JPS6022538B2 - Single band frequency division multiplex signal modulator - Google Patents
Single band frequency division multiplex signal modulatorInfo
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- JPS6022538B2 JPS6022538B2 JP7804576A JP7804576A JPS6022538B2 JP S6022538 B2 JPS6022538 B2 JP S6022538B2 JP 7804576 A JP7804576 A JP 7804576A JP 7804576 A JP7804576 A JP 7804576A JP S6022538 B2 JPS6022538 B2 JP S6022538B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04J1/00—Frequency-division multiplex systems
- H04J1/02—Details
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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)信号とべ‐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
信号変調装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a single sideband frequency division multiplexing signal modulation device for converting 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SSB−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
平調器とアナログ型帯城通過フィル夕とを用いて行なっ
ている。これに対して、近年、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試みがなされ
始めてきている。Conventionally, an analog balance leveler and an analog belt pass filter have been used to convert a predetermined number of baseband signals into SSB-FDM signals, or conversely to demodulate a predetermined number of baseband signals from an SSB-FDM signal. This is done using On the other hand, in recent years, attempts have been made to realize modulation and demodulation of SSB-FDM signals using digital signal processing.
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.
‘11 1971年12月米国で発行の刊行物「ME
ETRANSACTIONS ON
C○MMUTICATION TECHNODOGY,
V○LCOM−19 No.6」の第1050頁−第1
059頁に所載の論文‘SystemsAnal$is
of a TDM−FDMTranslabr/Dig
itaI A−TypeChannel既nk”(文献
1)。'11 Publication "ME" published in the United States in December 1971
ETRANS ACTIONS ON
C○MMUTICATION TECHNODOGY,
V○LCOM-19 No. 6” page 1050-1
Paper 'SystemsAnal$is' published on page 059
of a TDM-FDMTranslab/Dig
itaI A-TypeChannel already nk” (Reference 1).
{2) 1974年9月米国で発行の刊行物「MEE
TRANSACTIONS ○NC
OMMUNICATIONS, VOL.COM −
22,NO.9」の第1199頁一第1205頁所載の
論文“TDM −FDM Tra船mのtiplexe
r;DigitalPolyphaseandFFT”
(文献2)。{2) Publication “MEE” published in the United States in September 1974
TRANSACTIONS ○NC
OMMUNICATIONS, VOL. COM-
22, NO. 9, pages 1199 to 1205 of the paper “TDM-FDM
r;Digital Polyphase 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、SSB−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。ところでディジタル信号処理によるSS
B−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 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. SSB-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. By the way, SS by digital signal processing
In the B-FDM signal modulation/demodulation method, the equipment scale and, in turn, the equipment price are almost determined by the number of multiplications required per unit time. Therefore, in order to realize the above expectations, it is necessary to It is required to obtain a modulation/demodulation method that requires essentially fewer multiplications.
本発明の目的は従釆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変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 modulation device using novel digital signal processing, which 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
多重信号変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 multiplexing signal modulation 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
重信号変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 modulation device 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変調装置は、所定
数(以下Nチャンネルとする)のベースバンド信号をナ
ィキストのサンプリング定理を満たすような周波数〆S
(単位HZは以後省略する)でサンプリングしたNチャ
ンネルの実サンプル値系列に対し、基本的に「Sのサン
プリング周波数のままでオフセット離散フーリエ処理と
ディジタルフィル夕による演算操作とを施して州個の実
サンプル値系列を得て、それに1/(N.〆S)の時間
を最小単位とする予め定められた整数倍単位の遅延を与
えて加算合成することによってSSB一FDM信号の周
波数N.ナ9の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 modulation device of the present invention modulates a predetermined number of baseband signals (hereinafter referred to as N channels) with a frequency that satisfies the Nyquist sampling theorem.
Basically, an N-channel real sample value series sampled at Hz (the unit Hz is omitted hereafter) is subjected to offset discrete Fourier processing and arithmetic operations using a digital filter while maintaining the sampling frequency of ``S''. The frequency N.N. of the SSB-FDM signal is obtained by obtaining a real sample value series, adding and synthesizing it with a delay of a predetermined integer multiple whose minimum unit is 1/(N.〆S). It is characterized by obtaining 9 sample value series.
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 device 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Y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
。このディジタル化された符号語系列はディジタルーァ
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(PulseAmplitMeModul
ation)信号に変換され、さらにフィル夕に通され
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
。また、逆に連続アナログ波形をサンプリングし、PA
M信号に変換し、さらにアナログー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。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
が矢なわれるものではない。第1図は本発明による単側
帯波周波数分割多重信号変調装置の一実施例を示す図で
、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。In the following description, it is assumed that the sample value sequence generally means a sequence of digitized code words. This digitized codeword sequence is converted into an analog sample value sequence, that is, a PAM (Pulse Amplitude MeModule) by a digital-to-analog converter.
ation) signal and can be further passed through a filter to convert it into a continuous analog waveform. In addition, conversely, the continuous analog waveform is sampled and the PA
It can be converted into an M signal and further converted into a digitized sample value sequence by an analog-to-digital converter. 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. The generality of this is not to be disputed. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a single sideband frequency division multiplexing signal modulation device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing frequency spectra of signals in various parts of FIG. 1.
第1図において、入力端子201,202,.・・’2
0Nには、帯城幅ナ3/2以下のべ−スバンド信号を周
波数〆3でサンプリングして得られる第2図Aに示すよ
うな周波数ナS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1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, . ...'2
0N has an N-channel frequency spectrum with a periodic structure that repeats at a frequency of S as shown in Figure 2A, obtained by sampling a baseband signal with a band width of less than 3/2 at a frequency of 3. A baseband signal sample 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(一1)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211,212,…21
Nを介してオフセット離散フーリエ処理回路210‘こ
与えられる。オフセット離散フーリエ処理回路210に
は、この他に端子21N′,21N′‐,…,212′
,21,′からも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0入力である場合もあるが、端
子21N′,21N′‐,…,212′,21,′を端
子21N, 21N‐.・・・,212,21,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。The output of the preprocessing circuit 200 is output from terminals 211, 212,...21.
An offset discrete Fourier processing circuit 210' is provided through N. In addition to this, the offset discrete Fourier processing circuit 210 has terminals 21N', 21N'-, ..., 212'.
