JPH11163953A - ディジタル直交変調器及び復調器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】信号処理系に、直交変復調動作の精度に大きく
影響するアナログ信号処理系を含まず、かつ直交局部発
振信号発生器や乗算器など複雑な回路を用いないでディ
ジタル直交変復調が可能なディジタル直交変復調回路を
提供する。 【解決手段】ディジタル信号処理を用いて直交変復調回
路を構成し、直交変調時または直交復調時の入力データ
の標本化周波数ｆＳに対し、搬送波周波数ｆＣ（＝ｆＳ
/4）であるため直交局部発振信号は、０，＋１，０，−
１、０、…として表せることを利用し、直交局部発振信
号の発生、９０度の移相、及び乗算については、ごく簡
単な構成のディジタル回路で形成した

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信機器・伝送機
器等に用いられるディジタル直交変復調器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】以下の説明において、ｆs´とｆsは標本
化周波数（ｆs´=ｆs/4）、Ｔ=n/ｆｓ（ｎ：整数）で、
ｆｃは搬送周波数とし、ｆc=ｆs/4する。

【０００３】図１２は従来の直交変調器の一例を示すブ
ロック図である。1と2は入力端子、3は出力端子、4と5
は補間器、6と7は動作周波数ｆsのディジタルフィル
タ、94と95はＤ／Ａ変換器、96と97はアナログ乗算器、
98はアナログ加算器、128は周波数ｆs´の発振器、129
は９０度移相器である。入力端子1は補間器4に接続し、
該補間器４はフィルタ6に接続する。該フィルタ6はＤ／
Ａ変換器94に接続し、該Ｄ／Ａ変換器94は乗算器96に接
続する。該乗算器96は加算器98に接続し、該加算器98は
出力端子3に接続されている。同様に、入力端子2は補間
器5に接続し、該補間器5はフィルタ7に接続する。該フ
ィルタ7はＤ／Ａ変換器95に接続し、該Ｄ／Ａ変換器95
は乗算器97に接続する。発振器128は９０度移相器129と
前記乗算器97に接続し、該９０度移相器129は前記乗算
器96に接続する。

【０００４】図１２において、入力端子１を介して、標
本化周波数ｆs´の同相成分データを補間器4に入力す
る。該入力データは、該補間器4によって標本化周波数
ｆsに周波数変換され、フィルタ6に送られる。該フィル
タ6は送られてきたデータから不要周波数成分を除去
し、データをＤ／Ａ変換器94に送る。該Ｄ／Ａ変換器94
は送られてきたデータをアナログデータに変換して、ア
ナログ乗算器96に送る。同様にして、入力端子2を介し
て標本化周波数ｆs´の直交成分データを補間器5に入力
する。該入力データは、該補間器5によって標本化周波
数ｆsに周波数変換され、フィルタ7に送られる。該フィ
ルタ7は送られてきたデータから不要周波数成分を除去
し、データを該Ｄ／Ａ変換器95に送る。該Ｄ／Ａ変換器
95は送られてきたデータをアナログデータに変換して、
アナログ乗算器97に送る。該乗算器97では、周波数ｆs
の発振器128から発生した局部発振信号を乗算して加算
器98に送る。同様に、前記乗算器96では、前記発振器12
8から発生した局部発振信号を９０度移相器129により９
０度位相をずらした発振信号を乗算して、前記加算器98
に送る。前記加算器98は入力した２つの信号を加算し
て、直交変調データとして出力端子3から出力する。

【０００５】また、図１５は従来の直交復調器の一例を
示すブロック図である。301は入力端子、302と303は出
力端子、304はＡ／Ｄ変換器、305と306は乗算器、307と
308はディジタルフィルタである。入力端子301はＡ／Ｄ
変換器304に接続し、該Ａ／Ｄ変換器304は乗算器304と
乗算器305に接続する。該乗算器305はディジタルフィル
タ307に接続し、該ディジタルフィルタ307は出力端子30
2に接続する。また、前記乗算器306はディジタルフィル
タ308に接続し、該ディジタルフィルタ308は出力端子30
3に接続する。図１５において、入力端子30１を介し
て、帯域制限された搬送波周波数ｆＩＦの直交振幅変調
信号を乗算器306と307に入力する。該乗算器306と307に
入力した受信信号は、該乗算器306と307によって、周波
数ｆｃ（＝ ｆＩＦ ）の発振器314と９０度移相器313に
よって発生した直交局部発振信号を乗算され、互いに直
交する同相成分と直交成分に直交検波される。前記乗算
器306からは、直交検波されデータの同相成分が出力さ
れ、Ａ／Ｄ変換器304に送られる。該Ａ／Ｄ変換器304は
入力してきた同相成分をディジタル信号に変換し、ディ
ジタルフィルタ308に送る。該ディジタルフィルタ308
は、送られてきた信号の波形整形と周波数変換（標本化
周波数ｆsから標本化周波数ｆs/4へ）を行い、出力端子
302を介して出力する。して、また、前記乗算器307から
は、直交検波されデータの直交成分が出力され、Ａ／Ｄ
変換器305に送られる。該Ａ／Ｄ変換器305は入力してき
た直交成分をディジタル信号に変換し、ディジタルフィ
ルタ309に送る。該ディジタルフィルタ309は、送られて
きた信号の波形整形と周波数変換（標本化周波数ｆsか
ら標本化周波数ｆs/4へ）を行い、出力端子303を介して
出力する。

【０００６】また、図１０は従来の直交変調器の、他の
一例を示すブロック図である。この図は図１０の発振器
128と９０度移相器129を除去し、代りにcos(2・π・ｆc・
ｔ)信号とsin(2・π・ｆc・ｔ)信号を、乗算器に入力した
ものである。

【０００７】図１０において、入力端子１と入力端子2
からの標本化周波数ｆs´の同相成分と直交成分データ
がそれぞれ入力し、それぞれアナログ乗算器96と97に送
られてくるまでは図１２と同一である。ここで、同相成
分側である前記乗算器96では、cos(2・π・ｆc・ｔ)を乗算
し、加算器98に送る。同様に、直交成分側である前記乗
算器97では、sin(2・π・ｆc・ｔ)を乗算し、該加算器98に
送る。該加算器98は送られてきた同相成分と直交成分の
データを加算して、出力端子3を介して出力する。尚、
ここで、ｔは実数である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術では、
アナログで処理しているため、発振器や９０度移相器、
乗算器、加算器等の精度及び経年変動により、同相成分
データと直交成分データの間にゲイン差、位相差、直流
オフセットが発生しやすく、安定度の向上と高精度化が
困難であった。また非対称な変調スペクトルとなるた
め、性能が劣化した。

【０００９】次にディジタル処理によって直交変復調行
うために、装置を直交変調器や直交復調器、またディジ
タルフィルタで構成すると、複雑な信号発生器、乗算
器、高速のディジタルフィルタＬＳＩなどを必要とし、
回路構成が大規模になってしまうという問題があった。

【００１０】また、標本化周波数を４倍に周波数変換す
ると、阻止域に対して通過域が狭くなるため、急峻なフ
ィルタを設計しなければならず、フィルタ係数の設計が
難しい。このため２倍の周波数変換を２回行う方法もよ
く行われるが、標本化周波数変換を２回行うため、同相
成分用と直交成分用合せて４つのフィルタが必要とな
り、２回目の標本化周波数変換には動作周波数の高い、
高速ディジタルフィルタが必要となるといった欠点があ
った。

【００１１】本発明は、上記の欠点を除去し、以下の目
的を達成することにある。

【００１２】本発明の第１の目的は、同相成分データと
直交成分データの間にゲイン差、位相差、直流オフセッ
トが発生しないディジタル直交変調器または直交復調器
を提供することにある。

【００１３】本発明の第２の目的は、直交変調時または
直交復調時に必要な乗算処理および同相成分データと直
交成分データの合成に乗算器を使用せず、また加算器を
極力使用せずに直交変調の処理を行うディジタル直交変
調器を提供することにある。

【００１４】本発明の第３の目的は、４倍の標本化周波
数変換を２倍の標本化周波数変換２回で行ったときに、
標本化周波数の1/2の周波数から標本化周波数への２倍
の標本化周波数変換に、必要となる前記標本化周波数と
同一周波数で動作するディジタルフィルタの代わりに、
動作周波数が前記標本化周波数の1/2のディジタルフィ
ルタを用いて構成したディジタル直交変調器を提供する
ことにある。

【００１５】本発明の第４の目的は、４倍の標本化周波
数変換を２倍の標本化周波数変換２回で行ったときに、
標本化周波数の1/2の周波数から標本化周波数ｆsへの２
倍の標本化周波数変換に必要となる同相成分データ用と
直交成分データ用の、２つのディジタルフィルタを１つ
のディジタルフィルタで構成したディジタル直交変調器
を提供することにある。

【００１６】本発明の第５の目的は、４倍の標本化周波
数変換に必要なフィルタ、及び直交変調処理を１つのデ
ィジタルフィルタで構成したディジタル直交変調器を提
供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記第１の目
的を達成するため、ディジタル信号処理を用いて構成し
たものである。

