(57)【要約】【課題】高帯域信号をデジタル・サンプルとして取り込めるようにする。【解決手段】システム２００は、デジタル・ダウン・コンバージョン（ＤＤＣ）を時間インタリーブ取込みシステムとして実現する。取込みデータは、Ｍ個の分散型取込み部でインタリーブされ、並行して処理される。分散型取込み部の夫々には、アップ・サンプラ２０５と、相対的位相オフセットを補うための遅延段とがあり、更に加算部２１５で一体化波形２７０が形成される。ＤＤＣ２２５では、周波数シフト、フィルタ処理、ダウン・サンプルを行って、Ｉ／Ｑデータ・サンプルｙ［ｎ］を生成する。【選択図】図２
2012252009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験信号を受けるように構成されるサンプラ部と、
上記サンプラ部と動作可能に結合され、上記被試験信号のデジタル化サンプルを生成するよう構成される複数のアナログ・デジタル変換部と、
相互接続された複数の分散型取込み部を含み、該分散型取込み部の夫々が上記デジタル化サンプルの一部を記憶するよう構成される取込みメモリと、上記分散型取込み部間の上記デジタル化サンプルをデ・インタリーブするよう構成される１つ以上の加算部とを有する時間インタリーブ取込み処理ネットワークと、
複数の上記分散型取込み部からなる上記インタリーブ処理ネットワークにつながっており、上記デジタル化サンプルの一部を記憶するよう構成される取込みメモリと、上記分散型取込み部間の上記デジタル化サンプルをデ・インタリーブするよう構成される１つ以上の加算部とを有する最後の分散型取込み部と
を具え、
上記最後の分散型取込み部が、複数の上記分散型取込み部からデ・インタリーブされた上記デジタル化サンプルを受け、再合成一体波形を出力するよう構成されることを特徴と分散型取込み装置。
【請求項２】
上記最後の分散型取込み部につながったデジタル・ダウン・コンバータ（ＤＤＣ）部を更に具え、
上記ＤＤＣ部が
上記再合成一体波形を受けて、複素正弦波を乗算し、数学的な実数部及び虚数部を有するミックスド信号を生成するミキサ部と、
上記ミキサ部に結合され、上記ミックスド信号を受けてフィルタ処理する１つ以上の間引きフィルタと、
１つ以上の上記間引きフィルタに結合され、上記ミックスド信号をダウン・サンプルする１つ以上のダウン・サンプラとを有し、
上記ＤＤＣ部はダウン・コンバートされた一体化複素Ｉ（同相）及びＱ（直交）データを生成するよう構成されることを特徴とする請求項１記載の分散型取込み装置。
【請求項３】
上記分散型取込み部の夫々が、デジタル・ダウン・コンバータ（ＤＤＣ）部を有し、各ＤＤＣ部が
上記デジタル化サンプルの対応部分を受けて複素正弦波形を乗算し、数学的実数部及び虚数部を有するミックス信号を生成するミキサ部と、
上記ミキサ部に結合され、上記ミックス信号を受けてフィルタ処理するよう構成される１つ以上の間引きフィルタと、
１つ以上の上記間引きフィルタに結合され、上記ミックス信号をダウン・サンプルするよう構成される１つ以上のダウン・サンプラとを有し、
上記ＤＤＣ部の夫々が、ダウン・コンバートされた複素同相及び直交（Ｉ／Ｑ）データを生成するよう構成されることを特徴とする請求項１記載の分散型取込み装置。
【請求項４】
上記分散型取込み部の夫々が、
対応する上記取り込みメモリの入力部に結合され、上記デジタル化サンプルの対応部分を受けて複素正弦波形と乗算し、数学的実数部及び虚数部を有するミックス信号を生成するミキサ部と、
上記取り込みメモリの出力部に結合され、上記ミックス信号を受けてフィルタ処理するよう構成される多相補間フィルタと、
対応する上記多相補間フィルタに結合され、フィルタ処理された上記信号をダウン・サンプルするよう構成される１つ以上のダウン・サンプラと
を有する請求項１記載の分散型取込み装置。
【請求項５】
上記分散型取込み部の夫々が、
上記取り込みメモリの入力部に結合される取込みＤＤＣ部を有し、
該取込みＤＤＣ部の夫々が、
上記デジタル化サンプルの対応部分を受けて複素正弦波形と乗算し、数学的実数部及び虚数部を有するミックス信号を生成するミキサ部と、
該ミキサ部に結合され、上記ミックス信号を受けてフィルタ処理するよう構成される１つ以上の間引きフィルタと、
１つ以上の上記間引きフィルタに結合され、係数Ｌ／Ｍで上記ミックス信号をダウン・サンプルするよう構成される１つ以上のダウン・サンプラと、
部分的時間シフト・フィルタを有し、対応する上記取り込みメモリの出力部に結合された複素有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ部とを有し、
Ｍは最後の取込み部を含む分散型取込み部のインタリーブ処理ネットワーク中の分散型取込み部の合計個数であり、Ｌは所与の帯域幅スパン及び関連するサンプル・レートについてのダウン・サンプル係数であることを特徴とする請求項１記載の分散型取込み装置。
【請求項６】
上記分散型取込み部の夫々が上記取り込みメモリの入力部に結合される取込みＤＤＣ部を有し、
該取込みＤＤＣ部が、
上記デジタル化サンプルの対応部分を受けて複素正弦波形と乗算し、数学的実数部及び虚数部を有するミックス信号を生成するミキサ部と、
該ミキサ部に結合され、上記ミックス信号を受けてフィルタ処理するよう構成される１つ以上の間引きフィルタと、
１つ以上の上記間引きフィルタに結合され、係数Ｌ／Ｍで上記ミックス信号をダウン・サンプルするよう構成される１つ以上のダウン・サンプラと、
部分的時間シフト・フィルタを有し、対応する上記取り込みメモリの出力部に結合された複素有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ部と
対応する上記取り込みメモリの出力部に結合され、周波数領域の複素スペクトラム・データを生成するよう構成される周波数変換部とを有し、
Ｍは最後の取込み部を含む分散型取込み部のインタリーブ処理ネットワーク中の分散型取込み部の合計個数であり、Ｌは所与の帯域幅スパン及び関連するサンプル・レートについてのダウン・サンプル係数であることを特徴とする請求項１記載の分散型取込み装置。
【請求項７】
上記最後の分散型取込み部の１つ以上の上記加算部に結合されるスピンＤＤＣ部と、
該スピンＤＤＣ部に結合される複素ＦＩＲフィルタ部とを更に具え、
該複素ＦＩＲフィルタ部が、フィルタ処理された複素Ｉ／Ｑデータ・サンプルを生成する複素有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを含むことを特徴とする請求項１記載の分散型取込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験測定装置に適した分散型取込み装置に関し、特に、時間インタリーブされた取込みデジタル・ダウン・コンバージョンを行う分散型取込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、２０１１年６月６日に出願された米国仮出願第６１／４９３,８３１号の利益を主張するものである。
【０００３】
伝統的に、スペクトラム・アナライザやベクトル・アナライザのような試験測定装置は、トリガ能力が比較的低く、また、リアルタイム帯域幅も限られたものであった。米国テクトロニクス社が提供するＭＤＯ４０００型シリーズのようなミックスド・ドメイン・オシロスコープ（ＭＤＯ）は、試験測定装置の新しい製品カテゴリであり、これは、時間インタリーブ信号取込みシステムに支えられた非常に広い帯域幅までのリアルタイムによる広帯域信号取込みスパン帯域幅をサポートするのに加えて、リアルタイム・スペクトラム・アナライザ（ＲＴＳＡ）製品の周波数領域でのスペクトラム取込み能力、トリガ能力及び表示能力と、伝統的なオシロスコープの機能とを統合したものである。伝統的なオシロスコープの時間領域測定機能及びＲＴＳＡの周波数領域測定機能をサポートするのに加えて、ＭＤＯ製品は、信号取込み機能、トリガ機能、表示機能及び分析機能に関して、時間領域及び周波数領域（領域＝ドメイン）間で相互に関連づけることが可能である。
