JP2005027145A - Digital filter device and receiver - Google Patents
Digital filter device and receiver Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005027145A JP2005027145A JP2003191783A JP2003191783A JP2005027145A JP 2005027145 A JP2005027145 A JP 2005027145A JP 2003191783 A JP2003191783 A JP 2003191783A JP 2003191783 A JP2003191783 A JP 2003191783A JP 2005027145 A JP2005027145 A JP 2005027145A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- filter device
- digital
- digital filter
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、受信したIF信号をI/Qベースバンドに復調した信号をローパスフィルタによってフィルタリングするデジタルフィルタ装置に関し、特に、デジタル通信用に好適なデジタルフィルタ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
デジタル通信方式は、高品質伝送、高速性、低誤り率などの特性を有し、デジタル通信技術のハードとソフトの両面の進歩により、その応用分野が急速に拡大している。現在、移動体通信を始めとしてデジタル放送にいたるまでその応用範囲は広い。
【0003】
ところで、デジタル通信方式としては、高い伝送効率と耐マルチパス特性が得られる直交周波数分割多重伝送(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式が注目されている。そして、受信側では、OFDM方式の特徴を生かすためにデジタルフィルタが重要な要素となっている。
【0004】
デジタルフィルタには、フィルタの応答時間が有限時間で終わる非巡回型(FIR:Finite Impulse Response)フィルタと、システムの応答時間が無限に続く巡回型(IIR:Infinite Impulse Response)フィルタがあることが知られている。FIRフィルタは、フーリエ級数を利用した設計ができるためフィルタの設計が容易であり、特定の周波数について発散することがなく常に安定なフィルタ性能が得られるなどの利点がある。
【0005】
また、FIRフィルタはフィルタ処理を行った後の波形が歪まないという「線形位相特性」をもつという特徴もある。そのため、デジタル通信分野では、FIRフィルタが多用されている。しかし、FIRフィルタでは、フィルタの重要な性能の一つである、通過域と阻止域との間の遷移域を狭くする急峻なカットオフを得るために、フィルタ係数を多くする必要がある。フィルタ係数を多くするとは、時間領域で入力するサンプリング数に相当する「次数」を大きくすることであり、具体的には、遅延素子と遅延素子に付随する乗算器を多くして、フィルタ入力する信号のサンプリング数を多くすることである。
【0006】
ここで、デジタルフィルタの機能について説明する。図9は、受信器17の概略構成を示すブロック図である。受信器17では、アンテナ11から受信したRFアナログ信号をチューナ12がIF信号に変換し、A/D変換器13に送出する。A/D変換器13はアナログ信号をデジタル信号に変換し、直交復調部14に送出する。直交復調部14はIF信号をI/Qベースバンド信号に直交復調し、I信号,Q信号をデジタルフィルタ500に送出する。デジタルフィルタ500はI信号とQ信号とにそれぞれ対応する低周波数帯域用デジタルフィルタ装置(LPF:Low Pass Filter)500a,500bとを有し、各デジタルフィルタ装置500a,500bに入力したI信号,Q信号をフィルタリングし、希望の周波数帯域の信号を通過させて、高速フーリエ変換器(FFT:Fast Fourier Transform)16にフィルタ出力として出力する。FFT16は、入力したそれぞれの信号をz変換して所望の周波数帯域の信号を送出する。
【0007】
図10は、I信号に対応する従来のデジタルフィルタ装置500aの概略構成を示すブロック図である。図9において、このデジタルフィルタ装置500aは、遅延素子であるフリップフロップ(FF:Flip Flop)501a〜505aと、乗算器501b〜505bと、加算器510とを有している。
【0008】
デジタルフィルタ装置500aは、フィルタ入力した信号を時分割し、各FF501a〜505aに信号を保持させる。そして次の信号を入力した時、各FF501a〜505aは保持していた信号を各乗算器501b〜505bに送出し、各乗算器501b〜505bは、送出された信号に所定のフィルタ係数k1,k2,k3,k2,k1を乗算し、乗算結果を加算器510に送出する。
【0009】
加算器510は、送出された乗算結果を加算し、加算結果をFFT16に送出する。FFT16は、送出された加算結果をz変換によって、周波数分離し、所望の周波数帯域の信号を取り出すようになっている。
【0010】
上述の説明では、タップ数を5としたためフィルタ係数と乗算器の数を5個としたが、実用上は、カットオフ性能を向上させるために、タップ数を70前後にしている。したがって、タップ数が増加すれば、それに伴って遅延素子と遅延素子に付随した乗算器を多く備える必要がある。