【００１８】また、第２の目的を達成するため、直交変
調時または直交検波時の入力データの標本化周波数に対
し、搬送波周波数が1/4であり、変調出力または復調出
力は同相成分データ、直交成分データが交互に１倍ある
いは−１倍されて出力されることを利用し、直交変調に
は必要な乗算器と加算器をセレクタと符号反転器に置き
換えて処理を簡略化し、直交検波には乗算器を使用せず
簡単な構成のディジタル回路で形成したものである。

【００１９】また、第３の目的を達成するため、前記直
交変調時に必要な乗算器と加算器をセレクタと符号反転
器に置き換えて処理し、標本化周波数の1/4の周波数か
ら標本化周波数への４倍の標本化周波数変換を、1/4か
ら1/2と1/2から標本化周波数へと２倍標本化周波数変換
２回に分けて行い、該２倍の標本化周波数変換における
補間処理は、”０”と”データ”を後段のディジタルフ
ィルタの動作周波数で切換えることによって行い、２回
の２倍標本化周波数変換のうち後段の1/2から標本化周
波数への標本化周波数変換では、ディジタルフィルタの
動作周波数を標本化周波数の1/2にしたものである。

【００２０】また、第４の目的を達成するため、本発明
の第２の目的を解決するための手段と、第３の目的を解
決するための手段を利用し、２回の２倍標本化周波数変
換のうち後段の２倍標本化周波数変換は、同相成分デー
タ用と直交成分データ用を１つのディジタルフィルタで
構成したものである。

【００２１】また、第５の目的を達成するため、複素係
数ディジタルフィルタを用いて構成し、４倍の標本化周
波数変換に必要なフィルタと直交変調処理機能を１つの
ディジタルフィルタで構成したものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下の説明において、ｆs´とｆs
は標本化周波数（ｆs´=ｆs/4）、Ｔ=n/ｆs（ｎ：整
数）で、ｆcは搬送周波数とし、ｆc=ｆs/4する。

【００２３】本発明の第１の目的を達成させた一実施例
を図１と図１６によって説明する。図１は本発明の直交
変調器の一例を示すブロック図である。1と2は入力端
子、3は出力端子、4と5は補間器、6と7は動作周波数ｆs
のディジタルフィルタ、8と9はディジタル乗算器、10は
ディジタル加算器、11はＤ／Ａ変換器である。

【００２４】入力端子1は補間器4に接続し、該補間器４
はフィルタ6に接続する。該フィルタ6は乗算器8に接続
し、該乗算器8は加算器10に接続する。同様に、入力端
子2は補間器5に接続し、該補間器5はフィルタ7に接続す
る。該フィルタ7は乗算器9に接続し、該乗算器9は前記
加算器10に接続する。前記加算器10はＤ／Ａ変換器11に
接続し、該Ｄ／Ａ変換器11は出力端子3に接続されてい
る。

【００２５】図１において、入力端子１を介して、標本
化周波数ｆｓ´の同相成分データを補間器4に入力す
る。該入力データは、該補間器4によって標本化周波数
ｆsに周波数変換され、フィルタ6に送られる。該フィル
タ6は入力されたデータから不要周波数成分を除去し
て、乗算器8に送る。同様にして、入力端子2を介して標
本化周波数ｆｓ´の直交成分データを補間器5に入力
し、該補間器5とフィルタ7を通って、標本化周波数ｆs
に周波数変換された直交成分データが乗算器9に送られ
る。該標本化周波数ｆsに周波数変換した同相成分デー
タは、前記乗算器8によりcos(2・π・ｆc・Ｔ)を乗算し、
また直交成分データは、前記乗算器9によりsin(2・π・ｆ
c・Ｔ)を乗算する。前記乗算器8と前記乗算器9の乗算デ
ータは加算器10にそれぞれ送られ、該加算器10によって
加算され、Ｄ／Ａ変換器11に送られる。該Ｄ／Ａ変換器
11は送られてきたデータをアナログデータに変換して、
出力端子3を介して直交変調したデータとして出力す
る。

【００２６】図１６は本発明の直交復調器の一例を示す
ブロック図である。図で使用している符号は、図１５と
共通である。入力端子301はＡ／Ｄ変換器315に接続し、
該Ａ／Ｄ変換器315は乗算器305と306に接続する。該乗
算器305はディジタルフィルタ307に接続し、該ディジタ
ルフィルタ307は出力端子302に接続する。前記乗算器30
6はディジタルフィルタ308に接続し、該ディジタルフィ
ルタ308は出力端子303に接続する。

【００２７】図１６において、入力端子301を介して、
帯域制限された搬送波周波数ｆＩＦ（ ｆＩＦ ＝ｆs/
4）の直交振幅変調信号をＡ／Ｄ変換器315に入力する。
該Ａ／Ｄ変換器315は、入力された信号を標本化周波数
ｆsのディジタルデータに変換し、乗算器305と306に送
る。該乗算器305は、送られてきたディジタルデータ
に、搬送波データであるcos（2・π・ｆs/4・Ｔ)を乗算し
て直交検波され、フィルタ307に送る。該フィルタ307は
送られてきたデータの波形整形と周波数変換（標本化周
波数ｆsから標本化周波数ｆs/4へ）を行う。該周波数変
換されたデータは同相成分データとして、出力端子302
を介して出力される。同様に、前記乗算器306は、送ら
れてきたディジタルデータに、搬送波データであるsin
（2・π・ｆs/4・Ｔ)を乗算して直交検波され、フィルタ30
8に送る。該フィルタ308は送られてきたデータの波形整
形と周波数変換（標本化周波数ｆsから標本化周波数ｆs
/4へ）を行う。該周波数変換されたデータは直交成分デ
ータとして、出力端子303を介して出力される。

【００２８】以上により、ディジタル信号処理を用いて
直交変復調を行うことで、同相成分データと直交成分デ
ータの間にゲイン差、位相差、直流オフセットが発生し
ないようにしたディジタル直交変調器とディジタル直交
復調器とを実現できる。

【００２９】図１１は、図１において入力端子1に同相
成分データ“Ａ”を入力し、cos (2・π・ｆc・Ｔ)=cos(1/
2・π・ｆs・Ｔ)を乗算したデータと、入力端子2に直交成
分データ“Ｂ”を入力し、sin (2・π・ｆc・Ｔ)=sin(1/2・
π・ｆs・Ｔ)を乗算したデータとを加算したデータを表し
ている。図１１に示すように、同相成分データ“Ａ”と
直交成分データ“Ｂ”を周波数ｆsで交互に選択し、更
にその選択したデータと選択したデータの符号を反転し
たデータとを周波数ｆs/2で交互に選択した結果と等し
いことが分かる。

【００３０】また、図１６においても、Ｔ＝n/ｆs
（ｎ：整数）であるので、搬送波データは cos（2・π・ｆs/4・Ｔ) ＝ １，０，−１，０，… sin（2・π・ｆs/4・Ｔ) ＝ ０，１，０，−１，… となる。また、標本化周波数変換用のディジタルフィル
タ307と308の伝達関数H(Z)を H(Z)＝１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3 とすると、ディジタルフィルタの入力データは、同相成
分データ側はＡ／Ｄ変換したデータの１倍、０、−１
倍、０が順番に入力され、直交成分データ側はＡ／Ｄ変
換したデータの０、１倍、０、−１倍が順番に入力され
る。つまり、ディジタルフィルタの係数を、同相成分デ
ータ側のディジタルフィルタ307は“１，０，−１，
０”とし、直交成分データ側のディジタルフィルタ308
は“０，１，０，−１”とすれば、直交検波、標本化周
波数変換を同時に行うことができる。

【００３１】前述の構成により、本発明の第２の目的を
達成させた一実施例を図２と図１７によって説明する。
図２は本発明の直交変調器の一例を示すブロック図であ
る。1と2は入力端子、3は出力端子、4と5は補間器、6と
7は動作周波数ｆsのディジタルフィルタ、11はＤ／Ａ変
換器、12は切換え周波数ｆsのセレクタ、14は切換え周
波数ｆs/4のセレクタ、13は符号反転器である。

【００３２】入力端子1は補間器4に接続し、該補間器４
はフィルタ6に接続する。該フィルタ6はセレクタ12の端
子に接続する。同様に、入力端子2は補間器5に接続
し、該補間器5はフィルタ7に接続する。該フィルタ7は
前記セレクタ12の端子に接続する。該セレクタ12の端
子はセレクタ11の端子と符号反転器13に接続する。
該符号反転器13は前記セレクタ11の端子に接続し、前
記セレクタ11の端子はＤ／Ａ変換器11に接続する。そ
して、該Ｄ／Ａ変換器11は出力端子3に接続している。

【００３３】図２において、入力端子1を介して、標本
化周波数ｆs´の同相成分データを補間器4に入力する。
該補間器4は入力したデータを標本化周波数ｆsに周波数
変換してフィルタ6に送る。該フィルタ6は送られてきた
データから不要周波数成分を除去して、セレクタ12の端
子に送る。同様に、入力端子２を介して、標本化周波
数ｆs´の直交成分データを補間器5に入力し、該補間器
5は入力した直交成分データを標本化周波数ｆsに周波数
変換してフィルタ7に送る。該フィルタ7は入力されたデ
ータから不要成分を除去して、前記セレクタ12の端子
に送る。

