明する
。Next, the principle and configuration of the single sideband frequency division multiplex signal modulation/demodulation apparatus of the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
なお、以後の説明において、サンプル値系列は一般にデ
ィジタル化された符号語の系列を意味するものと考える
。In the following description, it is assumed that a sample value sequence generally means a sequence of digitized code words.
このディジタル化された符号語系列はディジタル−アナ
ログ変換器によってアナログのサンプル値系列、すなわ
ち、PAM(PulseamplitudeModul
ation)信号に変換され、さらにフィルタに通され
ることによって連続アナログ波形に変えることができる
。This digitized codeword sequence is converted into an analog sample value sequence, that is, a PAM (Pulse Amplitude Module) by a digital-to-analog converter.
ation) signal and can be further filtered to convert it into a continuous analog waveform.
また、逆に連続アナログ波形をサンプリングし、PAM
信号に変換し、さらにアナログ−ディジタル変換器によ
ってディジタル化したサンプル値系列に変換することが
できる。In addition, conversely, a continuous analog waveform is sampled and PAM
It can be converted into a signal and further converted into a digitized sequence of sample values by means of an analog-to-digital converter.
このようにアナログ波形とディジタル化されたサンプル
値系列との間の変換を容易にできるので、以後の説明を
ディジタル化されたサンプル値系列間の変換処理に限定
して進めるが、これによって本発明の一般性が失なわれ
るものではない。Since the conversion between the analog waveform and the digitized sample value series can be easily performed in this way, the following explanation will be limited to the conversion process between the digitized sample value series. does not lose its generality.
第1図は本発明の復調装置に変調信号を供給する単側帯
波周波数分割多重信号変調装置の一例を示す図で、第2
図は第1図の各部の信号の周波数スペクトルを示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing an example of a single sideband frequency division multiplex signal modulation device that supplies a modulation signal to a demodulation device of the present invention;
The figure is a diagram showing the frequency spectrum of the signals of each part in FIG. 1.
第1図において、入力端子201 、202.・・・、
2ONには、帯域幅f s/2以下のベースバンド信号
を周波数fsでサンプリングして得られる第2図Aに示
すような周波数fsで繰り返す周期構造の周波数スペク
トルをもつNチャンネルのベースバンド信号サンプル値
系列が与えられ、出力端子261からは第2図■に示す
ような周波数スペクトルを有するSSB−FDM信号サ
ンプル値系列が出力される。In FIG. 1, input terminals 201, 202 . ...,
2ON includes N-channel baseband signal samples having a frequency spectrum with a periodic structure that repeats at frequency fs as shown in Figure 2A, which is obtained by sampling a baseband signal with a bandwidth of fs/2 or less at frequency fs. A value series is given, and an SSB-FDM signal sample value series having a frequency spectrum as shown in FIG. 2 is output from the output terminal 261.
Nチャンネルのベースバンド信号サンプル値系列のうち
予め定められたN/2個の系列に対しては、前処理回路
200において(−1)nの乗算操作を行なって第2図
Bに示すようにスペクトルの反転を行なわせる(但し、
nは時間インデックスである)。For predetermined N/2 sequences among the N-channel baseband signal sample value sequences, the preprocessing circuit 200 performs a multiplication operation of (-1)n, as shown in FIG. 2B. Inverts the spectrum (however,
n is the time index).
前処理回路200の出力は端子210,21□・・・2
1Nを介してオフセット離散フーリエ処理回路210に
与えられる。The output of the preprocessing circuit 200 is connected to terminals 210, 21□...2
1N to the offset discrete Fourier processing circuit 210.
オフセット離散フーリエ処理回路210には、この他c
c端子21N′t 21.j−1−、214,21;f
tsラモN個の入力が供給されるが、これらN個の入力
の内容はすべてO入力である場合もあるが、端子21A
。The offset discrete Fourier processing circuit 210 also includes c
c terminal 21N't 21. j-1-, 214, 21; f
tsramo N inputs are supplied, and the contents of these N inputs may all be O inputs, but the terminal 21A
.
21N−1,・・・、21≦、21Zを端子21Nt2
1N−1+・・・。21N-1,..., 21≦, 21Z to terminal 21Nt2
1N-1+...
21□、211の対応した番号の端子と共通に接続する
ことにより得られるN個の入力である場合もある。In some cases, N inputs are obtained by commonly connecting terminals 21□ and 211 with corresponding numbers.
ココテ、ZをZ=exp(j2yrf/CN・f s)
)で定義されるSSf3−EDM信号サンプル値系列
の1サンプル周期に等しい進み時間作用素とし、端子2
1、。Kokote, Z = exp (j2yrf/CN・f s)
), and terminal 2
1.
212、−・・21N、21〈、・・・、21≦、21
!に与えられるサンプル値系列のZ変換をXk(ZN)
、端子261に現われるSSB−FDM信号サンプル値
系列のZ変換をY (Z)とする。212, -...21N, 21〈,...,21≦,21
! The Z transformation of the sample value series given by Xk(ZN)
, the Z transformation of the SSB-FDM signal sample value series appearing at the terminal 261 is denoted as Y (Z).
第1図において実行される演算操作は次式によっている
。The arithmetic operations performed in FIG. 1 are based on the following equation.
(1)式において、Gi(−Z2N)は実ディジタル帯
域フィルタのZ伝達関数であり、Ai(ZN)はオフセ
ット離散ツーり処理回路210の出力である。In equation (1), Gi (-Z2N) is the Z transfer function of the real digital bandpass filter, and Ai (ZN) is the output of the offset discrete tool processing circuit 210.
オフセット離散フーリエ処理回路210は2N個の入力
Xk(ZN) (k=0.1.・・・、2N−1)に対
し式(2)の演算操作を施して2N個の出力Ai(ZN
)(i=0.1.・・・、2N1)を生ずる回路である
。The offset discrete Fourier processing circuit 210 performs the arithmetic operation of equation (2) on 2N inputs Xk(ZN) (k=0.1..., 2N-1) to produce 2N outputs Ai(ZN).
) (i=0.1..., 2N1).
式(2)からexp(j2πi/4N)なる位相オフセ
ット分をくくり出せば残りは2N点の離散フーリエ逆変
換式となる。If the phase offset exp(j2πi/4N) is extracted from equation (2), the remainder becomes a 2N-point discrete Fourier inverse transform equation.
また、式(2)において、(2に+1)の代りに−(2
に+1)とおけば、exp(−j2πi/4N)の位相
オフセットと2N点の離散フーリエ変換式となる。Also, in equation (2), instead of (+1 to 2), -(2
+1), a phase offset of exp(-j2πi/4N) and a discrete Fourier transform equation of 2N points are obtained.
この場合でも、同一の結果が期待できる。要するに、離
散フーリエ変換であるか逆変換であるかに本質的な差異
はなく、シたがって、本発明では、一般的にこれらを総
称してオフセット離散フーリエ処理と呼ぶ。In this case, the same results can be expected. In short, there is no essential difference between discrete Fourier transform and inverse transform, and therefore, in the present invention, these are generally referred to as offset discrete Fourier processing.