, 21,' are also supplied with N inputs, but these N
The contents of the inputs may be all 0 inputs, but the terminals 21N', 21N'-, ..., 212', 21,' are connected to the terminals 21N, 21N-. . . , 212, 21, which can be obtained by commonly connecting terminals with corresponding numbers.
There may be multiple inputs.
ここで、ZをZ=exp{j2竹ナ/(N.ナS)}で
定義されるSSB−FDM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21,,2
12,・・・,21N, 21N′・・・,212′,
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。Here, let Z be a lead time operator equal to one sample period of the SSB-FDM signal sample value series defined by Z=exp{j2takena/(N.naS)}, and the terminals 21, 2
12,..., 21N, 21N'..., 212',
21,′ is the Z transformation of the sample value series given to Xk(
ZN), and the Z transformation of the SSB-FDM signal sample value series appearing at the terminal 261 is assumed to be Y(Z).
第1図の実施例において実行される演算操作は次式によ
っている。‘1〕式において、Gi(一Z2N)は実デ
ィジタル帯城フィル夕のZ伝達関数であり、A,(ZN
)はオフセット離散フーリエ処理回路210の出力であ
る。The arithmetic operations performed in the embodiment of FIG. 1 are according to the following equation. '1] In the equation, Gi (-Z2N) is the Z transfer function of the real digital band filter, and A, (ZN
) is the output of the offset discrete Fourier processing circuit 210.
このオフセット離散フーIJ工処理回路210は州個の
入力Xk(ZN)(k=0,1,・・・,が−1)に対
し式{2ーの演算操作を施して州個の出力Ai(ZN)
(i=0,1,…,洲−1)を生ずる回路である。式■
からexp(i2汀i/4N)なる位相オフセット分を
くくり出せば残りは州点の離散フーリエ逆変換式となる
。This offset discrete image processing circuit 210 performs the operation of formula {2-> on the input Xk (ZN) (k=0, 1, . . . , -1) to obtain the output Ai. (ZN)
This is a circuit that generates (i=0, 1,..., zu-1). Expression■
If the phase offset exp (i2 汀i/4N) is extracted from , the remainder becomes the discrete Fourier inverse transform equation of the state point.
また、式‘2)において、(2k+1)の代りに−(2
k+1)とおけば、ekp(一i2汀i/4N)の位相
オフセットとが点の離散フ‐リェ変換式となる。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異差はなく
、したがって、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。サンプリング周期
1/ s毎に州個(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2
10では式(2}の演算を行なって1/ナS毎に州個の
出力A,(ZN)を生ずる。Also, in equation '2), instead of (2k+1) -(2
k+1), the phase offset of ekp(-i2<i/4N) becomes the discrete Fourier transform equation of the point. In this case, the same results can be expected. In short, there is no essential difference whether it is a discrete Fourier transform or an inverse transform, and therefore, in the present invention, these are generally referred to as offset discrete Fourier processing. At every sampling period of 1/s, the number of inputs (actually N) of inputs Xk (ZN
) is given, the offset discrete Fourier processing circuit 2
10, the calculation of equation (2) is performed to generate outputs A, (ZN) for each 1/NaS.
オフセット離散フーリエ処理回路210の出力Ai(Z
N)の実数部Re{A,(ZN)}は次に実ディジタル
帯城フィル夕(以下RDBPFと略称する)22M(i
=0,1,…,洲‐1)に入力される。The output Ai(Z
The real part Re{A, (ZN)} of N) is then real digital filter filter (hereinafter referred to as RDBPF) 22M
=0, 1, ..., S-1).
このRDBPF22Mは、全てのiについて振幅周波数
特性は等しく、位相周波数特性のみがiに比例した量だ
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 RDBPF 22M is a filter circuit that causes only a phase shift without changing the amplitude, such that the amplitude frequency characteristics are the same for all i, and only the phase frequency characteristics differ by an amount proportional to i.
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
リフェース(polyphase)回路と呼ぶことにす
る。式川によれば、Z伝達関数Gi(一Z2N)を有す
るRDBPF22川を通った信号にZ‐i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。Filter circuits having such characteristics will be collectively referred to as polyphase circuits hereinafter. According to Shikikawa, if a delay of Z-i is given to a signal passing through the RDBPF22 river having a Z transfer function Gi (-Z2N), and these delayed signals are added for all i, SSB-FDM is obtained. This shows that signal Y(Z) is obtained.
この動作を行なうために遅延回路23,,232,…,
23N,加算器24,,242,・・・,24Nおよび
並直列変換器250が設けられている。遅延回路23.
,232,...,23NはZ‐N,すなわち、サンプ
リング周波数〆S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。並直列変換器250はサンプリング
周波数〆Sのサンプル値系列N個の時分割多重してサン
プリング周波数N.「9の1個のサンプル値系列を得る
もので等価的に加算器24…(i=0,1,…,N−1
)の出力にZ‐‘の遅延を与えていることになる。To perform this operation, delay circuits 23, 232,...,
23N, adders 24, 242, . . . , 24N, and a parallel-to-serial converter 250. Delay circuit 23.
,232,. .. .. , 23N give Z-N, that is, a delay of one sample in the sample value series of sampling frequency 〆S. The parallel-to-serial converter 250 time-division multiplexes N sample value sequences of sampling frequency 〆S and converts them to sampling frequency N. It is equivalent to the adder 24 to obtain one sample value sequence of 9... (i=0, 1,..., N-1
) is given a delay of Z-'.
RDBPF22N+.,22N十2,…,222Nに
しては並直列変換器25川こ入力されるまでに遅延回路
23,,232,・・・,23Nによる遅延がさらに加
わるから、結局、全てのRDBPF22…(i=0,1
,・・・,が‐1)に対してZ−iの遅延が与えられて
いることになる。RDBPF22N+. , 22N 12, ..., 222N
Then, the delay circuits 23, 232, .
, . . . are given a delay of Z-i with respect to -1).
RDBPF22川の出力にZ‐iなる遅延を与えた後の
が個のサンプル値系列の内でRDBPF22,十,およ
び22N十i+,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24Mにおいて両出力の和がとら
れる。Since the sampling time slots of the outputs of the RDBPFs 22, 10, and 22N1i+ overlap in the sample value series after giving a delay of Z-i to the output of the RDBPF 22, the adder 24M divides the outputs of both outputs. Peace is achieved.
