(57)【要約】  選択された中間サンプリング周波数にしたがって、デジタル信号をアップサンプリングおよびダウンサンプリングすることによる、デジタル領域中のサンプリングレート変換に対する技術を記述する。複数の因数を持つ帯域幅を有するプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタがメモリ中に記憶される。技術は、プロトタイプのフィルタの因数に基づいて、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である中間サンプリング周波数を選択することと、選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた整数と同じであるダウンサンプリング係数を選択することとを含む。フィルタ発生器が、プロトタイプのフィルタに基づいて、選択されたダウンサンプリング係数に対してアンチエイリアシングフィルタを発生させる。サンプリングレートコンバータは、入力サンプリング周波数におけるデジタル信号を、選択された中間サンプリング周波数にアップサンプリングする。【選択図】      図１
2009527206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方法において、
デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である、前記デジタル信号の中間サンプリング周波数を選択することと、
入力サンプリング周波数における前記デジタル信号を、前記選択された中間サンプリング周波数にアップサンプリングすることと、
前記選択された中間サンプリング周波数における前記デジタル信号を、前記所望の出力サンプリング周波数にダウンサンプリングすることとを含む方法。
【請求項２】
前記デジタル信号のアプリケーションに基づいて、前記デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数を決定することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた整数である、前記デジタル信号のダウンサンプリング係数を選択することをさらに含み、
前記デジタル信号をダウンサンプリングすることは、前記選択されたダウンサンプリング係数だけ、前記デジタル信号をデシメートすることを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに基づいて、前記デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対してアンチエイリアシングフィルタを発生させることと、
前記デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対して発生された前記アンチエイリアシングフィルタにより、前記中間サンプリング周波数における前記デジタル信号をフィルタリングすることとをさらに含む請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記中間サンプリング周波数を選択することは、前記入力サンプリング周波数より大きいかまたは等しい、前記所望の出力サンプリング周波数の最も低い整数倍数を選択することを含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
メモリからプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタを取得することをさらに含み、
前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタは、複数の因数を持つ帯域幅を有し、
前記中間サンプリング周波数を選択することは、前記所望の出力サンプリング周波数の倍数と、前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた前記複数の因数のうちの１つとを選択することを含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記中間サンプリング周波数に関係付けられた前記複数の因数のうちの１つである、前記デジタル信号のダウンサンプリング係数を選択することと、
前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタをデシメートすることにより、前記デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対してアンチエイリアシングフィルタを発生させることと、
前記デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対して発生された前記アンチエイリアシングフィルタにより、前記選択された中間サンプリング周波数における前記デジタル信号をフィルタリングすることとをさらに含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記中間サンプリング周波数を選択することは、
メモリ中に記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数を取得することと、
前記所望の出力サンプリング周波数と、前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数とに基づいて、１組の中間サンプリング周波数を決定することと、
前記デジタル信号の中間サンプリング周波数として、前記１組の中間サンプリング周波数のうちの１つを選択することとを含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記１組の中間サンプリング周波数のうちの１つを選択することは、
前記入力サンプリング周波数を、前記１組の中間サンプリング周波数と比較することと、
前記入力サンプリング周波数より大きいかまたは等しい、前記１組の中間サンプリング周波数のうちの最も低い１つを決定することと、
前記デジタル信号の中間サンプリング周波数として、前記１組の中間サンプリング周波数のうちの前記最も低い１つを選択することとを含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
１組の中間サンプリング周波数を決定することは、前記所望の出力周波数の１組の倍数と、前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数とを決定することを含む請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数は、連続または非連続のうちの１つである請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記入力サンプリング周波数でアナログ信号をサンプリングして、前記デジタル信号を生成させることをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】
コンピュータ読み取り可能媒体において、
デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である、前記デジタル信号の中間サンプリング周波数を選択することと、
入力サンプリング周波数における前記デジタル信号を、前記選択された中間サンプリング周波数にアップサンプリングすることと、
前記選択された中間サンプリング周波数における前記デジタル信号を、前記所望の出力サンプリング周波数にダウンサンプリングすることとをプログラム可能なプロセッサに生じさせる命令を含むコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１４】
前記選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた整数である、前記デジタル信号のダウンサンプリング係数を決定することと、前記選択されたダウンサンプリング係数だけ、前記デジタル信号をデシメートすることとを前記プログラム可能なプロセッサに生じさせる命令をさらに含む請求項１３記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１５】
プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに基づいて、前記デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対してアンチエイリアシングフィルタを発生させることと、