サンプリング周期1/fs毎に2N個(実質的にはN個
)の入力Xk(ZN)が与えられると、オフセット離散
フーリエ処理回路210では式(2)の演算を行なって
’/fs毎に2N個の出力Ai(ZN)を生ずる。When 2N (substantially N) inputs Xk (ZN) are given every sampling period 1/fs, the offset discrete Fourier processing circuit 210 performs the calculation of equation (2) and calculates 2N every '/fs. outputs Ai(ZN) are produced.
オフセット離散フーリエ処理回路210の出力Ai (
zN)の実数部Re(Ai(ZN))は次に実ディジタ
ル帯域フィルタ(以下RDBPFと略称する)221+
1(i二〇、1.・・・、2N−1)に入力される。The output Ai (
The real part Re(Ai(ZN)) of zN) is then passed through a real digital bandpass filter (hereinafter abbreviated as RDBPF) 221+
1 (i20, 1..., 2N-1).
このRDBPF22 は、全てのiについて振幅i
−+−i
周波数特性は等しく、位相周波数特性のみがiに比列し
た量だけ異なるような、振幅不変で位相シフトのみ生じ
させるフィルタ回路である。This RDBPF22 has an amplitude i for all i
-+-i This is a filter circuit in which the frequency characteristics are the same and only the phase frequency characteristics differ by an amount proportional to i, and the amplitude remains unchanged and only a phase shift occurs.
このような特性を有するフィルタ回路を総称して以後ポ
リフェーズ(po 1ypha se)回路と呼ぶこと
にする。Filter circuits having such characteristics will be collectively referred to as polyphase circuits hereinafter.
式(1)によれば、Z伝達関数Gi(−Z2N)を有す
るRDB PF 221−+−tを通った信号にZ−1
なる遅延を与えた後、全てのiについてこれらの遅延さ
れた信号を加算すればSSB−FDM信号Y(Z)が得
られることを示している。According to equation (1), the signal passing through the RDB PF 221-+-t having the Z transfer function Gi(-Z2N) has Z-1
It is shown that the SSB-FDM signal Y(Z) can be obtained by adding these delayed signals for all i after giving a delay of .
この動作を行なうために遅延回路23□、232.・・
・、23N、加算器240,242・・・。To perform this operation, delay circuits 23□, 232 .・・・
., 23N, adders 240, 242...
24Nおよび並列変換器250が設けられている。24N and a parallel converter 250 are provided.
遅延回路230,232.・・・、23NはZ−ゞ、す
なわち、サンプリング周波数fsのサンプル値系列にお
ける1サンプル分の遅延を与える。Delay circuits 230, 232. . . , 23N gives Z-ゞ, that is, a delay of one sample in the sample value series of the sampling frequency fs.
並直列変換器250はサンプリング周波数fsのサンプ
ル値系列N個を時分割多重してサンプリング周波数N−
fsの1個のサンプル値系列を得るもので等価的に加算
器24i+t(i=0.1.・・・、N−1)の出力に
Z−t の遅延を与えていることになる。The parallel-to-serial converter 250 time-division multiplexes N sample value series of sampling frequency fs to obtain a sampling frequency of N−.
This means that one sample value sequence of fs is obtained, equivalently giving a delay of Z-t to the output of the adder 24i+t (i=0.1...,N-1).
RDBP F 22N+1.22N +2.・・・、2
22Nに対しては並直列変換器250に入力されるまで
に遅延回路231.23□、・・・、23Nによる遅延
がさらに加わるから、結局、全てのRDBPF 221
+1(i=0.1.・・・。RDBP F 22N+1.22N +2. ..., 2
Since 22N is further delayed by the delay circuits 231, 23□, ..., 23N before it is input to the parallel-to-serial converter 250, all of the RDBPFs 221
+1 (i=0.1...
2N−1)に対してZ−1の遅延が与えられていること
になる。2N-1), a delay of Z-1 is given.
RDB P F 221−+−tの出力にZ−1なる遅
延を与えた後の2N個のサンプル値系列の内でRDBP
F22i+1および22N+i+1の出力のサンプリン
グタイムスロットが重複するため加算器241+1にお
いて両出力の>aがとられる。RDBP among the 2N sample value series after giving a delay of Z-1 to the output of RDB P
Since the sampling time slots of the outputs of F22i+1 and 22N+i+1 overlap, >a of both outputs is taken in adder 241+1.
第1図おいて行なわれる式(1)および(2)の演算に
よってSSB−FDM信号が得られることを次に第3図
を参照して説明する。The fact that the SSB-FDM signal is obtained by the calculations of equations (1) and (2) performed in FIG. 1 will now be explained with reference to FIG.
第3図において、参照数字420はRDBPF22□の
Z伝達関数G。In FIG. 3, reference numeral 420 is the Z transfer function G of RDBPF22□.
(−Z2N)を基準とするR DB P F221+1
のZ伝達関数Gi(−Z2N)の(すなわち、Gi (
−Z2N)/Go(−z2N)の)位相特性、参照数字
420はRDBPFGi (−Z2N)の後に等価的に
入る2−1の遅延回路の(zOを基準とする)位相特性
を示す。R DB P F221+1 based on (-Z2N)
of the Z transfer function Gi (-Z2N) (i.e., Gi (
-Z2N)/Go (-z2N)), reference numeral 420 indicates the phase characteristic (with respect to zO) of a 2-1 delay circuit equivalently entered after RDBPFGi (-Z2N).
参照数字410および420の位相特性を合成すると、
総合位相特性は参照数字430に示す階段状の特性にな
る。Combining the phase characteristics of reference numerals 410 and 420 yields
The overall phase characteristic is a step-like characteristic indicated by reference numeral 430.
これがポリフェーズ回路かう出力端子迄の(相対的な)
総合位相特性である。This is the output terminal of the polyphase circuit (relative)
This is the overall phase characteristic.
オフセット離散フーリエ処理回路210の入力からの総
合(相対)位相特性は参照数字430で示す特性にさら
に式(2)による位相シフトを加算して得られる。The overall (relative) phase characteristic from the input of the offset discrete Fourier processing circuit 210 is obtained by adding the phase shift according to equation (2) to the characteristic indicated by reference numeral 430.
参照数字440は式(2)でに二〇とした場合の前記総
合(相対)位相特性、参照数字450はに−1、参照数
字460はに=2とした場合の前記総合(相対)位相特
性を示す。Reference numeral 440 is the overall (relative) phase characteristic when 20 is set in equation (2), reference numeral 450 is -1, and reference numeral 460 is the overall (relative) phase characteristic when 2 is set as 2. shows.
なお、このような位相特性を考えるときには便宜上オフ
セット離散フーリエ処理回路210以降の演算も全て複
素演算を行ない、最後に演算結果の実数部のみをとるも
のとする。When considering such phase characteristics, it is assumed for convenience that all operations after the offset discrete Fourier processing circuit 210 are complex operations, and only the real part of the operation result is finally taken.
もちろん、実際にはオフセット離散フーリエ処理回路2
10以降の演算は実数および虚数部に対してそれぞれ独
立に行なわれるから最後に捨てる虚数部の演算ははじめ
から行なわなくてもよいことは明らかである。Of course, in reality, the offset discrete Fourier processing circuit 2
Since the operations after 10 are performed independently on the real and imaginary parts, it is clear that the operations on the imaginary part, which is discarded at the end, need not be performed from the beginning.