【0011】
特に、乗算器の回路規模は大きいため、フィルタ係数を多くすると、それに伴って乗算器が増加し、デジタルフィルタ装置をコンパクトにできない。そのため、乗算器の削減のための考案がなされている(特許文献1参照)。
【0012】
【特許文献1】
特開2001−339279号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実用上のデジタルィルタ装置では、乗算器の数が多いため、乗算器を多少削減しても、デジタルフィルタ装置全体をコンパクトにできないという問題点があった。
【0014】
また、デジタルフィルタ装置をコンパクトにするために、単純に乗算器数を減らし「次数」を小さくすると、カットオフ特性が低下して、低品位のデジタルフィルタ装置になるという問題点があった。
【0015】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、簡易な構成でフィルタ性能の低下を招かずにコンパクトなデジタルフィルタ装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1にかかるデジタルフィルタ装置は、一連のデジタル信号を所定段数の遅延素子群に順次入力して該デジタル信号をシフトさせ、各遅延素子からの出力に各遅延素子の配置位置に対応した重み係数を乗算し、これらの乗算結果を加算出力して前記デジタル信号をフィルタリングするデジタルフィルタ装置において、前記遅延素子群の中心位置に配置された遅延素子を除き連続する2つの遅延素子からの出力を前記デジタル信号に同期して切替出力する複数の出力切替手段と、前記複数の出力切替手段から切替出力される信号の出力元である各遅延素子の配置位置に対応した2つの重み係数を前記切替出力に対応させて切替出力する複数の係数切替手段と、各出力切替手段からの切替出力に該出力切替手段に対応する前記係数切替手段からの切替出力を乗算する複数の乗算手段と、各乗算手段からの出力を加算出力する加算手段と、を備えたことを特徴とする。
【0017】
この請求項1の発明によれば、一連の遅延素子が送出するデータを、選択送出するデータ選択送出器を設け、また、選択送出されたデータに乗算するフィルタ係数を選択送出するフィルタ係数選択送出器を設けることにより、加算結果を変えずに乗算回数を削減し、かつ乗算器の数も削減するようにしている。
【0018】
また、請求項2にかかるデジタルフィルタ装置は、上記の発明において、前記遅延素子群の中心位置に対して対称位置にある2つの遅延素子からの出力を加算する複数の加算手段を備え、少なくとも前記連続する2つの遅延素子からの出力を加算する2つの加算手段からの出力を前記連続する2つの遅延素子に対応した出力切替手段に入力することを特徴とする。
【0019】
この請求項2の発明によれば、一連の遅延素子群の配列の対称関係にある隣接する2対の遅延素子が送出するデータを加算する加算器を設け、加算した2個のデータを乗算器に選択送出することにより、遅延素子群の対称位置にある乗算器を削減し、加算結果を変えずに乗算回数を削減し、かつ乗算器の数を大幅に削減するようにしている。
【0020】
また、請求項3にかかるデジタルフィルタ装置は、上記の発明において、前記係数切替手段は、2つの遅延素子を直列接続するとともに出力側の遅延素子の出力を入力側の遅延素子に接続し、前記デジタル信号に同期して前記2つの重み係数を交番出力することを特徴とする。
【0021】
この請求項3の発明によれば、フリップフロップを直列に接続することにより、フィルタ係数を巡回的に乗算器に送出するようにしている。
【0022】
また、請求項4にかかるデジタルフィルタ装置は、上記の発明において、前記一連のデジタル信号は、直交復調されたI成分およびQ成分のデジタル信号であることを特徴とする。
【0023】
この請求項4の発明によれば、デジタルフィルタ装置は、I信号,Q信号にも適用できるようにしている。
【0024】
また、請求項5にかかる受信器は、上記の発明において、請求項1〜4のいずれかに記載したデジタルフィルタ装置を備え、デジタル直交変調信号を復調出力することを特徴とする。
【0025】
この請求項5の発明によれば、受信器は、乗算器の数を削減したデジタルフィルタ装置を備え、直交復調信号を出力するようにしている。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下に、添付図面を参照して、この発明にかかるデジタルフィルタ装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【0027】
(実施の形態1)
図1は、この発明の実施の形態1であるデジタルフィルタ装置1の構成を示すブロック図である。このデジタルフィルタ装置1は、出力情報を含まない信号の乗算を省くことによって、乗算器の数を削減するようにしている。
【0028】
デジタルフィルタ装置1は、FF101〜105と、加算器201〜203と、マルチプレクサ301,302と、乗算器401,402とを有している。FF101〜105は直列に接続され、FF101,105の信号を加算器201に、FF102,204の信号を加算器202に送出している。そして、加算器201,202は夫々演算結果をマルチプレクサ302に送出している。
【0029】