第1図の実施例において行なわれる式{11および■の
演算によってSSB一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 {11 and (2) performed in the embodiment of FIG. 1 will now be explained with reference to FIG.
第3図において、参照数字410はRDBPF22,の
Z伝達関数G。In FIG. 3, reference numeral 410 is the Z transfer function G of RDBPF 22.
(一Z洲)を基準とするRDBPF22i十,のZ伝達
関数Gi(一Z2N)の(すなわち、Gi(一Z洲)/
G。(一Z2N)の位相特性、参照数字420はRDB
PF G,(一Z2N)の)後に等価的に入るZ‐iの
遅延回路の(Z〇を基準とする)位相特性を示す。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4301こ示す階段状の特性になる
。The Z transfer function Gi (1 Z2N) of RDBPF22i10, with (1 Z state) as the reference (that is, Gi (1 Z state)/
G. (-Z2N) phase characteristics, reference number 420 is RDB
PF G, shows the phase characteristics (with Z〇 as the reference) of the delay circuit of Z-i that is equivalently entered after (-Z2N). When the phase characteristics of reference numerals 410 and 420 are combined, the total phase characteristic becomes a stepped characteristic as shown by reference numeral 4301.
これがポリフェーズ回路から出力端子迄の(相対的な)
総合位相特性である。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4
30で示す特性にさらに式‘2)による位相シフトが加
算して得られる。参照数字440は式■でk=0とした
場合の前記総合(相対)位相特性、参照数字45川まk
;1,参照数字46川まk=2とした場合の前記総合(
相対)位相特性を示す。This is (relative) from the polyphase circuit to the output terminal
This is the overall phase characteristic. The overall (relative) phase characteristic from the input of the offset discrete Fourier processing circuit 210 is shown in reference numeral 4.
It is obtained by further adding the phase shift according to equation '2) to the characteristic indicated by 30. Reference numeral 440 is the overall (relative) phase characteristic when k = 0 in formula ■, reference numeral 45 Kawama k
;1, Reference number 46 The above-mentioned total when k = 2 (
relative) phase characteristics.
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肌蜂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。第3図の
総合位相特性によると、k=0、すなわち、入力信号×
。Of course, in reality, the offset discrete Fourier processing circuit 2
It is clear that the calculation for the imaginary part, which is discarded at the end, does not have to be performed from the beginning, since the calculations for the 10 skin bee are performed independently for the real and imaginary parts. According to the overall phase characteristic in Figure 3, k=0, that is, input signal ×
.
(ZN)に対しては帯城(0〜「S/2)、k=1、す
なわち、入力信号X,(ZN)に対しては帯城(「S/
2〜ナS)、k=2、すなわち、入力信号X2(ZN)
に対しては帯城(「S〜3ナS/2)においてのみ(相
対)位相がiに無関係に0となり、それ以外の帯城にお
いては(相対)位相は2竹i/洲の整数情の値をとる。
位相が2mi/洲の整数倍の場合には「 i=o,1,
…,がなる全てのiについてのベクトル和は打ち消し合
って0になる。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。この結果、入力信号×
。(ZN)は帯城(o〜〆Sノ2),×,(ZN)は帯
城(ナS/2〜「s),X2(ZN)は帯城(ナ3〜3
ナ8/2),…にのみ生じ、それら以外の帯城では消滅
する。また、式■における(2k+1)を−(2k+1
)としてもkの値によって一義的に定まる帯城にのみ信
号が残ることは第3図から容易に判断できる。これによ
り第1図の実施例では、入力信号ふ(ZN)に対しては
第2図C,入力信号X,(ZN),…,×2N‐,(Z
N)に対しては第2図D,…,Gにそれぞれ示すような
複素ディジタル帯城フィル夕(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), Obijo (0 to "S/2), k = 1, that is, for input signal
2~NaS), k=2, i.e. input signal X2(ZN)
For , the (relative) phase becomes 0 regardless of i only in the obi castle ('S ~ 3 na S/2), and in other obi castles the (relative) phase is an integer information of 2 bamboo i/su. takes the value of
If the phase is an integer multiple of 2mi/su, “i=o,1,
..., the vector sum for all i's cancels out and becomes 0. On the other hand, if the phase is independent of i, the vectors are added in phase. As a result, the input signal ×
. (ZN) is Obijo (o~〆Sノ2), ×, (ZN) is Obijo (NaS/2~'s), X2 (ZN) is Obijo (Na3~3
It occurs only in Na8/2),..., and disappears in other castles. Also, (2k+1) in formula ■ is changed to -(2k+1
), it can be easily determined from FIG. 3 that the signal remains only in the belt castle that is uniquely determined by the value of k. As a result, in the embodiment shown in FIG. 1, for the input signal F(ZN), the input signal C in FIG.
For N), complex digital belt filters (abbreviated as CDBPF) as shown in Figure 2 D,...,G are used.
A transfer characteristic equal to that of is obtained.
従って、入力信号ふ(ZN),X2(ZN),・・・×
N−2(ZN)が第2図A,入力信号X,(ZN),X
3(ZN)…,×N−,(ZN)が第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(Z
N),XN+・(ZN),...,X2N−・くZN)
には0が入力されているとすれば、第1図の出力端子2
61から得られる出力は、第2図日の如き周波数スペク
トルを有することになる。Therefore, the input signal f(ZN), X2(ZN),...×
N-2 (ZN) is Fig. 2A, input signal X, (ZN),
3(ZN)..., ×N-, (ZN) is preprocessed so that it has the spectrum shown in Figure 2B, and the input signal XN(Z
N), XN+・(ZN),. .. .. ,X2N-・kuZN)
If 0 is input to , output terminal 2 in Figure 1
The output obtained from 61 will have a frequency spectrum as shown in FIG.
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1の如
き周波数スペクトルをもっている。第2図1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城N.「S
/2〜N.ナSのアナログ帯城フィル夕に通すことによ
って参照数字Jの如きSSB−FDM信号スペクトルが
得られる。However, since the output that is actually required is only the real part of the complex number as described above, it has a frequency spectrum as shown in FIG. 2. After decoding the sample value sequence having the spectrum shown in FIG. “S.
/2~N. An SSB-FDM signal spectrum such as reference numeral J is obtained by passing it through an analog band filter of S.