【００３４】次に、図１１の結果となるように、前記標
本化周波数に周波数変換した同相成分データと直交成分
データとを、前記セレクタ12により周波数ｆsで交互に
切換えて出力し、更にその切換えたデータと切換えたデ
ータを符号反転器13により符号反転したデータとを、セ
レクタ14により周波数ｆs/2で交互に切換えて出力し、
Ｄ／Ａ変換器11に送る。該Ｄ／Ａ変換器11は、送られて
きたデータをアナログデータに変換して直交変調したデ
ータとして、出力端子３を介して出力する。従って、乗
算器と加算器を使用しないで、ディジタル変調処理がで
きる。

【００３５】図１７は本発明の直交復調器の一例を示す
ブロック図である。301は入力端子、302と303は出力端
子、310と311は加算器、316，317，318は動作周波数ｆs
のシフトレジスタ、319と320は動作周波数ｆs/4のシフ
トレジスタである。入力端子301はＡ／Ｄ変換器315に接
続し、該Ａ／Ｄ変換器315は加算器310とシフトレジスタ
316に接続している。該シフトレジスタ316はシフトレジ
スタ317と加算器311に接続され、該シフトレジスタ317
はシフトレジスタ318と前記加算器310に接続している。
該シフトレジスタ318は前記加算器311に接続され、前記
加算器311はシフトレジスタ320に接続している。該シフ
トレジスタ320は出力端子303に接続する。前記加算器31
0はシフトレジスタ319に接続し、該シフトレジスタ319
は出力端子302に接続する。

【００３６】図１７において、入力端子301を介して帯
域制限された搬送波周波数ｆＩＦ（＝ｆs/4）の直交振
幅変調信号がＡ／Ｄ変換器315に入力する。該Ａ／Ｄ変
換器315は入力した信号を標本化周波数ｆsのディジタル
データに変換し、シフトレジスタ316と加算器310に送
る。該シフトレジスタ316は、周波数ｆsで動作するシフ
トレジスタであり、１サンプル（＝ｆs）遅延したデー
タをシフトレジスタ317と加算器311に送る。該シフトレ
ジスタ317もデータを１サンプル（＝ｆs）遅延させ、加
算器310とシフトレジスタ318に送る。該シフトレジスタ
318もまた、データを１サンプル（＝ｆs）遅延させ、加
算器311に送る。以上により、同相成分側のフィルタ係
数は“０，−１，０，１”であるので、前記Ａ／Ｄ変換
器315からの出力データを２サンプル前のデータ（シフ
トレジスタ317の出力）から加算器310によって減算す
る。同様に、直交成分側のフィルタ係数は“−１，０，
１，０”であるので、前記Ａ／Ｄ変換器315の出力デー
タの１サンプル前のデータ（シフトレジスタ316の出
力）を３サンプル前のデータ（シフトレジスタ318の出
力）から加算311によって減算する。ここで、標本化周
波数ｆs/4へ標本化周波数変換するので、加算器310と31
1の出力データを動作周波数ｆs/4のシフトレジスタ319
と320とによりそれぞれ取り出し出力端子302と303から
出力する。

【００３７】図１３と図１８は、本発明の第２の目的を
達成する他の実施例である。図１３は変調器のブロック
図で、図２の構成における、補間器とディジタルフィル
タ（動作周波数ｆs）の構成（ディジタル補間フィル
タ）をシフトレジスタ（動作周波数ｆs/4）で構成した
ものである。即ち、補間器4とディジタルフィルタ6（動
作周波数ｆs）を動作周波数ｆs/4のシフトレジスタ116
に、補間器5とディジタルフィルタ7（動作周波数ｆs）
を動作周波数ｆs/4のシフトレジスタ117に置換えてい
る。

【００３８】以下、図１３の動作を説明する。ここで、
補間器による４倍の周波数変換処理は、入力データの標
本化周波数ｆc（=ｆs/4 （周期：41/ｆs））に対し、
“データ”と“データ”の間に 周期：31/ｆs は“０”
を“データ”の代わりに挿入するように切換えることに
よって行うことが出来る。この時、動作周波数ｆsのデ
ィジタルフィルタの伝達関数H(Z)を次式 H(Z)＝１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3 とすると、ディジタルフィルタの出力データは、補間す
る前の入力データを動作周波数ｆs/4のシフトレジスタ
で保持した出力データと同等であることがわかる。つま
り、動作周波数ｆsのディジタル補間フィルタを動作周
波数ｆs/4のシフトレジスタに置き換えて処理すること
が可能となる。

【００３９】図１８は復調器のブロック図で、図１７の
構成における、加算器の動作周波数をｆsではなく、ｆs
/4で動作させる場合の構成を示したものである。即ち、
加算器310に入力するデータを動作周波数ｆs/4のシフト
レジスタ321と323を通して受け、加算器311に入力する
データを動作周波数ｆs/4のシフトレジスタ322と324を
通して受けるようにしている。またその代りに、加算器
310の出力側の動作周波数ｆs/4のシフトレジスタ319
と、加算器311の出力側の動作周波数ｆs/4のシフトレジ
スタ320とが削除されている。

【００４０】以下、図１８の動作を説明する。図１８に
おいて、入力端子301を介して帯域制限された搬送波周
波数ｆＩＦ（＝ｆs/4）の直交振幅変調信号がＡ／Ｄ変
換器315に入力する。該Ａ／Ｄ変換器315は入力した信号
を標本化周波数ｆsのディジタルデータに変換し、シフ
トレジスタ316とシフトレジスタ321に送る。該シフトレ
ジスタ316は、周波数ｆsで動作するシフトレジスタであ
り、１サンプル（＝ｆs）遅延したデータをシフトレジ
スタ317とシフトレジスタ322に送る。該シフトレジスタ
317もデータを１サンプル（＝ｆs）遅延させ、シフトレ
ジスタ323とシフトレジスタ318に送る。該シフトレジス
タ318もまた、データを１サンプル（＝ｆs）遅延させ、
シフトレジスタ324に送る。該シフトレジスタ324と前記
シフトレジスタ322は送られてきたデータをそれぞれ、
標本化周波数変換して加算器処理の動作周波数をｆs/4
にして加算器311に送る。前記シフトレジスタ321と前記
シフトレジスタ323は送られてきたデータをそれぞれ、
標本化周波数変換して加算器処理の動作周波数をｆs/4
にして加算器310に送る。以上により、同相成分側のフ
ィルタ係数は“０，−１，０，１”であるので、前記Ａ
／Ｄ変換器315からの出力データ（シフトレジスタ321の
出力）を２サンプル前のデータ（シフトレジスタ323の
出力）から加算器310によって減算する。同様に、直交
成分側のフィルタ係数は“−１，０，１，０”であるの
で、前記Ａ／Ｄ変換器315の出力データの１サンプル前
のデータ（シフトレジスタ322の出力）を３サンプル前
のデータ（シフトレジスタ324の出力）から加算311によ
って減算する。加算器310の同相成分出力データ（動作
周波数ｆs/4）は出力端子302から出力され、加算器311
の直交成分出力データ（動作周波数ｆs/4）は出力端子3
03から出力され。

【００４１】図１８に示すように、加算動作が周波数ｆ
Ｓで動作できない場合には、加算処理を行う前に動作周
波数ｆＳ/4のシフトレジスタにより標本化周波数変換
し、それから加算処理を行えば、加算処理は周波数ｆＳ
/4で動作すればよい。

【００４２】また、図１４と図１９は本発明の第２の目
的を達成する別の実施例のブロック図で、図１４は変調
器、図１９は復調器である。図１４で、116，117，11
8，119は動作周波数がｆs/4のシフトレジスタ、111，12
4，125は動作周波数がｆsのシフトレジスタ、120，12
1，122，123は加算器で、その他の符号は図２と共通で
ある。入力端子１はシフトレジスタ116に接続し、該シ
フトレジスタ116はシフトレジスタ118と加算器120に接
続する。該シフトレジスタ118は前記加算器120に接続
し、前記加算器120は加算器122に接続する。該加算器12
2はセレクタ12の端子とシフトレジスタ124に接続し、
該シフトレジスタ124は前記加算器122に接続する。ま
た、入力端子2はシフトレジスタ117に接続し、該シフト
レジスタ117はシフトレジスタ119と加算器121に接続す
る。該シフトレジスタ119は前記加算器121に接続し、前
記加算器121は加算器123に接続する。該加算器123は前
記セレクタ12の端子とシフトレジスタ125に接続し、
該シフトレジスタ125は前記加算器123に接続する。前記
セレクタ12の端子はセレクタ14の端子と符号反転器
13に接続し、該符号反転器13は前記セレクタ14の端子
に接続する。前記セレクタ14の端子はシフトレジスタ
111に接続し、該シフトレジスタ111はＤ／Ａ変換器11に
接続する、該Ｄ／Ａ変換器11は出力端子3に接続してい
る。