マルチプレクサ301,302は、同期信号T1,T2を直交復調部14から入力していて、その同期信号T1,T2により、マルチプレクサ301はフィルタ係数k1,k2を乗算器401に選択送出し、マルチプレクサ302は、加算器201,202から入力した加算結果を乗算器401に選択送出する。乗算器401は、マルチプレクサ302から入力した信号にマルチプレクサ301から入力した係数を乗算し、加算器203に乗算結果を送出する。
【0030】
また、FF103は信号を乗算器402に送出し、乗算器402は、FF103から入力した信号にフィルタ係数k3を乗算し、加算器203に乗算結果を送出する。加算器203は、乗算器401,402から入力した乗算結果を加算し、加算結果をフィルタ出力としてFFT16に送出する。
【0031】
ここで、図2(a)は、数値制御発生器(NCO:Numerically Controlled Oscillator)から出力される信号により直交復調されたI信号9とQ信号10とを示している。I信号9とQ信号10とは、それぞれ4ビット((0),(1),(2),(3))周期の信号になっている。また、図2(b)は、I信号9に注目した場合、直交復調部14が出力情報を含む信号がフィルタ入力した時刻Z2,Z4に対応した同期信号T1と、出力情報を含まない時刻Z1,Z2,Z5に対応した同期信号T2とをフィルタ入力と同時にデジタルフィルタ装置1に送出することができることを示している。
【0032】
ここで、デジタルフィルタ装置1での信号処理について詳細に説明する。図3(a)は、A/D変換器から出力する信号形態を示している。この時点では、全てのフレームが出力情報を含む信号形態になっている。図3(b)は、直交復調部14で復調されたI信号9,Q信号10を示しているが、I信号9,Q信号10はともに出力情報を含むデータと「0」データとを交番している。しかし、この場合の「0」データは、出力情報を含まないデータを便宜的に現したもので、絶対的な出力値を示すものではない。
【0033】
図4は、I信号9がフィルタ入力する場合の時間変化を示す。たとえば、時刻t1〜t4までフィルタ入力としてデータ列「0」,「D2」,「0」,「−D4」,「0」,「D6」,「0」,「−D8」が順次シフトして入力していることを示している。
【0034】
図1において、たとえば、時刻t1では、直交復調部14からデジタルフィルタ装置1に同期信号T2が送出され、FF105,104,103,102,101は、それぞれデータ「0」,「D2」,「0」,「−D4」,「0」を保持送出する。そして、加算器201にはデータ「0」,「0」が送出され、加算器202には、データ「D2」,「−D4」が送出される。
【0035】
加算器201はデータ「0」,「0」の加算結果「0」をマルチプレクサ302に送出し、加算器202はデータ「D2」,「−D4」の加算結果「D2+(−D4)」をマルチプレクサ302に送出する。
【0036】
ここで、同期信号T2を入力すると、マルチプレクサ301はフィルタ係数k2を、また、マルチプレクサ302は加算器202からの加算結果を乗算器401に選択送出するようにしている。また、同期信号T1を入力すると、マルチプレクサ301はフィルタ係数k1を、マルチプレクサ302は加算器201からの加算結果を乗算器401に選択送出するようにしている。
【0037】
同期信号T2を入力するため、マルチプレクサ301はフィルタ係数k2を乗算器401に選択送出し、マルチプレクサ302は加算器202からの加算結果「D2+(−D4)」を乗算器401に選択送出する。したがって、乗算器401はフィルタ係数k2に加算結果「D2+(−D4)」を乗算し、乗算結果「k2(D2+(−D4))」を加算器203に送出する。
【0038】
一方、FF103は、データ「0」を乗算器402に送出し、乗算器402は、フィルタ係数k3にデータ「0」を乗算する。乗算器402は、乗算結果「0」を加算器203に送出する。
【0039】
そして、加算器203は、乗算器401から送出された乗算結果「k2(D2+(−D4))」に乗算器402から送出された乗算結果「0」を加算し、加算結果「k2(D2+(−D4))」をフィルタ出力としてFFT16に送出する。
【0040】
つぎに、時刻t2では、FF105,104,103,102,101は、それぞれデータ「D2」,「0」,「−D4」,「0」,「D6」を保持送出する。そして、加算器201にはデータ「D6」,「D2」が送出され、加算器202には、データ「0」,「0」が送出される。
【0041】
加算器201はデータ「D6」,「D2」の加算結果「D6+D2」をマルチプレクサ302に送出し、加算器202はデータ「0」,「0」の加算結果「0」をマルチプレクサ302に送出する。
【0042】
マルチプレクサ301,302は、同期信号T1を入力するためマルチプレクサ301は、フィルタ係数k1を乗算器401に選択送出し、マルチプレクサ302は加算器201からの加算結果「D6+D2」を乗算器401に選択送出する。したがって、乗算器401は、フィルタ係数k1に加算結果「D6+D2」を乗算し、乗算結果「k1(D6+D2)」を加算器203に送出する。
【0043】
一方、FF103は、データ「−D4」を乗算器402に送出し、乗算器402は、フィルタ係数k3にデータ「−D4」を乗算する。乗算器402は、乗算結果「k3(−D4)」を加算器203に送出する。
【0044】
そして、加算器203は、乗算器401から送出された乗算結果「k1(D6+D2)」に乗算器402から送出された乗算結果「k3(−D4)」を加算し、加算結果「k1(D6+D2)+k3(−D4)」をフィルタ出力としてFFT16に送出する。
【0045】