第3図の総合位相特性によると、k−0、すなわち、入
力信号X。According to the overall phase characteristic of FIG. 3, k-0, that is, input signal X.
(ZN)に対しては帯域(0〜fs/2)。k−1,す
なわち、入力信号X1(ZN)に対しては帯域(fS/
2〜fs)、しaすなわち、入力信号X2(ZN)に対
しては帯域(fs〜3fs/2)においてのみ(相対)
位相がiに無関係にOとなり、それ以外の帯域において
は(相対)位相は2πi/2Nの整数倍の値をとる。Band (0 to fs/2) for (ZN). k-1, that is, the band (fS/
2 to fs), i.e., for input signal X2 (ZN) only in the band (fs to 3fs/2) (relative)
The phase becomes O regardless of i, and in other bands the (relative) phase takes a value that is an integral multiple of 2πi/2N.
位相が2πi/2Nの整数倍の場合には、i=0,1゜
・・・2Nなる全てのiについてのiについてのベクト
ル和は打ち消し合ってOになる。When the phase is an integer multiple of 2πi/2N, the vector sum for all i=0, 1° . . . 2N cancels out and becomes O.
これに対し、位相がiに無関係であれば、ベクトルは同
相で加算される。On the other hand, if the phase is independent of i, the vectors are added in phase.
この結果、入力信号X。(ZN)は帯域(O〜、fS/
2)、XI (ZN)は帯域(fs/2〜fs)、X2
(ZN)は帯域(fs〜3 f s/2 ) 、・・・
にのみ生じ、それら以外の帯域では消滅する。As a result, the input signal X. (ZN) is the band (O~, fS/
2), XI (ZN) is the band (fs/2 to fs), X2
(ZN) is the band (fs~3 fs/2),...
It occurs only in these bands and disappears in other bands.
また、式(2)における(2に+1)を−(2に+1)
としてもkの値によって一義的に定まる帯域にのみ信号
が残ることは第3図から容易に判断できる。Also, in equation (2), (+1 to 2) is changed to -(+1 to 2)
Even so, it can be easily determined from FIG. 3 that the signal remains only in the band uniquely determined by the value of k.
これにより第1図では、入力信号X。As a result, in FIG. 1, the input signal X.
(ZN)に対しては第2図C1人力信号XI(ZN)l
・・・、X2Nつ(ZN)に対しては第2図り、・・・
、Gにそれぞれ示すような複素ディジクル帯域フィルタ
(CDBPFと略称する)の伝達特性と等しい伝達特性
が得られることになる。For (ZN), Figure 2 C1 human power signal XI (ZN)l
..., the second diagram for X2N (ZN), ...
, G, respectively, are obtained which are equal to the transfer characteristics of a complex digital bandpass filter (abbreviated as CDBPF).
従って、入力信号X。Therefore, the input signal X.
(zN) 、 X2(ZN) 、・・・、XN−2(Z
N)が第2図A1人力信号X1(ZN)、X3(ZN)
。(zN) , X2(ZN) ,...,XN-2(Z
N) is Fig. 2 A1 human power signal X1 (ZN), X3 (ZN)
.
・・・、Xや−1(zN)第2図Bのスペクトルを有す
るように前処理が行なわれ、入力信号xN(ZN)、X
N+1(ZN)、・・・t X2N−1(ZN)にはO
が入力されているとすれば、第1図の出力端子261か
ら得られる出力は、第2図Hの如き周波数スペクトルを
有することになる。. . ,
N+1(ZN),...t O for X2N-1(ZN)
is input, the output obtained from the output terminal 261 in FIG. 1 will have a frequency spectrum as shown in FIG. 2 H.
しかしながら、実際に必要とされる出力は、前述のよう
に複素数のうちの実数部のみであるため、第2図■の如
き周波数スペクトルをもっている。However, since the output that is actually required is only the real part of the complex numbers as described above, it has a frequency spectrum as shown in FIG. 2 (2).
第2図■に示すスペクトルを有するサンプル値系列を復
号後通過域N’fs/2〜N4sのアナログ帯域フィル
タに通すことによって参照英字Jの如きSSB−FDM
信号スペクトルが得られる。After decoding, the sample value series having the spectrum shown in Figure 2 (■) is passed through an analog bandpass filter with a passband of N'fs/2 to N4s.
A signal spectrum is obtained.
また、もし必要なら、O”−N−f s/2の帯域の信
号を取り出すこともできる。Furthermore, if necessary, a signal in the band O"-N-f s/2 can be extracted.
さらに、スペクトルの向きが逆であることが要求される
ときには、前述の前処理を先とは逆に偶数チャンネルに
対して行なえばよいO
上の説明では多重チャンネル数Nと多重信号サンプリン
グ周波数(N’fs)は固定的な関係にあるものと仮定
したが、多重チャンネル数Nの中に適当数のダミーチャ
ンネルを想定することによってSSB−FDM信号の実
際の多重度とサンプリング周波数との関係を自由に変え
ることができる。Furthermore, when the direction of the spectrum is required to be reversed, the above-mentioned preprocessing can be performed on even channels in the opposite direction. 'fs) is assumed to have a fixed relationship, but by assuming an appropriate number of dummy channels in the number N of multiplexed channels, the relationship between the actual multiplicity of the SSB-FDM signal and the sampling frequency can be changed freely. can be changed to
具体例として60チヤンネルのFDM超群を考えると、
このSSB−FDM信号は312〜552 KHz帯域
に存在する。As a concrete example, considering a 60-channel FDM supergroup,
This SSB-FDM signal exists in the 312-552 KHz band.
また、1チヤンネルの帯域幅fs/2は4KHzである
。Further, the bandwidth fs/2 of one channel is 4 KHz.
この場合、12個のダミーチャンネルを想定してNニア
2とし、72チヤンネルの5SB−F’DM信号の帯域
を(上記の312〜552KHzを包含する)288〜
576KH2とすれば、サンプリング周波数はN−f
s=576KHzとなり、スペクトルの重なりは生じな
い。In this case, 12 dummy channels are assumed to be N near 2, and the band of the 72 channels of 5SB-F'DM signal is 288 to 288 (including the above 312 to 552 KHz).
If it is 576KH2, the sampling frequency is N-f
s=576 KHz, and no spectrum overlap occurs.
後述するように、FFT演算を用いると、Nが2のべき
乗の値である場合に、乗算回数が特に少なくてすむ。As will be described later, when the FFT operation is used, the number of multiplications can be particularly reduced when N is a power of two.
上の例で、Nを2のべき乗の値にするには、4個のダミ
ーチャンネルを含めN二64とし、サンプリング周波数
をN’fs=512KHzとすることができる。In the above example, to make N a power of 2, four dummy channels can be included to make N264, and the sampling frequency can be N'fs=512 KHz.
この場合には、上記の超群帯域312〜552KH2を
予め、例えば、8〜248KH2帯域に周波数シフトし
ておくことが必要である。In this case, it is necessary to shift the frequency of the supergroup band 312-552KH2 to, for example, the 8-248KH2 band in advance.
次に第4図を参照して本発明による5SB−即M信号復
調装置の一実施例について説明する。Next, an embodiment of the 5SB-immediate M signal demodulation device according to the present invention will be described with reference to FIG.