【０００４】
こうした新しい形態の製品では、ＲＦ入力信号は、ＲＦ入力信号からの成分情報に基づいて、デジタル的にダウン・コンバートされてＩ（同相）及びＱ（直交）成分が生成される。より具体的には、ＲＦ信号を数値演算で正弦波及び余弦波と乗算することにより、Ｉ及びＱ成分情報が生成され、これらはオリジナルのＲＦ信号（の関心のあるスパン内）中に存在する全ての情報を含んでいる。もし所望の関心のあるスパンが、システムの最大帯域幅より狭い場合には、取込みデータを更に間引きしても良い。このようにすれば、メモリ・サイズが固定で制約がある場合であっても、関心のあるスパンが短かければ、それだけ長い時間について取込みメモリに取り込むことが可能になる。スペクトラム分析モードにおいて、より長い取込み時間をサポートすれば、それだけより狭い分解能帯域幅（ＲＢＷ）を実現できる。
【０００５】
従来のオシロスコープ及びデジタイザでは、サンプル・レート及び帯域幅を調整可能とし、取込みシステムの能力が個々のアナログ・デジタル変換回路又はデジザイザ部を超えるように、試験測定装置の取込みシステムを構築するための１つのアプローチが、時間インタリーブによるデータ取込み手法である。例えば、図１は、オシロスコープで使われている従来の時間インタリーブ取込みシステムの一例である。トラック・ホールド部１０５のような高帯域サンプラは、入力信号１３０のサンプルしたものを、取込みシステムの総合サンプル・レート及びインタリーブされたＡＤＣ又はデジタイザ部の合計数に基いて、サンプリング時間に適切な差分（オフセット）がある複数のＡＤＣ１１０に配分する。
【０００６】
次に、構成部分１１５のようなデジタイザ部は、入ってくるサンプルを処理し、取込みメモリ１２０中に蓄積するのに使用される。デジタイザ部１１５は、オシロスコープのデバイス中の取込み、トリガ、表示及び分析機能を構成するブロックの１種である。通常、時間インタリーブされた取込みデータ・サンプルを結合し、更なる処理及び分析をするために、異なるデジタイザ部間を相互接続するものがあり、これによって、取込みシステムのフル・サンプル・レートで時系列に一体化した波形１２５が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２２５２２５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２９７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ミックスド・ドメイン機能（時間領域、周波数領域等の複数の領域（ドメイン）を複合的に処理できる機能）を可能にする従来の手法は、主に１つのデジタイザで構成されるシステムを対象としたものであり、サンプル・レート及び取り込み可能なリアルタイム帯域幅に制約があった。ＲＦ取込みシステムでより高い周波数範囲を可能にするためには、従来の場合、入力信号をＡＤＣ部の前でアナログの状態でダウン・コンバートするために高価なＲＦ発振回路とミキサ部が必要とされてきた。この形式のシステムでは、リアルタイムで取込み可能な帯域幅スパンの観点から１つのＡＤＣの帯域幅にまだ制限がある。
【０００９】
そこで、デジタル・ダウン・コンバージョン（ＤＤＣ）機能を、複数の分散された時間インタリーブ取込み構成部に分散させることができる取込み技術が望ましい。また、より長い取込み時間を可能にし、これによって、より小さい周波数分解能帯域幅（ＲＢＷ）を実現することが望ましい。更に、時間インタリーブされたシステムの総合帯域幅内の任意の位置におけるより狭い関心のある周波数帯域から効率よくスペクトラム・データを取込むことができ、分散型取込み部の夫々において時間インタリーブ・デジタイザ部から取り込まれてダウン・コンバートされ、メモリに記憶された波形データを再構築できることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の概念１は、分散型取込み装置であって、
被試験信号を受けるように構成されるサンプラ部と、
上記サンプラ部と動作可能に結合され、上記被試験信号のデジタル化サンプルを生成するよう構成される複数のアナログ・デジタル変換部と、
相互接続された複数の分散型取込み部を含み、該分散型取込み部の夫々が上記デジタル化サンプルの一部を記憶するよう構成される取込みメモリと、上記分散型取込み部間の上記デジタル化サンプルをデ・インタリーブするよう構成される１つ以上の加算部とを有する時間インタリーブ取込み処理ネットワークと、
複数の上記分散型取込み部からなる上記インタリーブ処理ネットワークにつながっており、上記デジタル化サンプルの一部を記憶するよう構成される取込みメモリと、上記分散型取込み部間の上記デジタル化サンプルをデ・インタリーブするよう構成される１つ以上の加算部とを有する最後の分散型取込み部と
を具え、
上記最後の分散型取込み部が、複数の上記分散型取込み部からデ・インタリーブされた上記デジタル化サンプルを受け、再合成一体波形を出力するよう構成されることを特徴としている。
【００１１】
本発明の概念２は、概念１の分散型取込み装置であって、
上記最後の分散型取込み部につながったデジタル・ダウン・コンバータ（ＤＤＣ）部を更に具え、
上記ＤＤＣ部が
上記再合成一体波形を受けて、複素正弦波を乗算し、数学的な実数部及び虚数部を有するミックスド信号を生成するミキサ部と、
上記ミキサ部に結合され、上記ミックスド信号を受けてフィルタ処理する１つ以上の間引きフィルタと、
１つ以上の上記間引きフィルタに結合され、上記ミックスド信号をダウン・サンプルする１つ以上のダウン・サンプラとを有し、
上記ＤＤＣ部はダウン・コンバートされた一体化複素Ｉ（同相）及びＱ（直交）データを生成するよう構成されることを特徴としている。
【００１２】
本発明の概念３は、概念２の分散型取込み装置であって、
１つ以上の上記ダウン・サンプラは、１つ以上の上記間引きフィルタ間に間隔をおいて配置されることを特徴としている。
【００１３】
本発明の概念４は、概念２の分散型取込み装置であって、上記ＤＤＣ部は、最後の分散型取込み部の１つ以上の加算部から、再構築された一体化波形を受けるように構成されることを特徴としている。
【００１４】
本発明の概念５は、概念１の分散型取込み装置であって、上記分散型取込み部の上記取り込みメモリは、実数データ・サンプルを記録するよう構成されることを特徴としている。
【００１５】
本発明の概念６は、概念１の分散型取込み装置であって、
上記分散型取込み部の夫々が上記取り込みメモリに結合されたアップ・サンプラを含み、係数Ｍで上記デジタル化サンプルをアップ・サンプルするよう構成されており、このとき、Ｍが最後の取込み部を含む分散型取込み部の合計個数であることを特徴としている。
【００１６】
本発明の概念７は、概念１の分散型取込み装置であって、
上記分散型取込み部の夫々が、デジタル・ダウン・コンバータ（ＤＤＣ）部を有し、各ＤＤＣ部が
上記デジタル化サンプルの対応部分を受けて複素正弦波形を乗算し、数学的実数部及び虚数部を有するミックス信号を生成するミキサ部と、
上記ミキサ部に結合され、上記ミックス信号を受けてフィルタ処理するよう構成される１つ以上の間引きフィルタと、
１つ以上の上記間引きフィルタに結合され、上記ミックス信号をダウン・サンプルするよう構成される１つ以上のダウン・サンプラとを有し、
上記ＤＤＣ部の夫々が、ダウン・コンバートされた複素同相及び直交（Ｉ／Ｑ）データを生成するよう構成されることを特徴としている。
【００１７】
本発明の概念８は、概念７の分散型取込み装置であって、１つ以上の上記ダウン・サンプラが、１つ以上の上記間引きフィルタの間に間隔をあけて配置されることを特徴としている。
【００１８】