図5は、時刻t1〜t4でFF101〜105が保持しているデータを示し、図6は、図5で示したFF101〜105が保持送出するデータをもとに時刻t1〜t4でのフィルタ出力を示している。図6で示したフィルタ出力は、従来のデジタルフィルタ装置500のフィルタ出力と一致し、乗算器を削減してもフィルタ性能を維持できることが分かる。
【0046】
したがって、実施の形態1にかかるデジタルフィルタ装置1においては、従来のデジタルフィルタ装置500に比べ、乗算器の数を2/5に削減することができ、デジタルフィルタ装置1をコンパクトにすることができ、かつフィルタ性能を高品位に保てる。
【0047】
なお、図7は、実施の形態1の変形例であるデジタルフィルタ装置1bの構成を示すブロック図である。図7は、図1に示すブロック図で、加算器201,202に代えて、マルチプレクサ300,303と、乗算器400とを設けたものである。このような構成では、乗算器400は増加するが、加算器201,201を削減することができる。加算器201,202を削減する必要がある場合は、このような構成にしてもよい。
【0048】
(実施の形態2)
実施の形態1では、マルチプレクサ301により乗算器301で乗算するフィルタ係数を選択送出していたが、実施の形態2では、FF106,107により乗算器301で乗算するフィルタ係数を順次送出するようにしている。
【0049】
図7は、この発明の実施の形態2であるデジタルフィルタ装置1の構成を示すブロック図である。このデジタルフィルタ装置1aは、実施の形態1のデジタルフィルタ装置1のマルチプレクサ301をFF106,107に置き換えたものである。なお、図1と同じ構成には同符号を付している。
【0050】
FF106,107には夫々フィルタ係数k1,k2が保持されていて、同期信号T1,T2のより、順次フィルタ係数k1,k2が乗算器401に送出されるようになっている。乗算器401は、マルチプレクサ302から入力した加算結果にFF107から入力した係数を乗算し、加算器203に乗算結果を送出する。
【0051】
そして、同期信号T2を入力した場合、FF107はフィルタ係数k2を乗算器401に送出し、同期信号T1を入力した場合、FF107はフィルタ係数k1を乗算器401に送出するようにしている。
【0052】
図8において、たとえば、時刻t1では、FF105,104,103,102,101は、それぞれデータ「0」,「D2」,「0」,「−D4」,「0」を保持送出する。そして、加算器201にはデータ「0」,「0」が送出され、加算器202には、データ「D2」,「−D4」が送出される。
【0053】
加算器201は、データ信号「0」,「0」の加算結果「0」をマルチプレクサ302に送出し、加算器202は信号がデータ「D2」,「−D4」の加算結果「D2+(−D4)」をマルチプレクサ302に送出する。
【0054】
FF107は、同期信号T2を入力するため、フィルタ係数k2を乗算器401に選択送出し、マルチプレクサ302は、加算器202からの加算結果「D2+(−D4)」を乗算器401に選択送出する。したがって、乗算器401はフィルタ係数k2に加算結果「D2+(−D4)」を乗算し、乗算結果「k2(D2+(−D4))」を加算器203に送出する。
【0055】
一方、FF103は、そして、FF103は、データ「0」を乗算器402に送出し、乗算器402は、フィルタ係数k3にデータ「0」を乗算する。乗算器402は、乗算結果「0」を加算器203に送出する。
【0056】
そして、加算器203は、乗算器401から送出された乗算結果「k2(D2+(−D4))」に乗算器402から送出された乗算結果「0」を加算し、加算結果「k2(D2+(−D4))」をフィルタ出力としてFFT16に送出する。
【0057】
このようにして、順次時刻t2〜t4までのフィルタ出力を求めると、実施の形態1で説明した結果と一致し、図6に示した結果となる。したがって、実施の形態2にかかるデジタルフィルタ装置1aにおいては、従来のデジタルフィルタ装置500に比べ、乗算器の数を2/5にすることができ、フィルタ性能を落とさずにデジタルフィルタ装置1aをコンパクトにすることができる。
【0058】
なお、上述の実施の形態1,2ではタップ数を5とし、乗算器の数は従来例に比べ2/5になった。タップ数を7とした場合、乗算器の数は、従来例に比べ3/7になり、タップ数が9とした場合、乗算器の数は、従来例に比べ1/3になるように、乗算器の削減割合は一定ではないが、大幅に削減できる。実用上のタップ数を69とした場合、乗算器の数は20個となり従来の乗算器の数69個の1/3以下になり、大幅なサイズダウンが可能になる。
【0059】
また、上述した実施の形態1,2では、I信号について説明したが、Q信号についても同様に適用できることは言うまでもない。したがって、この発明の実施の形態1,2であるジタルフィルタ装置をI信号,Q信号に適用すれば、乗算器の削減効果は相加的になる。
【0060】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項1の発明によれば、デジタルフィルタ装置内に直列に配列された遅延素子が送出するデータを選択し、選択したデータにさらに選択したフィルタ係数を乗算するようにして、乗算回数を削減し、乗算器の数を削減できるという効果を奏する。
【0061】
また、請求項2の発明によれば、デジタルフィルタ装置内に直列に配列された遅延素子群の隣接する2対の対称位置関係にある遅延素子が送出するデータを加算し、さらに、それらの2個の加算結果を選択してフィルタ係数乗算器に送出することにより、乗算回数を削減し、大幅な乗算器の削減ができるという効果を奏する。