SSB−FDM信号の周波数N’ f sのサンプル値
系列Y (Z)が入力端子561に与えられると、まず
、直並列変換器550において、与えられた時間的に直
列なサンプル値系列は時間的に並列なN個のサンプル値
系列に変換される。When a sample value series Y (Z) of frequency N' f s of the SSB-FDM signal is given to the input terminal 561, first, in the serial/parallel converter 550, the given temporally serial sample value series is is converted into a series of N sample values in parallel.
この操作は実質的に遅延を伴なうが、ここでは、端子5
61から端子54□迄の遅延がZo、端子561から端
子542迄の遅延がZ−1、端子561から端子54N
迄の遅延がZ −(N−1)であるとする。This operation involves a substantial delay, but here, terminal 5
The delay from 61 to terminal 54□ is Zo, the delay from terminal 561 to terminal 542 is Z-1, and from terminal 561 to terminal 54N
Assume that the delay until then is Z - (N-1).
すなわち、端子541には時間的に最も早く入力された
サンプル値、端子54Nには時間的に最も早く入力され
たサンプル値が同時に現われるものとする。That is, it is assumed that the sample value inputted earliest in terms of time appears at the terminal 541, and the sample value inputted earliest in terms of time appears at the terminal 54N at the same time.
端子541,542.・・・、54Nに現イつれるサン
プル値系列はそれぞれRDBPF520,522.・・
・、52N に入力されると共に、Z−Nなる遅延を与
える遅延回路531.532.・・・、53Nを介して
RDBPF52 N+1 。Terminals 541, 542. . . , 54N are RDBPFs 520, 522 . . . , 54N, respectively.・・・
, 52N, and delay circuits 531, 532., which provide a delay of Z-N. ..., RDBPF52 N+1 via 53N.
52N+2.・・・、522Nに入力される。52N+2. ..., is input to 522N.
入力端子561からRDBPF521−1−t(i=0
.1,2゜・・・、2N−1) に入力される迄の遅延
は遅延回路53、 、53□、・・・、53Nの遅延分
を含めるとZl に等しくなる。From the input terminal 561 to RDBPF521-1-t (i=0
.. 1, 2° .
入力端子561に与えられるMZ)がZlだけ遅延した
RDBPF 521−4−t (i=0.1,2.・・
・、2N−1)の入力点でのサンプル値系列をYN−t
−i(Z)と表わす。RDBPF 521-4-t (i=0.1, 2...
・, 2N-1) sample value series at the input point is YN-t
−i(Z).
RDBPF 52□+1のZ伝達関数は前述のGi(z
2N)と等しく設定される。The Z transfer function of RDBPF 52□+1 is the above-mentioned Gi(z
2N).
RDBPF52 の出力は次にオフセット離散i
+1
フーリエ処理回路510に与えられる。The output of RDBPF52 is then offset discrete i
+1 is given to the Fourier processing circuit 510.
RDBPF521+1の出力をXl(zとすれば、
A’i (Z)−G i (−Z2N) ・′YN−1
−i (Z) (3)であり、オフセット離
散フーリエ処理回路510は、!Vi(Z)から次式に
よって出力Xk(71)を求めるものとして定義される
。If the output of RDBPF521+1 is Xl(z, then A'i (Z)-G i (-Z2N) ・'YN-1
-i (Z) (3) and the offset discrete Fourier processing circuit 510 is! It is defined as finding the output Xk (71) from Vi (Z) using the following equation.
オフセット離散フーリエ処理回路510の2N個の出力
は端子511,512.・・・、51N、51′N、5
1′N−1・・・51′1から得られる。The 2N outputs of the offset discrete Fourier processing circuit 510 are connected to terminals 511, 512 . ..., 51N, 51'N, 5
1'N-1...51'1.
第4図に示す実施例においてSSB−FDM信号の復調
を行なえることは第3図を再び参照することによって説
明できる。The fact that the SSB-FDM signal can be demodulated in the embodiment shown in FIG. 4 can be explained with reference to FIG. 3 again.
第1図の場合と同様にZ伝達関数Gi(−Z2N)/G
o(−Z2N)の位相特性は第3図の参照数字410に
示す通りであり、また、入力端子561 からRDBP
F52i−Hに入力される迄の遅延はZ−’であるから
、その位相特性は第3図の参照数字420により表わさ
れる。As in the case of Fig. 1, the Z transfer function Gi(-Z2N)/G
The phase characteristics of o(-Z2N) are as indicated by reference numeral 410 in FIG.
Since the delay until input to F52i-H is Z-', its phase characteristic is represented by reference numeral 420 in FIG.
従って、Z−’の遅延とRDBP F521−hとの総
合位相特性は第3図の参照数字430に示すようになる
(但し、RDBPF52、の位相特性を基準とする)。Therefore, the overall phase characteristic of the delay of Z-' and the RDBP F521-h is as shown by reference numeral 430 in FIG. 3 (however, the phase characteristic of the RDBPF 52 is used as a reference).
さらに、オフセット離散フーリエ処理回路510による
位相シフトを考慮すると、入力端子561から端子51
0、端子51□、端子513.・・・ 迄の総合位相特
性はそれぞれ第3図の参照数字440,450゜460
、・・・で示すようになる。Furthermore, considering the phase shift caused by the offset discrete Fourier processing circuit 510, from the input terminal 561 to the terminal 51
0, terminal 51□, terminal 513. The overall phase characteristics up to... are shown in Figure 3 with reference numbers 440, 450 and 460, respectively.
,... is shown.
式(4)から明らかなように、Xk(ηは全てのiにつ
いてのベクトル和として与えられるから、位相が2πi
/(2N)の整数倍であると、振幅値の如何を問わずベ
クトル和はOとなる。As is clear from equation (4), since Xk(η is given as a vector sum for all i, the phase is 2πi
/(2N), the vector sum is O regardless of the amplitude value.
従って、全帯域、にわたるSSB−FDM信号が与えら
れても、結局、位相が0である帯域の信号成分のみしか
抽出されない。Therefore, even if an SSB-FDM signal covering the entire band is given, only the signal component in the band where the phase is 0 is extracted.
すなわち、出力X。(ηには第3図に示す位相特性44
0から帯域(0,fS/2)内の信号のみ、出力X1(
Zlには第3図に示す位相特性450から帯域(fs/
2.fs)内の信号のみが抽出されることになる。That is, the output X. (η is the phase characteristic 44 shown in Figure 3.
Only signals within the band (0, fS/2) from 0, output X1 (
Zl has a band (fs/
2. fs) will be extracted.
このことは結局、第2図■の信号を第2図C2D・・・
Gのフィルタに通し、その出力の実数部をとる場合と等
価な作用を行なっていることになる。This means that the signal in Figure 2 (■) can be converted to Figure 2 C2D...
This is equivalent to passing the signal through a G filter and taking the real part of the output.
前述の変調装置の場合と同様に、式(7)の(2に+1
)を−(2に+1 )とすることも可能であることは云
う迄もない。As in the case of the modulator described above, (2 in equation (7) is +1
It goes without saying that it is also possible to set ) to -(2 +1).
出力rk(Z)を次に周波数fsでサンプリングし、□
(ZN)なる周波数fsのサンプル値系列を得れば、そ
のスペクトルは第2図AもしくはBのようになる。The output rk(Z) is then sampled at the frequency fs, and □
If a sample value series of frequency fs (ZN) is obtained, its spectrum will be as shown in FIG. 2 A or B.