本発明の概念９は、概念７の分散型取込み装置であって、上記分散型取込み部夫々の１つ以上の上記加算部が、対応する上記ＤＤＣ部の出力部に結合され、このとき、１つ以上の上記加算部が、上記ＤＤＣ部から受けたダウン・コンバートされたデータをデ・インタリーブするよう構成されていることを特徴としている。
【００１９】
本発明の概念１０は、概念１の分散型取込み装置であって、
上記分散型取込み部の夫々が、
対応する上記取り込みメモリの入力部に結合され、上記デジタル化サンプルの対応部分を受けて複素正弦波形と乗算し、数学的実数部及び虚数部を有するミックス信号を生成するミキサ部と、
上記取り込みメモリの出力部に結合され、上記ミックス信号を受けてフィルタ処理するよう構成される多相補間フィルタと、
対応する上記多相補間フィルタに結合され、フィルタ処理された上記信号をダウン・サンプルするよう構成される１つ以上のダウン・サンプラと
を有している。
【００２０】
本発明の概念１１は、概念１０の分散型取込み装置であって、
上記多相補間フィルタが、ｚ変換で表現される後述の数３に示す周波数応答を有する１つ以上のフィルタを有することを特徴としている。このとき、Ｈ（ｚ）は、所与の帯域幅スパン及び目的のサンプル・レートについての所望のデジタル・ダウン・コンバージョン・フィルタ応答、ｍは多相フィルタの１つの並列パスについての０からＭ−１の中から選択される多相の相対的位相、Ｍは最後の取込み部を含む分散型取込み部のインタリーブ処理ネットワーク中の分散型取込み部の合計個数である。
【００２１】
本発明の概念１２は、概念１１の分散型取込み装置であって、
分散型取込み部間の相対的サンプリング位相オフセットを補正するための遅延段を更に具えている。
【００２２】
本発明の概念１３は、概念１１の分散型取込み装置であって、
Ｌを所与の帯域幅スパン及び関連するサンプル・レートについてのダウン・サンプル係数として、ＬがＭ以上の場合に、１つ以上の上記フィルタが、ｚ変換で表現される全域に渡る周波数応答を有することを特徴としている。
【００２３】
本発明の概念１４は、概念１の分散型取込み装置であって、
上記分散型取込み部の夫々が、
上記取り込みメモリの入力部に結合される取込みＤＤＣ部を有し、
該取込みＤＤＣ部の夫々が、
上記デジタル化サンプルの対応部分を受けて複素正弦波形と乗算し、数学的実数部及び虚数部を有するミックス信号を生成するミキサ部と、
該ミキサ部に結合され、上記ミックス信号を受けてフィルタ処理するよう構成される１つ以上の間引きフィルタと、
１つ以上の上記間引きフィルタに結合され、係数Ｌ／Ｍで上記ミックス信号をダウン・サンプルするよう構成される１つ以上のダウン・サンプラと、
部分的時間シフト・フィルタを有し、対応する上記取り込みメモリの出力部に結合された複素有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ部とを有し、
Ｍは最後の取込み部を含む分散型取込み部のインタリーブ処理ネットワーク中の分散型取込み部の合計個数であり、Ｌは所与の帯域幅スパン及び関連するサンプル・レートについてのダウン・サンプル係数であることを特徴としている。
【００２４】
本発明の概念１５は、概念１４の分散型取込み装置であって、
１つ以上の上記ダウン・サンプラが、１つ以上の上記間引きフィルタの間に間隔をあけて配置されることを特徴としている。
【００２５】
本発明の概念１６は、概念１４の分散型取込み装置であって、
上記最後の分散型取込み部の１つ以上の上記加算部に結合される第２複素ＦＩＲフィルタを更に具え、
上記第２複素ＦＩＲフィルタがフィルタ処理された複素Ｉ／Ｑデータ・サンプルを生成するよう構成されることを特徴としている。
【００２６】
本発明の概念１７は、概念１４の分散型取込み装置であって、
上記複素ＦＩＲフィルタ部が、上記取込み部夫々の部分的時間シフト及び任意複素ＦＩＲフィルタを組み合わせた１つの複素ＦＩＲフィルタを有することを特徴としている。
【００２７】
本発明の概念１８は、概念１４の分散型取込み装置であって、
上記分散型取込み部の夫々が、対応する上記取り込みメモリの出力部及び対応する複素ＦＩＲフィルタ部の入力部に結合されたスピンＤＤＣ部を更に有し、
上記取込みＤＤＣ部は、対応する上記取り込みメモリに取り込みデータを記憶する前にリアルタイムで動作するよう構成され、
上記スピンＤＤＣ部は、上記取り込みメモリから受けた情報を処理するよう構成されることを特徴としている。
【００２８】
本発明の概念１９は、概念１の分散型取込み装置であって、
上記最後の分散型取込み部の１つ以上の上記加算部に結合されるスピンＤＤＣ部と、
該スピンＤＤＣ部に結合される周波数変換部とを更に具え、
上記周波数変換部が周波数領域の複素スペクトラム・データを生成するよう構成されることを特徴としている。
【００２９】
本発明の概念２０は、概念１の分散型取込み装置であって、
上記最後の分散型取込み部の１つ以上の上記加算部に結合される取込みバッファと、
該取込みバッファに結合される周波数変換部とを更に具え、
上記周波数変換部が周波数領域の複素スペクトラム・データを生成するよう構成されることを特徴としている。
【００３０】
本発明の概念２１は、概念１の分散型取込み装置であって、
上記分散型取込み部の夫々が上記取り込みメモリの入力部に結合される取込みＤＤＣ部を有し、
該取込みＤＤＣ部が、
上記デジタル化サンプルの対応部分を受けて複素正弦波形と乗算し、数学的実数部及び虚数部を有するミックス信号を生成するミキサ部と、
該ミキサ部に結合され、上記ミックス信号を受けてフィルタ処理するよう構成される１つ以上の間引きフィルタと、
１つ以上の上記間引きフィルタに結合され、係数Ｌ／Ｍで上記ミックス信号をダウン・サンプルするよう構成される１つ以上のダウン・サンプラと、
部分的時間シフト・フィルタを有し、対応する上記取り込みメモリの出力部に結合された複素有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ部と
対応する上記取り込みメモリの出力部に結合され、周波数領域の複素スペクトラム・データを生成するよう構成される周波数変換部とを有し、
Ｍは最後の取込み部を含む分散型取込み部のインタリーブ処理ネットワーク中の分散型取込み部の合計個数であり、Ｌは所与の帯域幅スパン及び関連するサンプル・レートについてのダウン・サンプル係数であることを特徴としている。
【００３１】
本発明の概念２２は、概念２１の分散型取込み装置であって、
１つ以上の上記ダウン・サンプラが、１つ以上の上記間引きフィルタの間に間隔をあけて配置されることを特徴としている。
【００３２】
本発明の概念２３は、概念２１の分散型取込み装置であって、
上記分散型取込み部夫々の１つ以上の上記加算部が、対応する周波数変換部夫々の出力部に結合され、１つ以上の上記加算部が上記周波数変換部から受ける上記複素スペクトラム・データをデ・インタリーブするよう構成されることを特徴としている。
【００３３】
本発明の概念２４は、概念２１の分散型取込み装置であって、
上記取り込みメモリの出力部及び上記周波数変換部の入力部に結合されるスピンＤＤＣ部を更に具えている。
【００３４】
本発明の概念２５は、概念１の分散型取込み装置であって、
上記最後の分散型取込み部の１つ以上の上記加算部に結合されるスピンＤＤＣ部と、
該スピンＤＤＣ部に結合される複素ＦＩＲフィルタ部とを更に具え、
該複素ＦＩＲフィルタ部が、フィルタ処理された複素Ｉ／Ｑデータ・サンプルを生成する複素有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを含むことを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、オシロスコープで使用される従来の時間インタリーブ取り込みシステムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図である。