【0062】
また、請求項3の発明によれば、フリップフロップを直列に接続することにより、フィルタ係数を巡回的に乗算器に送出できるという効果を奏する。
【0063】
また、請求項4の発明によれば、この発明によるデジタルフィルタ装置はI信号,Q信号に対してともに適用できるという効果を奏する。
【0064】
また、請求項5の発明によれば、この発明による受信器は乗算器の数を削減したデジタルフィルタを備えることによって、コンパクトにできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1であるデジタルフィルタ装置の構成を示すブロック図である。
【図2】この発明の実施の形態1の直交復調部の出力信号とI信号のフィルタ入力信号を説明する説明図である。
【図3】この発明の実施の形態1のA/D変換器出力と直交復調部出力を説明する説明図である。
【図4】この発明の実施の形態1であるデジタルフィルタ装置に入力する時間変化に対する信号形態を説明する説明図である。
【図5】この発明の実施の形態1であるデジタルフィルタ装置の時刻t1〜t4における遅延素子が保持する信号を示す表図である。
【図6】この発明の実施の形態1であるデジタルフィルタ装置の時刻t1〜t4におけるフィルタ出力を示す表図である。
【図7】この発明の実施の形態1であるデジタルフィルタ装置の変形例を示すブロック図である。
【図8】この発明の実施の形態2であるデジタルフィルタ装置の構成を示すブロック図である。
【図9】従来の受信装置のデジタルフィルタ装置の配置を説明するブロック図である。
【図10】従来のデジタルフィルタ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1,1a,1b,500a,500b デジタルフィルタ装置
11 アンテナ
12 チューナ
13 A/D変換器
14 直交復調部
16 FFT
17 受信器
101〜107,501a〜505a FF
201〜203,510 加算器
300,301,302 マルチプレクサ
400,401,402,501b〜505b 乗算器
500 デジタルフィルタ
T1,T2 同期信号
k1〜k3 フィルタ係数[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital filter device that filters a signal obtained by demodulating a received IF signal into an I / Q baseband using a low-pass filter, and more particularly to a digital filter device suitable for digital communication.
[0002]
[Prior art]
Digital communication systems have characteristics such as high quality transmission, high speed, and low error rate, and their application fields are rapidly expanding due to advances in both hardware and software of digital communication technology. Currently, its application range is wide from mobile communication to digital broadcasting.
[0003]
By the way, as a digital communication system, an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system that can obtain high transmission efficiency and anti-multipath characteristics has attracted attention. On the receiving side, a digital filter is an important element in order to make use of the characteristics of the OFDM method.
[0004]
It is known that digital filters include a non-cyclic (FIR) filter whose filter response time ends in a finite time, and a cyclic filter (IIR: Infinite Impulse Response) filter whose response time of the system is infinite. It has been. Since the FIR filter can be designed using a Fourier series, the filter design is easy, and there is an advantage that a stable filter performance is always obtained without divergence at a specific frequency.