【００４３】以下、図１４の動作を説明する。図１４
は、図１３より更に阻止域減衰量を多くとる場合で、動
作周波数ｆsのディジタルフィルタの伝達関数H(Z)を次
式 H(Z)＝（１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3）² ＝（１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3）・（１−Ｚ^-4）／（１−Ｚ^-1） とし、（１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3）の部分は前記動作周波
数ｆs/4のシフトレジスタで、（１−Ｚ^-4）の部分は同
じく動作周波数ｆs/4のシフトレジスタ及び加算器で、
（１−Ｚ^-1）の部分は動作周波数ｆsのシフトレジスタ
及び加算器で構成することが可能となる。尚、動作周波
数ｆs/4のシフトレジスタ111は、セレクタ14の端子か
ら送られてくるデータをラッチし、データのタイミング
を調整してＤ／Ａ変換器11に送っている。

【００４４】図１９で、図１７の加算器と出力端子の前
段のシフトレジスタとの間に累積回路を設けた一例であ
る。325と326は加算器、327と328は動作周波数ｆsのシ
フトレジスタ、329はクリア信号生成回路であり、他の
符号は、図１７と共通である。入力端子301から、加算
器310と加算器311までの接続は図１７と全く同じであ
り、該加算器310は加算器325に接続し、該加算器325は
シフトレジスタ327とシフトレジスタ319に接続する。該
シフトレジスタ319は出力端子302に接続する。また、前
記加算器311は加算器326に接続し、該加算器326はシフ
トレジスタ328とシフトレジスタ320に接続する。該シフ
トレジスタ320は出力端子303に接続する。クリア信号生
成回路329は前記シフトレジスタ327と328に接続する。
前記シフトレジスタ327は前記シフトレジスタ325に接続
し、前記シフトレジスタ328は前記シフトレジスタ326に
接続する。

【００４５】以下、図１９の動作を説明する。図１９
は、図１８より更に阻止域減衰量を多くとる場合で、動
作周波数ｆsのディジタルフィルタの伝達関数H(Z)を次
式 H(Z)＝（１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3）² ＝（１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3）（１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3） とする。この時、入力端子301から加算器310と311まで
で構成される前段の（１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3）は、前記
直交検波処理と標本化周波数変換処理を組み合わせて行
うディジタルフィルタで構成し、 後段の（１＋Ｚ^-1＋
Ｚ^-2＋Ｚ^-3）は周波数ｆs／４毎に出力すればよいこと
を考慮すれば、加算器と動作周波数ｆsのシフトレジス
タを用いた累積回路で前段の結果を累積し、４回累積し
た後に動作周波数ｆs／４のシフトレジスタでデータを
取り込み出力し、取り込んだ後累積結果をクリアするよ
うに前記動作周波数ｆsのシフトレジスタをクリアする
クリア信号発生回路を用いれば、乗算器を使用せず回路
規模を縮小して構成することができる。

【００４６】次に本発明の第３の目的を達成した一実施
例を図３によって説明する。図３は本発明の直交変調器
の一例を示すブロック図である。1と2は入力端子、15と
16は補間器、17と18は動作周波数がｆs/2のディジタル
フィルタ、19と20は補間器、21と22は動作周波数がｆs
のディジタルフィルタ、12と14はセレクタ、13は符号反
転器、11はＤ／Ａ変換器、3は出力端子である。

【００４７】入力端子1は補間器15に接続し、該補間器1
5はフィルタ17に接続する。該フィルタ17は補間器19に
接続し、該補間器19はフィルタ21に接続する。該フィル
タ21はセレクタ12の端子に接続する。同様に、端子2
は補間器16に接続し、該補間器16はフィルタ18に接続す
る。該フィルタ18は補間器20に接続し、該補間器20はフ
ィルタ22に接続する。該フィルタ22はセレクタ12の端子
に接続する。セレクタ12の端子はセレクタ14の端子
と符号反転器13に接続し、該符号反転器13の出力はセ
レクタ14の端子に接続する。該セレクタ14の端子
は、Ｄ／Ａ変換器11に接続し、該Ｄ／Ａ変換器11は出力
端子3に接続する。以下この動作について説明する。入
力端子１を介して、標本化周波数ｆs´の同相成分デー
タが補間器15に入力する。該補間器15は入力したデータ
を標本化周波数 2ｆs´（=ｆs/2）に周波数変換して、
フィルタ17に送る。該フィルタ17は、入力したデータか
ら不要周波数成分を除去して補間器19に送る。該補間器
19は、入力したデータを標本化周波数ｆsに周波数変換
して、フィルタ21に送る。該フィルタ21は入力したデー
タから不要周波数成分を除去してセレクタ12の端子に
送る。同様に、入力端子2を介して、標本化周波数ｆs´
の直交成分データが補間器16に入力する。該補間器16は
入力したデータを標本化周波数2ｆs´（=ｆs/2）に周波
数変換して、フィルタ18に送る。該フィルタ18は、入力
したデータから不要周波数成分を除去して補間器20に送
る。該補間器20は、入力したデータを標本化周波数ｆs
に周波数変換して、フィルタ22に送る。該フィルタ22は
入力したデータから不要周波数成分を除去して前記セレ
クタ12の端子に送る。前記セレクタ12は、この標本化
周波数変換した同相成分データと直交成分データを、周
波数ｆsで切換える。このデータは、セレクタ14の端子
に送られるとともに、符号反転器13に送られる。該符
号反転器13は符号を反転したデータを、前記セレクタ14
の端子に送る。前記セレクタ14は送られてきた２つの
データを周波数ｆs/2で切換え、Ｄ／Ａ変換器11に送
る。該Ｄ／Ａ変換器11はアナログデータに変換し、直交
変調したデータとして、出力端子３を介して出力する。

【００４８】ここで、図３における補間器19と補間器20
は“データ”と“０”とを周波数ｆsで交互に切換える
セレクタで構成することができ、前記ディジタルフィル
タ21と前記ディジタルフィルタ22は、遅延シフトレジス
タと乗算器及び加算器を用いたＦＩＲディジタルフィル
タで構成することができる。この構成の一実施例を、図
４を用いて説明する。

【００４９】図４は、図３の補間器19，20とフィルタ2
1，22をＦＩＲディジタルフィルタで置換えたブロック
図の一例で、23と24は“データ”と“０”とを周波数ｆ
sで交互に切換えるセレクタ、25，26，27，28，29，4
1，42，43，44，45は遅延シフトレジスタ、30，31，3
2，33，34，35，46，47，48，49，50，51は乗算器、3
6，37，38，39，40，52，53，54，55，56は加算器、99
と100がＦＩＲディジタルフィルタで、その他は図３と
同様である。入力端子1は補間器15に接続し、該補間器1
5はフィルタ17に接続する。該フィルタ17はセレクタ23
の入力端子に接続し、該セレクタ23の他の入力端子
はグランドに接続されている（接地されている）。該セ
レクタ23の出力端子は遅延レジスタ25と乗算器30に接
続され、該遅延レジスタ25は遅延レジスタ26と乗算器31
に接続される。該遅延レジスタ26は遅延レジスタ27と乗
算器32に接続され、該遅延レジスタ27は遅延レジスタ28
と乗算器33に接続される。該遅延レジスタ28は遅延レジ
スタ29と乗算器34に接続され、該遅延レジスタ29は乗算
器35に接続される。前記乗算器30と前記乗算器31は加算
器36に接続し、該加算器36と前記乗算器32は加算器37に
接続する。該加算器37と前記乗算器33は加算器38に接続
し、該加算器38と前記乗算器34は加算器39に接続する。
該加算器39と前記乗算器35は加算器40に接続し、該加算
器40はセレクタ12の端子に接続する。同様に、入力端
子2は補間器16に接続し、該補間器16はフィルタ18に接
続する。該フィルタ18はセレクタ24の端子に接続し、
該セレクタ24の他の端子はグランドに接続されている
（接地されている）。該セレクタ24の端子は遅延レジ
スタ41と乗算器46に接続され、該遅延レジスタ41は遅延
レジスタ42と乗算器47に接続される。該遅延レジスタ42
は遅延レジスタ43と乗算器48に接続され、該遅延レジス
タ43は遅延レジスタ44と乗算器49に接続される。該遅延
レジスタ44は遅延レジスタ45と乗算器50に接続され、該
遅延レジスタ45は乗算器51に接続される。前記乗算器46
と前記乗算器47は加算器52に接続し、該加算器52と前記
乗算器48は加算器53に接続する。該加算器53と前記乗算
器49は加算器54に接続し、該加算器54と前記乗算器50は
加算器55に接続する。該加算器55と前記乗算器51は加算
器56に接続し、該加算器56は前記セレクタ12の入力端子
に接続する。前記セレクタ12の端子はセレクタ14の
端子と符号反転器13に接続し、該符号反転器13は前記
セレクタ14の端子に接続する。前記セレクタ14の端子
はＤ／Ａ変換機11に接続し、該Ｄ／Ｄ変換機11は出力
端子3に接続している。ここで、遅延レジスタ25〜29及
び乗算器30〜35並びに加算器36〜40の構成がＦＩＲフィ
ルタ99で、遅延レジスタ41〜45及び乗算器46〜51並びに
加算器52〜56の構成がＦＩＲフィルタ100である。図５
は、図４の構成から、乗算器31，33，35，46，48，50と
加算器36，38，40，52，53，55を削除したものである。
ここで遅延レジスタ25〜29及び乗算器30，32，34並びに
加算器37，39の構成がＦＩＲフィルタ101で、遅延レジ
スタ41〜45及び乗算器47，49，51並びに加算器54，56の
構成がＦＩＲフィルタ102である。また図６は、図５の
構成から、セレクタ23とセレクタ24を除去し、２つの遅
延レジスタ25と26を１つにして遅延レジスタ57に、２つ
の遅延レジスタ27と28を１つにして遅延レジスタ58に、
２つの遅延レジスタ42と43を１つにして遅延レジスタ59
に、２つの遅延レジスタ44と45を１つにして遅延レジス
タ60にし、かつ遅延レジスタ41を削除した構成のもので
ある。ここで、遅延レジスタ57，58及び乗算器30，32，
34並びに加算器37，39の構成がＦＩＲフィルタ103で、
遅延レジスタ59，60及び乗算器47，49，51並びに加算器
54，56の構成がＦＩＲフィルタ102である。