周波数fsでサンプリングすることは出力Xkηのうち
有効に利用されるのはNサンプル中の1個のみであるこ
とを意味するから、オフセット離散フーリエ処理回路5
10やRDBPF521+1における不要なサンプルに
対する演算操作を行なう必要はない。Since sampling at the frequency fs means that only one out of N samples of the output Xkη is effectively used, the offset discrete Fourier processing circuit 5
There is no need to perform arithmetic operations on unnecessary samples in RDBPF 10 and RDBPF 521+1.
この結果、直並列変換器550の出力を周波数fsのサ
ンプル値系列とすることができる。As a result, the output of the serial-to-parallel converter 550 can be a sample value series of frequency fs.
端子541,542.・・・、54Nに現われるサンプ
ル値系列は、周波数fsのサンプル値系列であっても、
端子561に与えられるSSB−FDM信号のサンプル
値を全て過不足なく含むから、これによる情報の損失は
ない。Terminals 541, 542. ..., 54N, even if it is a sample value series of frequency fs,
Since all the sample values of the SSB-FDM signal applied to the terminal 561 are included without excess or deficiency, there is no loss of information due to this.
従って、前述の説明におけるYN−1−1(Z)、Ai
(Z)X’k(7>を以後金てYN−1−1(ZN)
、A/1(ZN)、X4c(ZN)と表現し直しかつ遅
延回、賂530,53□、・・・、53N。Therefore, YN-1-1(Z), Ai in the above explanation
(Z)X'k(7> is hereafter referred to as YN-1-1(ZN)
, A/1(ZN), X4c(ZN) and delay time, bribe 530, 53□,..., 53N.
RDBPF52□+1、オフセット離散フーリエ処理回
路510は全てサンプリング周波数fsで動作している
ものと考えることができる。It can be considered that the RDBPF 52□+1 and the offset discrete Fourier processing circuit 510 all operate at the sampling frequency fs.
出力X’k(ZN)の内に≧Nのものは不要であり、ま
た、k<NなるX’k(ZN)の内生数は周波数反転を
おこしているので、後処理回路500において、これら
周波数反転を生じているサンプル値系列に対して(−1
)nを乗じることによって本来のベースバンド信号を復
元できる。Outputs X'k (ZN) with ≧N are unnecessary, and the endogenous number of X'k (ZN) where k<N causes frequency inversion, so in the post-processing circuit 500, For the sample value series causing these frequency inversions (-1
) The original baseband signal can be restored by multiplying by n.
端子501,502.・・・。5ONからはこのように
してNチャンネルのベースバンド信号サンプル値系列が
得られる。Terminals 501, 502. .... In this way, N-channel baseband signal sample value sequences are obtained from the 5ON.
次に、オフセット離散フーリエ処理回路210および5
10についてより詳細に説明する。Next, offset discrete Fourier processing circuits 210 and 5
10 will be explained in more detail.
第1図におけるオフセット離散フーリエ処理回路210
の演算式(2)に示す通りであるが、前述のように端子
21脅、・・・、21′2,211に0人力をするとき
には、k≧Nについては入力Xk(ZN)二〇 であり
、前記回路210の出力Ai(ZN)はN項の和となる
。Offset discrete Fourier processing circuit 210 in FIG.
As shown in the calculation formula (2), when applying 0 manual force to the terminals 21, ..., 21'2, 211 as described above, for k≧N, the input Xk (ZN)20 The output Ai (ZN) of the circuit 210 is the sum of N terms.
また、入力Xk(ZN)は全て実信号であることから、
4N−i(ZN)−Ai”(ZN) (・は共役複素数
)の関係がある。Also, since all inputs Xk (ZN) are real signals,
There is a relationship of 4N-i(ZN)-Ai''(ZN) (. is a conjugate complex number).
さらに、求めるべきは実数部のみであり、Re(AN(
ZN))−〇が明らかであルカラ、結局、式(2)の代
りにi = 0.1・・・、N−1について次の式(5
)または式(6)を計算し、i>NについてはRe(A
2N−、(ZN))−Re(A 1(ZN)E関係を用
いて求めればよい。Furthermore, only the real part needs to be found, and Re(AN(
ZN))-〇 is clear and Lucara, so in the end, instead of equation (2), i = 0.1..., the following equation (5
) or equation (6), and for i>N, Re(A
2N-, (ZN))-Re(A1(ZN)E relationship).
また、Nがさらに素数の積に分解できるときは、時間の
間引きあるいは周波数の間引きとしてよく知られている
高速フーリエ変換(FF”T)の手法を式(5)に適用
して乗算回数を低減することができる。In addition, when N can be further decomposed into products of prime numbers, the fast Fourier transform (FF"T) method, which is well known as time decimation or frequency decimation, is applied to equation (5) to reduce the number of multiplications. can do.
上述の方法とは別に、端子21A、・・・、216,2
11′をそれぞれ端子21N、・・・、212,21、
と接続し、X2N−t−k(ZN)=Xk(ZN)とし
、第5図に示す回路で式(2)の演算を行なうこともで
きる。Apart from the above method, the terminals 21A, . . . , 216, 2
11' to terminals 21N, . . . , 212, 21, respectively.
It is also possible to connect X2N-t-k(ZN)=Xk(ZN) and perform the calculation of equation (2) using the circuit shown in FIG.
第5図において、参照数字211.212.・・・、2
1N。In FIG. 5, reference numerals 211.212. ..., 2
1N.
21Z、21子、・・・、21イ、210および参照英
字A。21Z, 21 child, ..., 21 i, 210 and reference alphabetic character A.
、A1゜・・・j A2N−1は第2図の対応するもの
と同一の意味および内容を有する。, A1°...j A2N-1 have the same meaning and content as the corresponding ones in FIG.
参照数字610はなる演算を行なうN点実入力離散フー
リエ漣蹟換回路であり、そのN個の複素出力に対し参照
数字621−4−1 (i =0.1.・・・、N−1
)で示される位相オフセット回路においてexp(j2
πi/4N)が乗じられる。Reference numeral 610 is an N-point real input discrete Fourier converter circuit that performs the following calculation, and for its N complex outputs, reference numeral 621-4-1 (i = 0.1..., N-1
), exp(j2
πi/4N).
オフセット離散フーリエ処理回路510で求めるべきは
実数出力のみであるから、位相オフセット回路62i+
tは実数出力のみに関係する演算を行なえばよい。Since only the real number output should be obtained by the offset discrete Fourier processing circuit 510, the phase offset circuit 62i+
For t, calculations related only to real number outputs may be performed.
位相オフセット回路62i+tの出力はそのままAi(
1==0. i、・・・、N−1)として出力されると
同時に、出力回路630に入力される。The output of the phase offset circuit 62i+t is Ai(
1==0. i, . . . , N-1) and simultaneously input to the output circuit 630.
出力回路630では、AiからA2N−1=A1として
AN+1t AN+21・・・、〜−1を作り出力する
。The output circuit 630 generates AN+1t AN+21 . . . , -1 from Ai by setting A2N-1=A1 and outputs it.