[0005]
In addition, the FIR filter also has a feature that it has a “linear phase characteristic” in which the waveform after filtering is not distorted. Therefore, FIR filters are frequently used in the digital communication field. However, in the FIR filter, it is necessary to increase the filter coefficient in order to obtain a steep cutoff that narrows the transition band between the pass band and the stop band, which is one of the important performances of the filter. Increasing the filter coefficient is to increase the “order” corresponding to the number of samplings input in the time domain. Specifically, the number of delay elements and the multipliers associated with the delay elements are increased to input the filter. This is to increase the number of signal sampling.
[0006]
Here, the function of the digital filter will be described. FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
[0007]
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional
[0008]
The
[0009]
The
[0010]
In the above description, the number of taps is set to 5 and thus the number of filter coefficients and multipliers is set to 5. However, in practice, the number of taps is set to about 70 in order to improve the cutoff performance. Therefore, if the number of taps increases, it is necessary to include a large number of delay elements and multipliers associated with the delay elements.
[0011]
In particular, since the circuit scale of the multiplier is large, if the filter coefficient is increased, the number of multipliers increases accordingly, and the digital filter device cannot be made compact. Therefore, a device for reducing the number of multipliers has been devised (see Patent Document 1).
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-339279
[Problems to be solved by the invention]
However, the practical digital filter device has a problem that since the number of multipliers is large, the entire digital filter device cannot be made compact even if the number of multipliers is reduced.
[0014]
Further, in order to make the digital filter device compact, if the number of multipliers is simply reduced and the “order” is made small, the cut-off characteristic deteriorates, resulting in a low-quality digital filter device.
[0015]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a compact digital filter device with a simple configuration and without causing a decrease in filter performance.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a digital filter device according to claim 1 sequentially inputs a series of digital signals to a delay element group having a predetermined number of stages, shifts the digital signals, and outputs each delay signal to an output from each delay element. In a digital filter device that multiplies a weighting factor corresponding to an element arrangement position, adds and outputs the multiplication results, and filters the digital signal, the digital filter device is continuous except for the delay element arranged at the center position of the delay element group. Corresponding to a plurality of output switching means for switching and outputting outputs from two delay elements in synchronization with the digital signal, and an arrangement position of each delay element that is an output source of signals output from the plurality of output switching means A plurality of coefficient switching means for switching and outputting the two weighting coefficients corresponding to the switching output, and switching output from each output switching means to the output switching means A plurality of multiplying means for multiplying the switched output from the coefficient switching means for response, characterized in that and an addition means for adding an output from the multiplying means.
[0017]
According to the first aspect of the present invention, the data selection transmitter for selectively transmitting the data transmitted by the series of delay elements is provided, and the filter coefficient selection transmission for selectively transmitting the filter coefficient for multiplying the selectively transmitted data. By providing a multiplier, the number of multiplications is reduced without changing the addition result, and the number of multipliers is also reduced.
[0018]
According to a second aspect of the present invention, in the digital filter device according to the second aspect of the present invention, the digital filter device further includes a plurality of addition units that add outputs from two delay elements that are symmetrical with respect to a center position of the delay element group, The output from the two adding means for adding the outputs from the two consecutive delay elements is input to the output switching means corresponding to the two consecutive delay elements.
[0019]
According to the second aspect of the present invention, there is provided an adder for adding data transmitted by two adjacent pairs of delay elements that are symmetrical in the arrangement of a series of delay element groups, and the two added data are multiplied by the multiplier. Thus, the number of multipliers at the symmetrical position of the delay element group is reduced, the number of multiplications is reduced without changing the addition result, and the number of multipliers is greatly reduced.
[0020]
Further, in the digital filter device according to
[0021]
According to the invention of
[0022]
According to a fourth aspect of the present invention, in the digital filter device according to the present invention, the series of digital signals are quadrature demodulated I component and Q component digital signals.
[0023]
According to the fourth aspect of the present invention, the digital filter device can be applied to I signals and Q signals.
[0024]
According to a fifth aspect of the present invention, in the above invention, the receiver includes the digital filter device according to any one of the first to fourth aspects, and demodulates and outputs a digital quadrature modulation signal.