【００５０】次に図４の動作の一例を説明する。入力端
子1を介して、標本化周波数ｆs´の同相成分データが補
間器15に入力する。該補間器15は入力したデータを標本
化周波数 2ｆs´（=ｆs/2）に標本化周波数変換して、
フィルタ17に送る。該フィルタ17は入力したデータの不
要周波数成分を除去して、セレクタ23に送る。該セレク
タ23は、周波数ｆsで“データ”と“０”を交互に切換
えることにより０補間を行い、乗算器30，31，32，33，
34，35の乗算係数a0，a1，a2，a3，a4，a5のＦＩＲディ
ジタルフィルタ99へ入力する。この時、前記セレクタ23
による補間出力は“データ”と“０”を交互に出力され
るため、遅延シフトレジスタ29，28，27，26，25の出力
データをそれぞれx0，x1，x2，x3，x4とし、前記セレク
タ23の出力データをx5とすると、前記セレクタ23がデー
タ方向に接続しているとき、前記ＦＩＲフィルタ99の出
力は（x1・a4＋x3・a2＋x5・a0）となり、前記セレクタ23
がグランド方向に接続しているとき、前記ＦＩＲフィル
タ99の出力は（x0・a5＋x2・a3＋x4・a1）となる。同様
に、入力端子2を介して、標本化周波ｆs´の直交成分デ
ータが補間器16に入力する。該補間器16は入力したデー
タを標本化周波数2ｆs´（=ｆs/2）に標本化周波数変換
して、フィルタ18に送る。該フィルタ18は入力したデー
タの不要周波数成分を除去して、セレクタ24に送る。該
セレクタ24は、周波数ｆsで“データ”と“０”交互に
切換えることにより０補間を行い、それぞれb0，b1，b
2，b3，b4，b5の乗算係数で構成される乗算器46，47，4
8，49，50，51を有するＦＩＲフィルタ100へ入力する。
また、遅延シフトレジスタ45，44，43，42，41の出力デ
ータをy0，y1，y2，y3，y4とし、前記セレクタ24の出力
データをy5とすると、前記セレクタ24がデータ入力側端
子に接続しているとき、前記ＦＩＲフィルタ100の出
力は（y1・b4＋y3・b2＋y5・b0）となり、前記セレクタ24
の入力側が端子のグランド方向に接続しているとき、
前記ＦＩＲフィルタ100の出力は（y0・b5＋y2・b3＋y4・b
1）となる。これらＦＩＲフィルタ99と100の出力を、前
記セレクタ23と前記セレクタ24がデータ方向に接続され
ているときは、同相成分データ側のＦＩＲディジタルフ
ィルタ99の出力と接続し、前記セレクタ23と前記セレク
タ24がグランド方向に接続されているときは、直交成分
データ側のＦＩＲディジタルフィルタ100の出力と接続
されるように前記セレクタ12により切換える。この後
は、図３の説明と同じ動作をするので、説明は省略す
る。ここで、前記セレクタ12の出力は、（x1・a4＋x3・a2
＋x5・a0）と（y0・b5＋y2・b3＋y4・b1）が交互に出力され
ることとなるので、図５に示すディジタルフィルタの構
成に置き換えることができる。また、前記セレクタ23と
前記セレクタ24による０補間を行わないと、x5＝x4，x3
=x2，x1=x0、y5＝y4，y3＝y2，y1＝y0となるため、図６
に示すディジタルフィルタの構成に置き換えることがで
き、このＦＩＲディジタルフィルタは動作周波数ｆs/2
で動作させることが可能となる。

【００５１】次に本発明の第４の目的を達成させた一実
施例を図７によって説明する。1と2は入力端子、15と16
は補間器、17と18はディジタルフィルタ、14，61，71，
72，73はセレクタ、62，63，64，65は遅延レジスタ、6
6，67，68は乗算器、69と70は加算器、200はディジタル
フィルタ、13は符号反転器、11はＤ／Ａ変換器、3は出
力端子である。入力端子1は補間器15に接続し、該補間
器15はフィルタ17に接続する。該フィルタ17はセレクタ
61の端子に接続する。同様に、入力端子2は補間器16
に接続し、該補間器16はフィルタ18に接続する。該フィ
ルタ18は前記セレクタ61の端子に接続する。前記セレ
クタ61の端子は遅延レジスタ62と乗算器66に接続し、
該遅延レジスタ62は遅延レジスタ63に接続する。該遅延
レジスタ63は遅延レジスタ64と乗算器67に接続し、該遅
延レジスタ64は遅延レジスタ65に接続する。セレクタ71
は、乗算係数a0と乗算係数b1とを切換えて前記乗算器66
に乗算する。同様に、セレクタ72は、乗算係数a2と乗算
係数b3とを切換えて前記乗算器67に、セレクタ73は、乗
算係数a4と乗算係数b5とを切換えて前記乗算器68に乗算
する。前記乗算器66と前記乗算器67は加算器69に接続
し、該加算器69と前記乗算器68は加算器70に接続する。
該加算器70はセレクタ14の端子と符号反転器13に接続
し、該符号反転器は前記セレクタ14の端子に接続す
る。前記セレクタ14の端子はＤ／Ａ変換器11に接続
し、該Ｄ／Ａ変換器11は出力端子3に接続する。ここ
で、遅延レジスタ62〜65及び、乗算器66〜68並びに、加
算器69，70の構成がディジタルフィルタ200である。

【００５２】図７において、入力端子１を介して、標本
化周波数ｆs´の同相成分データが補間器15に入力す
る。該補間器15は入力したデータを標本化周波数 2ｆs
´に周波数変換して、フィルタ17に送る。該フィルタ17
は送られてきたデータから不要周波数成分を除去してセ
レクタ61の端子に送る。同様に、入力端子2を介し
て、標本化周波数ｆs/4の直交成分データが補間器16に
入力する。該補間器16は入力したデータを標本化周波数
2ｆs´に周波数変換して、フィルタ18に送る。該フィ
ルタ18は送られてきたデータから不要周波数成分を除去
してセレクタ61の端子に送る。該セレクタ61は、入力
した同相成分データと直交成分データとを周波数ｆsで
切換えて交互に端子から出力し、遅延レジスタ62と乗
算器66に送る。例えば、前記セレクタ61の入力を直交成
分データ側（端子）に接続すると、前記セレクタ61の
出力（端子）、遅延シフトレジスタ63の出力、及び遅
延シフトレジスタ65の出力が直交成分データとなり、前
記遅延シフトレジスタ62の出力、及び遅延シフトレジス
タ64の出力が同相成分データとなる。従って、前記乗算
器66、乗算器67、乗算器68には直交成分が入力されるこ
ととなる。逆に、前記セレクタ61を同相成分データ側
（端子）に接続すれば、前記乗算器66、前記乗算器6
7、前記乗算器68には直交成分が入力されることとな
る。ここで、前記乗算器66、前記乗算器67、前記乗算器
68の乗算係数は、前記セレクタ61が同相成分データ側と
接続されていれば同相成分用の乗算係数、前記セレクタ
61が直交成分データ側と接続されていれば直交成分用の
乗算係数を選択するようにセレクタ71、セレクタ72、及
びセレクタ73を接続される。この時、図６同様に同相成
分データ側の乗算係数をa0、a2、a4とし、直交成分デー
タ側の乗算係数をb1、b3、b5とすると、加算器70の出力
は図６のセレクタ12の出力と一致する。以上のように、
標本化周波数を２倍の周波数（ｆs/2からｆs）に変換す
るとき、従来同相成分と直交成分で別々に行っていた処
理を１つのディジタルフィルタ構成で実現できる。

