CN101690058A - 并行采样装置、并行采样方法、接收装置以及接收方法 - Google Patents

Abstract

一种并行采样装置，具有：存储采样函数(sinπt/πt)的值的存储器；低通滤波器；对于经过了该低通滤波器的信号以采样周期Ts进行采样的采样单元；和在采样单元的后级设置的并行采样单元，并行采样单元，根据通过采样单元得到的采样值、和在存储器中存储的采样函数的值，生成采样周期Ts/N(N是2以上的自然数)的间隔的并行采样值。由此，即使频率升高、或者并行采样的采样周期变窄也能够容易地进行并行采样。

Description

并行采样装置、并行采样方法、接收装置以及接收方法

技术领域

本发明涉及并行采样装置、并行采样方法、接收装置以及接收方法。

背景技术

正在开发这样的技术，亦即，从调制信号过采样I信号以及Q信号，来对I信号、Q信号的相位偏移进行修正(参照专利文献1)，或者，在接收机中，过采样OFDM信号、电视信号，来对接收信号进行接收(参照专利文献2、3)。

[专利文献1]特开2005-303386号公报

[专利文献2]特开2001-268041号公报

[专利文献3]特开2005-303386号公报

但是当处理的信号的频率升高、或者过采样的采样周期变窄时，有不容易进行过采样这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题做出的，其目的是提供一种并行采样装置以及方法，其即使在频率升高、或者过采样的采样周期变窄时，也能够容易地进行过采样。

为实现上述目的，本发明的并行采样装置的特征在于，具有：存储了采样函数(sin πt/πt)的值的存储器、低通滤波器或者带通滤波器、对于经过了该低通滤波器或者带通滤波器的信号以采样周期Ts进行第一采样的采样单元、和在该采样单元的后级设置的并行采样值生成单元，该并行采样值生成单元，根据通过所述采样单元得到的第一采样值和在所述存储器中存储的采样函数的值，生成采样周期Ts的第二采样的第二采样值。

另外，并行采样，是使用已采样的结果、进而进行相同采样周期的采样的过程，作为结果就是进行过采样的过程。

过采样，是在一次采样中进行过采样，而并行采样，是使用最初的采样结果，进而得到相同采样周期的采样值，合并最初的采样和并行采样，成为与过采样相同的结果。

另外，为实现上述目的，本发明的并行采样方法的特征在于，具有：对于被采样的信号进行LPF处理或者BPF处理的滤波步骤、对于经过了该滤波步骤的信号以采样周期Ts进行第一采样的采样步骤、和根据在采样函数存储器中存储的采样函数值和在所述采样步骤中得到的第一采样值生成采样周期Ts的第二采样的第二采样值的并行采样值生成步骤。

另外，为实现上述目的，本发明的接收装置的特征在于，具有：接收来自发送装置的无线频率信号、变换为基带信号的接收信号的接收单元；存储了采样函数的值的存储器；供给接收单元的输出的低通滤波器或者带通滤波器；对于经过了该低通滤波器或者带通滤波器的接收信号、以采样周期Ts进行第一采样的采样单元；在该采样单元的后级设置的并行采样值生成单元；和在该并行采样值生成单元的后级设置的信号再生单元，所述并行采样值生成单元根据通过所述采样单元得到的第一采样值和在所述存储器中存储的采样函数的值，生成采样周期Ts的第二采样的第二采样值，所述信号再生单元根据所述第一采样值和所述第二采样值对信号进行再生。

另外，为实现上述目的，本发明的接收方法的特征在于，具有：接收来自发送装置的无线频率信号、变换为基带信号的接收信号的接收步骤；对于在该接收步骤中被变换为基带信号的接收信号的接收信号进行LPF处理或者BPF处理的滤波步骤；对于经过了该滤波步骤的信号以采样周期Ts进行第一采样的采样步骤；根据在采样函数存储器中存储的采样函数值和在所述采样步骤中得到的第一采样值生成采样周期Ts的第二采样的第二采样值的并行采样值生成步骤；和根据所述第一采样值和所述第二采样值对信号进行再生的信号再生步骤。