前記デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対して発生された前記アンチエイリアシングフィルタにより、前記中間サンプリング周波数における前記デジタル信号をフィルタリングすることとを前記プログラム可能なプロセッサに生じさせる命令をさらに含む請求項１４記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１６】
前記命令は、前記入力サンプリング周波数より大きいかまたは等しい、前記所望の出力サンプリング周波数の最も低い整数倍数を選択することを前記プログラム可能なプロセッサに生じさせる請求項１３記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１７】
メモリからプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタを取得し、そして、前記所望の出力サンプリング周波数の倍数と、前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた複数の因数のうちの１つとを選択することを前記プログラム可能なプロセッサに生じさせる命令をさらに含み、
前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタは、前記複数の因数を持つ帯域幅を有する請求項１３記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１８】
前記中間サンプリング周波数に関係付けられた前記複数の因数のうちの１つである、前記デジタル信号のダウンサンプリング係数を選択することと、
前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタをデシメートすることにより、前記デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対してアンチエイリアシングフィルタを発生させることと、
前記デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対して発生された前記アンチエイリアシングフィルタにより、前記選択された中間サンプリング周波数における前記デジタル信号をフィルタリングすることとを前記プログラム可能なプロセッサに生じさせる命令をさらに含む請求項１７記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項１９】
前記命令は、
プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数を取得することと、
前記所望の出力サンプリング周波数と、前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数とに基づいて、１組の中間サンプリング周波数を決定することと、
前記デジタル信号の中間サンプリング周波数として、前記１組の中間サンプリング周波数のうちの１つを選択することとを前記プログラム可能なプロセッサに生じさせる請求項１３記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項２０】
前記命令は、
前記入力サンプリング周波数を、前記１組の中間サンプリング周波数と比較することと、
前記入力サンプリング周波数より大きいかまたは等しい、前記１組の中間サンプリング周波数のうちの最も低い１つを決定することと、
前記デジタル信号の中間サンプリング周波数として、前記１組の中間サンプリング周波数のうちの前記最も低い１つを選択することとを前記プログラム可能なプロセッサに生じさせる請求項１９記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項２１】
前記命令は、前記所望の出力周波数の１組の倍数と、前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数とを決定することを前記プログラム可能なプロセッサに生じさせる請求項１９記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項２２】
デバイスにおいて、
デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である、前記デジタル信号の中間サンプリング周波数を選択し、
デジタル領域中でデジタル信号のサンプリングレートを変換するプロセッサを具備し、
前記プロセッサは、入力サンプリング周波数における前記デジタル信号を、前記選択された中間サンプリング周波数にアップサンプリングし、前記選択された中間サンプリング周波数における前記デジタル信号を、前記所望の出力サンプリング周波数にダウンサンプリングするデバイス。
【請求項２３】
前記デジタル信号のアプリケーションに基づいて、前記デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数を決定する制御装置をさらに具備する請求項２２記載のデバイス。
【請求項２４】
前記選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた整数である、前記デジタル信号のダウンサンプリング係数を選択する制御装置と、
前記ダウンサンプリング係数だけ、前記デジタル信号をデシメートして、前記選択された中間サンプリング周波数における前記デジタル信号を、前記所望の出力サンプリング周波数にダウンサンプリングするダウンサンプラーを有するサンプリングレートコンバータとをさらに具備する請求項２２記載のデバイス。
【請求項２５】
前記デバイス内のメモリ中に記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに基づいて、前記デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対して、前記ダウンサンプラー内にアンチエイリアシングフィルタを発生させるフィルタ発生器をさらに具備し、
前記ダウンサンプラーは、前記デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対して発生された前記アンチエイリアシングフィルタにより、前記中間サンプリング周波数における前記デジタル信号をフィルタリングする請求項２４記載のデバイス。
【請求項２６】
前記デジタル信号の中間サンプリング周波数として、前記入力サンプリング周波数より大きいかまたは等しい、前記所望の出力サンプリング周波数の最も低い整数倍数を選択する周波数選択器をさらに具備する請求項２２記載のデバイス。
【請求項２７】
複数の因数を持つ帯域幅を有するプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタを記憶するメモリをさらに具備する請求項２２記載のデバイス。
【請求項２８】
前記メモリから前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタを取得し、前記デジタル信号の中間サンプリング周波数として、前記所望の出力サンプリング周波数の倍数と、前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた前記複数の因数のうちの１つとを選択する周波数選択器をさらに具備する請求項２７記載のデバイス。
【請求項２９】
前記選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた前記複数の因数のうちの１つである、前記デジタル信号のダウンサンプリング係数を選択する制御装置と、
前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタをデシメートすることにより、前記選択されたダウンサンプリング係数に対してアンチエイリアシングフィルタを発生させるフィルタ発生器と、
前記デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対して発生された前記アンチエイリアシングフィルタにより、前記中間サンプリング周波数における前記デジタル信号をフィルタリングするダウンサンプラーを有するサンプリングレートコンバータとをさらに具備する請求項２８記載のデバイス。
【請求項３０】
前記デバイス内のメモリ中に記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数を取得する周波数選択器と、
前記所望の出力サンプリング周波数と、前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数とに基づいて、１組の中間サンプリング周波数を決定する、前記周波数選択器内の周波数決定モジュールとをさらに具備し、