【００５３】次に第５の目的を達成させた一実施例を図
８と図９を用いて説明する。図８において、1と2は入力
端子、4と5は補間器、74、75、76、77、89、90、91、9
2、93は遅延シフトレジスタ、78、79、80、86、87、88
は乗算器、81、82、83、84、85は加算器、201は複素係
数フィルタ、11はＤ／Ａ変換器、3は出力端子である。
また、図９は図８における周波数−振幅特性を説明する
図で、横軸が周波数、縦軸が振幅を表し、(1)は複素係
数フィルタの入力信号の周波数特性、(2)は実係数フィ
ルタの周波数特性、(3)は実係数フィルタからアｆs/4周
波数シフトした複素係数フィルタの周波数特性、(4)は
(3)のフィルタを通った出力信号の周波数特性、(5)は複
素係数フィルタの出力を１信号（実部側）だけとしたと
きの出力周波数特性である。また図８の接続は、入力端
子１は補間器4に接続し、該補間器4は遅延レジスタ74と
乗算器78に接続する。該遅延レジスタ74は遅延レジスタ
74に接続し、該遅延レジスタ75は遅延レジスタ76と乗算
器79に接続する。該遅延レジスタ76は遅延レジスタ77に
接続し、該遅延レジスタ77は乗算器80に接続する。ま
た、入力端子2は補間器5に接続し、該補間器5は遅延レ
ジスタ89に接続する。該遅延レジスタ89は遅延レジスタ
90と乗算器86に接続し、該遅延レジスタ90は遅延レジス
タ91に接続する。該遅延レジスタ91は遅延レジスタ92と
乗算器87に接続し、該遅延レジスタ92は遅延レジスタ93
に接続する。該遅延レジスタ93は乗算器88に接続する。
前記乗算器78と前記乗算器86は加算器81に接続し、該加
算器81と前記乗算器79は加算器82に接続する。該加算器
82と前記乗算器87は加算器83に接続し、該加算器83と前
記乗算器80は加算器84に接続する。該加算器84と前記乗
算器88は加算器85に接続し、該加算器85はＤ／Ａ変換器
11に接続する。該Ｄ／Ａ変換器11は出力端子3に接続す
る。ここで、遅延レジスタ74〜80，89〜93及び、乗算器
78〜80，86〜88並びに、加算器81〜85の構成が複素係数
フィルタ201である。

【００５４】入力端子1を介して、標本化周波数ｆs´の
同相成分データを補間器4に入力する。該補間器４は送
られてきたデータを標本化周波数 2ｆs´（=ｆs/2）に
周波数変換して、遅延レジスタ74と乗算器78に送る。同
様に、入力端子2を介して、標本化周波数ｆs´の直交成
分データを補間器5に入力する。該補間器5は送られてき
たデータを標本化周波数2ｆs´（=ｆs/2）に周波数変換
して、遅延レジスタ89に送る。前記遅延レジスタ74に入
力したデータはｆs/4遅延して遅延レジスタ75に送ら
れ、該遅延レジスタ75は入力したデータを更にｆs/4遅
延して、遅延レジスタ76と乗算器79に送る。該遅延レジ
スタ76に入力したデータはｆs/4遅延して遅延レジスタ7
7に送られ、該遅延レジスタ77は入力したデータを更に
ｆs/4遅延して、乗算器80に送る。前記遅延レジスタ89
に入力したデータはｆs/4遅延して遅延レジスタ90と乗
算器86に送られ、該遅延レジスタ90は入力したデータを
更にｆs/4遅延して、遅延レジスタ91に送る。該遅延レ
ジスタ91に入力したデータはｆs/4遅延して遅延レジス
タ92と乗算器87に送られ、該遅延レジスタ92は入力した
データを更にｆs/4遅延して、遅延レジスタ93に送る。
該遅延レジスタ93は入力したデータをｆs/4遅延して乗
算器88に送る。前記乗算器78に送られてきたデータは乗
算係数a0を乗算されて加算器81に送られる。また、前記
乗算器86に送られてきたデータも乗算係数a1を乗算され
て前記加算器81に送られる。前記加算器81に入力した２
つのデータは加算され加算器82に送られる。前記遅延レ
ジスタ79に送られてきたデータは乗算係数“−a2”を乗
算されて前記加算器82に送られる。前記加算器82は送ら
れてきた２つのデータを加算して、加算器83に送る。前
記遅延レジスタ87に送られてきたデータは乗算係数“−
a3”を乗算されて前記加算器83に送られる。前記加算器
83は送られてきた２つのデータを加算して、加算器84に
送る。前記遅延レジスタ80に送られてきたデータは乗算
係数“a4”を乗算されて前記加算器84に送られる。前記
加算器84は送られてきた２つのデータを加算して、加算
器85に送る。前記遅延レジスタ88に送られてきたデータ
は乗算係数“a5”を乗算されて前記加算器85に送られ
る。前記加算器85は送られてきた２つのデータを加算し
て、Ｄ／Ａ変換器11に送る。該Ｄ／Ａ変換器11は、送ら
れてきたデータをアナログデータに変換し、直交変調し
たデータとして、出力端子3を介して出力する。前記遅
延シフトレジスタ74，75，76，77，89，90，91，92，9
3、及び前記乗算器78，79，80，86，87，88、並びに加
算器81，82，83，84，85で構成した部分は複素係数フィ
ルタ201である。 ここで、図８における複素係数フィ
ルタ201の入力信号の周波数特性は図９(1)のようになっ
ている。しかし、必要とする信号は（nｆs）±（ｆs/
4）［n：整数］であり、他信号（図９(1)の斜線部）は
妨害信号となる。この妨害信号を除去するには、図９
(2)に示す実係数フィルタの周波数特性をアｆs/4だけ周
波数シフトした、図９(3)に示す複素係数フィルタが必
要である。ここで、図８において入力信号は複素信号と
して表すことができるため、フィルタ係数を複素係数で
表す。

【００５５】もとになる実係数フィルタの周波数特性図
９(2)に対する伝達関数Ｈ(z)において、周波数をｆaシ
フトしたフィルタを考´ると、 ｚ＝exp（ｓＴ）＝exp（ｊωＴ）＝exp（ｊ２πf／ｆ
s） であるので、周波数をシフトすると、ｆ−ｆaを代入し
て ｚ´＝exp（ｊ２π（ｆ−ｆa）／ｆs） ＝ｚ・exp（−ｊ２πｆa／ｆs）＝ｚ・α となる。すなわち、複素係数αがかかる。ここで、ｆa
＝ｆs/4とすると α＝−ｊ となる。もとのフィルタがＦＩＲ形であるとすると、 H(z)＝a0＋a1・ｚ^-1＋a2・ｚ^-2＋…＋an・ｚ^-n （a0〜a
n）：フィルタ係数 は、 H(z)＝a0−a2・ｚ^-2＋…＋an・ｚ^-n＋ｊ・(a1・ｚ^-1−a3・ｚ
^-3＋…＋an^-1・ｚ^-n-1） となり、伝達関数は実部と虚部が完全に分離した形とな
る。この複素係数フィルタは、伝達関数の係数が複素数
で表されるため、周波数の正負で対称な周波数特性にな
らず、０からｆsで繰り返す周波数特性となる。すなわ
ち、複素係数フィルタでは０からｆsの周波数の信号を
扱うことが可能で、帯域が実信号の２倍となる。周波数
シフトした複素係数フィルタの周波数特性を図９(3)に
示す。このフィルタの出力信号は図９(4)のようにな
る。

【００５６】ところが、図８に示すように複素係数フィ
ルタの出力を１信号（実部側）だけとすると、実係数フ
ィルタと同じ周波数の正負で対称な周波数特性図９(5)
の信号を得ることができる。上述のように、標本化周波
数を４倍に周波数変換するために必要なフィルタと直交
変調器を１つのディジタルフィルタで構成することがで
きる。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ディジタ
ル信号処理を用いて直交変調を行うことで、同相成分デ
ータと直交成分データの間にゲイン差、位相差、直流オ
フセットが発生しないようにしたディジタル直交変調器
を提供することができる。

【００５８】また、本発明の第２の効果として、直交変
調時に必要な乗算器及び加算器をセレクタと符号反転器
に置き換えて処理を簡略化したディジタル直交変調器を
提供することができる。

【００５９】また更に本発明の第３の効果として、２回
の２倍標本化周波数変換のうち後段の２倍標本化周波数
変換は、補間処理を行わずディジタルフィルタのタップ
数及び動作周波数を1/2にすることによって可能とした
ディジタル直交変調器を提供することができる。

【００６０】更に本発明の第４の効果として、同相成分
データ用の２倍標本化周波数変換と直交成分データ用の
２倍標本化周波数変換を１つディジタルフィルタで構成
することを可能としたディジタル直交変調器を提供する
ことができる。

【００６１】本発明の第５の効果として、４倍の標本化
周波数変換に必要なフィルタ、及び直交変調処理を１つ
のディジタルフィルタで構成することを可能としたディ
ジタル直交変調器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図２】 本発明の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図３】 本発明の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図４】 本発明の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図５】 本発明の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図６】 本発明の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図７】 本発明の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図８】 本発明の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図９】 本発明の直交変調器の一例を説明する振幅特
性を示す図。

【図１０】 従来の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図１１】 直交変調における同相成分データと直交成
分データの合成データを示す表。

【図１２】 従来の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図１３】 本発明の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図１４】 本発明の直交変調器の一例を示すブロック
図。