【図３】図３は、本発明の別の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図である。
【図４】図４は、本発明の更に別の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図である。
【図５】図５は、図４の多相補間フィルタの種々の構成部の処理の流れを示す図である。
【図６】図６は、本発明の更に別の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図である。
【図７】図７は、本発明の更に別の実施形態例によるもので、取り込みメモリの後に第２デジタル・ダウン・コンバージョン段を有する時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図である。
【図８】図８は、本発明の更に別の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図である。
【図９】図９は、周波数領域におけるスペクトラム出力データに関心がある場合のもので、本発明の更に別の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、周波数領域におけるスペクトラム出力データに関心がある場合のもので、本発明の更に別の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、周波数領域におけるスペクトラム出力データに関心がある場合のもので、本発明の更に別の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の更に別の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図であり、第２の複素ＦＩＲフィルタ段があることが望ましい場合のものである。
【図１２】図１２は、本発明の更に別の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図であり、第２の複素ＦＩＲフィルタ段があることが望ましい場合のものである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、本発明の更に別の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図であり、第２の複素ＦＩＲフィルタ段があることが望ましい場合のものである。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本発明の更に別の実施形態例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システムの種々の構成部の処理の流れを示す図であり、第２の複素ＦＩＲフィルタ段があることが望ましい場合のものである。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態例による試験測定装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本願で開示する本発明による実施形態は、試験測定装置の複数の分散型時間インタリーブ取込み部の夫々に分散型デジタル・ダウン・コンバート（ＤＤＣ）機能を与える手法を提供し、これによって、非常に高いサンプル・レート及び帯域幅による取込みを可能にするものである。
【００３７】
デジタル・ダウン・コンバートによって、例えば、時間インタリーブ・システムの合成帯域幅内の任意の帯域幅スパンなど、関心のある周波数範囲内のスペクトラム・データについてデータ圧縮して取込みメモリに入れることが可能になる。取込みメモリのサイズが固定の場合に、これによって、より長い期間の取込みが可能となり、これが、より小さいスペクトラム分解能幅（ＲＢＷ）を可能にする。これら技術は、インタリーブ・システムの総合帯域幅内の任意の位置の関心のある狭い周波数帯域からのスペクトラム・データを効率よく取り込むことを可能にする。更に、本願で開示する実施形態は、時間インタリーブ構成要素から取り込まれてダウン・コンバートされ、分散型取込み部の夫々と関連するメモリに記憶された波形を再構築する処理についても示す。
【００３８】
本願で開示する本発明の概念は、スペクトラム・アナライザ、オシロスコープ、ベクトル・アナライザ、ミックスド・ドメイン・オシロスコープ（ＭＤＯ）のような種々の試験測定装置や、その他の適切な試験測定装置内で実施できる。また、本願で開示する本発明の概念は、試験測定装置以外のアプリケーションにも適用できる。本願では、デジタル・ダウン・コンバート（ＤＤＣ）取込み機能を、複数の分散型時間インタリーブ取込み部に分散し、ＤＤＣをリアルタイムで実施可能なシステム及び処理を開示する。更に、分散型取込み部の夫々から取り込んだデータ・サンプルから、本願で開示する更なる処理を可能にする処理を用いて、一体化波形を再構築することが可能である。
【００３９】
デジタル・ダウン・コンバート機能は、ＲＦトリガ、周波数領域波形処理及び表示、並びにＲＦ時間領域波形処理及び表示などのスペクトラム分析機能の基本的な構成ブロックの１つである。コンセプトとしては、デジタル・ダウン・コンバートには、次の３つのステップがある。
１．入力波形を複素数値制御発振（ＮＣＯ）波形と混合（ミックス）し、取込みデータの所望中心周波数を直流（ＤＣ）まで下へシフトする。つまり、ローパス・フィルタ処理及び間引きを行う前に、関心のある所望周波数スパンの中心をＤＣとするようにしても良い。
２．全体の帯域幅を関心のある所望周波数スパンに減少させるようにローパス・フィルタ処理を行う。
３．関心のある所望周波数スパン及び第２ステップで用いたローパス・フィルタの応答に基づいて、フィルタ処理済みデータ・サンプルを間引いて適切なサンプル・レートとするようにダウン・サンプルすることによって、エイリアスを低減及び防止する。
第２及び第３ステップは一緒にしても良く、フィルタ処理及びダウン・サンプリングを入れ替えた複数工程として、この複数工程において、関心のあるスパンを所望スパンまで減少させても良い。
【００４０】
ＭＤＯ及びＲＴＳＡ機器では、取り込んだデータをダウン・コンバートして使う主要な用途が２つある。１つは、周波数領域におけるスペクトラム・データを用いた表示及び処理に利用されるスペクトラム・デジタル・フォスファー技術、いわゆるＤＰＸ（登録商標）である（テクトロニクス社のデジタル・フォスファー技術では、蛍光体（フォスファー）を有するブラウン管でのアナログ信号表示に似せて、データ頻度や表示後の経過時間に応じて、データの表示輝度を変化させる）。もう１つは、時間領域における複素ダウン・コンバート処理（つまり、復調）されたサンプルを用いたＲＦ時間領域における表示及び処理である。本発明の実施形態では、他の一般的なＲＦ時間及び周波数領域のデータ取込み及び分析アプリケーションにも応用可能である。本発明の実施形態は、インタリーブＤＤＣ処理を可能にする。例えば、こうしたインタリーブＤＤＣ処理は、上述したアプリケーション類や処理機能と統合される。つまり、これら処理機能はインタリーブＤＤＣ処理と統合できるので、時間インタリーブ取込みシステム中の複数の分散型取込み部から得られる取込みデータが再合成され、再構成された一体化波形を得ることができ、これはシステムでのその後の処理に利用可能である。
【００４１】
