JPH02121513A - デジタルフィルタバンク - Google Patents

デジタルフィルタバンク

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JPH02121513A
JPH02121513A JP27487488A JP27487488A JPH02121513A JP H02121513 A JPH02121513 A JP H02121513A JP 27487488 A JP27487488 A JP 27487488A JP 27487488 A JP27487488 A JP 27487488A JP H02121513 A JPH02121513 A JP H02121513A
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coefficient
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digital filter
filter bank
clock
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Yuji Igata
裕司 井形
Yuji Oue
裕司 大植
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 デジタル信号処理応用として、特に通信の分野において
は、FDM信号の合成や分解、周波数スペクトルの分析
などのために、複素化デジタルフィルタやデジタルフィ
ルタバンクがしばしば必要とされる。本発明は、このよ
うなデジタル信号処理におけるデジタルフィルタバンク
に関するものである。
従来の技術 第5図は従来のデジタルフィルタバンクの構成図を示す
ものであり、33−1〜33−Nは並列に並べられたデ
ジタルフィルタである。32はデマルチプレクサで、入
力部31からの入力データを順次デジタルフィルタに供
給する。
以上のように構成された従来のデジタルフィルタバンク
においては、入力部31からの入力データ34(Xs、
XIN  X2、X3、・・・)を順次デジタルフィル
タ33−1〜33−Nに供給する。
各デジタルフィルタにNヶ毎のデータ35−1(Xl、
Xol・・・)、35−2(X11XN41、・・)、
35−3(X2、XN42、・・・)、35N(XN−
1、X 2N−1、・・・)を供給し、N個のデジタル
フィルタにて並列にフィルタリング処理していた。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、例えば各デジタル
フィルタのタップ数をMタップとすれば、乗算器がMX
N個必要となり、フィルタバンクの段数が増加すると共
に、乗算器の個数を増やし、そのために全体のハードウ
ェア量が大きくなり、LSI化には不向きであるという
課題を有していた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、デジタルフ
ィルタバンクを構成する際に、デジタルフィルタを並列
に並べる代わりに、乗算器に時分割処理をさせることで
、乗算器の個数を節約でき、全体のハードウェア量を低
減し、LSI化を容易にするデジタルフィルタバンクを
提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、乗算器の入力部にN段の係数バッファと、各
タップの間にN個の遅延回路とを備え、データ入力のタ
イミング毎に、乗算される係数バッファを切り替えるこ
とにより、乗算器をM個で構成したデジタルフィルタバ
ンクである。
作用 本発明は前記した構成により、信号の入力のタイミング
毎に、乗算される係数バッファが切り替えられ、N段の
遅延の後、次タップの加算器に加えられる。このように
してMタップで順次累積加算が行われ、デジタルフィル
タバンクの出力には、N種の累積加算の結果が、順次時
分割出力される。
実施例 第1図は、本発明の第一の実施例における2段4タツプ
のデジタルフィルタバンクの構成図を示すものであって
、実信号を複素信号に変換する複素化フィルタなどに利
用できるものである。第1図において、102.103
.104.105は2段構成の係数バッフハ 106.
107.108.109は乗算器、110,111.1
13.114.11f3.117は遅延回路、112.
115.118は加算器、120は1人力毎に乗算され
る係数バッフ1をAB交互に切り替える係数バッファ制
御回路である。
以下、本実施例の動作を第2図を参照して説明する。第
2図には、第1図中(1)(2)−・・(7)の各測定
点における入力クロック毎の値を示した。特に、測定点
(7)は、出力である。入力を121 (Xe、X11
X2、Xs、・・・)とする。第1クロツクでは、制御
回路120により各係数バッファは、A側がセレクトさ
れ、各乗算器にて当該係数値とXQが乗算され、測定点
(1)(3)(5)(7)には、それぞれA3Xa1 
A2Xa、AIXa% A OX @が出力される。ま
た測定点(2)(4)(8)には、それぞれ前段の初期
値0が出力される。第2クロツクでは、各係数バッファ
は、B側がセレクトされ、各乗算器にて当該係数値とX
Iが乗算され、測定点(1)(3)(5)(7)には、
それぞれB5X8、B2X1、BIXI、BOX+が出