【図１５】 従来の直交復調器の一例を示すブロック
図。

【図１６】 本発明の直交復調器の一例を示すブロック
図。

【図１７】 本発明の直交復調器の一例を示すブロック
図。

【図１８】 本発明の直交復調器の一例を示すブロック
図

【図１９】 本発明の直交復調器の一例を示すブロック
図

【符号の説明】

1：入力端子（標本化周波数ｆs/4の同相成分データ入力
端子）、 2：入力端子（標本化周波数ｆs/4の直交成分
データ入力端子）、 3：出力端子、 4，5：補間器
（周波数４倍）、 15，16，19，20：補間器（周波数２
倍）、 6，7，21，22：ディジタルフィルタ（動作周波
数ｆs）、 17，18：ディジタルフィルタ（動作周波数f
s/2）、 8，9，66，67，68：乗算器、 30，31，32，3
3，34，35：乗算器、 46，47，48，49，50，51：乗算
器、 78，79，80，86，87，88：乗算器、 96，97：乗
算器（アナログ）、 10，69，70：加算器、 36，37，
38，39，40：加算器、 52，53，54，55，56：加算器、
81，82，83，84，85：加算器、 98：加算器（アナロ
グ）、 11，94，95：Ｄ／Ａ変換器， 12，23，24：セ
レクタ（切替周波数ｆs）、 61，71，72，73：セレク
タ（切替周波数ｆs）、14： セレクタ（切替周波数fs/
2）、 13：符号反転器、 25，26，27，28，29：遅延
シフトレジスタ（動作周波数ｆs）、 41，42，43，4
4，45：遅延シフトレジスタ（動作周波数ｆs）、 57，
58，59，60：遅延シフトレジスタ（動作周波数fs/2）、
62、63、64、65：遅延シフトレジスタ（動作周波数ｆ
s）、 74，75，76，77： 遅延シフトレジスタ（動作
周波数ｆs）、 89，90，91，92，93：遅延シフトレジ
スタ（動作周波数ｆs）、 99，100，101，102，103，1
04：ＦＩＲフィルタ、 111，116，117:シフトレジス
タ、 128:発振器、 129:９０度移相器、 200：ディ
ジタルフィルタ、 201：複素係数フィルタ、 301：入
力端子、 302，303：出力端子、 304，305：Ａ／Ｄ変
換器、 306，307：乗算器、 308，309：ディジタルフ
ィルタ、 310，311：加算器、 313：９０度移相器、
314：発振器、 315：Ａ／Ｄ変換器、 316，317，31
8：動作周波数ｆsのシフトレジスタ、 319，320，32
1，322，323，324：動作周波数ｆs/4のシフトレジス
タ、 325，326：加算器、 327，328：動作周波数ｆs
のシフトレジスタ、 329：クリア信号生成回路、