[0025]
According to the invention of claim 5, the receiver includes a digital filter device with a reduced number of multipliers, and outputs a quadrature demodulated signal.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of a digital filter device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0027]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
Here, FIG. 2A shows an I signal 9 and a
[0032]
Here, the signal processing in the
[0033]
FIG. 4 shows a time change when the I signal 9 is input by a filter. For example, data strings “0”, “D2”, “0”, “−D4”, “0”, “D6”, “0”, “−D8” are sequentially shifted as filter inputs from time t1 to t4. Indicates that you are typing.
[0034]
In FIG. 1, for example, at time t1, the synchronization signal T2 is transmitted from the
[0035]
The
[0036]
Here, when the synchronization signal T2 is input, the
[0037]
In order to input the
[0038]
On the other hand, the
[0039]
The
[0040]
Next, at time t2,
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
On the other hand, the
[0044]
The
[0045]
FIG. 5 shows data held by the
[0046]
Therefore, in the
[0047]
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a
[0048]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the filter coefficient to be multiplied by the
[0049]
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the
[0050]
Filter coefficients k1 and k2 are held in the
[0051]
When the
[0052]
In FIG. 8, for example, at time t1,
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
On the other hand, the
[0056]
The
[0057]
Thus, when the filter outputs from time t2 to t4 are obtained sequentially, the result matches the result described in the first embodiment, and the result shown in FIG. 6 is obtained. Therefore, in the digital filter device 1a according to the second embodiment, compared to the conventional
[0058]
In the first and second embodiments described above, the number of taps is 5, and the number of multipliers is 2/5 compared to the conventional example. When the number of taps is 7, the number of multipliers is 3/7 compared to the conventional example, and when the number of taps is 9, the number of multipliers is 1/3 compared to the conventional example. Although the reduction ratio of the multiplier is not constant, it can be greatly reduced. When the number of taps in practical use is 69, the number of multipliers is 20, which is 1/3 or less of the number of conventional multipliers, 69, and the size can be greatly reduced.
[0059]
In the first and second embodiments described above, the I signal has been described. Needless to say, the present invention can also be applied to the Q signal. Therefore, if the digital filter device according to the first and second embodiments of the present invention is applied to the I signal and the Q signal, the reduction effect of the multiplier becomes additive.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the data transmitted by the delay elements arranged in series in the digital filter device is selected, and the selected data is further multiplied by the selected filter coefficient. Thus, the number of multiplications can be reduced, and the number of multipliers can be reduced.
[0061]
According to the second aspect of the present invention, the data sent by the delay elements in the two adjacent pairs of symmetrical positions of the delay element groups arranged in series in the digital filter device are added. By selecting the addition results and sending them to the filter coefficient multiplier, the number of multiplications can be reduced, and the number of multipliers can be greatly reduced.
[0062]
According to the invention of
[0063]
According to the fourth aspect of the invention, the digital filter device according to the present invention can be applied to both the I signal and the Q signal.
[0064]
According to the invention of claim 5, the receiver according to the invention has an effect that it can be made compact by including a digital filter with a reduced number of multipliers.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital filter device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining an output signal of an orthogonal demodulation unit and a filter input signal of an I signal according to
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an A / D converter output and an orthogonal demodulation unit output according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a signal form with respect to time change input to the digital filter device according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a table showing signals held by delay elements at times t1 to t4 of the digital filter device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a table showing filter outputs at times t1 to t4 of the digital filter device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a modification of the digital filter device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a digital filter device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram illustrating the arrangement of a digital filter device of a conventional receiving device.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional digital filter device.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b, 500a, 500b
17 Receivers 101-107, 501a-505a FF
201-203, 510
Claims (5)
前記遅延素子群の中心位置に配置された遅延素子を除き連続する2つの遅延素子からの出力を前記デジタル信号に同期して切替出力する複数の出力切替手段と、
前記複数の出力切替手段から切替出力される信号の出力元である各遅延素子の配置位置に対応した2つの重み係数を前記切替出力に対応させて切替出力する複数の係数切替手段と、
各出力切替手段からの切替出力に該出力切替手段に対応する前記係数切替手段からの切替出力を乗算する複数の乗算手段と、
各乗算手段からの出力を加算出力する加算手段と、
を備えたことを特徴とするデジタルフィルタ装置。A series of digital signals are sequentially input to a delay element group having a predetermined number of stages to shift the digital signal, and the output from each delay element is multiplied by a weighting coefficient corresponding to the position of each delay element, and the multiplication result is obtained. In the digital filter device for filtering the digital signal by adding and outputting,
