JP3761220B2 - 複素フィルター装置 - Google Patents
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
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- Complex Calculations (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高精細度テレビ（HDTV）信号受信端内の等化器で用いるための複素フィルター装置に関するもので、特に、掛け算器の数を減少させた改善された複素フィルター装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高精細度テレビ（HDTV）システムにおいては、テレビ信号伝送源から生成されたテレビ信号は、無線チャンネルのような伝送チャンネルを通じてHDTV信号受信端へ送られる。
【０００３】
通常、テレビ信号は、画像、音声、及び同期情報を含んでおり、ディジタルテレビ信号に変換されて伝送される。このディジタルテレビ信号は、例えば、直角振幅変調（QAM）法または位相偏移キーイング（PSK）法のような通常の変調技法を用いて変調された後、伝送チャンネルを通じてHDTV信号受信端の等化器へ提供される。等化器の上流側において、HDTV信号受信器に受信されたテレビ信号は等化器へ供給される前に、同相分及び直角分に分離される。等化器は、通常、伝送中に歪んだ受信テレビ信号を補正して、等化された同相分及び直角分信号からなる等化されたテレビ信号を生成する。等化器は、受信テレビ信号を各々のフィルター係数を用いてフィルタリングするための複数の有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルターよりなる、複素フィルターを含む。
【０００４】
この複素フィルターへの入力が、それぞれ同相分及び直角分を表す実数部Ｙr及び虚数部Ｙiを有する複素数の入力信号（複素入力信号）Ｙからなり、また、この複素フィルターからの出力が、それぞれ同相分及び直角分を表す実数部Ｚr及び虚数部Ｚiを有する複素数の出力信号（複素出力信号）Ｚからなると仮定すると、出力Ｚは次式（１）のように表現される。
【０００５】
【０００６】
ここで、Ｃr及びＣiは、ＦＩＲフィルターにおけるフィルター係数の実数及び虚数部を各々表す。
【０００７】
図２は、上記式（１）に従って具現した典型的な複素フィルターの回路図である。示されているように、上記式（１）を満たすように、複素フィルターは２つの入力と２つの出力のため、４つのＦＩＲフィルター１１、１２、１３及び１４を有している。フィルター１２〜１４の各々は、概ねＮ個の掛け算器（ここで、Ｎはフィルターにおいて用いられるタップの個数を表す）といくつかの加算器とによって具現されるが、掛け算器のハードウェア的な具現または製造は、加算器のハードウェア的な具現よりはるかに難しい。従って、掛け算器の製造に伴う困難やコストを減らすためには、ＦＩＲフィルターの個数を減らすことが好ましい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、簡単かつ効果的な構造を有する、改善された複素フィルターを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、フィルター数を低減した改善された複素フィルターを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の好適実施例によると、入力テレビ信号を補正してフィルタリングされた出力テレビ信号を発生する等化器で用いられる複素フィルター装置であって、前記入力テレビ信号は、同相分及び直角分を表す実数部Ｙr及び虚数部Ｙiを有する複素入力信号Ｙを含み、前記フィルタリングされた出力テレビ信号は、同相分及び直角分を表す実数部Ｚr及び虚数部Ｚiを有する複素出力信号Ｚを含んでおり、前記複素入力信号Ｙの実数部Ｙrと虚数部Ｙiとを加算して、加算された出力（Ｙr＋Ｙi）を生成する第１加算器と、前記複素入力信号Ｙの実数部Ｙrから虚数部Ｙiを引き算して、引き算された出力（Ｙr−Ｙi）を生成する第１引き算器と、フィルター係数（Ｃr＋Ｃi）を有し、前記複数入力信号Ｙの実数部Ｙrを前記フィルター係数（Ｃr＋Ｃi）に掛け算して、掛け算された出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）を生成する第１フィルターと、フィルター係数Ｃiを有し、前記第１加算器からの加算された出力を前記フィルター係数Ｃiに掛け算して、掛け算された出力（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを生成する第２フィルターと、フィルター係数Ｃrを有して、前記第１引き算器からの引き算された出力を前記フィルター係数Ｃrに掛け算して、掛け算された出力（Ｙr−Ｙi）Ｃrを生成する第３フィルターと、前記第２フィルターの出力（Ｙr＋Ｙi)Ｃiを前記第１フィルターの出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）から引き算して、出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを前記同相分出力Ｚrとして発生する第２引き算器と、前記第３フィルターの出力（Ｙr−Ｙi）Ｃrを前記第１フィルターの出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）から引き算して、出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr−Ｙi）Ｃrを前記直角分出力Ｚiとして発生する第３引き算器とを含むことを特徴とする複素フィルター装置が提供される。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の複素フィルター装置について図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００１２】
図１を参照すると、伝送の際に歪んだ入力テレビ信号を補正して、元のテレビ信号に近い、フィルタリングされ、かつ等化された出力テレビ信号を発生する等化器で用いられる、複素フィルター装置５０の回路図が示されている。入力テレビ信号は同相分及び直角分に分離しうる複素入力信号Ｙよりなり、ここで、同相分及び直角分は入力信号Ｙの実数部Ｙr及び虚数部Ｙiによって各々表される。同様に、フィルタリングされた出力テレビ信号は、同相分及び直角分を表す実数部Ｚr及び虚数部Ｚiを有する複素出力信号Ｚよりなる。
【００１３】
上述したように、複数フィルター装置５０における同相分出力Ｚr及び直角分出力Ｚiは、次式（２）及び（３）のように表される。
【００１４】
Ｚr＝（ＹrＣr−ＹiＣi） 式（２）
Ｚi＝（ＹrＣi＋ＹiＣr） 式（３）
【００１５】
本発明によると、上記の式（２）及び（３）は、各々次式（４）及び（５）のように置き換えられる。
【００１６】
Ｚr＝Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr＋Ｙi）Ｃi 式（４）
Ｚi＝Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr−Ｙi）Ｃr 式（５）
【００１７】
上記式（４）及び（５）を満たす複素フィルター装置を具現するために、本発明の複素フィルター装置５０は、第１、第２及び第３のＦＩＲフィルター３２、３４及び３６と、第１加算器２２と、第１引き算器２４とを含む。これらの３つのＦＩＲフィルター３２、３４及び３６は、各々フィルター係数（Ｃr＋Ｃi）、Ｃi及びＣrを有する。
【００１８】
第１加算器２２は、複素入力信号Ｙの実数部Ｙrと虚数部Ｙiとを加算して、加算された出力（Ｙr＋Ｙi）を生成する働きをし、第１引き算器２４は、複素入力信号Ｙの実数部Ｙrから虚数部Ｙiを引き算して、引き算された出力（Ｙr−Ｙi）を生成する働きをする。
【００１９】
第１ＦＩＲフィルター３２は、実数部Ｙrを自分のフィルター係数（Ｃr＋Ｃi）に掛け算して、掛け算された出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）を生成する。第２ＦＩＲフィルター３４は、第１加算器２２からの加算出力（Ｙr＋Ｙi）を自分のフィルター係数Ｃiに掛け算して、掛け算された出力（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを生成する。第３ＦＩＲフィルター３６は、第１引き算器２４からの引き算された出力（Ｙr−Ｙi）を自分のフィルター係数Ｃrに掛け算して、掛け算された出力（Ｙr−Ｙi）Ｃrを生成する。
【００２０】
第１及び第２ＦＩＲフィルター３２及び３４からの出力は、第２引き算器４２へ供給され、第１及び第３ＦＩＲフィルター３２及び３６からの出力は、第３引き算器４６へ供給される。第２引き算器４２は、第２ＦＩＲフィルター３４の出力（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを第１ＦＩＲフィルター３２の出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）から引き算して、出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを同相分の出力Ｚrとして生成する働きをする。第３引き算器４６は、第３ＦＩＲフィルター３６の出力（Ｙr−Ｙi）Ｃrを第１ＦＩＲフィルター３２の出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）から引き算して、出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr−Ｙi）Ｃrを直角分の出力Ｚiとして生成する働きをする。
【００２１】