根据本发明，能够提供即使频率升高、或者过采样的采样周期变窄也能够容易地进行过采样的并行采样装置、并行采样方法、接收装置以及接收方法。

附图说明

图1是用于说明采样函数的图，

图2是用于说明采样的图，

图3是用于说明信号通过采样值和采样函数进行再现的图，

图4是用于并行采样装置的图，

图5是用于说明并行采样的图(其一)，

图6是用于说明并行采样的图(其二)，

图7是用于说明通过采样值和采样函数得到并行采样值的图，

图8是用于说明接收装置的图，

图9是用于说明接收方法的图，

图10是用于说明过采样的图，

图11是用于说明基于过采样的虚拟通道的图(其一)，

图12是用于说明基于过采样的虚拟通道的图(其二)。

具体实施方式

(采样定理)

图1表示采样函数Fs(t)。采样函数Fs(t)用下式(1)表示。

Fs(t)＝A sin 2πWt/2πWt  ...(1)

该采样函数Fs(t)，

t＝0时，有振幅是A的值，

t＝±1/W、±2/W、±3/W、...时，成为零。

另外，W＝1/Ts，Ts是采样周期。

使用该采样函数Fs(t)，频带被限制在频率W/2以下的信号x(t)，根据采样定理，可以表示如下。

$x\left(t\right)=\underset{k=-\∞}{\overset{\∞}{\mathrm{\Σ}}}x\left(\mathrm{kTs}\right)\frac{\sin \left[\mathrm{\πW}(t-\mathrm{kTs}\right]}{\mathrm{\π}(t-\mathrm{kT})}\·\·\·\left(2\right)$

另外，x(kTs)是x(t)的每一采样间隔Ts的采样值。

亦即，信号x(t)，可以通过每一采样间隔Ts的采样函数Fs(t)的值和每一采样间隔Ts的采样值来表示。

使用图2以及图3说明这点。

在图2中，表示出了信号x(t)在每一采样间隔Ts(...-2Ts、-Ts、0、Ts、2Ts...)被采样、得到了采样值(...x(-2Ts)、x(-Ts)、x(0)、x(Ts)、x(2Ts)、x(3Ts)...)的样子。

式(2)，如图3所示，表示x(t)是...、x(-2Ts)Fs(-2Ts)、x(-Ts)Fs(-Ts)、x(0)Fs(0)、x(Ts)Fs(Ts)、x(2Ts)Fs(2Ts)、x(3Ts)Fs(3Ts)的和。

(并行采样装置)

图4表示并行采样装置的例子。图4的并行采样装置由LPF(Low PassFilter)10、采样单元11、并行采样单元12以及sinc函数(采样函数)存储器13构成。另外，代替LPF，也可以使用BPF(Band Pass Filter)。

LPF 10，从施加的信号中，阻断超过规定频率f₁的频率的信号，使在频率f₁以下的频率的信号通过。

采样单元11，对于通过了LPF 10的信号，以采样周期1/2f₁以下的间隔进行采样，向并行采样单元12输出采样周期和采样值。

在并行采样单元中，根据来自采样单元11的采样周期和采样值以及在sinc函数存储器13中存储的sinc函数，进行并行采样。

并行采样，不需要以等间隔进行采样。这里，为简化说明，说明以等间隔进行并行采样的场合。

这里，如图5所示，在把当初的采样期间作为Ts的场合，如果希望得到5倍的过采样值，则要进行Ts/5的采样间隔的并行采样。

为进行N倍的过采样，如图6所示，需要以Ts/N的采样期间进行并行采样。

但是，如图3所示，x(t)可以通过采样值和采样函数Fs(t)进行再现。

这样一来，从通过采样值和采样函数Fs(t)所再现的x(t)也可以得到并行采样的值。

例如如图7所示，在N倍过采样的场合，作为当初的采样点的下一采样点(Ts/N)的并行采样值可以用

x(0)Fs(0)的t＝Ts/N的值

x(-Ts)Fs(-Ts)的t＝Ts/N的值

x(-2Ts)Fs(-2Ts)的t＝Ts/N的值

x(-3Ts)Fs(-3Ts)的t＝Ts/N的值

             .

             .

x(Ts)Fs(Ts)的t＝Ts/N的值

x(2Ts)Fs(2Ts)的t＝TS/N的值

x(3Ts)Fs(3Ts)的t＝Ts/N的值

             .