また、もし必要なら、o〜N.ナS/2の帯域の信号を
取り出すこともできる。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。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.ナS)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。Also, if necessary, o~N. It is also possible to extract signals in a band of S/2. Furthermore, if the direction of the spectrum is required to be reversed, the above-mentioned preprocessing can be performed on even channels in the opposite direction. In the above explanation, it was assumed that there is a fixed relationship between the number of multiplexed channels N and the multiplexed signal sampling frequency (N.
By assuming an appropriate number of dummy channels in the number N of multiplexed channels, the relationship between the actual multiplexing degree of the SSB-FDM signal and the sampling frequency can be freely changed.
具体例として60チャンネルのFDM超群を考えると、
このSSB−FDM信号は312〜55本日Z帯城に存
在する。As a concrete example, considering a 60-channel FDM supergroup,
This SSB-FDM signal exists in the Z band city today from 312 to 55.
また1チャンネルの帯城幅〆S/2は4KH2である。
この場合、12個のダミーチャンネルを想定してN=7
2とし、72チャンネルのSSB−FDM信号の帯域を
(上誌の312〜55靴HZを包含する)288〜57
舷HZとすれば、サンプリング周波数はN.〆S=57
級HZとなり、スペクトルの重なりは生じない。後述す
るように「FFT演算を用いると、Nが2のべき黍の値
である場合に、乗算回路が特に少なくてすむ。Also, the band width S/2 of one channel is 4KH2.
In this case, assuming 12 dummy channels, N=7
2, and the band of the 72-channel SSB-FDM signal is 288-57 (including the 312-55 HZ of the above).
If the port is HZ, then the sampling frequency is N. 〆S=57
class HZ, and no spectral overlap occurs. As will be described later, ``Using the FFT operation requires fewer multiplication circuits, especially when N is a value of a power of 2.
上の例で、Nを2のべき秦の値にするには、4個のダミ
ーチャンネルを含めN=64とし、サンプリング周波数
をN.ナS=5,松日2とすることができる。この場合
には、上記の超群帯城312〜55がHZを予め、例え
ば、8〜24離日Z帯城に周波数シフトしておくことが
必要である。次に第4図を参照して本発明の(第1図の
)変調袋贋により得られたSSB−FDM信号の復調袋
層の一例について説明する。SSB−FDM信号の周波
数N.ナ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5501こおいて
、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。In the above example, to set N to a power of 2, set N to 64, including 4 dummy channels, and set the sampling frequency to N. NaS=5, Matsuhichi 2 can be set. In this case, it is necessary for the superband castles 312 to 55 to shift the HZ frequency to, for example, 8 to 24 Z band castles in advance. Next, referring to FIG. 4, an example of the demodulation layer of the SSB-FDM signal obtained by the modulation layer of the present invention (as shown in FIG. 1) will be explained. Frequency N. of SSB-FDM signal. The sample value series Y(Z) of NaS is input to the input terminal 561
, first, in the serial/parallel converter 5501, the given temporally serial sample value sequence is converted into temporally parallel N sample value sequences.
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Z,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。すなわち、端子
54,には時間的に最も遅く入力されたサンプル値、端
子54Nには時間的には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。端子54,,542,・
・・,54Nに現われるサンプル値系列はそれぞれRD
BPF52,,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53,,532 ,
・・・,53Nを介してROBPF52川,,52N+
2・・・,522Nに入力される。This operation involves a substantial delay, but here, terminal 5
Assume that the delay from terminal 61 to terminal 54 is Z, the delay from terminal 561 to terminal 542 is Z-1, and the delay from terminal 561 to terminal 54N is Z-(N-1). In other words, it is assumed that the sample value inputted latest in time appears at the terminal 54, and the sample value inputted earliest in terms of time appears at the terminal 54N at the same time. Terminals 54, 542,・
..., 54N, each sample value series is RD
Delay circuits 53, 532, 532, which are input to the BPFs 52, 522, ..., 52N and provide a delay of Z-N.
...,53N via ROBPF52 River,,52N+
2..., 522N.
入力端子561からRDBPF52i十,(i=0,1
,2,…,州−1)に入力される迄の遅延は遅延回路5
3,,532,・・・,53Nの遅延分を含めるとZ‐
iに等しくなる。From the input terminal 561 to the RDBPF52i, (i=0,1
, 2, ..., State-1) is input to the delay circuit 5.
Including the delay of 3, 532, ..., 53N, Z-
becomes equal to i.
入力端子561に与えられるY(Z)がZ‐1だけ遅延
したRDBPF52M(i=0,1,2,…,洲−1)
の入力点でのサンプル値系列をYN‐,‐i(Z)と表
わす。RDBPF52MのZ伝達関数は前述のGi(一
Z洲)と等しく設定される。RDBPF52,十,の出
力は次にオフセット離散フーリエ処理回路510‘こ与
えられる。RDBPF 52M in which Y(Z) applied to the input terminal 561 is delayed by Z-1 (i=0, 1, 2,..., S-1)
The sample value series at the input point is expressed as YN-,-i(Z). The Z transfer function of the RDBPF 52M is set equal to the aforementioned Gi (one Z state). The output of the RDBPF 52 is then provided to an offset discrete Fourier processing circuit 510'.
RDBPF52川の出力をA′,(Z)とすれば、Ai
(Z)=Gi(−Z2N),YN−日(Z)B}であり
、オフセット離散フーリエ処理回路510はAi(Z)
から次式によって出力X′k(Z)を求めるものとして
定義される。If the output of RDBPF52 river is A', (Z), then Ai
(Z)=Gi(-Z2N),YN-day(Z)B}, and the offset discrete Fourier processing circuit 510 is Ai(Z)
It is defined that the output X'k(Z) is obtained from the following equation.
オフセット離散フーリエ処理回路510のが個の出力は
端子51・,512,・・・,51N’ 51′N,
51′N,51′N‐,,…,51′,から得られる。The outputs of the offset discrete Fourier processing circuit 510 are terminals 51, 512, . . . , 51N'51'N,
51'N,51'N-,...,51'.
第4図において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。第
1図の場合と同様に、Z伝達関数Gi(一Z2N)/G
o(一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RDBPF
52…に入力される迄の遅延はZ−iであるから、その
位相特性は第3図の参照数字4201こより表わされる
。The fact that the SSB-FDM signal can be demodulated in FIG. 4 can be explained by referring back to FIG. 3. 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 the signal is input to 52 is Z-i, its phase characteristic is expressed by reference numeral 4201 in FIG.