図２は、本発明の実施形態の例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム２００の種々の構成部における処理の流れを示す図である。システム２００は、ＤＤＣを時間インタリーブ取込みシステムとして実現する。この実施形態では、１つのＤＤＣ部２２５が、時間インタリーブ取込み構成部の処理ネットワーク（例えば、相互接続された環状構成部ないし他の分散型取込み部品の適切なインタリーブ・ネットワーク［０］、［１］、［２］．．．、［Ｍ−１］）の最後に配置されている。本願で用いる用語「取込み部」は、一般に、本願で説明及び図示する１つ以上の分散型取込み部［０］、［１］、［２］．．．、［Ｍ−１］のことを指している。再合成処理においては、全てのデータがデ・インタリーブ（インタリーブされていない状態にする処理）され、時間的に連続するものになる。つまり、分散型取込み部間のデータがデ・インタリーブされ、デ・インタリーブ処理の後、インタリーブ処理系統の最後の分散型取込み部（つまり、［０］）において、ＤＤＣ処理が行われる。分散型取込み部間のサンプルは、図のアップ・サンプル部２０５の後にあるｚ-n遅延段（ｎサンプル遅延を示す）で示されるように時間インタリーブのサンプリング位相オフセットを考慮し、分散型取込み部の合計個数Ｍでアップ・サンプルすることによってデ・インタリーブでき、この後には、各分散型取込み部における単純な加算演算部２１５が続く。結果として、最後の取込み部（つまり、［０］）の加算部２１５に結合されたＤＤＣ部２２５は、合算されて一体化した波形２７０に対して動作する。分散型取込みデータをデ・インタリーブするために別の相互接続形態を用いても良く、これには、放射及び網型ネットワーク（Star and mesh network：複合網）などが含まれ、同じ一体化波形２７０が結果として得られる。
【００４２】
これに代えて、ＤＤＣ動作を分散型処理系統のもっと早い段階で行っても良く（例えば、後処理パス中においてデ・インタリーブ処理する前に、データを取込みメモリに記憶するようにし、また、取込みメモリにデータを記憶する前にリアルタイム取込みデータ・パスにデータを入れるようにする、など）、これによって、システムの機能及び処理能力が向上する。これについては、詳しくは後述する。
【００４３】
図２に示すように、取込みデータは、Ｍ個の分散型取込み部［０］、［１］、［２］．．．、［Ｍ−１］に渡ってインタリーブされる。Ｍ個の分散型取込み部［０］、［１］、［２］．．．、［Ｍ−１］の夫々は、複数のアナログ・デジタル変換部（ＡＤＣ：図示せず）から時間インタリーブされたデジタル化サンプルを受けるようにしても良い。このとき、ＡＤＣは、サンプル・データをトラック・ホールド部２０２のような高帯域サンプラから受ける。図では、分散型取込み部が入力波形ｘ［ｎ］（時間インタリーブ取込みシステムの総合サンプル・レートで効率的にサンプルされたもの）を直接受けるように描いているが、入力波形ｘ［ｎ］を受ける入力信号経路上にＡＤＣや高帯域サンプラを配置しても良く、また、各分散型取込み部がサポートするサンプル・レートに合わせた関連する時間インタリーブ・サンプリング時間オフセットで入力波形ｘ［ｎ］を効率よく間引きしても良い。
【００４４】
このように、入力波形ｘ［ｎ］は、サブ・サンプル位相（例えば、ｚ0、ｚ1、ｚ2、ｚ(M-1)）の構成要素に分割され、これらは、複数の分散型取込み部中で同時に（例えば、並行して）処理されるようにできる。分散型取込み部の夫々について、それらの前のトラック・ホールド部において明示的でない（Implicit）のダウン・サンプリングと、その結果としてのサンプリング位相オフセットがあり、これらは相対的なサンプル遅延（例えば、ｚ0、ｚ1、ｚ2、ｚ(M-1)）で表され、これらは、ｘ［ｎ］の並列パスの夫々について、ダウン・サンプラ２１０の前に示されている。分散型取込み部には、夫々に関して取込みメモリ（例えば、２２０）があり、これらが、その取込み部に関するデジタル化サンプルを記憶する。また、分散型取込み部の夫々には、１つ以上のアップ・サンプラ（例えば、２０５）があり、これらの後には、Ｍ個の分散型取込み部間のデータ・サンプルをデ・インタリーブするために、相対的時間インタリーブ・サンプリング・オフセットに対応する相対的位相オフセットを補うための遅延段と、加算部（例えば、２１５）が続き、これらによって、合算されて一体化した波形２７０が生成される。実施形態によっては、アップ・サンプラ２０５において示すように、アップ・サンプリングが係数Ｍで実行される。アップ・サンプラ２０５は、取込みメモリ２２０の出力に結合されている。
【００４５】
凡例（記号一覧）２３０に示すように、慣例に従って、実線の矢印は、実数のデータ・サンプルやデータ・パスを表すとし、破線の矢印は、複素数のＩ／Ｑデータ・サンプルやデータ・パスを表すこととする。凡例を全ての図面では示さないが、この慣例は、以下の他の図面でも適用する。
【００４６】
ＤＤＣ部２２５は、デジタル・ダウン・コンバージョン処理を実行すると共に、数値制御発信部（ＮＣＯ）を含み、関心のある取り込みスパンの所望の（又は選択された）中心を直流（ＤＣ）にシフトする。ミキサ又は乗算部２３５は、波形２７０に複素ＮＣＯ正弦波を乗算する。これは、次の式で示される。
【００４７】
【数１】
2012252009.tif 000003
【００４８】
ここで、ｆｃは関心のある取り込みスパンの所望又は選択された中心周波数、ｆｓは取り込みシステムの有効総合サンプル・レート、ｎは整数の離散時間サンプル指数、ｊは複素数表現であることを示す虚数単位である。ＮＣＯ波形は、数学的な実数部と虚数部を有する複素波形で定義される。
【００４９】
複素正弦関数ｓ［ｎ］は、ＮＣＯを表し、そして、ミックス（混合）処理は、周波数領域におけるスペクトラム・データをシフトし、直流が中心となるように関心のある周波数スパンの中心周波数を動かす。このようにミキサ部２３５は、（全分散型取込み部からの取り込みデータをデ・インタリーブ処理した後の）一体波形２７０及び複素正弦波ｓ［ｎ］に基づいて、周波数シフトした出力信号を生成する。ＤＤＣ部２２５中の１つ以上のローパス・フィルタＨ（ｚ）が、ミキサ部２３５に結合されている。フィルタ２２５は、ミキサ２３５で生成されたミキサ処理信号を受けてフィルタ処理する。ダウン・サンプラ２４０がフィルタ２２５に結合され、周波数シフト及びローパス・フィルタ処理された信号をダウン・サンプルする。ＤＤＣ部２２５中のフィルタＨ（ｚ）及びダウン・サンプラ２４０は、ＤＤＣ部における複数の有効なローパス間引きフィルタの組み合わせを表す。ダウン・サンプラ２４０は、１つ以上の間引きフィルタ又はフィルタ段の間に、間隔を置いて配置された１つ以上のダウン・サンプラを含むとしても良い。Ｌは、インタリーブ取り込みシステムの入力総合サンプル・レートに対する所与の帯域幅スパンに関する所望又は選択されたサンプル・レート低減係数としての固有のダウン・サンプリング係数（つまり、ＤＤＣ２２５段にある全ダウン・サンプリングの組み合わせの合計）である。フィルタＨ（ｚ）は、ミキサ又は乗算部２３５からの周波数シフト信号を受けて、ダウン・サンプラ２４０と共に、ダウン・コンバートされて一体化されたベースバンドＩ／Ｑデータ・サンプルを出力信号ｙ［ｎ］として生成する。
【００５０】
ダウン・サンプル係数Ｌとしては、実数データ・サンプルをダウン・コンバートされた複素Ｉ／Ｑデータ・サンプルに変換する処理において、その元々の性質上、係数２によるダウン・サンプルを含むとしても良い。取り込んだオリジナル実数データ・サンプルに対して、複素Ｉ／Ｑデータ・サンプルで等価なスペクトラム・データを表すには、オリジナルのサンプル・レートの半分だけが必要である。これは、実数波形は、周波数領域においては共役で対称であり、データを複素サンプル表現に変換するときに、中心周波数をシフトし、ローパス・フィルタ処理することによって、鏡像となる半分が削除されるようにできるからである。
【００５１】
上述のように、ＤＤＣ部２２５は、インタリーブ処理系統中の最後の分散型取込み部の後に続いてある。ＤＤＣ部２２５は、最後の分散型取込み部（つまり、時間インタリーブ・サンプリング位相［０］）の１つ以上の加算部２１５からの再構築一体波形２７０を受けて、ダウン・コンバートされた一体化（coherent）Ｉ／Ｑデータを表す出力波形ｙ［ｎ］を出力する。放射及び網型（star and mesh）形態のような他の相互接続形態を用いて、全ての分散型取込み部からの取り込みデータをデ・インタリーブして組み合わせ、同じ一体化波形を得るようにしても良い。ダウン・コンバートされた一体化複素Ｉ／Ｑベースバンド・データは、その後の分析及び機能処理（図示せず）で利用可能なようにできる。