前記周波数選択器は、前記デジタル信号の中間サンプリング周波数として、前記１組の中間サンプリング周波数のうちの１つを選択する請求項２２記載のデバイス。
【請求項３１】
前記入力サンプリング周波数を、前記１組の中間サンプリング周波数と比較し、そして、前記入力サンプリング周波数より大きいかまたは等しい、前記１組の中間サンプリング周波数のうちの最も低い１つを決定する、前記周波数選択器内の比較モジュールをさらに具備し、
前記周波数選択器は、前記デジタル信号の中間サンプリング周波数として、前記１組の中間サンプリング周波数のうちの前記最も低い１つを選択する請求項３０記載のデバイス。
【請求項３２】
前記周波数決定モジュールは、前記所望の出力周波数の１組の倍数と、前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数とを決定する請求項３０記載のデバイス。
【請求項３３】
前記プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数は、連続または非連続のうちの１つである請求項３０記載のデバイス。
【請求項３４】
前記入力サンプリング周波数でアナログ信号をサンプリングして、前記デジタル信号を生成させるサンプラーをさらに具備する請求項２２記載のデバイス。
【請求項３５】
前記デバイスは、ワイヤレス通信デバイスと、ワイヤード通信デバイスと、パケットベースの通信デバイスと、オーディオ再生デバイスと、記録デバイスと、表示デバイスと、のうちの１つを具備する請求項２２記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００６年２月１５日に出願された、米国仮出願第６０／７７３，８７６号の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、サンプリングレートコンバータに関し、より詳細には、デジタル領域のサンプリングレートコンバータに関する。
【背景】
【０００３】
サンプリングレートコンバータは、デジタル信号のサンプリング周波数を変化させるために使用され、再サンプラーとも呼ばれる。サンプリングレートコンバータは、ハードウェアデバイスおよび／またはソフトウェアの形態をとり、アップサンプラーまたはダウンサンプラーのいずれかである。アップサンプラーは、デジタル信号のサンプリングレートを増加させる。ダウンサンプラーは、デジタル信号のサンプリングレートを減少させる。サンプリング周波数変換レートは、所望の出力サンプリング周波数と、所定の入力サンプリング周波数との比として規定されている。アップサンプリングの変換レートは、常に１．０より大きく、一方、ダウンサンプリングの変換レートは、常に１．０より小さい。
【０００４】
エイリアシングは、アナログ信号をデジタル信号に、またはデジタル信号をアナログ信号に変換するときに、通常生じる現象である。エイリアシングは、デジタル信号のサンプリング周波数を変換するときにも生じることがある。エイリアシングが生じるとき、１つの周波数における信号のエネルギーが、他の周波数に対して投影される。例えば、信号が、それぞれ１ｋＨｚと７．５ｋＨｚにおいて、２つの正弦波成分を有していると仮定する。信号が１６ｋＨｚでサンプリングされる場合、信号は完全に再構成できる。信号が、デシメーションにより、１６ｋＨＺから４ｋＨｚにダウンサンプリングされる場合、１ｋＨｚにおけるエネルギーは変化しないが、７．５ｋＨｚにおけるエネルギーは、０．５ｋＨｚに投影されるだろう。０．５ｋＨｚにおけるエネルギーは、エイリアシングであると考えられる。別の例として、１ｋＨｚにおけるアナログの正弦波信号が４ｋＨｚでサンプリングされる場合、エネルギーは、１ｋＨｚにおいて現れ、それは望ましいことである。しかしながら、隣接サンプル間に３つのゼロを挿入することにより、信号が１６ｋＨｚにアップサンプリングされる場合、エネルギーは、１ｋＨｚ、３ｋＨｚ、５ｋＨｚ、および７ｋＨｚにおいて現れるだろう。３ｋＨｚ、５ｋＨｚ、および７ｋＨｚにおけるエネルギーは、１ｋＨｚにおけるエネルギーの像であり、エイリアシングであると考えられる。エイリアシングによる歪みを減少させるために、サンプリングレートコンバータは、通常、アンチエイリアシングフィルタを含んでおり、アンチエイリアシングフィルタは、一般的にローパスフィルタである。
【０００５】
アンチエイリアシングフィルタは、一般的に、アップサンプラーおよびダウンサンプラーの両方において必要とされる。例えば、一般的なダウンサンプラーは、通常、アンチエイリアシングフィルタとデシメータとを含んでいる。いくつかのケースにおいて、ダウンサンプラーは、元のデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログコンバータと、所望のサンプリング周波数でアナログ信号をサンプリングするアナログデジタルコンバータとを含んでいる。しかしながら、このタイプのダウンサンプラーは、専用のハードウェアのサポートを必要とし、専用のハードウェアのサポートは、ダウンサンプラーのサイズおよびコストを増加させることがある。
【０００６】
他のケースにおいて、ダウンサンプラーは、デジタル領域において、専らサンプリング周波数変換を実行する。ダウンサンプリングレートが２つの正の整数の比として表現されるとき、デジタル領域のダウンサンプラーは、３つの段階において実現できる。一例として、ダウンサンプリングレートがＩ／Ｄであると仮定する。ここでＩおよびＤは、互いに素である正の整数であり、Ｄは専ら、Ｉよりも大きい。最初に、デジタル信号は、Ｉの係数だけ補間される。次に、アンチエイリアシングフィルタが、補間されたデジタル信号をフィルタリングする。最後に、デジタル信号は、Ｄのダウンサンプリング係数だけデシメートされる。ダウンサンプラー中のアンチエイリアシングフィルタの帯域幅は、π／Ｄであり、ここでＤは、ダウンサンプリング係数である。それゆえに、それぞれの異なるダウンサンプリングレートＤは、異なるアンチエイリアシングフィルタを必要とする。一次補間を使用して、それぞれの所望のサンプリングレートに対するアンチエイリアシングフィルタを発生させるために、単一のプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタを使用してもよい。しかしながら、高性能を達成するためには、かなり多数の係数を有する、非常に狭い帯域のプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタが必要とされる。
【概要】
【０００７】
一般に、本開示は、選択された中間サンプリング周波数にしたがって、デジタル信号をアップサンプリングおよびダウンサンプリングすることによる、デジタル領域中のサンプリングレート変換に対する技術に関する。技術は、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である、中間サンプリング周波数を選択することを含む。技術はまた、選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた整数と同じである、ダウンサンプリング係数を選択することを含む。サンプリングレートコンバータは、入力サンプリング周波数におけるデジタル信号を、選択された中間サンプリング周波数にアップサンプリングし、選択されたダウンサンプリング係数だけ、デジタル信号を所望の出力サンプリング周波数にダウンサンプリングする。
【０００８】
サンプリングレートコンバータは、アップサンプラーとダウンサンプラーとの両方を含む。アップサンプラーは、任意の有理数のアップサンプリングレートをサポートして、アップサンプリングおよび補間や、帯域制限された補間や、直接補間や、または他のアップサンプリング方法を実行することにより、入力サンプリング周波数を、選択された中間サンプリング周波数に変換する。ダウンサンプラーは、整数のダウンサンプリング係数だけをサポートして、選択された中間サンプリング周波数を所望の出力サンプリング周波数に変換する。
【０００９】
異なるダウンサンプリング係数は、ダウンサンプラー中に異なるアンチエイリアシングフィルタを必要とする。かなり多数のアンチエイリアシングフィルタをメモリ中に記憶させることを回避するために、複数の因数を持つ帯域幅を有するプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタが、メモリ中に記憶される。選択された中間サンプリング周波数は、所望の出力サンプリングの整数倍数であり、ここで整数は、プロトタイプのフィルタに関係付けられた複数の因数のうちの１つである。
【００１０】