従って、Z‐1の遅延とRDBPF52i+,との総合
位相特性は第3図の参照数字430‘こ示すようになる
(但し、RDBPF52,の位相特性を基準とする)。Therefore, the overall phase characteristic of the delay of Z-1 and the RDBPF 52i+ 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5101こよ
る位相シフトを考慮すると、入力端子561から端子5
1,,端子512,端子513,・・・,迄の総合位相
特性はそれぞれ第3図の参照数字440,450,46
0…,で示すようになる。式{4}から明らかなように
、X′k(Z)は全てのiについてベクトル和として与
えられるから、位相が2汀i/(が)の整数倍であると
、振幅値の如何を問わずベクトル和は0となる。Furthermore, considering the phase shift caused by the offset discrete Fourier processing circuit 5101, the input terminal 561 to the terminal 5
1,, the overall phase characteristics up to terminal 512, terminal 513, . . . are indicated by reference numbers 440, 450, 46 in FIG.
It will be shown as 0...,. As is clear from equation {4}, X′k(Z) is given as a vector sum for all i, so if the phase is an integer multiple of 2<i>/(is), it does not matter what the amplitude value is. The vector sum becomes 0.
従って、全帯城にわたるSSB一FDM信号が与えられ
ても、結局、位相が0である帯城の信号成分のみしか抽
出されない。すなわち、出力X′o(Z)には第3図に
示す位相特性440から帯城(o,ナs/2)内の信号
のみ、出力X′,(Z)には第3図に示す位相特性45
0から帯城(ナS/2,ナS)内の信号のみが抽出され
ることになる。このことは結局、第2図1の信号を第2
図C,D,・・・Gのフィル夕に通し、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。Therefore, even if an SSB-FDM signal covering the entire band is given, only the signal component of the band whose phase is 0 will be extracted. That is, the output X'o (Z) has only the signal within the band (o, na s/2) from the phase characteristic 440 shown in Figure 3, and the output X', (Z) has the phase shown in Figure 3. Characteristic 45
Only signals within the range from 0 to Obijo (NaS/2, NaS) will be extracted. This ultimately leads to the signal in FIG.
This is equivalent to passing the signal through the filters shown in Figures C, D, . . . G 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(2k+1
)を−(2k+1)とすることも可能であることは云う
までもない。出力X′k(Z)を次に周波数ナSでサン
プリングし、X′k(ZN)なる周波数ナS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。As in the case of the modulator described above, (2k+1
) can of course be set to -(2k+1). If the output X'k (Z) is then sampled at the frequency n S and a sample value series of the frequency n S called X'k (ZN) is obtained, the spectrum will be as shown in Fig. 2 A or B.
become that way.
周波数〆Sでサンプリングすることは出力X′k(Z)
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510やRDBPF521十・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。Sampling at frequency 〆S results in output X′k(Z)
This means that only one out of N samples is effectively used, so there is no need to perform arithmetic operations on unnecessary samples in the offset discrete Fourier processing circuit 510 and the RDBPF 521.
この結果、直並列変換器550の出力を周波数ナSのサ
ンプル値系列とすることができる。端子54,,542
,…,54Nに現われるサンプル値系列は、周波数〆S
のサンプル値系列であっても、端子661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。従って「前述の説
明におけるYN−日(Z),A′i(Z),X′k(Z
)を以後全てYN‐,‐,(ZN),A′i(ZN),
X′k(ZN)と表現し直しかつ遅延回路53,,5
32 ,・・・,5 3N, RDBPF5 2,十,
,オフセット離散フーリエ処理回路610は全てサンプ
リング周波数〆Sで動作しているものと考えることがで
きる。As a result, the output of the serial-to-parallel converter 550 can be made into a sample value series of frequency nS. Terminals 54, 542
,...,54N, the sample value series appearing at the frequency 〆S
Even if the sample value series is , it contains all the sample values of the SSB-FDM signal applied to the terminal 661 in just the right amount, so there is no loss of information due to this. Therefore, ``YN-day (Z), A'i (Z), X'k (Z
) are henceforth all YN-, -, (ZN), A′i(ZN),
Reexpressed as X′k(ZN) and delay circuits 53, 5
32 ,...,5 3N, RDBPF5 2,10,
, the offset discrete Fourier processing circuit 610 can all be considered to operate at the sampling frequency 〆S.
出力X′k(ZN)の内k2Nのものは不要であり、ま
た,k<NなるX′k(ZN)の内半数は周波数反転を
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(一1
)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。Of the outputs X′k(ZN), k2N are unnecessary, and half of the outputs For the sample value series that produces (11
) The original baseband signal can be restored by multiplying by n.
端子501,502,…,50N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。次に、オフセット離散フーリエ処理回路210お
よび510‘こついてより詳細に説明する。In this way, N-channel baseband signal sample value sequences are obtained from the terminals 501, 502, . . . , 50N. Next, the offset discrete Fourier processing circuits 210 and 510' will be described in more detail.
第1図の実施例におけるオフセット離散フーリエ処理回
路210の演算式は式{2)に示す通りであるが、前述
のように端子21N′,…,212′,21′に0入力
をするときには、Kilnについては入力Xk(ZN)
=0であり、前誌回路210の出力A,(ZN)はN項
の和となる。また、入力Xk(ZN)は全て実信号であ
ることから、A2N‐,(ZN)=−A※(ZN)(※
は共役複素数)の関係がある。さらに、求めるべきは実
数部のみであり、Re{AN(ZN)}コ0が明らかで
あるから、結局、式【2)の代りにi=0,1,…,N
−1については次の式‘5}または式‘6’を計算し、
i>NについてはRe{A2N−i(ZN)}=−Re
{Ai(ZN)}の関係を用いて求めればよい。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(FFT)の手法を式■に適用して乗算回数
を低減することができる。The arithmetic expression of the offset discrete Fourier processing circuit 210 in the embodiment of FIG. For Kiln input Xk(ZN)
= 0, and the output A, (ZN) of the aforementioned circuit 210 is the sum of N terms. Also, since the input Xk (ZN) is all real signals, A2N-, (ZN) = -A*(ZN)(*
is a conjugate complex number). Furthermore, what needs to be found is only the real part, and it is clear that Re{AN(ZN)} is 0, so in the end, instead of formula (2), i=0, 1,...,N
For −1, calculate the following formula '5} or formula '6',
For i>N, Re{A2N-i(ZN)}=-Re
It may be determined using the relationship {Ai(ZN)}. Also,
When N can be further decomposed into products of prime numbers, the fast Fourier transform (FFT) technique, which is well known as time decimation or frequency decimation, can be applied to equation (2) to reduce the number of multiplications.