【００５２】
この実施形態では、フル・サンプル・レートで取り込まれたデータは、取り込み部それぞれのメモリに記憶される。更には、周波数領域及びＲＦ時間領域波形処理、分析及び表示機能のような後処理は、最後の分散型取込み部（つまり、時間インタリーブ・サンプリング位相［０］）で行われるか、又は、最後の分散型取込み部からデータを取り出すか、若しくは直接ストリーミングして外部のＦＰＧＡ、外部のプロセッサ、その他適切な外部回路において行われる。
【００５３】
この実施形態は、装置の全又は約全帯域のような広帯域スパンに対して特に有用であり、このとき、フル・サンプル・レートによる（つまり、リアルタイム取り込みデータをメモリに記憶する前に間引きができない）実数データ・サンプルだけが、取り込みメモリにうまく取り込まれるようにできる。これは、所与のスパン帯域幅についてのデータに必要なサンプル・レート、高帯域スパンでのフィルタ処理への配慮（及びリアルタイムでのそうしたフィルタ処理をサポートするのに必要な関係回路のサイズや面積）、データ・サンプルを記憶するのに必要となるデータ・サイズ、メモリ帯域幅要件などが原因である。この実施形態は、低い間引き係数を用いれば、構成部間の通信帯域幅に必要な要件を最も低くできる。例えば、分散型取込み部間で交換する必要があるのは、８ビット実数サンプルだけで良く、より大きな複素Ｉ／Ｑデータ・サンプルは必要ない。ＤＤＣ部２２５がフル取り込みサンプル・レート出力で動いているとき（つまり、スパン低減のために間引きをしないとき）、ＤＤＣ処理（上述のように実数の取り込みデータ・サンプルを複素Ｉ／Ｑデータ・サンプルに変換）で必要なのは係数２での間引きだけである。
【００５４】
図３は、本発明の実施形態の別の例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム３００の種々の構成部における処理の流れを示す図である。図３のいくつの観点及び構成部は、図２に関して上述しているので、簡単のため、こうした点の説明は省略する。
【００５５】
この実施形態では、デジタル・ダウン・コンバージョン処理をデ・インタリーブ処理の前に行う。分散型取込み部［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］（時間インタリーブ・サンプリング位相）の夫々には、夫々と関連のある対応するＤＤＣ部［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］がある。このように、最後の取り込み部で全体のＤＤＣ動作を行う代わりに、ＤＤＣ動作が各取り込み部に分散している。言い換えると、デ・インタリーブ処理が完了した後にＤＤＣ動作を行うのでなく、ＤＤＣ動作は、分散型取込み部間の加算演算によってデータ・サンプルを再合成して一体化波形にする前に実行される。アップ・サンプラ２０５がインタリーブ係数Ｍでアップ・サンプリングを行い、その後に続いて、対応するＤＤＣ段に進む前に、分散型取込み部夫々における相対的なサンプリング位相オフセットを補正するための遅延段がある。ＤＤＣ部の夫々には、ミキサ部２３５があり、これは、（Ｍでアップ・サンプリングした後）対応する取り込みメモリ２２０に記憶されたデジタル化サンプルの一部と、複素正弦波形ｓ［ｎ］とを受けて乗算する。各ＤＤＣ部は、ダウン・コンバートされたＩ／Ｑデータを生成する。分散型取込み部夫々の１つ以上の加算部２１５が、対応するＤＤＣ部の出力端子に結合されている。この１つ以上の加算部は、全分散型取込み部に渡るＤＤＣ部から受けるダウン・コンバートされたＩ／Ｑデータをデ・インタリーブするように構成され、一体化波形の結果ｙ［ｎ］を生成する。
【００５６】
この実施形態では、複素Ｉ／Ｑデータ・サンプルが伝送されて分散型取込み部間でデ・インタリーブされる。そのため、フル・サンプル・レートでの実数データ・サンプルを、選択されたシステム設定（例えば、非常に広い帯域幅スパンなど）に基づいて、取り込みメモリに記憶する必要がある場合では、図２を参照して説明した本願で開示する別の実施形態例を用いるのが好ましく、これによれば、分散型取込み部間でのデ・インタリーブ処理に必要となる相互接続した帯域幅が減少し、フル・サンプル・レートでの実数データ・サンプルを、数値表現における量子化ノイズが等しいレベルのダウン・コンバートされたＩ／Ｑデータ・サンプルと比較して、よりコンパクトな形で記憶できる。
【００５７】
図４は、本発明の実施形態の更に別の例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム４００の種々の構成部における処理の流れを示す図である。図４のいくつの観点及び構成部は、図２や図３に関して上述しているので、簡単のため、こうした点の説明は省略する。
【００５８】
図３におけるアップ・サンプラ２０５が実行する係数Ｍによるアップ・サンプル及び分散型ＤＤＣ部が実行するＤＤＣフィルタＨ（ｚ）の代わりに、例えば、多相フィルタ４０５のような複数の多相（多相）補間フィルタが分散型取込み部に結合されることで、システムで等価な機能が得られる。この場合、ＤＤＣ動作のミキサ（乗算）部２３５を用いるＮＣＯ部は、各分散型取込み部の各取り込みメモリ２２０の前に配置される。言い換えると、ミキサ部２３５は、対応する取り込みメモリ２２０の入力部に結合される。この実施形態では、ミキサ部２３５は、対応するデジタル化サンプルの一部分を受けて、関連する複素正弦ＮＣＯ波形ｓ［ｎ］の一部分と乗算され、数学的な実数部と虚数部を有する周波数シフト信号を生成する。
【００５９】
これが可能なのは、ミックス（混合：mixing）動作がアップ・サンプル動作と代替可能だからである。更には、ミックス動作は、リアルタイム取込み機能の一部を構成する。結果として、取り込みデータは、取り込みメモリ中に、生の実数取り込みデータ値の代わりに、複素Ｉ／Ｑデータ・サンプルとして記憶される（どちらのデータもフル・サンプル・レート）。多相補間フィルタ４０５は、取り込みメモリ２２０の出力部に結合され、取り込みメモリから複素Ｉ／Ｑデータ・サンプル４１０を受けて、フィルタ処理し、フィルタ処理済みデータ４１５を出力する。多相補間フィルタ４０５の後には遅延段があり、これは分散型取込み部間の相対的なサンプリング位相オフセットを補正する。１つ以上のダウン・サンプラ２４０が多相補間フィルタ（及びこれに続く遅延段）の出力部に結合され、フィルタ処理済み信号を関心のある所望周波数スパンに適したサンプル・レートにダウン・サンプルするよう設定される。フィルタ処理及びダウン・サンプルされた信号は、例えば、１つ以上の加算部２１５を用いてデ・インタリーブされる。
【００６０】
この実施形態では、ＮＣＯの実行時においてインタリーブされており、このとき、分散型取込み部の夫々におけるＮＣＯには、対応する所与の取込み部のインタリーブされた相対的サンプル時間オフセットに合致する適切な量の相対的な位相オフセットがあって、これは、例えば、トラック・ホールド部２０２のような高帯域サンプラによって定まる。言い換えると、分散型取込み部夫々のＮＣＯ波形は、サンプル・ベースでのサンプルと、タイミングが揃っている。これは、例えば、分散型取込み部の間で、取込みの開始時点を揃えることで実現される。
【００６１】
分散型取込み部夫々のＮＣＯ波形は、次の式で定義できる。
【００６２】
【数２】
2012252009.tif 000004
【００６３】