フィルタ発生器が、デシメーションを使用して、プロトタイプのフィルタに基づいて、デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対してアンチエイリアシングフィルタを発生させる。それゆえに、いくつかの実施形態において、デジタル信号に対する変換レートにかかわらず、１つのプロトタイプのフィルタをメモリ中に記憶させる必要があるだけである。さらに、記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタは、減少した数の因数を有する比較的短いプロトタイプのフィルタであってもよい。移動ワイヤレス通信デバイス（ＷＣＤ）のような、データ記憶空間が制限されるデバイスにおいて、これは特に有用である。
【００１１】
１つの実施形態において、本開示は、デジタル領域中で、デジタル信号のサンプリングレートを変換する方法を提供する。方法は、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である、デジタル信号の中間サンプリング周波数を選択することを含む。方法はまた、入力サンプリング周波数におけるデジタル信号を、選択された中間サンプリング周波数にアップサンプリングすることと、選択された中間サンプリング周波数におけるデジタル信号を、所望の出力サンプリング周波数にダウンサンプリングすることとを含む。
【００１２】
別の実施形態において、本開示は、デジタル領域中で、デジタル信号のサンプリングレートを変換する命令を含むコンピュータ読み取り可能媒体を提供する。命令により、プログラム可能なプロセッサが、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である、デジタル信号の中間サンプリング周波数を選択する。また、命令により、プログラム可能なプロセッサが、入力サンプリング周波数におけるデジタル信号を、選択された中間サンプリング周波数にアップサンプリングし、選択された中間サンプリング周波数におけるデジタル信号を、所望の出力サンプリング周波数にダウンサンプリングする。
【００１３】
別の実施形態において、本開示は、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である、デジタル信号の中間サンプリング周波数を選択するプロセッサを備えるデバイスを提供する。プロセッサはまた、デジタル領域中で、デジタル信号のサンプリングレートを変換し、プロセッサは、入力サンプリング周波数におけるデジタル信号を、選択された中間サンプリング周波数にアップサンプリングし、選択された中間サンプリング周波数におけるデジタル信号を、所望の出力サンプリング周波数にダウンサンプリングする。
【００１４】
ここで記述した技術は、ハードウェアや、ソフトウェアや、ファームウェアや、またはそれらの任意の組み合わせ中で実現してもよい。ソフトウェア中で実現される場合、プロセッサにより実行されるとき、ここで記述した方法のうちの１つ以上を実行する命令を含むコンピュータ読取り可能媒体により、技術は、全体的にまたは部分的に実現されてもよい。
【００１５】
１つ以上の実施形態の詳細を、添付図面および以下の詳細な説明中で示す。本発明の他の、特徴、目的、および利益は、詳細な説明および図面から、そして特許請求の範囲から明らかになるだろう。
【詳細な説明】
【００１６】
図１は、本開示の実施形態にしたがうサンプリングレートコンバータ２０を含む、ワイヤレス通信デバイス（ＷＣＤ）１０を図示するブロック図である。記述するように、サンプリングレートコンバータ２０は、選択された中間サンプリング周波数にしたがって、デジタル信号をアップサンプリングおよびダウンサンプリングすることにより、デジタル領域中でサンプリングレート変換を実行する。サンプリングレートコンバータ２０は、さまざまなデバイスにおいて有用であり、特に、ＷＣＤ１０のような、データ記憶空間が制限されるデバイスにおいて有用である。しかしながら、サンプリングレートコンバータ２０は、ワイヤード通信デバイスや、パケットベースの通信デバイスや、主として通信に向けられていない、オーディオ再生デバイスや、記録デバイスや、表示デバイスのようなデバイスを含む、他のデバイスにおいても有用である。図１の例において、サンプリングレートコンバータ２０は、ＷＣＤ１０内に存在し、ＷＣＤ１０は、移動無線電話機や、衛星無線電話機や、ポータブルコンピュータ内に組み込まれたワイヤレス通信カードや、ワイヤレス通信機能を備えたパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）や、またはワイヤレス通信可能な何らかのさまざまなデバイスの形態をとる。
【００１７】
ＷＣＤ１０は、複数の基地局と通信する。基地局は一般的に、ＷＣＤ１０とワイヤレスに通信して、ＷＣＤ１０に対してネットワークアクセスを提供する固定機器である。例えば、基地局は、ＷＣＤ１０と公衆電話交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）との間にインターフェースを提供し、それにより、電話通話が、ＷＣＤに対して、およびＷＣＤからルーティングできる。代わりに、または追加として、パケットベースの音声情報またはパケットベースのデータの送信のために、基地局は、パケットベースのネットワークに結合されていてもよい。
【００１８】
図１の例において、ＷＣＤ１０は、アンテナ１１と、トランシーバ１２と、コーデック（エンコーダ／デコーダ）１３と、メモリ１６と、制御装置１８とを含む。いくつかの実施形態において、制御装置１８は、ＷＣＤ１０の動作を制御できる移動局モデム（ＭＳＭ）を備えていてもよい。ＷＣＤ１０は、アンテナ１１を介してトランシーバ１２により基地局からのワイヤレス信号を受信する。コーデック１３は、受信されたワイヤレス信号をデコードする。制御装置１８は、コーデック１３から、入力サンプリングレートにおけるデコードされたデジタル信号を受け取り、デジタル信号を処理し、ＷＣＤ１０のユーザに対して、処理された信号を提供し、および／または処理された信号をメモリ１６中に記憶させる。
【００１９】
制御装置１８は、信号プロセッサ１４と、サンプラー１５と、サンプリングレートコンバータ２０と、周波数選択器２２と、フィルタ発生器２４とを含む。信号プロセッサ１４は、コーデック１３から受け取った入力サンプリング周波数のデジタル信号を処理し、サンプリングレートコンバータ２０は、デジタル信号のためのアプリケーションに依存する所望の出力サンプリング周波数に、入力サンプリング周波数を変換する。信号プロセッサ１４は、所望の出力サンプリング周波数におけるデジタル信号を再度処理してもよい。他の実施形態において、制御装置１８は、複数の信号プロセッサを含んでいてもよい。ＷＣＤ１０のユーザに対して信号を提供するために、サンプラー１５は、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）を備え、所望の出力サンプリング周波数におけるデジタル信号をアナログ信号に変換する。
【００２０】
ＷＣＤ１０はまた、ＷＣＤ１０のユーザから信号を受け取る。制御装置１８は、アナログ信号を受け取り、アナログ信号をデジタル信号に変換し、送信のためにデジタル信号を処理する。このケースにおいて、サンプラー１５は、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）を備え、入力サンプリング周波数で、アナログ信号をデジタル信号に変換する。信号プロセッサ１４は、入力サンプリング周波数におけるデジタル信号を処理し、サンプリングレートコンバータ２０は、デジタル信号のためのアプリケーションに依存する所望の出力サンプリング周波数に、入力サンプリング周波数を変換する。信号プロセッサ１４は、所望の出力サンプリング周波数におけるデジタル信号を再度処理してもよい。他の実施形態において、制御装置１８は、複数の信号プロセッサを含んでいてもよい。コーデック１３は、所望の出力サンプリング周波数におけるデジタル信号をエンコードする。トランシーバ１２は、アンテナ１１を介して、エンコードされたワイヤレス信号を基地局に送信する。いくつかの実施形態において、トランシーバ１２により受信される信号およびトランシーバ１２により送信する信号のために、制御装置１８は、専用の組の、信号プロセッサと、サンプリングレートコンバータと、サンプラーとを含んでいてもよい。
【００２１】
デジタル信号を処理する前に、デジタル信号のための可能性のあるアプリケーションに基づいて、制御装置１８は、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数ｆ0を決定する。受信デジタル信号のための可能性のあるアプリケーションは、さまざまなサンプリング周波数を使用する。例えば、８ｋＨｚおよび１６ｋＨｚのサンプリング周波数が、音声通信アプリケーションにおいて使用される。オーディオコンパクトディスク（ＣＤ）アプリケーションは、４４．１ｋＨｚのサンプリング周波数を使用する。デジタルオーディオテープ（ＤＡＴ）アプリケーションは、４８ｋＨｚのサンプリング周波数を使用する。１１．０２５ｋＨｚ、１２ｋＨｚ、１２．８ｋＨｚ、２２．０５ｋＨｚ、２４ｋＨｚ、３２ｋＨｚ、および４４ｋＨｚを含む、他の一般的なサンプリング周波数が、他のデジタル信号アプリケーションにおいて使用される。