従って、複素フィルター装置を具現するのに、単に３つのＦＩＲフィルターしか必要としないため、掛け算器の総数を３Ｎ個に減らすことが可能である。加算器の個数は増加するが、加算器のハードウェア的な具現は、掛け算器のハードウェア的な具現よりはるかに容易で、かつコストも低いため、装置全体のハードウェア的な具現にあまり影響を与えることはない。
【００２２】
上記に於いて、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、当業者は種々の変形をなし得るであろう。
【００２３】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、ＦＩＲフィルターの個数が低減された簡易な複素フィルター装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複素フィルター装置の概略的な回路図である。
【図２】従来の複素フィルター装置の概略的な回路図である。
【符号の説明】
１１ ＦＩＲフィルター
１２ ＦＩＲフィルター
１３ ＦＩＲフィルター
１４ ＦＩＲフィルター
１５ 引き算器
１６ 加算器
２２ 第１加算器
２４ 第１引き算器
３２ 第１ＦＩＲフィルター
３４ 第２ＦＩＲフィルター
３６ 第３ＦＩＲフィルター
４２ 第２引き算器
４６ 第３引き算器
５０ 複素フィルター装置
【産業上の利用分野】
本発明は、高精細度テレビ（HDTV）信号受信端内の等化器で用いるための複素フィルター装置に関するもので、特に、掛け算器の数を減少させた改善された複素フィルター装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高精細度テレビ（HDTV）システムにおいては、テレビ信号伝送源から生成されたテレビ信号は、無線チャンネルのような伝送チャンネルを通じてHDTV信号受信端へ送られる。
【０００３】
通常、テレビ信号は、画像、音声、及び同期情報を含んでおり、ディジタルテレビ信号に変換されて伝送される。このディジタルテレビ信号は、例えば、直角振幅変調（QAM）法または位相偏移キーイング（PSK）法のような通常の変調技法を用いて変調された後、伝送チャンネルを通じてHDTV信号受信端の等化器へ提供される。等化器の上流側において、HDTV信号受信器に受信されたテレビ信号は等化器へ供給される前に、同相分及び直角分に分離される。等化器は、通常、伝送中に歪んだ受信テレビ信号を補正して、等化された同相分及び直角分信号からなる等化されたテレビ信号を生成する。等化器は、受信テレビ信号を各々のフィルター係数を用いてフィルタリングするための複数の有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルターよりなる、複素フィルターを含む。
【０００４】
この複素フィルターへの入力が、それぞれ同相分及び直角分を表す実数部Ｙr及び虚数部Ｙiを有する複素数の入力信号（複素入力信号）Ｙからなり、また、この複素フィルターからの出力が、それぞれ同相分及び直角分を表す実数部Ｚr及び虚数部Ｚiを有する複素数の出力信号（複素出力信号）Ｚからなると仮定すると、出力Ｚは次式（１）のように表現される。
【０００５】
ここで、Ｃr及びＣiは、ＦＩＲフィルターにおけるフィルター係数の実数及び虚数部を各々表す。
【０００７】
図２は、上記式（１）に従って具現した典型的な複素フィルターの回路図である。示されているように、上記式（１）を満たすように、複素フィルターは２つの入力と２つの出力のため、４つのＦＩＲフィルター１１、１２、１３及び１４を有している。フィルター１２〜１４の各々は、概ねＮ個の掛け算器（ここで、Ｎはフィルターにおいて用いられるタップの個数を表す）といくつかの加算器とによって具現されるが、掛け算器のハードウェア的な具現または製造は、加算器のハードウェア的な具現よりはるかに難しい。従って、掛け算器の製造に伴う困難やコストを減らすためには、ＦＩＲフィルターの個数を減らすことが好ましい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の主な目的は、簡単かつ効果的な構造を有する、改善された複素フィルターを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、フィルター数を低減した改善された複素フィルターを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の好適実施例によると、入力テレビ信号を補正してフィルタリングされた出力テレビ信号を発生する等化器で用いられる複素フィルター装置であって、前記入力テレビ信号は、同相分及び直角分を表す実数部Ｙr及び虚数部Ｙiを有する複素入力信号Ｙを含み、前記フィルタリングされた出力テレビ信号は、同相分及び直角分を表す実数部Ｚr及び虚数部Ｚiを有する複素出力信号Ｚを含んでおり、前記複素入力信号Ｙの実数部Ｙrと虚数部Ｙiとを加算して、加算された出力（Ｙr＋Ｙi）を生成する第１加算器と、前記複素入力信号Ｙの実数部Ｙrから虚数部Ｙiを引き算して、引き算された出力（Ｙr−Ｙi）を生成する第１引き算器と、