このとき、ｆｃは関心のある取込みスパンの所望の又は選択された中心周波数、ｆｓは取り込みシステムの有効総合サンプル・レート、ｎは所与の分散型取込み部に関する整数の離散時間サンプル指数、ｍは所与の分散型取込み部の相対的時間インタリーブ・サンプリング位相（つまり、０からＭ−１）、Ｍはインタリーブ取り込みシステム（つまり、分散型取込み部のインタリーブ系統）中の分散型取込み部の合計個数、ｊは複素数表現であることを示す虚数単位である。ＮＣＯ波形は、数学的な実数部と虚数部を有する複素波形で定義される。
【００６４】
図５は、図４の多相補間フィルタ４０５の種々の構成要素間の信号の流れを示す図である。多相補間フィルタ４０５は、取り込みメモリから複素Ｉ／Ｑデータ・サンプル４１０を受けて、１つ以上のフィルタ５０５を用いて、データをフィルタ処理し、アップ・サンプラ５１０を用いて係数Ｍでアップ・サンプルし、アップ・サンプラ５１０に続く遅延段は、並列な多相フィルタ・パスの相対的な位相に対応したものとなっている。加算部５１５は、並列多相フィルタ・パスの出力を結合する（combine：組み合わせる）のに用いられ、これによって多相補間フィルタとしての機能が実現される。フィルタ処理済みデータは、多相補間フィルタ４０５からデータ４１５として出力される。
【００６５】
多相補間フィルタ４０５のフィルタ５０５の理想的な周波数応答は、多相の位相ｍについて、周波数領域では次の形で示される（ｚ変換で表現）。
【００６６】
【数３】
2012252009.tif 000005
【００６７】
ここで、ｍは分散型取込み部夫々の並列フィルタ・パス５０５の多相の相対的位相（０からＭ−１）、Ｍは補間フィルタ４０５の多相構成部の合計個数で、これは分散型取込み部のインタリーブ処理系統中の分散型取込み部の合計個数に等しい。上述した多相補間フィルタ５０５の理想的周波数応答が、本発明の好ましい実施形態を表す一方で、ほぼ理想に近いフィルタ応答やこれに代わるフィルタ形態を用いても良いと理解すべきである。
【００６８】
時間領域においては、多相フィルタ構成要素の夫々は、デジタル・ダウン・コンバータ（ＤＤＣ）フィルタのインパルス応答ｈ［ｎ］全体を、ダウン・サンプルされたサンプル・レートを基準としてｍ／Ｍサンプルの部分的（fractional：分数の）位相シフトを用いて、又は、ダウン・サンプリングする前のオリジナル・サンプル・レートを基準としてｍ個のサンプル（フィルタ・タップ）を用いて、ダウン・サンプルしたものに等しい。これは、次の式で示され、これは上述したＨｍ（ｚ）の時間領域での表現である。
【００６９】
【数４】
2012252009.tif 000006
【００７０】
図４及び図５を参照すると、ダウン・サンプラ２４０の係数Ｌによるダウン・サンプリング動作は、多相補間フィルタ部４０５及びこれに続く遅延段の後で行われる。このとき、遅延段は、分散型取込み部間の相対的サンプリング位相オフセットを補正する。これは、多相補間フィルタの複数の位相が使用されないという結果となり、関係する多相の複数位相に関する出力サンプルは常に破棄される。このように、多相補間フィルタ部４０５を最適化する場合では、使用しない複数位相を多相フィルタ構造から排除でき、これによって、ハードウェアを節約し、システム実現コストが低減される。
【００７１】
例えば、ダウン・サンプル係数Ｌは、所与の帯域幅スパンについての所望の出力サンプル・レートで決まり、一度、ダウン・サンプル係数Ｌを分散型取込み部のインタリーブ係数Ｍと等しくすれば、各分散型取込み部において実際に必要となるのは、図５に示す多相補間フィルタ全体の１つの位相だけである。このように、図４に示すインタリーブ・システム中の分散型取込み部（例えば、［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］時間インタリーブ・サンプリング位相）の夫々は、分散型取込み部間に相対的サンプリング時間オフセットが存在するとしたときに、多相補間フィルタ４０５の異なる位相の１つを利用できる。例えば、取込み部［０］は位相ｍ＝０を利用でき、取込み部［１］は位相ｍ＝Ｍ−１を利用でき、取込み部［２］は位相ｍ＝Ｍ−２を利用でき、取込み部［Ｍ−１］は位相ｍ＝１を利用できる。こうした場合では、フィルタ応答ｚm/Mに関連する相対的遅延は、並列多相フィルタ・パスのアップ・サンプラ部５１０に続く遅延ｚ-mで事実上キャンセルされ、所与の分散型取込み部に関する位相は、ノーブル恒等式（Noble identity：特許文献１参照）の結果として、分散型取込み部全体において有効なフィルタ応答Ｈ（ｚM）という結果が得られる。
【００７２】
図６は、本発明の実施形態の更に別の例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム６００の種々の構成部における処理の流れを示す図である。図６のいくつの観点及び構成部は、図２、図３及び図４に関して上述しているので、簡単のため、こうした点の説明は省略する。
【００７３】
この実施形態では、取り込まれたデータは、分散型取込み部［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］夫々の取り込みメモリ２２０に記憶される前に、リアルタイムで間引きされる。これによると、本願で上述したフル・サンプル・レートで実数データ・サンプルを記憶するのに必要な要件と比較して、メモリ中で利用可能な記録長が固定とした場合に、帯域幅スパンがフル帯域幅からリアルタイムで減少されるので、より長い期間をメモリに取り込むことが可能となる。スペクトラム・アナライザのアプリケーションでは、例えば、取り込みメモリのサイズが固定とした場合に、最小分解能帯域幅（ＲＢＷ）の仕様及び最大ＲＦ時間領域時間スパン期間仕様が改善される。
【００７４】
具体的には、分散型取込み部の夫々が、分散型取込み部のデータ・パスに沿って、取り込みメモリ２２０の前に配置された取込みデジタル・ダウン・コンバータ（ＤＤＣ）部６１０を有し、複素有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ部６１５が取り込みメモリ２２０の後に配置される。複素ＦＩＲフィルタ部６１５は、種々の方法で実現され、その１つには、ＦＦＴベースのブロック・コンボリューション（block convolution）技術がある。ＤＤＣ部６１０には、オールパス又はローパス・フィルタ６２５があり、このとき、複素ＦＩＲフィルタ部６１５は、部分（fractional）時間シフト・フィルタ応答を有する。部分時間シフト・フィルタは、図４での多相補間フィルタの後にある（分散型取込み部間の相対的サンプリング位相オフセットを補正するための）遅延段を置き換え、ノーブル恒等式を利用した入れ替えにより、この機能が係数Ｌのダウン・サンプル段（図４でのダウン・サンプラ２４０）の後で生じるようにしたもので、詳しくは後述する。ＤＤＣ部６１０に関するフィルタ６２５の理想的な周波数応答は、分散型取込み部の夫々に分解することができ、次のように示される（ｚ変換で表現）。
【００７５】
【数５】
2012252009.tif 000007
【００７６】
ここで、ｍは分散型取込み部の相対的時間インタリーブ・サンプリング位相（つまり、０からＭ−１）、Ｍは分散型取込み部のインタリーブ処理系統中の分散型取込み部の合計個数、Ｖ（ｚ）はオリジナルＤＤＣローパス・フィルタのダウン・サンプルされたもの（つまり、係数Ｍでダウン・サンプルされたＨ（ｚ））である。Ｔｍ（ｚ）フィルタ部については、後述する。周波数領域では、係数Ｍによるダウン・サンプリングは、もしＨ（ｚ）がＦS／（２＊Ｍ）を超える周波数成分をもっていれば、エイリアシングを利用して、係数Ｍでスペクトラムを折り畳むのに等しい。ここで、Ｆｓは時間インタリーブ取り込みシステムの総合サンプル・レートである。なお、上述したＤＤＣ部６１０に関するフィルタ６２５の理想周波数応答は、本発明の好ましい実施形態ではあるが、この理想周波数応答にほぼ近いものや代替のフィルタ形態も利用可能であると理解されたい。
【００７７】