なお、第1図の加算器241,242.・・・、24N
で減算を行なわせるようにすれば、出力回路630 で
はA2N−1=Ai となるように結線するだけでよ
いことになる。Note that the adders 241, 242 . ..., 24N
If subtraction is performed in the output circuit 630, it is only necessary to connect the output circuit 630 so that A2N-1=Ai.
第5図におけるN点実入力離散フーリエ(逆)変換回路
610は通常のN点複素人力離散フーリエ(逆)変換回
路で行なう乗算回数の半分を行なうだけでよい。The N-point real-input discrete Fourier (inverse) transform circuit 610 in FIG. 5 only needs to perform half the number of multiplications performed by a normal N-point complex manual discrete Fourier (inverse) transform circuit.
実大力FF’Tにおける乗算回数を一般の複素人力F’
FTの乗算回数の半分ですます方法には、既にいくつか
の公知例があり、ここでの詳細な説明は省略する。The number of multiplications in real force FF'T is expressed as general complex human force F'
There are already some known examples of methods that reduce the number of FT multiplications by half, so detailed explanations will be omitted here.
これら公知例の一つは、例えば、下記の文献に詳述され
ている。One of these known examples is detailed in the following document, for example.
1968年10月発行の刊行物「Commun i −
cations of the ACM、Volll、
410Jの第703頁−第710頁所載の論文” A
Fast FouierTransform Algo
rithm for Real−ValuedSeri
es” (文献3)。Publication "Commun i -" published in October 1968
cations of the ACM, Voll,
410J, pages 703-710”A
Fast Fouier Transform Algo
rithm for Real-ValuedSeri
es” (Reference 3).
なお、第5図の回路が式(2)で示されるオフセット離
散フーリエ処理を行なうことは、X2N−s k(ZN
)Xk(ZN)のとき、式(2)が次式と等価であるこ
とから確められる。Note that the fact that the circuit in FIG. 5 performs the offset discrete Fourier processing shown by equation (2) means that
)Xk(ZN), it is confirmed that equation (2) is equivalent to the following equation.
次に、第4図の単側帯波周波数分割多重信号復調装置の
一実施例におけるオフセット離散フーリエ処理回路51
0が第6図に示す構成によっても実現できることを説明
する。Next, the offset discrete Fourier processing circuit 51 in the embodiment of the single sideband frequency division multiplex signal demodulation device shown in FIG.
It will be explained that 0 can also be realized by the configuration shown in FIG.
第6図において、参照数字510,511,51□。In FIG. 6, reference numbers 510, 511, 51□.
・・・、51Nおよび参照英字A≦、AI、・・・、A
!M−1,風。..., 51N and reference alphabetic characters A≦, AI, ..., A
! M-1, wind.
X′1.・・・、X!2N−1は第4図の対応するもの
と同じ意味および内容を表わす。X'1. ...,X! 2N-1 represents the same meaning and content as the corresponding one in FIG.
入力A′iはi=0.1.・・・、N−1についてA1
を実数、AN+iを虚数としたN個の複素数(A’1(
ZN)+jA/N+i (zN ) )として、位相オ
フセット回路71、+1に加えられる。The input A′i is i=0.1. ..., A1 for N-1
N complex numbers (A'1(
ZN)+jA/N+i (zN)) is added to the phase offset circuit 71,+1.
位相オフセット回路711+1ではexp(j2πi/
4N)が乗じられ、B10(ZN)−(A′1(ZN)
−1−JAli(ZN))eホj次メ4N) (9)が
計算される。In the phase offset circuit 711+1, exp(j2πi/
4N) is multiplied by B10(ZN) - (A'1(ZN)
-1-JAli(ZN))ehojthme4N) (9) is calculated.
位相オフセット回路71i−hの複素出力B/、□□□
N)は次にN点離散フーリエ(逆)変換回路720に与
えられ、
が計算される。Complex output B/ of phase offset circuit 71i-h, □□□
N) is then provided to an N-point discrete Fourier (inverse) transform circuit 720 to calculate .
オフセット離散フーリエ処理回路510における演算は
、
を求めることであるが、A’1(ZN)は実信号である
ため、X′2N−0−k(ZN)−X′k (ZN)の
関係があり、結局、X2にzN)もしくはちに+1(Z
N)の倒れかを求めれば十分であり、第6図の構成要素
510が第4図の構成要素510と置換できることがわ
かる。The calculation in the offset discrete Fourier processing circuit 510 is to obtain the following, but since A'1(ZN) is a real signal, the relationship of X'2N-0-k(ZN)-X'k(ZN) is Yes, in the end, X2 becomes zN) or +1(Z
It is sufficient to find the inclination of N), and it can be seen that the component 510 in FIG. 6 can be replaced with the component 510 in FIG. 4.
式00)において、Nが素数の積に分解できるときには
、第6図のN点離散フーリエ(逆)変換回路720はF
FTの演算法を用いて少ない乗算回数で実現できる。In Equation 00), when N can be decomposed into products of prime numbers, the N-point discrete Fourier (inverse) transform circuit 720 in FIG.
This can be realized with a small number of multiplications using the FT calculation method.
また、N点離散フーリエ(逆)変換回路720の出力は
実数部のみしか必要とされないから、虚数部出力にのみ
関連する全ての演算を省くことによってもつと乗算回数
を減することができる。Furthermore, since only the real part is required for the output of the N-point discrete Fourier (inverse) transform circuit 720, the number of multiplications can be reduced by omitting all operations related only to the imaginary part output.
次に、ポリフェーズ回路について詳細に説明する。Next, the polyphase circuit will be explained in detail.
ポリフェーズ回路は2N個のRDBPF220.22□
。Polyphase circuit consists of 2N RDBPF220.22□
.
・・・、222Nまたは52□、522.・・・、52
□、によって構成される。..., 222N or 52□, 522. ..., 52
□.
RDB PF 221−1−tのZ伝達関数はGi(−
z2N)であり、第γ図Aに示すようなサンプリング周
波数N−fsで動作する帯域fs/4の実ディジタル低
域フィルタ(RDLPFと略称する)のZ伝達関数をG
(Z)とすると、G(Z)から導くことができる。The Z transfer function of RDB PF 221-1-t is Gi(-
G
(Z), it can be derived from G(Z).
すなわち、Z伝達関数G(力を有するRDLPFに対し
て帯域内伝送特性および帯域外減衰量の規格が与えられ
、それら規格を満たすようにG(Zlが設計されると、
次に、G(Z)から次式を満足するGi(Z2N)が求
められる。That is, if standards for in-band transmission characteristics and out-of-band attenuation are given for an RDLPF having a Z transfer function G(power), and G(Zl is designed to satisfy those standards,
Next, Gi(Z2N) that satisfies the following equation is determined from G(Z).
式(12)は、
G i (z2N)のインパルス応答にZ−1なる遅延
を与えた後、全てのiについて加算したものがG(Z)
のインパルス応答に一致することを意味している。Equation (12) shows that after giving a delay of Z-1 to the impulse response of G i (z2N), the sum of all i is G(Z)
This means that the impulse response of
換言すれば、Gi(Z2N)のインパルス応答は(G(
Z)・21)のインパルス応答を2Nサンプル点毎、つ
まり、周波数fs/2でサンプリングしたものに等しい
ことになる。In other words, the impulse response of Gi(Z2N) is (G(
This is equivalent to sampling the impulse response of Z).21) at every 2N sample points, that is, at a frequency of fs/2.