フィルター係数（Ｃr＋Ｃi）を有し、前記複数入力信号Ｙの実数部Ｙrを前記フィルター係数（Ｃr＋Ｃi）に掛け算して、掛け算された出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）を生成する第１フィルターと、フィルター係数Ｃiを有し、前記第１加算器からの加算された出力を前記フィルター係数Ｃiに掛け算して、掛け算された出力（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを生成する第２フィルターと、フィルター係数Ｃrを有して、前記第１引き算器からの引き算された出力を前記フィルター係数Ｃrに掛け算して、掛け算された出力（Ｙr−Ｙi）Ｃrを生成する第３フィルターと、前記第２フィルターの出力（Ｙr＋Ｙi)Ｃiを前記第１フィルターの出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）から引き算して、出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを前記同相分出力Ｚrとして発生する第２引き算器と、前記第３フィルターの出力（Ｙr−Ｙi）Ｃrを前記第１フィルターの出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）から引き算して、出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr−Ｙi）Ｃrを前記直角分出力Ｚiとして発生する第３引き算器とを含むことを特徴とする複素フィルター装置が提供される。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の複素フィルター装置について図面を参照しながらより詳しく説明する。
【００１２】
図１を参照すると、伝送の際に歪んだ入力テレビ信号を補正して、元のテレビ信号に近い、フィルタリングされ、かつ等化された出力テレビ信号を発生する等化器で用いられる、複素フィルター装置５０の回路図が示されている。入力テレビ信号は同相分及び直角分に分離しうる複素入力信号Ｙよりなり、ここで、同相分及び直角分は入力信号Ｙの実数部Ｙr及び虚数部Ｙiによって各々表される。同様に、フィルタリングされた出力テレビ信号は、同相分及び直角分を表す実数部Ｚr及び虚数部Ｚiを有する複素出力信号Ｚよりなる。
【００１３】
上述したように、複数フィルター装置５０における同相分出力Ｚr及び直角分出力Ｚiは、次式（２）及び（３）のように表される。
【００１４】
Ｚr＝（ＹrＣr−ＹiＣi） 式（２）
Ｚi＝（ＹrＣi＋ＹiＣr） 式（３）
【００１５】
本発明によると、上記の式（２）及び（３）は、各々次式（４）及び（５）のように置き換えられる。
【００１６】
Ｚr＝Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr＋Ｙi）Ｃi 式（４）
Ｚi＝Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr−Ｙi）Ｃr 式（５）
【００１７】
上記式（４）及び（５）を満たす複素フィルター装置を具現するために、本発明の複素フィルター装置５０は、第１、第２及び第３のＦＩＲフィルター３２、３４及び３６と、第１加算器２２と、第１引き算器２４とを含む。これらの３つのＦＩＲフィルター３２、３４及び３６は、各々フィルター係数（Ｃr＋Ｃi）、Ｃi及びＣrを有する。
【００１８】
第１加算器２２は、複素入力信号Ｙの実数部Ｙrと虚数部Ｙiとを加算して、加算された出力（Ｙr＋Ｙi）を生成する働きをし、第１引き算器２４は、複素入力信号Ｙの実数部Ｙrから虚数部Ｙiを引き算して、引き算された出力（Ｙr−Ｙi）を生成する働きをする。
【００１９】
第１ＦＩＲフィルター３２は、実数部Ｙrを自分のフィルター係数（Ｃr＋Ｃi）に掛け算して、掛け算された出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）を生成する。第２ＦＩＲフィルター３４は、第１加算器２２からの加算出力（Ｙr＋Ｙi）を自分のフィルター係数Ｃiに掛け算して、掛け算された出力（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを生成する。第３ＦＩＲフィルター３６は、第１引き算器２４からの引き算された出力（Ｙr−Ｙi）を自分のフィルター係数Ｃrに掛け算して、掛け算された出力（Ｙr−Ｙi）Ｃrを生成する。
【００２０】