力される。また測定点(2)  (4)(6)には、前
段の値A3X5、A2Xa1 AlXe1がそれぞれ出
力される。第3クロツクでは、各係数バッファは、A側
がセレクトされる。各乗算器にて当該係数値とX2が乗
算され、測定点(1)にはA 3 X 2が、 (3)
(5)(7)には、前段の値も加算され、それぞれA 
2 X2+ A 3 Xl、A IX2+ A 2 X
IN  A OX2+ A I Xsが出力される。
また測定点(2)(4)(8)には、前段の値B5X3
、B2X11 BIXIがそれぞれ出力される。
第4クロツクでは、各係数バッファは、B側がセレクト
される。各乗算器にて当該係数値とXsが乗算され、測
定点(1)にはB3Xaが、 (3)  (5)(7)
には、前段の値も加算され、それぞれB2X3+ B 
3 X11B I Xa+ B 2 XI、BOX3+
BIX1が出力される。また測定点(2)(4)(6)
には、前段の値A3X2、A 2 X2+ A 3 X
ll、AIX 2 + A 2 X aがそれぞれ出力
される。以下同様にして、入力毎に累積加算が行われ、
第7クロツクの出力はAOXs+AlX4+A2X2+
A3X9、第8クロツクの出力はB OXT+ B I
 Xs+ B 2 Xs + B 3 XI、第9クロ
ツクの出力はAOXs+AIXa+ A 2 X2+ 
A 3 X2、第1Oクロツクの出力はBOX9+ B
 I X?+ B 2 XS+ B 3 Xsとなる。
上記のようにして、第7クロツク以降の出力には、奇数
クロック目には、偶数次クロックの入力列がA側の係数
によってフィルタリング処理されたデータが、奇偶数ク
ロック目には、奇数次クロックの入力列がB側の係数に
よってフィルタリング処理されたデータが出力されるこ
とになる。
また、実信号の複素化フィルタを実現するため、ある実
信号処理のフィルタの特性をH(Z)とし、これを次の
ように表現する。
H(Z)=H,(z2)+z−18,(z2)(H,(
z2)ハ偶数次係数、H,(22)は奇数次係数)複素
処理化するために、H(Z)を周波数軸上で−jシフト
すると、 H(−JZ)= H,((−JZ2))+ z−’H,
((−jz2))Z2=Zとして、 H,OZ”−H,lZ−’+H,2Z−2−H,3Z−
”+・−・+jz−+(HooZ9−HotZ−++H
o2Z−2−Ho3Z−3+・ )となる。従って、こ
れを実施例に適用するために、H(2)の偶数次の係数
列を1ケ毎に符号変換しA側に、同じく奇数次の係数を
1ケ毎に符号変換しB側にセットしておけば、本実施例
は、実信号の複素化フィルタとして動作する。
以上のように本実施例によれば、乗算器の入力部に2段
の係数バッファと各夕、ツブの間に2個の遅延回路とを
設け、データ入力のタイミング毎に、乗算される係数バ
ッファを切り替えることにより、乗算器は4個のみで、
2段4タツプのデジタルフィルタバンクを構成すること
ができる。
第3図は、本発明の第二の実施例における4段4タツプ
のデジタルフィルタバンクの構成図を示すものであって
、4チャンネルFDM−TDM変換器のフィルタバンク
などに利用できるものである。第3図において、202
.203.204.205は4段構成の係数バッフハ 
206.207.208.209は乗算器、210.2
11.212.213.215.216.217.21
8.220.221.222.223は遅延回路、21
4.219.224は加算器、226は1人力毎に乗算
される係数バッファをA−B−C−D−A−・・・と順
次切り替える係数バッファ制御回路である。
以下、本実施例の動作を第4図を参照して説明する。第
4図は、第3図中(1)(2)・曇・(+3)の各測定
点における入力クロック毎の値を示す。特に、測定点(
13)は、出力である。入力を201(L、X11X2
、X3、 ・・・)とする。
第1クロツクでは、制御回路226により各係数バッフ
ァは、Aバッファがセレクトされ、各乗算器にて当該係
数値とXllが乗算され、測定点(1)(5)  (9
)  (+3)には、それぞれA3X9、A2Xe、 
 A I Xa、A OX eが出力される。また測定
点II)  (+2)には、それぞれ前段の初期値0が
出力される。第2クロツクでは、各係数バッファは、B
バッファがセレクトされ、各乗算器にて当該係数値とX
、が乗算され、1lQl定点(1)(5)(9)(13
)には、それぞれB3XI、B2XI、BIX7.13
0X+が出力される。また測定点(2)  (6)(1
0)には、前段の値A 3 Xa、A2Xl11 AI
Xaおよび測定点(3)(4)(7)(8)(II)(
+2)にはOが、それゼれ出力される。第3クロツクで
は、各係数バッファは、Cバッファがセレクトされ、各
乗算器にて当該係数値とX2が乗算され、測定点(1)
(5)(9)(+3)には、それぞれC3X2、C2X
2、ClX2、C0X2が出力される。また測定点(2
)(6)(10)(3)(7)(目)には、前段の値B
 3 X+、B2XI、BIXl、A 3 X111A
 2 Xs、A I X gおよび測定点(4)(8)
  (+2)にはOが、それぞれ出力される。第4クロ
ツクでは、各係数バッファは、Dバッファがセレクトさ
れ、各乗算器にて当該係数値とX3が乗算され、測定点
(1)(5)(9)(+3)には、それぞれD3Xa、
B2X3、D I X3、D OX3が出力される。ま