             .

             .

的和表示。

另外，当考虑采样函数Fs(t)是偶函数、进而标准化为Fs(0)表现时，作为当初的采样点的下一采样点(Ts/N)的并行采样值可以用

x(0)Fs(0)的t＝Ts/N的值

x(-Ts)Fs(0)的t＝Ts+Ts/N的值

x(-2Ts)Fs(0)的t＝2Ts+Ts/N的值

x(-3Ts)Fs(0)的t＝3Ts+Ts/N的值

             .

             .

x(Ts)Fs(0)的t＝Ts-Ts/N的值

x(2Ts)Fs(0)的t＝2Ts-Ts/N的值

x(3Ts)Fs(0)的t＝3Ts-Ts/N的值

             .

             .

             .

的和表示。

同样，其他的并行采样点的值也可以通过采样值和采样函数Fs(t)得到。

下面使用图8说明进行并行采样的接收装置的例子。

图8的接收装置，由接收单元14、LPF 15、采样单元16、并行采样值生成单元17、信号再生单元18以及采样函数值存储器19构成。

接收单元14，接收来自发送装置的无线频率信号，把高频率的接收信号变换为基带信号的接收信号。

LPF 15，供给基带信号，除去频率f₀以上的高频成分。

采样单元16，以采样周期Ts对LPF 15的输出进行采样。采样频率(＝1/Ts)，需要为2f₀以上的频率。

并行采样值生成单元17，根据通过采样单元16得到的采样值和在采样函数值存储器19中存储的采样函数的值，和在图4中说明了的方法同样，生成采样周期Ts的并行采样值。

信号再生单元18，根据采样单元16的采样值和用并行采样值生成单元17生成的并行采样值对信号进行再生。

另外，代替LPF 15，也可以使用BPF。

下面使用图9说明进行并行采样的接收方法的例子。

图9的接收方法，具有：接收来自发送装置的无线频率信号、变换为基带信号的接收信号的接收步骤S11；对于在接收步骤S11中被变换为基带信号的接收信号的接收信号进行LPF处理或者BPF处理的滤波步骤S12；对于经过了滤波步骤S12的信号以采样周期Ts进行采样的采样步骤S13；根据在采样函数存储器中存储的采样函数值和在采样步骤13中得到的采样值生成采样周期Ts的并行采样值的并行采样值生成步骤S14；和根据在采样步骤S13中得到的第一采样值和在并行采样值生成步骤S14中得到的并行采样值对信号进行再生的信号再生步骤S15。

另外，本申请发明，可以适用于一般的过采样，同时，也可以适用于本发明者所提出的，特愿2006-153430号、特愿2006-181372号、特愿2007-47576号、特愿2007-103078号等的发明的过采样。

下面说明根据在这些申请中已说明的基于过采样的虚拟通道。

(过采样)

首先，使用图10说明信号P(1，-1，1，1)的过采样。

如图10(A)所示，当设信号P的间距间隔为τ(间距频率1/τ)时，当以间距频率的4倍的频率(τ/4的间隔)进行过采样时，如图10(B)所示，

信号A(1，-1，1，1)成为信号B(1，1，1，1，-1，-1，-1，-1，1，1，1，1，1，1，1，1)。

另外，如果过采样的定时被固定，则过采样的间隔也可以不同。

这里，对于过采样的每个采样视作为有线路来进行考察。

如图11所示，接收信号(a₀，a₁，...，a_(M-1))，而且对其进行过采样。此时，把对于信号a₀的过采样#1的信号作为a_0-1，把对于信号a₀的过采样#2的信号作为a_0-2，...把对于信号a₀的过采样#M的信号作为a_0-M，把对于信号a₁的过采样#1的信号作为a_1-1，把对于信号a₁的过采样#2的信号作为a_1-2，...把对于信号a₁的过采样#M的信号作为a_1-M，...把对于信号a_(M-1)的过采样#1的信号作为a_(M-1)-1，把对于信号a_(M-1)的过采样#2的信号作为a_(M-1)-2，...把对于信号a_(M-1)的过采样#M的信号作为a_(M-1)-M。

当用采样点的信号的序列观察这些过采样的信号时，如图12所示。

采样点#0的序列a_0-0    a_1-0    ...a_(M-1)-0

采样点#1的序列a_0-1    a_1-1    ...a_(M-1)-1

...