上述の方法としては別に、端子21N′,・”,212
′,21,′,をそれぞれ端子21N,…,212,2
1,と接続し、X洲−,‐K(ZN)=Xk(ZN)と
し、第5図に示す回路で式■の演算を行なうこともでき
る。Apart from the above method, the terminals 21N', 212
′, 21, ′, are connected to terminals 21N, ..., 212, 2, respectively.
It is also possible to perform the calculation of equation (2) using the circuit shown in FIG.
第5図において、参照数字21,,212,.・・,2
1N,21,′,212′,・・・,21N′,210
および参照数字Ao,A,.・・・,A2N‐,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。In FIG. 5, reference numerals 21, 212, . ..., 2
1N, 21,', 212',..., 21N', 210
and reference numbers Ao, A, . ..., A2N-, is the second
have the same meaning and content as their corresponding counterparts in the figures.
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(逆)変換回路であり、そのN個の後素出力に対し
参照数字62i+.(i=0,1,・・・,N−1)で
示される位相オフセット回路においてexp(i2竹i
/小)が乗じられる。Reference numeral 610 is an N-point real input discrete Fourier (inverse) transform circuit that performs the following calculation, and for its N postprime outputs, reference numeral 62i+. In the phase offset circuit shown as (i=0,1,...,N-1), exp(i2takei
/small) is multiplied by
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62Mは
実数出力のみに関係する演算を行なえばよい。Since the offset discrete Fourier processing circuit 510 needs to obtain only the real output, the phase offset circuit 62M only needs to perform calculations related to the real output.
位相オフセット回路62i十.の出力はそのままAi(
i=0,1,…,N−1)として出力されると同時に、
出力回路630‘こ入力される。出力回路630では、
AiからA2N‐F−AiとしてAN十,,ANぜ。…
,A2N‐,を作り出力する。なお、第i図の加算器2
4,,242,…。24Nで減算を行なわせるようにす
れば、出力回路630ではA洲‐i=Aiとなるように
結線するだけでよいことになる。Phase offset circuit 62i10. The output of is Ai(
i = 0, 1, ..., N-1), and at the same time,
This is input to the output circuit 630'. In the output circuit 630,
From Ai to A2N-F-Ai, AN ten,, ANze. …
, A2N-, is created and output. Note that adder 2 in Figure i
4,,242,... If subtraction is performed using 24N, the output circuit 630 only needs to be connected so that A-i=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点複素入力離散フーリエ(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 input discrete Fourier (inverse) transform circuit.
実入力FFTにおける乗算回数を一般の複素入力FFT
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 input FFT is compared to general complex input FFT.
There are already some known examples of methods that reduce the number of multiplications by half, so a detailed explanation 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。196群年10自発行の刊行物「Commun
icationsof仇eACM,Vol.11,NO
.10」の第703頁−第710頁所載の論文“A F
ast F0urier Transfo皿Ngorj
thm ゎr Real−Val股dSeries”(
文献3)。なお、第5図の回路が式【21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‐・
‐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。One of these known examples is detailed in the following document, for example. 196 Group October 2010 self-published publication “Commun”
cations of ACM, Vol. 11, NO
.. 10”, pages 703-710 of the paper “A F
ast F0urier Transfer plate Ngorj
thm ゎr Real-Val crotch dSeries” (
Reference 3). Note that the fact that the circuit in FIG. 5 performs the offset discrete Fourier processing shown by equation [21] means that
- When k(ZN)=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に
おけるオフセット離散フーリエ処理回路510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, it will be explained that the offset discrete Fourier processing circuit 510 in the single sideband frequency division multiplex signal demodulation device of FIG. 4 can also be realized by the configuration shown in FIG. 6.
第6図において、参照数字510,51,,512,…
,51Nおよび参照英字A′o,A′,.…,A′2N
‐,,X′o,X′,,…,X′2N‐,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。In FIG. 6, reference numbers 510, 51, 512,...
, 51N and reference letters A'o, A', . ..., A'2N
-,,X'o,X',...,X'2N-, represent the same meaning and content as the corresponding ones in FIG.
入力A′iにi=0,1,…,N−1について、Aiを
実数、A帆を虚数としたN個の複素数{A′i(ZN)
+iA…,(ZN)}として、位相オフセット回路71
,十,に加えられる。For input A'i, for i = 0, 1, ..., N-1, N complex numbers {A'i (ZN) where Ai is a real number and A is an imaginary number.
+iA..., (ZN)}, the phase offset circuit 71
, ten, is added.
位相オフセット回路71i+,ではexp{j2mi/
州}が乗じられ、B′i(ZN)={A′i(ZN)+
iA′洲(ZN)}exp(i2けi/小)
■が計算される。位相オフセット回路71i
+,の複素出力B′i(ZN)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。In the phase offset circuit 71i+, exp{j2mi/
State} is multiplied by B′i(ZN)={A′i(ZN)+
iA'zu (ZN)}exp (i2kei/small)
■ is calculated. Phase offset circuit 71i
The complex output B'i (ZN) of +, is then given to an N-point discrete Fourier (inverse) transform circuit 720, and is calculated.
オフセット離散フーリエ処理回路5101こおける演算
は・を求めることであるが、A′i(ZN)は実信号で
あるため、X′2N・rk(ZN)ニX′k(ZN)の
関係があり、結局、X′2k(ZN)もしくはX′2k
十,(ZN)の何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 5101 is to obtain . However, since A′i (ZN) is a real signal, there is a relationship of X′2N・rk(ZN) and X′k(ZN). , after all, X'2k (ZN) or X'2k
10, (ZN) is sufficient, and it can be seen that the component 510 in FIG. 6 can be replaced with the component 510 in FIG. 4.
式胤において、Nが素数の積に分解できるときには、第
6図のN点離散フーリェ(逆)変換回路72川まFFT
の演算法を用いて少ない乗算回数で実現できる。In Shikinetane, when N can be decomposed into a product of prime numbers, the N-point discrete Fourier (inverse) transform circuit 72 Kawama FFT shown in FIG.