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同相成分データと直交成分データの２つ
   のディジタルデータの標本化周波数ｆs´を、標本化周
   波数ｆs（ｆs=4ｆs´）に標本化周波数変換した後、搬
   送波周波数ｆc（ ｆc =ｆs/4）で直交変調を行う直交変
   調器において、Ｄ／Ａ変換器を１つ有し、前記標本化周
   波数変換、及び直交変調をディジタル信号処理により実
   現したことを特徴とするディジタル直交変調器。
2. 【請求項２】 請求項１記載のディジタル直交変調器に
   おいて、動作周波数ｆs /2のディジタルフィルタと、標
   本化周波数ｆs/4から標本化周波数ｆs /2への２倍の標
   本化周波数変換を行う第１の標本化周波数変換手段と、
   標本化周波数ｆs /2から標本化周波数ｆsへの２倍の標
   本化周波数変換を行う第２の標本化周波数変換手段とを
   有し、該第１及び第２の標本化周波数変換手段を前記デ
   ィジタルフィルタを用いて行い、前記標本化周波数ｆs/
   4の同相成分データ及び直交成分データを標本化周波数
   ｆsへ標本化周波数変換したことを特徴とするディジタ
   ル直交変調器。
3. 【請求項３】 請求項１記載のディジタル直交変調器
   において、標本化周波数ｆs/4から標本化周波数ｆs /2
   への２倍の標本化周波数変換を行う第１の標本化周波数
   変換手段と、標本化周波数ｆs /2から標本化周波数ｆs
   への２倍の標本化周波数変換を行う第２の標本化周波数
   変換手段とを有し、前記標本化周波数ｆs/4から標本化
   周波数ｆs /2への２倍の標本化周波数変換を行う第１の
   標本化周波数変換手段は、第１の補間器と、動作周波数
   ｆs /2の第１のディジタルフィルタと、第２の補間器
   と、動作周波数ｆs /2の第２のディジタルフィルタとを
   有し、同相成分データは前記第１の補間器と前記第１の
   ディジタルフィルタによって、直交成分データは前記第
   ２の補間器と前記第２のディジタルフィルタによって標
   本化周波数変換され、前記標本化周波数ｆs /2から標本
   化周波数ｆsへの２倍の標本化周波数変換を行う第２の
   標本化周波数変換手段は、動作周波数ｆsの第３のディ
   ジタルフィルタによって構成され、同相成分データと直
   交成分データの標本化周波数変換を前記第１及び第２並
   びに第３のディジタルフィルタの組合わせによって行う
   ことを特徴とする直交変調器。
4. 【請求項４】 請求項１記載のディジタル直交変調器に
   おいて、標本化周波数変換及び直交変調処理を少なくと
   も１つの複素係数ディジタルフィルタを用いて構成する
   ことを特徴とするディジタル直交変調器。
5. 【請求項５】 請求項１記載のディジタル直交変調回路
   において、前記標本化周波数ｆs /4の同相成分データ及
   び直交成分データを標本化周波数ｆsへ標本化周波数変
   換する手段として、伝達関数 H(Z)＝１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3 のディジタルフィルタを用いることを特徴とするディジ
   タル直交変調器。
6. 【請求項６】 請求項１、及び請求項５記載のディジタ
   ル直交変調器において、前記標本化周波数ｆs /4の同相
   成分データ及び直交成分データを標本化周波数ｆsへ標
   本化周波数変換する回路として、動作周波数ｆs /4のシ
   フトレジスタを用いて構成し、前記直交変調を行う回路
   として、セレクタと符号反転器を用いて構成することを
   特徴とするディジタル直交変調器。
7. 【請求項７】 請求項１記載のディジタル直交変調器に
   おいて、前記標本化周波数ｆs /4の同相成分データ及び
   直交成分データを標本化周波数ｆsへ標本化周波数変換
   する手段として、伝達関数 H(Z)＝（１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3）² のディジタルフィルタを用いることを特徴とするディジ
   タル直交変調器。
8. 【請求項８】 請求項１、及び請求項７記載のディジタ
   ル直交変調器において、前記標本化周波数ｆs /4の同相
   成分データ及び直交成分データを標本化周波数ｆsへ標
   本化周波数変換する回路として、動作周波数ｆs /4のシ
   フトレジスタ，動作周波数ｆsのシフトレジスタ，及び
   加算器を組み合わせて構成し、前記直交変調を行う回路
   として、セレクタと符号反転器を用いて構成することを
   特徴とするディジタル直交変調器。
9. 【請求項９】 請求項１記載の直交変調器において、標
   本化周波数ｆs /4の同相成分データを補間する第１の補
   間器と、該第１の補間器によって補間されたデータを標
   本化周波数ｆsに標本化周波数変換する第１のディジタ
   ルフィルタと、該第１のディジタルフィルタによって標
   本化周波数変換されたデータにcos( 2・π・ｆc・ｔ)を乗
   算する第１の乗算器と、標本化周波数ｆs /4の直交成分
   データを補間する第２の補間器と、該第２の補間器によ
   って補間されたデータを標本化周波数ｆsに標本化周波
   数変換する第２のディジタルフィルタと、該第２のディ
   ジタルフィルタによって標本化周波数変換されたデータ
   にsin( 2・π・ｆc・ｔ)を乗算する第２の乗算器と、該第
   ２の乗算器によって乗算されたデータと前記第１の乗算
   器によって乗算されたデータとを加算する加算器と、該
   加算器が加算したデータをアナログデータに変換するＤ
   ／Ａ変換器とを有し、同相成分データと直交成分データ
   の２つのディジタルデータの標本化周波数ｆs´を、標
   本化周波数ｆs（ｆs=4ｆs´）に標本化周波数変換した
   後、搬送波周波数ｆc（ ｆc =ｆs/4）で直交変調を行っ
   たことを特徴とするディジタル直交変調器。
10. 【請求項１０】 請求項１記載の直交変調器において、
    標本化周波数ｆs/4の同相成分データを補間する第１の
    補間器と、該第１の補間器によって補間されたデータを
    標本化周波数ｆsに標本化周波数変換する第１のディジ
    タルフィルタと、標本化周波数ｆs/4の直交成分データ
    を補間する第２の補間器と、該第２の補間器によって補
    間されたデータを標本化周波数ｆsに標本化周波数変換
    する第２のディジタルフィルタと、該第２のディジタル
    フィルタによって標本化周波数変換されたデータと前記
    第１のディジタルフィルタによって標本化周波数変換さ
    れたデータとを入力し入力した前記２つのデータを、周
    波数ｆs/2の周期で、交互に出力する第１の切換え器
    と、該第１の切換え器によって出力されるデータを符号
    反転する符号反転器と、該符号反転器によって符号反転
    されたデータと、該第１の切換え器によって出力される
    データとを入力し入力した前記２つのデータを、周波数
    ｆs/4の周期で、交互に出力する第２の切換え器と、該
    第２の切換え器によって出力されるデータをアナログデ
    ータに変換するＤ／Ａ変換器とを有し、同相成分データ
    と直交成分データの２つのディジタルデータの標本化周
    波数ｆs´を、標本化周波数ｆs（ｆs=4ｆs´）に標本化
    周波数変換した後、搬送波周波数ｆc（ ｆc =ｆs/4）で
    直交変調を行ったことを特徴とするディジタル直交変調
    器。
11. 【請求項１１】 請求項１記載の直交変調器において、
    標本化周波数ｆs/4の同相成分データを補間する第１の
    補間器と、該第１の補間器によって補間されたデータを
    標本化周波数ｆs/2に標本化周波数変換する第１のディ
    ジタルフィルタと、該第１のディジタルフィルタによっ
    て標本化周波数変換されたデータを補間する第１のＦＩ
    Ｒディジタルフィルタと、標本化周波数ｆs/4の直交成
    分データを補間する第２の補間器と、該第２の補間器に
    よって補間されたデータを標本化周波数ｆs/2に標本化
    周波数変換する第２のディジタルフィルタと、該第２の
    ディジタルフィルタによって標本化周波数変換されたデ
    ータを補間する第２のＦＩＲディジタルフィルタと、該
    第２のＦＩＲディジタルフィルタによってフィルタリン
    グされたデータと前記第１のＦＩＲディジタルフィルタ
    によってフィルタリングされたデータとを入力し入力し
    た前記２つのデータを、周波数ｆs/2の周期で、交互に
    出力する第１の切換え器と、該第１の切換え器によって
    出力されるデータを符号反転する符号反転器と、該符号
    反転器によって符号反転されたデータと、前記第１の切
    換え器によって出力されるデータとを入力し入力した前
    記２つのデータを周波数ｆs/4の周期で交互に出力する
    第２の切換え器と、該第２の切換え器によって出力され
    るデータをアナログデータに変換するＤ／Ａ変換器とを
    有し、同相成分データと直交成分データの２つのディジ
    タルデータの標本化周波数ｆs´を、標本化周波数ｆs
    （ｆs=4ｆs´）に標本化周波数変換した後、搬送波周波
    数ｆc（ ｆc =ｆs/4）で直交変調を行ったことを特徴と
    するディジタル直交変調器。
12. 【請求項１２】 請求項１記載の直交変調器において、
    標本化周波数ｆs/4の同相成分データを補間する第１の
    補間器と、該第１の補間器によって補間されたデータを
    標本化周波数ｆs/2に標本化周波数変換する第１のディ
    ジタルフィルタと、標本化周波数ｆs/4の直交成分デー
    タを補間する第２の補間器と、該第２の補間器によって
    補間されたデータを標本化周波数ｆs/2に標本化周波数
    変換する第２のディジタルフィルタと、該第２のディジ
    タルフィルタによって標本化周波数変換されたデータと
    前記第１のディジタルフィルタによって標本化周波数変
    換されたデータを入力し入力した前記２つのデータを、
    周波数ｆs/2の周期で、交互に出力する第１の切換え器
    と、該第１の切換え器によって出力されるデータを補間
    するＦＩＲディジタルフィルタと、該ＦＩＲディジタル
    フィルタの出力データを符号反転する符号反転器と、該
    符号反転器の出力データと前記ＦＩＲディジタルフィル
    タの出力データとを入力し入力した前記２つのデータを
    周波数ｆs/4の周期で交互に出力する第２の切換え器
    と、該第２の切換え器によって出力されるデータをアナ
    ログデータに変換するＤ／Ａ変換器とを有し、同相成分
    データと直交成分データの２つのディジタルデータの標
    本化周波数ｆs´を、標本化周波数ｆs（ｆs=4ｆs´）に
    標本化周波数変換した後、搬送波周波数ｆc（ ｆc =ｆs
    /4）で直交変調を行ったことを特徴とするディジタル直
    交変調器。
13. 【請求項１３】 請求項１記載の直交変調器において、
    標本化周波数ｆs/4の同相成分データを４倍の標本化周
    波数ｆsに補間する第１の補間器と、標本化周波数ｆs/4
    の直交成分データを４倍の標本化周波数ｆsに補間する
    第２の補間器と、該第２の補間器によって４倍の標本化
    周波数ｆsに補間された直交成分データと前記第１の補
    間器によって４倍の標本化周波数ｆsに補間された同相
    成分データの２つのデータを入力し直交変調処理を行う
    ＦＩＲディジタルフィルタと、該ＦＩＲディジタルフィ
    ルタによって直交変調処理を行われたデータをアナログ
    値に変換するＤ／Ａ変換器とを有し、同相成分データと
    直交成分データの２つのディジタルデータの標本化周波
    数ｆs´を、標本化周波数ｆs（ｆs=4ｆs´）に標本化周
    波数変換した後、搬送波周波数ｆc（ ｆc =ｆs/4）で直
    交変調を行ったことを特徴とするディジタル直交変調
    器。
14. 【請求項１４】 アナログ直交振幅変調信号をディジタ
    ル変換した後、ディジタル信号処理によりディジタル直
    交検波信号を出力するディジタル直交復調器において、
    前記アナログ直交振幅変調信号の搬送周波数をｆＩＦ
    、前記ディジタル変換の標本化周波数をｆs 、直交検
    波に用いる直交局部発振信号の周波数ｆＣとして、 ｆs ＝４・ ｆＩＦ と、 ｆc ＝ ｆs ／４ との関係が成立する構成を有し、直交検波後に標本化周
    波数をｆsからｆs／４へ標本化周波数変換することを特
    徴とするディジタル直交復調器。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載のディジタル直交復調
    器において、前記標本化周波数変換を行う手段として、
    伝達関数H(Z) H(Z)＝１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3 のディジタルフィルタを用いることを特徴とするディジ
    タル直交復調器。
16. 【請求項１６】 請求項１４記載のディジタル直交復調
    器において、前記標本化周波数変換を行う手段として、
    伝達関数H(Z) H(Z)＝（１＋Ｚ^-1＋Ｚ^-2＋Ｚ^-3）² のディジタルフィルタを用いることを特徴とするディジ
    タル直交復調器。
17. 【請求項１７】 請求項１４、及び請求項１５、並びに
    請求項１６記載のディジタル直交復調器において、直交
    検波及び標本化周波数変換を行う回路が、４タップのＦ
    ＩＲディジタルフィルタを有し、係数に１、あるいは
    ０、あるいは−１を用いた構成とすることを特徴とする
    ディジタル直交復調器。
18. 【請求項１８】 請求項１４記載の直交変調器におい
    て、標本化周波数ｆs/4の直交変調データをディジタル
    変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器によってディ
    ジタル変換されたデータにcos( 2・π・ｆc・ｔ)を乗算す
    る第１の乗算器と、該第１の乗算器によって乗算された
    データの標本化周波数ｆcを標本化周波数ｆs（ ｆs=４・
    ｆc ）に変換する第１のディジタルフィルタと、前記デ
    ィジタル変換されたデータにsin( 2・π・ｆc・ｔ)を乗算
    する第２の乗算器と、該第２の乗算器によって乗算され
    たデータの標本化周波数ｆcを標本化周波数ｆs（ ｆs=
    ４・ｆc ）に変換する第２のディジタルフィルタとを有
    し、前記第１のディジタルフィルタによって出力された
    データと、前記第２のディジタルフィルタによって出力
    されたデータとに直交検波したことを特徴とする直交復
    調器。
19. 【請求項１９】 請求項１４記載の直交復調器におい
    て、標本化周波数ｆs/4の直交変調データをディジタル
    変換するＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／Ｄ変換器によってディ
    ジタル変換されたデータを遅延する動作周波数ｆsの第
    １のシフトレジスタと、該第１のシフトレジスタによっ
    て遅延されたデータを遅延する動作周波数ｆsの第２の
    シフトレジスタと、該第２のシフトレジスタによって遅
    延されたデータを遅延する動作周波数ｆsの第３のシフ
    トレジスタと、前記第１のシフトレジスタによって遅延
    されたデータを入力し前記第１のシフトレジスタによっ
    て遅延されたデータを減算する第１の加算器と、該第１
    の加算器によって減算されたデータを遅延する動作周波
    数ｆs/4の第４のシフトレジスタと、前記Ａ／Ｄ変換器
    によってディジタル変換されたデータを前記第２のシフ
    トレジスタによって遅延されたデータから減算する第２
    の加算器と、該第２の加算器によって減算されたデータ
    を遅延する動作周波数ｆs/4の第５のシフトレジスタと
    を有し、前記第１の第４のシフトレジスタによって出力
    されたデータと、前記第２の第５のシフトレジスタによ
    って出力されたデータとに直交検波したことを特徴とす
    る直交復調器。