た測定点(2)(6)(10)(3)(7)  (11
)  (4)(8)(+2)には、前段の値C3X2、
C2X2、ClX2、B5X0、B2X7、B I X
11A 3 XalA 2 Xa、A I X aが、
それぞれ出力される。第5クロツクでは、各係数バッフ
アバ、再びAバッファがセレクトされる。各乗算器にて
当該係数値とX4が乗算され、測定点(1)にはA3X
、が、 (5)(9)(+3Xには、前段の値も加算さ
れ、それぞれA 2 X=+ A 3 XalA IX
4+ A 2 Xa、A OX4+ A I Xaカ出
力さレル。
また測定点(2)(6)(呈0)  (3)  (7)
  (11)(4)  (8)  (+2)には、前段
の値D3X3、D2XI、 D I XI、 C3X2
、 C2X2、 ClX2、 B5X2、B2XI、B
IX+が、それぞれ出力される。
以下同様にして、入力毎に累積加算が行われ、第13ク
ロツクの出力は、A OX+a+A I X@+A 2
X a + A 3 X @、第14クロツクの出力は
BOX+3+B I X*+ B 2 X+l+ B 
3 XI、第15クロツクの出力はC0XIJ+CIX
+@+C2X5+C3L、第18クロツクの出力はD 
OX+s+ D I X+++ D 2 Xv+D 3
 XI、第17クロツクの出力はAOX+s+AIX+
2+ A 2 Xs+ A 3 XJ、となり、第13
クロツク以降の出力には、4クロツク毎に、4種のフィ
ルタリング処理されたデータが、出力されることになる
以上のように本実施例によれば、乗算器の入力部に4段
の係数バッファと、各タップの間に4個の遅延回路とを
設け、データ入力のタイミング毎に、乗算される係数バ
ッファを順次切り替えることにより、乗算器は4個のみ
で、4段4タツプのデジタルフィルタバンクを構成する
ことができる。
なお、第1、第2の実施例において、係数バ・ソフハ 
遅延回路の個数を、2ケ、4ケ、タップ数を4タツプと
したが、係数バッフハ 遅延回路の個数をNヶ、タップ
数をM個(乗算器の個数をM個)の構成とすれば、N段
Mタップのデジタルフィルタバンクを構成することがで
きることは、言うまでもない。
発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、乗算器の個数を節
約でき、全体のハードウェア量を低減し、LSI化を容
易にすることができ、その実用的効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は同実施例
の動作説明図、第3図は本発明の他の実施例の構成図、
第4図は同実施例の動作説明図、第5図は従来のデジタ
ルフィルタバンクの構成図である。 101.201・・・入力部、121.227・・・入
力データ、119.225拳II出力部、102.10
3.104.105.202.20O6、 11、 ・遅延 219、 φ係数 3.204.205・・拳係数バッフハ 1107、1
08、109、206、207.8.209・・・乗算
器、110.111.3、114、116、117、2
10、2212、213、215、216、217.8
、2201221、222、223 ・・回路、 11
2、115、118、214.224・φ・加算器、1
20.226・・バッファ制御回路。 代理人の氏名 弁理士 栗野重孝 ほか1名 薬1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  MタップのFIRフィルタN個で構成されるデジタル
    フィルタバンクにおいて、乗算器の入力部にN段の係数
    バッファと、各タップの間にN個の遅延回路を備え、デ
    ータ入力のタイミング毎に、乗算される係数バッファを
    切り替えることにより、乗算器をM個で構成することを
    特徴とするデジタルフィルタバンク。
JP63274874A 1988-10-31 1988-10-31 デジタルフィルタバンク Expired - Fee Related JP2558846B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100414399B1 (ko) * 2001-08-09 2004-01-07 장영범 블록필터 구조를 사용하여 구현된 소비 전력이 적으며유연성이 뛰어난 필터뱅크
US7467171B2 (en) 2002-08-22 2008-12-16 Fujitsu Limited Digital filter device
US8356063B2 (en) 2005-12-16 2013-01-15 Panasonic Corporation Reconfigurable digital filter

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US7467171B2 (en) 2002-08-22 2008-12-16 Fujitsu Limited Digital filter device
US8356063B2 (en) 2005-12-16 2013-01-15 Panasonic Corporation Reconfigurable digital filter

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