It can be realized with a small number of multiplications using the calculation method.
また、N点燈雄散フーリエ(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乗算回数を
減ずることができる。次に、ポIJフェーズ回路につい
て詳細に説明する。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 also be reduced by omitting all operations related only to the imaginary part output. Next, the PoIJ phase circuit will be explained in detail.
ポリフェーズ回路は州個のRDBPF22,,222,
…,22州または52,,522,…,52洲によって
構成される。The polyphase circuit consists of RDBPF22, 222,
..., 22 states or 52,,522,...,52 states.
RDBPF22MのZ伝達関数はGi(一Z2N)であ
り、第7図Aに示すようなサンプリング周波数N.ナS
で動作する帯城ナs/4の実ディジタル低域フィル夕(
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 the RDBPF 22M is Gi(-Z2N), and the sampling frequency N. as shown in FIG. Na S
A real digital low-pass filter for Obijona S/4 operating in
Let G(Z) be the Z transfer function of the RDLPF (abbreviated as RDLPF), then G. It can be derived from (Z).
すなわち、Z伝達関数G(Z)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(Z)
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, standards for in-band transmission characteristics and out-of-band attenuation are given to an RDLPF having a Z transfer function G(Z), and G(Z) is set to satisfy these standards.
is designed, then from G(Z), Gi that satisfies the following equation
(Z2N) is obtained.
式(12)は、Gi(Z2N)のィンパルス応答に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)のィンパルス応答に一致することを意味して
いる。換言すれば「 Gi(Z洲)のィンパルス応答は
{G(Z)。Zi}のインパルス応答を州サンプル点毎
トつまり、周波数〆Sノ2でサンプリングしたものに等
しいことになる。従って〜 G(Z)の振幅周波数特性
が第7図AであればもGi(Z2N)の振幅周波数特性
は第?図Bのようになる。また〜 Gi(Z2N)/G
。(Z2N)の位相周波数特性は帯域内でexp{i2
汀〆,ノ(N。〆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第T図Cに示す特
性となる。第1図におけるRDBPF22MのZ伝達関
数Gi(−Z2N)は式02)で規定されるZ伝達関数
Gi(Z2N)において、全てのZ2Nを−Z洲によっ
て置換したものに等しい。Equation (12) shows that the impulse response of Gi(Z2N) is
This means that after giving a delay of 1, the sum of all i's matches the impulse response of G(Z). In other words, "The impulse response of Gi (Z) is equal to the impulse response of {G (Z).Zi} sampled at each sample point, that is, at the frequency 〆S〉2. Therefore ~ G Even if the amplitude-frequency characteristic of (Z) is as shown in Figure 7A, the amplitude-frequency characteristic of Gi (Z2N) is as shown in Figure 7B. Also ~ Gi (Z2N)/G
. The phase frequency characteristic of (Z2N) is exp{i2
汀〆,ノ(N.〆S)}, and due to the periodicity due to sampling, the overall characteristic is shown in Figure TC. The Z transfer function Gi(-Z2N) of the RDBPF 22M in FIG. 1 is equal to the Z transfer function Gi(Z2N) defined by equation 02) in which all Z2Ns are replaced by -Zz.
Gi(Z2N)からGi(一Z2N)への変換はナSノ
4の周波数シフトを行なうことになりt Gi(一Z2
N)の振幅周波数特性は第7図D,Gi(一Z2N)/
Go(一Z洲)の位相周波数特性は第7図8に示すよう
になる。Conversion from Gi(Z2N) to Gi(-Z2N) involves a frequency shift of nanoS no 4, so t Gi(-Z2
The amplitude frequency characteristics of N) are shown in Figure 7 D, Gi(-Z2N)/
The phase frequency characteristics of Go (one Z) are as shown in FIG. 7 and 8.
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(12)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 equation (12).
この操作は極めて簡単である。RDLPFG(Z)が巡
回部分も有しトー般的に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
(1−又)‐1ニ(1十×十×2十…十×洲‐1)(1
一×が)‐1を適用して次式にように式(12の形に整
理できる。This operation is extremely simple. If RDLPFG(Z) also has a cyclic part and is given by the Z transfer function of (10 x 10 x 20…10 x Shu-1) (1
By applying )-1, it can be rearranged into the form of equation (12) as shown below.
上記の第1項がG。The first term above is G.
(Z柵入第2項以降のZ‐iを除く部分がGi(Z2N
)(i=1,2,…,洲−1)に対応する。RDBPF
22i十,または52MのZ伝達関数Gi(一Zが)(
i=0,1,…9 2N−1)はこのようにして求めた
Gi(Z2N)の式において、Z洲を−Z洲に瞳換して
得られる。(The part excluding Z-i after the second term with Z fence is Gi (Z2N
) (i=1, 2,..., zu-1). RDBPF
22i ten, or 52M Z transfer function Gi (one Z) (
i=0, 1,...9 2N-1) is obtained by converting the pupil of Z to -Z in the formula for Gi(Z2N) obtained in this way.
このようなRDBPFの回路的実現方法は従釆から公知
の技術によって実現できる。A circuit implementation method of such an RDBPF can be implemented using conventionally known techniques.
.ところで〜RDBPF22i+,または52…のZ伝
達関数Gi(一Z2N)は式(14)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(すなわち、
iによらない)分母を有している。.. By the way, the Z transfer function Gi (-Z2N) of ~RDBPF22i+, or 52... is common for all i (i.e., as can be easily understood with reference to equation (14))
i) has a denominator.
すなわち「Gi(一Z2N)を分子と分母とに分けて表
わせば、Gi(−Z2N)申Pi(−Z2N)/Q(−
Z2N)となる。In other words, if we express Gi(-Z2N) by dividing it into a numerator and a denominator, we get Gi(-Z2N) and Pi(-Z2N)/Q(-
Z2N).
Q(一Z2N)は全てのiに共通であり、ポリフヱーズ
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。この事実から1/Q(一Z柵)の演算を第量
図のRDBPF22Mや第4図のRDBPF52川の位
置から分離することも可能となる。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. From this fact, it is also possible to separate the calculation of 1/Q (one Z fence) from the position of the RDBPF 22M in Figure 1 and the position of RDBPF 52 in Figure 4.