【００２２】
制御装置１８内の周波数選択器は、所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である、デジタル信号の中間サンプリング周波数ｆmを選択する。制御装置１８は次に、選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた整数と同じである、デジタル信号のダウンサンプリング係数を選択する。それゆえに、本開示の実施形態にしたがうと、アップサンプリングおよびダウンサンプリングは、同じ中間周波数を使用する。
【００２３】
選択された中間サンプリング周波数にしたがって、入力サンプリング周波数から所望の出力サンプリング周波数に、デジタル信号のサンプリングレートを変換するために、制御装置１８内のサンプリングレートコンバータ２０は、（示していない）アップサンプラーおよびダウンサンプラーの両方を含んでいる。サンプリングレートコンバータ２０は最初に、入力サンプリング周波数ｆiにおけるデジタル信号を、選択された中間サンプリング周波数にアップサンプリングする。サンプリングレートコンバータ２０は次に、選択されたダウンサンプリング係数だけ、所望の出力サンプリング周波数にデジタル信号をダウンサンプリングする。
【００２４】
サンプリングレートコンバータ２０は、さまざまな異なるダウンサンプリングレートでフレキシブルなダウンサンプリングを提供するように構成されていてもよい。それぞれのダウンサンプリング係数は、サンプリングレートコンバータ２０内のダウンサンプラー中に異なるアンチエイリアシングフィルタを必要とする。かなり多数のアンチエイリアシングフィルタをメモリ１６中に記憶させることを回避するために、複数の因数を持つ帯域幅を有するプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタが、メモリ１６中に記憶される。例えば、プロトタイプのフィルタは、帯域幅π／Ｎを有し、ここでＮは、複数の因数を有する。いくつかの実施形態において、２つ以上のプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタをメモリ１６中に記憶させてもよく、プロトタイプのフィルタのそれぞれは、異なる対応する因数を持つ、異なる帯域幅を有する。
【００２５】
周波数選択器２２は、所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である、デジタル信号の中間サンプリング周波数を選択する。ここで整数は、メモリ１６中に記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた複数の因数のうちの１つである。制御装置１８は、プロトタイプのフィルタに関係付けられた複数の因数のうちの同じ１つに等しい、デジタル信号のダウンサンプリング係数を選択する。
【００２６】
制御装置１８内のフィルタ発生器２４は、デシメーションを使用して、プロトタイプのフィルタに基づいて、デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数に対して、アンチエイリアシングフィルタを発生させる。フィルタの帯域幅を設定し、多数のフィルタのタップを確立し、そしてフィルタの係数を計算することにより、フィルタ発生器２４は、アンチエイリアシングフィルタを発生させてもよい。アンチエイリアシングフィルタの帯域幅は、アンチエイリアシングフィルタを通過できる信号エネルギーの周波数範囲を規定する。
【００２７】
例えば、メモリ１６中に記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタが、帯域幅π／Ｎを有し、かつ、選択された中間サンプリング周波数がｎｆ0である場合、制御装置１８は、ｎであるダウンサンプリング係数を選択する。ここでｎは、Ｎの１つの因数である。フィルタ発生器２４は次に、プロトタイプのフィルタをＮ／ｎ分の１にデシメートすることにより、帯域幅π／ｎを有するアンチエイリアシングフィルタを発生させる。このようにして、受信デジタル信号に対するサンプリング周波数の変換レートにかかわらず、１つのプロトタイプのフィルタをメモリ１６中に記憶させる必要があるだけである。さらに、記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタは、減少した数の因数を有する比較的短いプロトタイプのフィルタであってもよい。これは、記憶空間が制限されるようなＷＣＤ１０において特に有用である。
【００２８】
本開示の範囲を限定することなく、プロトタイプのフィルタからアンチエイリアシングフィルタを発生させるいくつかの特定の例を示す。第１の例として、メモリ１６中に記憶されたアンチエイリアシングプロトタイプフィルタは、帯域幅π／６０を有し、ここで６０は、２、３、４、５、６、１０、１２、１５、２０、３０、および６０の倍数である。フィルタ発生器２４は、デシメーションを使用して、プロトタイプのフィルタから、π／２、π／３、π／４、π／５、π／６、π／１０、π／１２、π／１５、π／２０、π／３０、またはπ／６０の帯域幅を有するアンチエイリアシングフィルタ３０を導出する。すなわち、メモリ１６中に記憶されたプロトタイプのフィルタは、ダウンサンプリング係数２、３、４、５、６、１２、１５、２０、３０、および６０をサポートする。それゆえに、周波数選択器２２は、２ｆ0、３ｆ0、４ｆ0、５ｆ0、６ｆ0、１０ｆ0、１２ｆ0、１５ｆ0、２０ｆ0、３０ｆ0、および６０ｆ0を含むセットから、デジタル信号に対する中間サンプリング周波数を選択する。このケースにおいて、例示的なプロトタイプのフィルタは、１１個の異なるアンチエイリアシングフィルタをメモリ１６中に記憶させるのに必要とする空間と比較して、約６４％だけ、メモリ１６中で使用される記憶空間の量を減少させる。
【００２９】
第２の例として、メモリ１６中で記憶されたアンチエイリアシングプロトタイプフィルタは、帯域幅π／１２を有する。ここで１２は、２、３、４、６、および１２の倍数である。例示的なプロトタイプのフィルタは、大きな変換レートのサポートが必要でない、ほとんどのスピーチおよびオーディオアプリケーションに対しては十分である。フィルタ発生器２４は、デシメーションを使用して、プロトタイプのフィルタから、π／２、π／３、π／４、π／６、またはπ／１２の帯域幅を有するアンチエイリアシングフィルタ３０を導出する。すなわち、メモリ１６中に記憶されたプロトタイプのフィルタは、ダウンサンプリング係数２、３、４、６および１２をサポートする。それゆえに、周波数選択器２２は、２ｆ0、３ｆ0、４ｆ0、６ｆ0、および１２ｆ0を含むセットから、デジタル信号の中間サンプリング周波数を選択する。このケースにおいて、例示的なプロトタイプのフィルタは、５個の異なるアンチエイリアシングフィルタをメモリ１６中に記憶させるのに必要とする空間と比較して、約５６％だけ、メモリ１６中で使用される記憶空間の量を減少させる。
【００３０】
図２は、より詳細に、図１からのサンプリングレートコンバータ２０を図示するブロック図である。サンプリングレートコンバータ２０は、アップサンプラー２６とダウンサンプラー２８とを含み、アップサンプラー２６とダウンサンプラー２８は、選択された中間サンプリング周波数にしたがって、デジタル領域中で、デジタル信号を、それぞれアップサンプリングおよびダウンサンプリングする。
【００３１】
アップサンプラー２６は、デジタル信号のサンプリング周波数を増加させ、元のデジタル信号の帯域幅よりも広い帯域幅を有する、アップサンプリングされたデジタル信号を生成させる。アップサンプリングに対して、拡張された周波数帯域における元のデジタル信号のスペクトルおよびエネルギーに対する歪は、信号の忠実度を保つ、予め定められたレベルに制御すべきである。アップサンプラー２６は、任意の有理数のアップサンプリングレートをサポートして、アップサンプリングおよび補間や、帯域制限された補間や、直接補間や、または他のアップサンプリング方法を実行することにより、入力サンプリング周波数を、選択された中間サンプリング周波数に変換する。
【００３２】