従って、G(Z)の振幅周波数特性が第7図Aであれば
、Gi(Z2N)の振幅周波数特性は第7図Bのように
なる。Therefore, if the amplitude frequency characteristic of G(Z) is as shown in FIG. 7A, the amplitude frequency characteristic of Gi(Z2N) is as shown in FIG. 7B.
また、Gi(Z2N)/Go(Z2N)の位相周波数特
性は帯域内でexp (j2r、fi/N−f s )
)なる直線位相特性を示し、サンプリングによる周期
性により総合的には第7図Cに示す特性となる。In addition, the phase frequency characteristic of Gi(Z2N)/Go(Z2N) is exp (j2r, fi/N−f s ) within the band.
), and due to the periodicity due to sampling, the overall characteristic is as shown in FIG. 7C.
第1図におけるRDB P F 22 i +1 のZ
伝達関数Gi(Z2N)は式02)で規定されるZ伝達
関数oi(z2N)において、全てのz2Nを−z2N
によって置換したものに等しい。Z of RDB P F 22 i +1 in FIG.
The transfer function Gi (Z2N) is defined by the Z transfer function oi (z2N) defined by equation 02), where all z2N is -z2N
is equivalent to replaced by .
Gi(Z2N)からGi(−z2N)への変換はfs7
4の周波数シフトを行なうことになり、Gi(z2N)
の振幅周波数特性は第7図D% G、(−Z2N)/G
o(−Z2N)の位相周波数特性は第7図Eに示すよう
になる。Conversion from Gi (Z2N) to Gi (-z2N) is fs7
4 frequency shift, Gi(z2N)
Figure 7 shows the amplitude frequency characteristics of D% G, (-Z2N)/G.
The phase frequency characteristic of o(-Z2N) is as shown in FIG. 7E.
実際に、帯域内リップルおよび帯域外減衰量等所望の規
格を満たすようにG(Z)が設計されている場合、G(
Z)が非巡回部分のみで構成されているときには、G(
Z)からGi(Z2N)を求めるには式(1カを満たす
ようにG(Z)のフィルタ係数の間引きを行なえばよい
。In fact, if G(Z) is designed to satisfy desired standards such as in-band ripple and out-of-band attenuation, then G(
When Z) consists only of acyclic parts, G(
To obtain Gi(Z2N) from Z), the filter coefficients of G(Z) may be thinned out so as to satisfy the equation (1).
この操作は極めて簡単である。RDLPF G(Z)が
巡回部分も有し、一般的にM個の極とM個の零点とから
なる次式のZ伝達関数で与えられる場合には、分母に恒
等式
%式%)
を適用して次式のように式02)の形に整理できる。This operation is extremely simple. If RDLPF G(Z) also has a cyclic part and is generally given by the Z transfer function of the following formula consisting of M poles and M zeros, apply the identity % formula %) to the denominator. can be rearranged into the form of equation 02) as shown below.
上式の第1項がG。The first term in the above equation is G.
(z2N)、第2項以降のz−iを除く部分がGi(Z
2N)(i=1,2.・・・、2N−1)に対応する。(z2N), and the part excluding z−i from the second term onwards is Gi(Z
2N) (i=1, 2..., 2N-1).
RDBPF22i+1または52i+iのZ伝達関数G
1(−Z2N)(i−0,1,・・・、2N−1)はこ
のようにして求めたGi(Z2N)の式においてZ2N
に置換して得られる。Z transfer function G of RDBPF22i+1 or 52i+i
1(-Z2N)(i-0,1,...,2N-1) is Z2N in the formula of Gi(Z2N) obtained in this way.
It can be obtained by replacing.
このようなRDBPFの回路的実現方法は従来から公知
の技術によって実現できる。A circuit implementation method of such an RDBPF can be implemented using a conventionally known technique.
ところで、RDBPF221−1−tまたは52i+t
のZ伝達関数Gi(−Z”N)は式(2)を参照して容
易に理解できるように全てのiについて共通な(すなわ
%iによらない)分母を有している。By the way, RDBPF221-1-t or 52i+t
As can be easily understood with reference to equation (2), the Z transfer function Gi(-Z''N) has a common denominator for all i (that is, independent of %i).
すなわち、Qi(−z2N)を分子と分母とに分けて表
わせば、Gi(−Z2N)Pi (−z2N)/Q(−
Z”N)となる。In other words, if Qi (-z2N) is divided into a numerator and a denominator, then Gi (-Z2N) Pi (-z2N)/Q(-
Z”N).
Q(−Z2N)は全てのiに共通であり、ポリフェーズ
回路特有の位相特性を決定するのは分子部分であること
がわかる。It can be seen that Q(-Z2N) is common to all i, and it is the numerator part that determines the phase characteristics specific to the polyphase circuit.
この事実から1/Q(−Z2N)の演算を条1図のRD
B P F 221+tや第4図のRDBPF52H−
tの位置から分離することも可能となる。From this fact, the calculation of 1/Q(-Z2N) can be calculated using RD in Figure 1.
B P F 221+t or RDBPF52H- in Figure 4
It also becomes possible to separate from the position t.
すなわち、第1図において、1/Q(−Z”N)の演算
回路を加算器24 i−hの後またはオフセット離散フ
ーリエ処理回路の前に移せば、2N個の演算を行なう代
りにN個の演算ですますことができる。That is, in FIG. 1, if the 1/Q(-Z''N) calculation circuit is moved after the adder 24 i-h or before the offset discrete Fourier processing circuit, N calculations will be performed instead of 2N calculations. It can be done by calculating.
また、第5図を参照すると、複素乗算回路62i+1の
後でVQ(−Z2N)の演算を行なうようにしてもN個
の演算ですむ。Further, referring to FIG. 5, even if the calculation of VQ(-Z2N) is performed after the complex multiplication circuit 62i+1, only N calculations are required.
加算器241+1の後で行なう場合と等価なことではあ
るが、並直列変換器250の後で行なうことにしてもよ
い。Although it is equivalent to performing after the adder 241+1, it may also be performed after the parallel-to-serial converter 250.
第4図の場合においても同様に直並列変換器550の前
または後あるいはオフセット離散フーリエ処理回路の後
で1/Q(−Z2N)の演算を行なえば、必要な演算量
を半減させることができる。In the case of FIG. 4 as well, if the 1/Q(-Z2N) operation is performed before or after the serial-to-parallel converter 550 or after the offset discrete Fourier processing circuit, the amount of necessary calculations can be halved. .
以上詳細に述べてきたように、本発明による単側帯波周
波数分割多重信号復調装置は基本的にサンプリング周波
数fsで動作するオフセット離散フーリエ処理回路と2
N個の実ディジタル帯域フィルタから構成されるポリフ
ェーズ回路との縦続接続によって実現できることを特徴
とし、上記文献1および2に示された公知例にみられる
ようにベースバンド信号を複素信号化する演算操作を必
要としない。As described above in detail, the single sideband frequency division multiplexing signal demodulation device according to the present invention basically includes an offset discrete Fourier processing circuit operating at the sampling frequency fs and two
It is characterized in that it can be realized by cascading a polyphase circuit composed of N real digital bandpass filters, and converts a baseband signal into a complex signal, as seen in the known examples shown in Documents 1 and 2 above. No operation required.