A plurality of output switching means for switching and outputting the outputs from two consecutive delay elements except for the delay elements arranged at the center position of the delay element group in synchronization with the digital signal;
A plurality of coefficient switching means for switching and outputting two weighting coefficients corresponding to the arrangement positions of the respective delay elements that are output sources of signals output from the plurality of output switching means;
A plurality of multiplying means for multiplying the switching output from each output switching means by the switching output from the coefficient switching means corresponding to the output switching means;
Adding means for adding and outputting the outputs from the multiplying means;
A digital filter device comprising:
少なくとも前記連続する2つの遅延素子からの出力を加算する2つの加算手段からの出力を前記連続する2つの遅延素子に対応した出力切替手段に入力することを特徴とする請求項1に記載のデジタルフィルタ装置。A plurality of adding means for adding outputs from two delay elements located symmetrically with respect to the center position of the delay element group;
2. The digital according to claim 1, wherein outputs from at least two adding means for adding outputs from at least two successive delay elements are input to output switching means corresponding to the two successive delay elements. Filter device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003191783A JP2005027145A (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Digital filter device and receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003191783A JP2005027145A (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Digital filter device and receiver |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005027145A true JP2005027145A (en) | 2005-01-27 |
JP2005027145A5 JP2005027145A5 (en) | 2007-08-23 |
Family
ID=34189246
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003191783A Pending JP2005027145A (en) | 2003-07-04 | 2003-07-04 | Digital filter device and receiver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005027145A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007274260A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Sharp Corp | Signal processing circuit |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994022218A1 (en) * | 1993-03-23 | 1994-09-29 | Sony Corporation | Rate converter and imaging apparatus |
JPH07170153A (en) * | 1993-12-14 | 1995-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Signal processor |
JPH09298451A (en) * | 1996-04-30 | 1997-11-18 | New Japan Radio Co Ltd | Digital filter circuit and its control method |
JP2001024619A (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ofdm signal receiver |
JP2001211136A (en) * | 1999-11-15 | 2001-08-03 | Fujitsu Ten Ltd | Digital broadcast receiver and segment number detecting device |
JP2002158561A (en) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Ando Electric Co Ltd | Fir filter, and data processing method therefor |
-
2003
- 2003-07-04 JP JP2003191783A patent/JP2005027145A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994022218A1 (en) * | 1993-03-23 | 1994-09-29 | Sony Corporation | Rate converter and imaging apparatus |
JPH07170153A (en) * | 1993-12-14 | 1995-07-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Signal processor |
JPH09298451A (en) * | 1996-04-30 | 1997-11-18 | New Japan Radio Co Ltd | Digital filter circuit and its control method |
JP2001024619A (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ofdm signal receiver |
JP2001211136A (en) * | 1999-11-15 | 2001-08-03 | Fujitsu Ten Ltd | Digital broadcast receiver and segment number detecting device |
JP2002158561A (en) * | 2000-11-20 | 2002-05-31 | Ando Electric Co Ltd | Fir filter, and data processing method therefor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007274260A (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Sharp Corp | Signal processing circuit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3899966B2 (en) | Digital signal receiver | |
EP1821481B1 (en) | OFDM - MIMO radio frequency transmission system | |
US7098821B2 (en) | Receiving and transmitting signals having multiple modulation types using sequencing interpolator | |
JP4083861B2 (en) | Digital signal transmission device | |
JP2006512841A (en) | Method and apparatus for signal processing using filter bank | |
TW200408219A (en) | Multi-carrier transmission systems and methods using subcarrier relocation and guard interval insertion | |
JP5214018B2 (en) | Receiver | |
EP0379375A2 (en) | Parallel mode adaptive transversal equalizer for high-speed digital communications system | |
AU761866B2 (en) | Frequency shifting circuit and method | |
JP4611182B2 (en) | Wireless terminal apparatus and communication method switching method | |
US6593805B2 (en) | Demodulation apparatus | |
JP4511714B2 (en) | OFDM receiver | |
JP2005027145A (en) | Digital filter device and receiver | |
JP5264987B2 (en) | Receiver | |
JPH084277B2 (en) | Digital communication system | |
JP4548427B2 (en) | Power line carrier communication equipment | |
US8855254B2 (en) | Systems and methods for pre-averaged staggered convolution decimating filters | |
JPH0974366A (en) | Direct conversion receiver | |
US8175198B2 (en) | Matched filter and receiver | |
AU760193B2 (en) | Data transmission and reception in multicarrier modulation systems | |
JP2009218737A (en) | Reception device and reception method | |
JP2002344410A (en) | Ofdm modulator | |
WO2014097583A1 (en) | Frequency offset compensation device and frequency offset compensation method | |
JPH06311192A (en) | Digital demodulator | |
JP2005033407A (en) | Receiving device and filter device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20060627 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20070706 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090421 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090618 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20100119 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100318 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101124 |