ダウンサンプラー２８は、デジタル信号のサンプリング周波数を減少させ、元のデジタル信号の帯域幅よりも狭い帯域幅を有する、ダウンサンプリングされたデジタル信号を生成させる。ダウンサンプリングに対して、元のデジタル信号のスペクトルに対する歪は、信号の忠実度を保つために最小化すべきである。ダウンサンプラー２８は、整数のダウンサンプリング係数だけをサポートして、選択された中間サンプリング周波数を、所望の出力サンプリング周波数に変換する。ダウンサンプラー２８は、アンチエイリアシングフィルタ３０とデシメータ３２とを含む。
【００３３】
いったん周波数選択器２２が、デジタル信号の中間サンプリング周波数を選択すると、サンプリングレートコンバータ２０内のアップサンプラー２６は、入力サンプリング周波数ｆiにおけるデジタル信号を、選択された中間サンプリング周波数ｆmにアップサンプリングする。例えば、アップサンプラー２６は、アップサンプリング係数だけデジタル信号を拡張することにより、デジタル信号をアップサンプリングしてもよい。デジタル信号の隣接入力サンプル間に所定の数のゼロを挿入することにより、アップサンプラー２６は、このアップサンプリングプロセスを達成してもよい。ゼロ挿入のプロセス後に、アップサンプラー２６は、デジタル信号をフィルタリングして、デジタル信号中の何らかのエイリアシング像または歪みを取り除いてもよい。アップサンプラー２６は次に、補間を実行して、デジタル信号を選択された中間サンプリング周波数にダウンサンプリングしてもよい。補間方法は、零次補間と、一次補間と、より高次の補間と、さまざまなスプライン補間とを含む。
【００３４】
サンプリングレートコンバータ２０内のダウンサンプラー２８は次に、選択された中間サンプリング周波数にしたがって、メモリ１６中に記憶されたプロトタイプのフィルタから導出されたアンチエイリアシングフィルタ３０により、デジタル信号をフィルタリングする。デジタル信号のフィルタリング後に、デシメータ３２により、選択されたダウンサンプリング係数だけデジタル信号をデシメートすることにより、ダウンサンプラー２８は、中間サンプリング周波数ｆmにおけるデジタル信号を、所望の出力サンプリング周波数ｆ0にダウンサンプリングする。
【００３５】
選択された中間サンプリング周波数に基づいて、入力サンプリング周波数から所望の出力サンプリング周波数にデジタル信号変換するいくつかの例を示す。第１の例として、制御装置１８は、４４．１ｋＨｚの入力サンプリングレートでデジタル信号を受け取り、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数が８ｋＨｚであることを決定する。この例において、周波数選択器２２は、４８ｋＨｚである中間サンプリング周波数を選択する。４８ｋＨｚは、所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である（すなわち、６ｆ0）。制御装置１８は次に、６に等しいダウンサンプリング係数を選択する。６は、選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた整数と同じである。アップサンプラー２６は、４４．１ｋＨｚから４８ｋＨｚにデジタル信号をアップサンプリングする。ダウンサンプラー２８は、プロトタイプのフィルタから導出された、帯域幅π／６を有するアンチエイリアシングフィルタ３０によりデジタル信号をフィルタリングする。次に、ダウンサンプラー２８は、デシメータ３２により、デジタル信号を６分の１にデシメートすることにより、４８ｋＨｚから８ｋＨｚにデジタル信号をダウンサンプリングする。
【００３６】
第２の例として、制御装置１８は、４８ｋＨｚの入力サンプリングレートでデジタル信号を受け取り、そして、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数が４４．１ｋＨｚであることを決定する。この例において、周波数選択器２２は、８８．２ｋＨｚである中間サンプリング周波数を選択する。８８．２ｋＨｚは、所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である（すなわち、２ｆ0）。制御装置１８は次に、２に等しいダウンサンプリング係数を選択する。２は、アップサンプラー２６により使用される、選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた整数と同じである。アップサンプラー２６は、４８ｋＨｚから８８．２ｋＨｚにデジタル信号をアップサンプリングする。ダウンサンプラー２８は、プロトタイプのフィルタから導出された、帯域幅π／２を有するアンチエイリアシングフィルタ３０によりデジタル信号をフィルタリングする。次に、ダウンサンプラー２８は、デシメータ３２により、デジタル信号を２分の１にデシメートすることにより、８８．２ｋＨｚから４４．１ｋＨｚにデジタル信号をダウンサンプリングする。
【００３７】
第３の例として、制御装置１８は、４４．１ｋＨｚの入力サンプリングレートでデジタル信号を受け取り、そして、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数が２２ｋＨｚであることを決定する。この例において、周波数選択器２２は、６６ｋＨｚである中間サンプリング周波数を選択する。６６ｋＨｚは、所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である（すなわち、３ｆ0）。制御装置１８は次に、３に等しいダウンサンプリング係数を選択する。３は、選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた整数と同一である。アップサンプラー２６は、４４．１ｋＨｚから６６ｋＨｚにデジタル信号をアップサンプリングする。ダウンサンプラー２８は、プロトタイプのフィルタから導出された、帯域幅π／３を有するアンチエイリアシングフィルタ３０によりデジタル信号をフィルタリングする。次に、ダウンサンプラー２８は、デシメータ３２により、デジタル信号を３分の１にデシメートすることにより、６６ｋＨｚから２２ｋＨｚにデジタル信号をダウンサンプリングする。
【００３８】
図３は、より詳細に、図１からの周波数選択器２２を図示するブロック図である。制御装置１８内の周波数選択２２は、所望の出力サンプリング周波数ｆ0と、メモリ１６中に記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数とに基づいて、中間サンプリング周波数ｆmを選択する。周波数選択器２２は、制御装置１８から、デジタル信号の入力サンプリング周波数と所望の出力サンプリング周波数とを受け取る。さらに、周波数選択器２２は、メモリ１６中に記憶されたプロトタイプのフィルタに関係付けられた因数を取得する。
【００３９】
周波数選択器２２内の周波数決定モジュール４０は、所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である、１組の中間サンプリング周波数を決定する。ここで、その整数は、プロトタイプのフィルタに関係付けられた因数である。例えば、プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタが、帯域幅π／Ｎを有する場合、対応する因数は、ｎ−２、ｎ−１、ｎ、およびｎ＋１であるかもしれない。周波数決定モジュール４０は、（ｎ−２）*ｆ0、（ｎ−１）*ｆ0、ｎｆ0、および（ｎ＋１）*ｆ0である、１組の中間サンプリング周波数を決定する。いくつかのケースにおいて、決定された組の中間サンプリング周波数は、連続していない。
【００４０】
周波数選択器２２内の比較モジュール４４は、デジタル信号の入力サンプリング周波数ｆiを、周波数決定器モジュール４０からの１組の中間サンプリング周波数と比較して、入力サンプリング周波数より大きいかまたは等しい、１組の中間サンプリング周波数のうちの最も低い１つを決定する。周波数選択器２２は次に、デジタル信号の中間サンプリング周波数として、１組の中間サンプリング周波数のうちの最も低い１つを選択する。例えば、デジタル信号の入力サンプリング周波数ｆiが（ｎ−１）*ｆ0より大きいが、ｎｆ0より小さい場合、周波数選択器２２は、ｎｆ0に等しい、デジタル信号の中間サンプリング周波数ｆmを選択する。
【００４１】
図４は、選択された中間サンプリングレートに基づいて、デジタル領域中で、入力サンプリングレートを所望の出力サンプリングレートに変換する例示的な動作を図示するフローチャートである。図１からのＷＣＤ１０内の制御装置１８に関して、動作をここで記述する。プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタが、ＷＣＤ１０のメモリ１６中に記憶される（５０）。いくつかのケースにおいて、ＷＣＤ１０のサービスプロバイダが、プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタをメモリ１６中に記憶させてもよい。他のケースにおいて、ＷＣＤ１０の製造の際に、プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタをメモリ１６中に記憶させてもよい。プロトタイプのフィルタは、帯域幅π／Ｎを有し、ここでＮは、複数の因数を有する。いくつかの実施形態において、２つ以上のプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタをメモリ１６中に記憶させてもよく、プロトタイプのフィルタのそれぞれは、異なる対応する因数を持つ、異なる帯域幅を有する。