これによりベースバンド信号と複素信号との変換のため
の演算操作が不要になると共にオフセット離散フーリエ
処理回路の入出力が実信号のみになるため、総合的に単
位時間当りの乗算回数が少なくてすむことになる。This eliminates the need for arithmetic operations for converting baseband signals and complex signals, and the input/output of the offset discrete Fourier processing circuit is only the actual signal, so overall the number of multiplications per unit time can be reduced. It turns out.
また、演算操作がオフセット離散フーリエ処理とポリフ
ェーズの2段階ですみ、装置の小形化および製造保守の
簡易化が図り易く、さらに、帯域内位送特性等もポリフ
ェーズ回路のRDBPFの特性のみによって決まるため
、伝送特性の向上が図り易いという特長を有する。In addition, calculation operations are performed in two stages: offset discrete Fourier processing and polyphase, making it easier to downsize the device and simplify manufacturing and maintenance.Furthermore, the in-band shifting characteristics are determined only by the RDBPF characteristics of the polyphase circuit. Therefore, it has the advantage that it is easy to improve transmission characteristics.
また、本発明はベースバンド信号サンプル値系列とSS
B−FDM信号サンプル値系列との間の変換を可能にす
るから、極めて直接的にTDM信号とFDM信号との変
換の目的に適用することができる。The present invention also provides a baseband signal sample value series and an SS
Since it allows conversion between B-FDM signal sample value sequences, it can be applied very directly to the purpose of conversion between TDM and FDM signals.
なお、以上の説明においては、オフセット離散フーリエ
処理回路およびポリフェーズ回路の入出力サンプル値系
列は並列に存在すると仮定していたが、少数のFFT基
本演算要素、複素乗算回路およびRDBPF’等を時分
割多重で用いることによって等何曲に第1図もしくは第
4図の機能が実現できることは云うまでもない。In the above explanation, it was assumed that the input and output sample value series of the offset discrete Fourier processing circuit and the polyphase circuit exist in parallel, but a small number of FFT basic calculation elements, complex multiplication circuit, RDBPF', etc. It goes without saying that by using division multiplexing, the functions shown in FIG. 1 or 4 can be realized for any number of songs.
実際、第1図において、Nチャンネルのベースバンド信
号が時間的に直列に入力されてくるときは、前処理回路
、オフセット離散フーリエ処理回路、RDBPFおよび
加算器等を直列動作させることができ、並直列変換器2
50は不要になる。In fact, in Fig. 1, when N-channel baseband signals are input serially in time, the preprocessing circuit, offset discrete Fourier processing circuit, RDBPF, adder, etc. can be operated in series, and the Series converter 2
50 becomes unnecessary.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の復調装置に変調信号を供給する単側帯
波周波数分割多重信号変調装置の一例を示す図、第2図
および第3図は本発明による単側帯波周波数分割多重信
号復調装置の動作を説明するための図、第4図は本発明
による単側帯波周波数分割多重信号復調装置の一実施例
を示す図、第5図は第1図のオフセット離散フーリエ処
理回路の一例を示す図、第6図は第4図の実施例に用い
られるオフセット離散フーリエ処理回路の一例を示す図
および第7図は本発明に用いられるポリフェーズ回路の
説明を行なうための図である。
第1図および第4図において、参照数字200は前処理
回路、参照数字210および510はオフセット離散フ
ーリエ処理回路、参照数字22□。
22□、・・・、222Nおよび520,522.・・
・、522N はポリフェーズ回路を構成する実ディジ
タル帯域フィルタ、参照数字234,23□、・・・、
22Nおよび53□。
53□、・・・、53Nは遅延回路、参照数字24□、
242゜・・・、24Nは加算器、参照数字250は並
直列変換器、参照数字201,202.・・・、2ON
はベースパント信号サンプル値系列の入力端子、参照数
字261はSSB−FDM信号サンプル値系列の出力端
子、参照数字561はSSB−FDM信号サンプル値系
列の入力端子、参照数字550は直並列変換器、参照数
字500は後処理回路および参照数字501,502.
・・・、5ONはベースバンド信号サンプル値系列の出
力端子を示す。[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1 is a diagram showing an example of a single sideband frequency division multiplexing signal modulation device that supplies a modulation signal to a demodulation device of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are single sideband frequency division multiplexing signal modulation devices according to the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the single sideband frequency division multiplexing signal demodulation device according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the single sideband frequency division multiplexing signal demodulation device, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example of an offset discrete Fourier processing circuit used in the embodiment of FIG. 4, and FIG. 7 is a diagram for explaining a polyphase circuit used in the present invention. This is a diagram. 1 and 4, reference numeral 200 is a preprocessing circuit, reference numerals 210 and 510 are offset discrete Fourier processing circuits, and reference numeral 22□. 22□,..., 222N and 520,522.・・・
・, 522N is a real digital bandpass filter that constitutes a polyphase circuit, reference numbers 234, 23□, . . .
22N and 53□. 53□, ..., 53N are delay circuits, reference number 24□,
242°..., 24N is an adder, reference numeral 250 is a parallel-to-serial converter, reference numerals 201, 202, . ..., 2ON
is an input terminal for a base punt signal sample value series, reference numeral 261 is an output terminal for an SSB-FDM signal sample value series, reference numeral 561 is an input terminal for an SSB-FDM signal sample value series, reference numeral 550 is a serial-to-parallel converter, Reference numeral 500 represents a post-processing circuit and reference numerals 501, 502 .
. . , 5ON indicates the output terminal of the baseband signal sample value series.
Claims (1)
多重信号サンプル値系列から周波数fsの2N個の実サ
ンプル値系列を得る手段と、前記2N個の実サンプル値
系列が入力として供給される2N個の実ディジタル帯域
フィルタからなるポリフェーズ回路と、前記ポリフェー
ズ回路からの周波数fsの2N個の実サンプル値系列出
力を入力として供給され周波数fsのN個の実サンプル
値系列を出力するオフセット離散フーリエ処理回路とか
ら構成されたことを特徴とする単側帯波周波数分割多重
信号復調装置1 means for obtaining a sequence of 2N real sample values of frequency fs from a sequence of single sideband frequency division multiplexed signal sample values of sampling frequency N-fs; A polyphase circuit consisting of a real digital bandpass filter, and an offset discrete Fourier process that is supplied with a series of 2N real sample values at a frequency fs from the polyphase circuit as an input and outputs a series of N real sample values at a frequency fs. A single sideband frequency division multiplex signal demodulator comprising a circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8029776A JPS5831060B2 (en) | 1976-07-06 | 1976-07-06 | Single band frequency division multiplex signal demodulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8029776A JPS5831060B2 (en) | 1976-07-06 | 1976-07-06 | Single band frequency division multiplex signal demodulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS535920A JPS535920A (en) | 1978-01-19 |
| JPS5831060B2 true JPS5831060B2 (en) | 1983-07-04 |
Family
ID=13714329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8029776A Expired JPS5831060B2 (en) | 1976-07-06 | 1976-07-06 | Single band frequency division multiplex signal demodulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5831060B2 (en) |
-
1976
- 1976-07-06 JP JP8029776A patent/JPS5831060B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS535920A (en) | 1978-01-19 |
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