すなわち、第1図においてtlノQ(一Z小)の演算回
路を加算器24M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〜州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。また、第愚図を参照すると
、複素乗算回路62…の後で1ノQ(一Z洲)の演算を
行なうようにしてもN個の演算ですむ。加算器24…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
258の後で行なうことにしてもよい。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ノQ(一Z
柵)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 other words, in Figure 1, if the tl-Q (-Z small) arithmetic circuit is moved after the adder 24M or before the offset discrete Fourier processing circuit, N operations can be performed instead of ~1 operations. I can do it. Further, referring to Fig. 1, even if 1-Q (1-Z) operations are performed after the complex multiplication circuits 62, only N operations are required. Although it is equivalent to performing the process after the adders 24 . . . , it may also be performed after the parallel-to-serial converter 258 . In the case of FIG. 4, 1 no Q (1 Z
If we perform the calculation of the fence), ``the required amount of calculation can be halved.
2久上、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変調装置は基本的にサンプリング
周波数〆Sで動作するオフセト離散フ−リェ処理回路と
が個の実ディジタル帯城フィル夕から構成されるポリフ
ェーズ回路との総統接続によって実現できることを特徴
とし、上記文鰍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索信号化する演算操作を必
要としない。As described in detail above, the single sideband frequency division multiplexing signal modulator according to the present invention basically consists of an offset discrete Fourier processing circuit operating at a sampling frequency of It is characterized in that it can be realized by a general connection with a polyphase circuit consisting of a filter, and requires arithmetic operations to convert a baseband signal into a polyphase signal, as seen in the known examples shown in 1 and 2 above. I don't.
これによりベースバンド信号と複索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。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、帯域内伝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。This eliminates the need for arithmetic operations for converting between baseband signals and multiline 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 is reduced. I will live. In addition, the calculation operation only requires two steps: offset discrete Fourier processing and polyphase, making it easier to downsize the device and simplify manufacturing and maintenance.Furthermore, the in-band transmission 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、複素案算回路およびRDBPF等を時分割多
重で用いることによって等価的に第1図もしくは第4図
の機能が実現できることは言うまでもない。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 basic FFT calculation elements, complex calculation circuits, RDBPF, etc. are time-divided. It goes without saying that the functions shown in FIG. 1 or 4 can be equivalently realized by using multiple devices.
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.
第1図は本発明による単側帯波周波数分割多重信号変調
装置の一実施例を示す図、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変調装置の動作を説
明するための図、第4図は本発明の第1図の変調装置に
より得られたSSB−FDM信号を複調する装置の一例
を示す図し第5図は第1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、第6図は第
4図の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,,222,…,222
Nおよび52,,522,…,52泌まポリフェーズ回
路を構成する実ディジタル帯域フィル夕、参照数字23
,,232 ,…,23Nおよび53・,532,…,
53Nは遅延回路、参照数字24,了242,・・・,
24Nは加算器、参照数字25川ま並直列変換器、参照
数字201,202,…,20Mまベースバンド信号サ
ンプル値系列の入力端子、参照数字261‘まSSB−
FDM信号サンプル値系列の出力端子、参照数字561
はSSB一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50川ま後処理回
路および参照数字501,502,…,50Nはベース
バンド信号サンプル値系列の出力端子を示す。
第1図
第2図
第3図
第4図
第5図
第7図
第6図FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a single sideband frequency division multiplex signal modulation device according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are for explaining the operation of the single sideband frequency division multiplex signal modulation device according to the present invention. FIG. 4 shows an example of a device for demodulating the SSB-FDM signal obtained by the modulation device shown in FIG. 1 of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example of the offset discrete Fourier processing circuit of FIG. 4, and FIG. 7 is a diagram for explaining a polyphase circuit used in the present invention. 1 and 4, reference numerals 200 are preprocessing circuits, reference numerals 210 and 510 are offset discrete Fourier processing circuits ``reference numerals 22,, 222,..., 222
N and 52, 522,..., 52 real digital bandpass filters forming a polyphase circuit, reference numeral 23
,,232,...,23N and 53.,532,...,
53N is a delay circuit, reference number 24, 242,...
24N is an adder, reference numeral 25 is a parallel-to-serial converter, reference numerals 201, 202, ..., 20M are input terminals for baseband signal sample value series, reference numeral 261' is SSB-
Output terminal for FDM signal sample value series, reference number 561
Reference numeral 550 is a serial/parallel converter, reference numeral 50 is a downstream processing circuit, and reference numerals 501, 502,..., 50N are output terminals for a baseband signal sample value series. show. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 7 Figure 6
Claims (1)
のベースバンド信号のサンプリング周波数f_Sの実サ
ンプル値系列を入力として供給されサンプリング周波数
f_Sの2N個の実サンプル値系列を出力するオフセツ
ト離散フーリエ処理回路と、前記オフセツト離散フーリ
エ処理回路の2N個の出力を入力として供給される2N
個の実デイジタル帯域フイルタからなるポリフエーズ回
路と、前記ポリフエーズ回路からのサンプリング周波数
f_Sの2N個の実サンプル値系列出力をサンプリング
周波数N・f_Sの1個の実サンプル値系列として出力
する手段とから構成されたことを特徴とする単側帯波周
波数分割多重信号変調装置。1. An offset discrete Fourier processing circuit that receives as input a real sample value series of a sampling frequency f_S of an N-channel baseband signal including an arbitrary number of dummy channels, and outputs a 2N real sample value series of a sampling frequency f_S. , 2N outputs of the offset discrete Fourier processing circuit are supplied as inputs.
A polyphase circuit consisting of real digital band filters, and means for outputting a series of 2N real sample values at a sampling frequency f_S from the polyphase circuit as a series of real sample values at a sampling frequency N·f_S. A single sideband frequency division multiplexing signal modulation device characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7804576A JPS6022538B2 (en) | 1976-06-30 | 1976-06-30 | Single band frequency division multiplex signal modulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7804576A JPS6022538B2 (en) | 1976-06-30 | 1976-06-30 | Single band frequency division multiplex signal modulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS533720A JPS533720A (en) | 1978-01-13 |
| JPS6022538B2 true JPS6022538B2 (en) | 1985-06-03 |
Family
ID=13650864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7804576A Expired JPS6022538B2 (en) | 1976-06-30 | 1976-06-30 | Single band frequency division multiplex signal modulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6022538B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5641072U (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-16 |
-
1976
- 1976-06-30 JP JP7804576A patent/JPS6022538B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS533720A (en) | 1978-01-13 |
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