【００４２】
制御装置１８は、入力サンプリング周波数ｆiでサンプリングされたデジタル信号を受け取る（５２）。制御装置１８は次に、デジタル信号のための可能性のあるアプリケーションに基づいて、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数ｆ0を決定する（５４）。異なるデジタル信号アプリケーションは、異なるサンプリング周波数を使用する。したがって、特定のアプリケーションは、必要とされるサンプリング周波数を指定し、制御装置１８は、出力サンプリング周波数ｆ0の選択のために、そのサンプリング周波数を参照する。
【００４３】
制御装置１８は、デジタル信号の入力サンプリング周波数と、所望の出力サンプリング周波数とを周波数選択器２２に送る。周波数選択器２２は、所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である、デジタル信号の中間サンプリング周波数ｆmを選択する（５６）。周波数選択器２２は、所望の出力サンプリング周波数と、メモリ１６中に記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数とに基づいて、選択を実行する。例えば、プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタが帯域幅π／１２を有する場合、対応する因数は、２、３、４、６、および１２である。周波数選択器２２は次に、２ｆ0、３ｆ0、４ｆ0、６ｆ0、または１２ｆ0のうちの１つとして、中間周波数を選択する。
【００４４】
制御装置１８は次に、選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた整数と同じである、ダウンサンプリング係数を選択する（５８）。上の例を続けると、選択された中間サンプリング周波数が３ｆ0である場合、制御装置１８は、３であるダウンサンプリング係数を選択する。制御装置１８は、デジタル信号の選択されたダウンサンプリング係数をフィルタ発生器２４に送る。フィルタ発生器２４は、デシメーションを使用して、メモリ１６中に記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタから、選択されたダウンサンプリング係数に対するアンチエイリアシングフィルタを発生させる（６０）。プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタが帯域幅π／１２を有し、かつ、選択されたダウンサンプリング係数が３である場合、フィルタ発生器２４は、プロトタイプのフィルタを４分の１にデシメートすることにより、帯域幅π／３を有するアンチエイリアシングフィルタを発生させる。
【００４５】
サンプリングレートコンバータ２０内のアップサンプラー２６は、入力サンプリング周波数ｆiにおけるデジタル信号を、選択された中間サンプリング周波数ｆmにアップサンプリングする（６２）。サンプリングレートコンバータ２０内のダウンサンプラー２８は、選択された中間サンプリング周波数にしたがって、メモリ１６中に記憶されたプロトタイプのフィルタから導出された、アンチエイリアシングフィルタ３０により、デジタル信号をフィルタリングする（６４）。ダウンサンプラー２８は次に、デシメータ３２により、選択されたダウンサンプリング係数だけデジタル信号をデシメートすることにより、中間サンプリング周波数ｆmにおけるデジタル信号を、所望の出力サンプリング周波数ｆ0にダウンサンプリングする（６６）。
【００４６】
図５は、中間サンプリング周波数を選択して、デジタル領域中で、デジタル信号の入力サンプリング周波数を、所望の出力サンプリング周波数に変換する例示的な動作を図示するフローチャートである。例えば、動作は、図６からのステップ５６をより詳細に含んでいてもよい。図１からのＷＣＤ１０の制御装置１８内の周波数選択器２２に関して、動作をここで記述する。
【００４７】
周波数選択器２２は、制御装置１８から、デジタル信号の入力サンプリング周波数および所望の出力サンプリング周波数を受け取る（７０）。周波数選択器２２は、メモリ１６中に記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数を取得する（７２）。プロトタイプのフィルタは、帯域幅π／Ｎを有し、ここでＮは、複数の因数を有する。いくつかの実施形態において、メモリ１６は、２つ以上のプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタを記憶してもよく、プロトタイプのフィルタのそれぞれは、異なる対応する因数を持つ、異なる帯域幅を有する。
【００４８】
周波数選択器２２内の周波数決定モジュール４０は、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数と、プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタに関係付けられた因数とに基づいて、１組の中間サンプリング周波数を決定する（７４）。１組の中間サンプリング周波数は、所望の出力サンプリング周波数ｆ0の整数倍数であり、ここでその整数は、プロトタイプのフィルタに関係付けられた因数である。例えば、プロトタイプのアンチエイリアシングフィルタが、帯域幅π／１２を有する場合、対応する因数は、２、３、４、６、および１２である。周波数決定モジュール４０は、２ｆ0、３ｆ0、４ｆ0、６ｆ0、および１２ｆ0である、１組の中間サンプリング周波数を決定する。
【００４９】
周波数選択器２２内の比較モジュール４４が、次に、デジタル信号の入力サンプリング周波数を、１組の中間サンプリング周波数と比較する（７６）。比較に基づいて、比較モジュール４４は、入力サンプリング周波数より大きいかまたは等しい、１組の中間サンプリング周波数のうちの最も低い１つを決定する（７８）。周波数選択器２２は次に、デジタル信号の中間サンプリング周波数として、１組の中間サンプリング周波数のうちの最も低い１つを選択する（８０）。例えば、入力サンプリング周波数が２ｆ0と３ｆ0との間にある場合、周波数選択器２２は、デジタル信号の中間サンプリング周波数である３ｆ0を選択する。
【００５０】
図６は、所望の出力サンプリング周波数ｆ0の連続した整数倍数である、１組の中間サンプリング周波数８４を図示するグラフである。図６中の水平方向の軸は、デジタル信号の入力サンプリング周波数を表す。図６中の垂直方向の軸は、デジタル信号の１組の中間サンプリング周波数８４を表す。図６の例において、１組の中間サンプリング周波数８４は、２ｆ0、３ｆ0、４ｆ0、５ｆ0、６ｆ0、７ｆ0、および８ｆ0を含む。それゆえに、本開示にしたがうと、関係付けられたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタは、２、３、４、５、６、７、および８の対応する因数を持つ帯域幅を持たなければならない。
【００５１】
グラフ中で示したように、デジタル信号の中間サンプリング周波数ｆmは、１組の中間サンプリング周波数８４から選択され、デジタル信号の入力サンプリング周波数ｆiより大きいかまたは等しい、所望の出力サンプリング周波数の最も低い整数倍数に等しい。すなわち、デジタル信号の入力サンプリング周波数が、所望の出力サンプリング周波数の連続した整数倍数のいずれかの間にある場合、デジタル信号の中間サンプリング周波数は、入力サンプリング周波数より大きいかまたは等しい整数倍数になるように選択される。例えば、（ｎ−１）ｆ0＜ｆi＜ｎｆ0である場合、ｆm＝ｎｆ0である。図６中で示した塗りつぶされた点は、入力周波数ｆiがｎｆ0に等しいとき、中間サンプリング周波数ｆmがｎｆ0になるように選択されることを示す。このケースにおいて、アップサンプリングは必要でない。
【００５２】