第１及び第２ＦＩＲフィルター３２及び３４からの出力は、第２引き算器４２へ供給され、第１及び第３ＦＩＲフィルター３２及び３６からの出力は、第３引き算器４６へ供給される。第２引き算器４２は、第２ＦＩＲフィルター３４の出力（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを第１ＦＩＲフィルター３２の出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）から引き算して、出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを同相分の出力Ｚrとして生成する働きをする。第３引き算器４６は、第３ＦＩＲフィルター３６の出力（Ｙr−Ｙi）Ｃrを第１ＦＩＲフィルター３２の出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）から引き算して、出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr−Ｙi）Ｃrを直角分の出力Ｚiとして生成する働きをする。
【００２１】
従って、複素フィルター装置を具現するのに、単に３つのＦＩＲフィルターしか必要としないため、掛け算器の総数を３Ｎ個に減らすことが可能である。加算器の個数は増加するが、加算器のハードウェア的な具現は、掛け算器のハードウェア的な具現よりはるかに容易で、かつコストも低いため、装置全体のハードウェア的な具現にあまり影響を与えることはない。
【００２２】
上記に於いて、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、当業者は種々の変形をなし得るであろう。
【００２３】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、ＦＩＲフィルターの個数が低減された簡易な複素フィルター装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複素フィルター装置の概略的な回路図である。
【図２】従来の複素フィルター装置の概略的な回路図である。
【符号の説明】
１１ ＦＩＲフィルター
１２ ＦＩＲフィルター
１３ ＦＩＲフィルター
１４ ＦＩＲフィルター
１５ 引き算器
１６ 加算器
２２ 第１加算器
２４ 第１引き算器
３２ 第１ＦＩＲフィルター
３４ 第２ＦＩＲフィルター
３６ 第３ＦＩＲフィルター
４２ 第２引き算器
４６ 第３引き算器
５０ 複素フィルター装置
Claims (2)
- 入力テレビ信号を補正してフィルタリングされた出力テレビ信号を発生する等化器で用いられる複素フィルター装置であって、前記入力テレビ信号は、同相分及び直角分を表す実数部Ｙr及び虚数部Ｙiを有する複素入力信号Ｙを含み、前記フィルタリングされた出力テレビ信号は、同相分及び直角分を表す実数部Ｚr及び虚数部Ｚiを有する複素出力信号Ｚを含んでおり、
前記複素入力信号Ｙの実数部Ｙrと虚数部Ｙiとを加算して、加算された出力（Ｙr＋Ｙi）を生成する第１加算器と、
前記複素入力信号Ｙの実数部Ｙrから虚数部Ｙiを引き算して、引き算された出力（Ｙr−Ｙi）を生成する第１引き算器と、
フィルター係数（Ｃr＋Ｃi）を有し、前記複数入力信号Ｙの実数部Ｙrを前記フィルター係数（Ｃr＋Ｃi）に掛け算して、掛け算された出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）を生成する第１フィルターと、
フィルター係数Ｃiを有し、前記第１加算器からの加算された出力を前記フィルター係数Ｃiに掛け算して、掛け算された出力（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを生成する第２フィルターと、
フィルター係数Ｃrを有して、前記第１引き算器からの引き算された出力を前記フィルター係数Ｃrに掛け算して、掛け算された出力（Ｙr−Ｙi）Ｃrを生成する第３フィルターと、
前記第２フィルターの出力（Ｙr＋Ｙi)Ｃiを前記第１フィルターの出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）から引き算して、出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr＋Ｙi）Ｃiを前記同相分出力Ｚrとして発生する第２引き算器と、
前記第３フィルターの出力（Ｙr−Ｙi）Ｃrを前記第１フィルターの出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）から引き算して、出力Ｙr（Ｃr＋Ｃi）−（Ｙr−Ｙi）Ｃrを前記直角分出力Ｚiとして発生する第３引き算器とを含むことを特徴とする複素フィルター装置。 - 前記第１、第２及び第３フィルターの各々が有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルターから成ることを特徴とする請求項１に記載の複素フィルター装置。
Applications Claiming Priority (2)
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| JP17140995A Expired - Fee Related JP3761220B2 (ja) | 1994-06-14 | 1995-06-14 | 複素フィルター装置 |
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