采样点#U-1的序列a_0-(U-1)   a_1-(U-1)   ...a_(M-1)-(U-1)

据此，对于每一采样点存在与发送信号对应的信号序列，换言之，可以说对于每一采样点存在有虚拟的通道。

另外，在上述说明中说明了使用采样函数的场合，但是在不是严格的并行采样的场合，也可以使用常用的插补函数(例如样条函数、拉格朗日函数、提升余弦函数等)。

以上说明了实施本发明的最佳的形式，但是本发明不限于在该最佳的形式中叙述的实施形式。在不离开本发明的主旨的范围内可以进行变更。

Claims (8)

1.一种并行采样装置，其特征在于，

具有：

存储了采样函数(sinπt/πt)的值的存储器；

低通滤波器或者带通滤波器；

对于经过该低通滤波器或者带通滤波器的信号，以采样周期Ts进行第一采样的采样单元；和

在该采样单元的后级设置的并行采样值生成单元，

该并行采样值生成单元，根据通过所述采样单元得到的第一采样值和在所述存储器中存储的采样函数的值，生成采样周期Ts的第二采样的第二采样值。

2.根据权利要求1所述的并行采样装置，其特征在于，

所述存储器以ΔT(＝Ts/N×M，这里N是2以上的整数，M是1以上的整数)的间隔存储采样函数的值，

在所述第二采样是在每一间隔Ts/N进行的多次采样的场合，

所述并行采样值生成单元，根据所述第一采样值、和t＝±Ts/N、±2Ts/N、±3Ts/N、…的采样函数的值，生成第二采样值。

3.一种并行采样方法，其特征在于，

具有下述步骤：

对于被采样的信号进行LPF处理或者BPF处理的滤波步骤；

对于经过了该滤波步骤的信号，以采样周期Ts进行第一采样的采样步骤；以及

根据在采样函数存储器中存储的采样函数值和在所述采样步骤中得到的第一采样值，生成采样周期Ts的第二采样的第二采样值的并行采样值生成步骤。

4.根据权利要求3所述的并行采样方法，其特征在于，

在所述存储器中以ΔT(＝Ts/N×M，这里N是2以上的整数，M是1以上的整数)的间隔存储采样函数的值，

在所述第二采样是在每一间隔Ts/N进行的多次采样的场合，

在所述并行采样值生成步骤中，根据所述第一采样值、和t＝±Ts/N、±2Ts/N、±3Ts/N、…的采样函数的值，生成第二采样值。

5.一种接收装置，其特征在于，

具有：

接收来自发送装置的无线频率信号、变换为基带信号的接收信号的接收单元；

存储了采样函数的值的存储器；

供给接收单元的输出的低通滤波器或者带通滤波器；

对于经过了该低通滤波器或者带通滤波器的接收信号，以采样周期Ts进行第一采样的采样单元；

在该采样单元的后级设置的并行采样值生成单元；以及

在该并行采样值生成单元的后级设置的信号再生单元，

所述并行采样值生成单元，根据通过所述采样单元得到的第一采样值和在所述存储器中存储的采样函数的值，生成采样周期Ts的第二采样的第二采样值，

所述信号再生单元，根据所述第一采样值和所述第二采样值对信号进行再生。

6.一种接收方法，其特征在于，

具有下述步骤：

接收来自发送装置的无线频率信号、变换为基带信号的接收信号的接收步骤；

对于在该接收步骤中被变换为基带信号的接收信号的接收信号进行LPF处理或者BPF处理的滤波步骤；

对于经过了该滤波步骤的信号，以采样周期Ts进行第一采样的采样步骤；

根据在采样函数存储器中存储的采样函数值和在所述采样步骤中得到的第一采样值，生成采样周期Ts的第二采样的第二采样值的并行采样值生成步骤；以及

根据所述第一采样值和所述第二采样值对信号进行再生的信号再生步骤。

7.根据权利要求1或2所述的并行采样装置，其特征在于，

在所述存储器中不存储采样函数而存储了插补函数。

8.根据权利要求5所述的接收装置，其特征在于，

在所述存储器中不存储采样函数而存储了插补函数。

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