図示された組の中間サンプリング周波数８４に対して、メモリ中に記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタは、連続した整数倍数２ｆ0、３ｆ0、４ｆ0、５ｆ0、６ｆ0、７ｆ0、および８ｆ0を生成させるために、狭い帯域幅を有することを必要とする。それゆえに、プロトタイプのフィルタは、比較的長く、そして、メモリ中で大量の記憶空間を消費するかもしれない。しかしながら、単一のプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタを記憶させることは、プロトタイプのフィルタに関係付けられた因数のそれぞれに対して、個々のアンチエイリアシングフィルタを記憶させることよりも、メモリ中の空間を著しく少なくしか必要としない。
【００５３】
図７は、所望の出力サンプリング周波数ｆ0の非連続の整数倍数である、別の組の中間サンプリング周波数８６を図示するグラフである。図７中の水平方向の軸は、デジタル信号の入力サンプリング周波数を表す。図７中の垂直方向の軸は、デジタル信号の１組の中間サンプリング周波数８６を表す。図７の例において、１組の中間サンプリング周波数８６は、２ｆ0、３ｆ0、４ｆ0、６ｆ0、および１２ｆ0を含む。それゆえに、本開示にしたがうと、関係付けられたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタは、２、３、４、６、および１２の対応する因数を持つ帯域幅を持たなければならない。このケースにおいて、プロトタイプのフィルタは、帯域幅π／１２を有している。
【００５４】
グラフ中で示したように、デジタル信号の中間サンプリング周波数ｆmは、１組の中間サンプリング周波数８６から選択され、デジタル信号の入力サンプリング周波数ｆiより大きいかまたは等しい、所望の出力サンプリング周波数の最も低い整数倍数に等しい。すなわち、デジタル信号の入力サンプリング周波数が、所望の出力サンプリング周波数の非連続の整数倍数のいずれかの間にある場合、デジタル信号の中間サンプリング周波数は、入力サンプリング周波数より大きいかまたは等しい整数倍数になるように選択される。例えば、４ｆ0＜ｆi＜６ｆ0である場合、ｆm＝６ｆ0である。さらに、６ｆ0＜ｆi＜１２ｆ0である場合、ｆm＝１２ｆ0である。図７中で示した、塗りつぶされた点は、入力周波数ｆiが整数倍数のうちの１つに等しいとき、中間サンプリング周波数ｆmが整数倍数のうちの同じ１つになるように選択されることを示す。例えば、ｆi＝６ｆ0であるとき、ｆm＝６ｆ0である。このケースにおいて、アップサンプリングは必要でない。
【００５５】
図示された組の中間サンプリング周波数８６に対して、メモリ中に記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタは、帯域幅π／１２を有し、帯域幅π／１２は、非連続の整数倍数２ｆ0、３ｆ0、４ｆ0、６ｆ0、および１２ｆ0を生成させるために、比較的広い帯域幅である。それゆえに、図６中で示した例と比較して、プロトタイプのフィルタは、比較的短く、メモリにおいて、記憶空間の消費は少量である。
【００５６】
多数の実施形態を記述してきた。しかしながら、これらの実施形態に対してさまざまな修正が可能であり、ここで示した原理を同様に他の実施形態に対して適用してもよい。ここで記述した方法は、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア中で実現してもよい。このような方法のさまざまなタスクは、マイクロプロセッサや、組み込まれた制御装置や、またはＩＰコアのような論理素子の１つ以上のアレイにより実行可能な命令の組として実現されてもよい。１つの例において、１つ以上のこのようなタスクは、移動局のモデムのチップまたはチップセット内で、実行のために並べられ、移動局のモデムのチップまたはチップセットは、セルラ電話機のようなパーソナル通信デバイスの、さまざまなデバイスの動作を制御するように構成されている。
【００５７】
本開示中で記述した技術を、汎用目的マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、複合プログラム可能論理デバイス（ＣＰＬＤ）、または他の同等の論理デバイス内で実現してもよい。ソフトウェアにおいて実現される場合、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、電気的消去可能プログラム可能読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、またはこれらに類似するもののような、コンピュータ読取り可能媒体上の命令として、本技術を実現してもよい。命令により、１つ以上のプロセッサが、本開示において記述した機能のいくつかの観点を実行する。
【００５８】
さらなる例として、ハードワイヤード回路として、特定用途向け集積回路中に製造された回路構成として、あるいは、不揮発性記憶装置中にロードされたファームウェアプログラムあるいは機械読取り可能コードとして、データ記憶媒体からロードされる、またはデータ記憶媒体中にロードされるソフトウェアプログラムとして、実施形態を部分的にまたは全体的に実現してもよい。ここで、機械読取り可能コードは、マイクロプロセッサまたは他のデジタル信号処理ユニットのような、論理素子のアレイにより実行可能な命令である。データ記憶媒体は、半導体メモリ（ダイナミックまたはスタティックなＲＡＭおよびＲＯＭ、ならびに／あるいはフラッシュメモリを限定的でなく含んでもよい）あるいは、強誘電性の、オボニックの、ポリマーの、または位相変化の、メモリのような記憶素子のアレイ、あるいは、磁気または光学ディスクのようなディスク媒体であってもよい。
【００５９】
本開示において、デジタル領域中でサンプリングレート変換を実行するさまざまな技術を記述している。技術は、複数の因数を持つ帯域幅を有するプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタをメモリ中に記憶させることを含む。技術は、メモリ中に記憶されたプロトタイプのフィルタの因数に基づいて、デジタル信号の所望の出力サンプリング周波数の整数倍数である中間サンプリング周波数を選択することと、選択された中間サンプリング周波数に関係付けられた整数と同じであるダウンサンプリング係数を選択することとをさらに含む。
【００６０】
フィルタ発生器は、デシメーションを使用して、プロトタイプのフィルタに基づいて、選択されたダウンサンプリング係数に対してアンチエイリアシングフィルタを発生させる。アップサンプラーとダウンサンプラーとの両方を含むサンプリングレートコンバータが、入力サンプリング周波数におけるデジタル信号を、選択された中間サンプリング周波数にアップサンプリングし、導出されたアンチエイリアシングフィルタによりデジタル信号をフィルタリングし、そして、選択されたダウンサンプリング係数だけ、デジタル信号を所望の出力サンプリング周波数にダウンサンプリングする。このように、１つのプロトタイプのフィルタをメモリ中に記憶させる必要があるだけである。さらに、記憶されたプロトタイプのアンチエイリアシングフィルタは、減少した数の因数を有する比較的短いプロトタイプのフィルタであってもよい。
【００６１】
ワイヤレス通信デバイス中でデジタル信号のサンプリングレートを変換することに関して主に記述したが、ワイヤード通信デバイスや、パケットベースの通信デバイスや、あるいは、通信をサポートしていてもよく、またはしていなくてもよい、オーディオ再生デバイスや、記録デバイスや、表示デバイスのような他のデバイス中で、サンプリングレート変換技術を実現してもよい。これらの実施形態および他の実施形態は、特許請求の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、本開示の実施形態にしたがうサンプリングレートコンバータを含む、ワイヤレス通信デバイス（ＷＣＤ）を図示するブロック図である。
【図２】図２は、図１からのサンプリングレートコンバータをより詳細に図示するブロック図である。
【図３】図３は、図１からの周波数選択器をより詳細に図示するブロック図である。
【図４】図４は、選択された中間サンプリングレートに基づいて、デジタル領域中で入力サンプリングレートを所望の出力サンプリングレートに変換することを図示するフローチャートである。
【図５】図５は、デジタル領域中で、デジタル信号の入力サンプリング周波数を所望の出力サンプリング周波数に変換するための、中間サンプリング周波数の選択を図示するフローチャートである。
【図６】図６は、所望の出力サンプリング周波数の連続した整数倍数である、１組の中間サンプリング周波数を図示するグラフである。
【図７】図７は、所望の出力サンプリング周波数の非連続の整数倍数である、別の組の中間サンプリング周波数を図示するグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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