もしＤＤＣダウン・サンプル係数Ｌがインタリーブ係数Ｍに等しく、Ｈ（ｚ）が理想的ローパス・フィルタなら、理想的ＤＤＣローパス・フィルタのカットオフ周波数は、Ｍによる全ての間引きをサポートするＦS／（２＊Ｍ）である。Ｈ（ｚ）のスペクトラムがＭ回折り畳まれてＶ（ｚ）のスペクトラム（つまり、Ｈ（ｚ）のダウン・サンプル・バージョン）が得られると、これは事実上、Ｖ（ｚ）についての理想的オールパス・フィルタという結果になり、この場合、フィルタ応答は、極僅かな（trivial）離散時間インパルス関数となり、このため、実際のフィルタを実装する必要がなくなる。つまり、Ｖ（ｚ）＝１→ｖ［ｎ］＝δ［ｎ］である。このとき、ｎは離散時間サンプル指数であり、δ［ｎ］はｎ＝０を中心とした離散時間インパルスであり、これは次のように示される。
【００７８】
【数６】
2012252009.tif 000008
【００７９】
上述した式の他の要素、Ｔｍ（ｚ）は、部分時間シフト・フィルタを表し、これは分散型取込み部間の相対的サンプリング位相オフセットを補正するするもので、分散型取込み部のフル・サンプル・レートを基準にして、分散型取込み部の時間インタリーブ・サンプリング位相ｍについて、ｍ／Ｍサンプルだけ時間がシフトされる。このフィルタは、ｍ／Ｍのスロープのある線形位相応答を有するオールパス・フィルタ（又は適切なローパス・フィルタ）を用いて実現できる。
【００８０】
この実施形態例は、もしＤＤＣダウン・サンプル係数Ｌがインタリーブ係数Ｍよりも大きい場合に特に有効である。ＤＤＣダウン・サンプル係数Ｌがインタリーブ係数Ｍより大きい場合、図６に示すように、リアルタイム分散型取込み部データ・パスにおいて、残留（residual）ダウン・サンプル係数Ｌ／Ｍで動作するダウン・サンプラ６２０は、部分的時間シフト・フィルタ６０５の前に配置され、また、取り込みメモリ２２０の前に配置される。取込み部間に分解して配置構成された多相フィルタでは、分散型取込み部間の入力ｘ［ｎ］データ・サンプルの時間インタリーブによって、係数Ｍによる暗黙のダウン・サンプリング（例えば、２１０）がパスに組み込まれ、このため、残留ダウン・サンプルＬ／Ｍが残る。
【００８１】
Ｌ＞Ｍの場合では、オリジナル・システムのＤＤＣローパス・フィルタが≦ＦS／（２＊Ｌ）のカットオフ周波数（これは、係数Ｌ／Ｍでダウン・サンプリング後の新しいサンプル・レートのナイキスト周波数より低い）を有するので、Ｖ（ｚ）はローパス・フィルタとなる。ダウン・サンプル後の新しいナイキスト周波数は、ＦS／（２＊Ｌ）である。
【００８２】
更には、Ｌ／Ｍによる残留ダウン・サンプル動作の前に配置する以外にも、上述したＴｍ（ｚ）で表される部分的時間シフト・フィルタ６０５を、分散型取込み部夫々のデータ・パスに沿って、ダウン・サンプル動作の後で、かつ取り込みメモリ２２０の後にも配置できる。更には、ノーブル恒等式を用いてフィルタを変形し、フィルタをＬ／Ｍでダウン・サンプリングした後の（分散型取込み部のフル・サンプル・レートに比較して）低いサンプル・レートで動作するように変形しても良く、これは次のフィルタＴ’ｍ（ｚ）として得られる（ｚ変換で表現）。
【００８３】
【数７】
2012252009.tif 000009
【００８４】
ここで、ｍは所与の分散型取込み部の相対的時間インタリーブ・サンプリング位相（つまり、０からＭ−１）、Ｍは分散型取込み部のインタリーブ系統中の分散型取込み部の合計個数、Ｌは時間インタリーブ取り込みシステムの総合入力サンプル・レートに対する所与の帯域幅スパンについての所望の又は選択されたサンプル・レート低減係数から定まるダウン・サンプル係数である。上述した部分的時間シフト・フィルタ６０５の理想周波数応答は，本発明の好ましい実施形態を表しているが、理想フィルタ応答に近いものや、代替のフィルタ形態も用いても良いと理解されたい。
【００８５】
こうした変形で可能な順番を入れ替えた動作を考えると、上述したダウン・サンプルされたローパス・フィルタ６２５、Ｖ（ｚ）、ダウン・サンプラ６２０による係数Ｌ／Ｍでのダウン・サンプル動作は、分散型取込み部（例えば、［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］）の夫々において、リアルタイム取込みパス中で、取り込みメモリ２２０の前に移動させることができる。フィルタ６２５、Ｖ（ｚ）、ダウン・サンプラ６２０による係数Ｌ／Ｍでのダウン・サンプル動作は、種々の手段で実現でき、これには、例えば、多相間引き半帯域有限インパルス応答（ＦＩＲ）段が含まれる。ＮＣＯ及びミキサ２３５の段が、６２５の関連するＶ（ｚ）及び６２０のＬ／Ｍでのダウン・サンプル動作と共に用いられると、一般的なＤＤＣブロックと事実上同じ動作の結果を生じる。従って、１つの取込み部の動作をサポートするために用いられる一般的なＤＤＣブロックは、複数の分散型取込み部に渡る時間インタリーブされたＤＤＣ動作をサポートするために、変形させることができる。
【００８６】
加えて、部分時間シフト・フィルタＴ’ｍ（ｚ）は、後処理（つまり、取り込みデータがメモリに記憶された後）においてインタリーブＤＤＣ動作を完了するように実現しても良い。インタリーブされた取込みサンプルを再構成して一体化波形ｙ［ｎ］を得るためのメモリ中に記憶された取り込みデータの後処理において、複素ＦＩＲ部６１５（又はＦＦＴベースのブロック・コンボリューション技術のようなフィルタを実現するための他の手段）を、このフィルタを実現するために用いても良い。取込み部の相対サンプリング位相オフセットを補正するために、異なるフィルタや分散型取込み部に関連する他のものを搭載し、好ましくは各分散型取込み部が固有の部分的時間シフト・フィルタ応答を持つようにしても良い。
【００８７】
例えば、図６に示すように、部分的時間シフト・フィルタｚ-0は取込み部［０］に関連し、部分的時間シフト・フィルタｚ-1/Lは取込み部［１］と関連し、部分的時間シフト・フィルタｚ-2/Lは取込み部［２］と関連し、部分的時間シフト・フィルタｚ-(M-1)/Lは取込み部［Ｍ−１］と関連する、などとしても良い。ダウン・コンバートされた一体化複素ベースバンドＩ／Ｑデータ・サンプルは、図６においてｙ［ｎ］で示すように、インタリーブ処理系統における分散型取込み部の最後（つまり、［０］）におけるデ・インタリーブ加算処理の後に続く後方での処理やクライアントで利用可能である。
【００８８】
図７は、本発明の実施形態の更に別の例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム７００の種々の構成部における処理の流れを示す図である。システム７００には、第２のデジタル・ダウン・コンバージョン段があり、これはメモリ中の予め取り込まれたデータを処理するときに、本発明の実施形態の例に従って利用される。図７のいくつの観点及び構成部は、図２、図３、図４及び図６に関して上述しているので、簡単のため、こうした点の説明は省略する。
【００８９】
システムの観点からは、これは、本質的にデジタル・ダウン・コンバージョンを２つのブロック段に分割するものである。１つは取り込みメモリ２２０の前、つまり、取込みＤＤＣ部６１０であり、もう１つは取り込みメモリ２２０の後、つまり、スピンＤＤＣ部７０５である。部分的時間シフト・フィルタ６０５は、全ての間引き量に合うように調整でき、このため、部分的時間シフト・フィルタは、総合ダウン・サンプル・レートについてのＬ及びＫの積の係数と関係するようになる。総合ダウン・サンプル・レートは、次のようになる（ｚ変換で表現）。
【００９０】
【数８】
2012252009.tif 000010
【００９１】
ここで、ｍは所与の分散型取込み部の相対的時間インタリーブ・サンプリング位相（つまり、０からＭ−１）、Ｍは分散型取込み部のインタリーブ系統中の分散型取込み部の合計個数、Ｌは時間インタリーブ取り込みシステムの総合入力サンプル・レートに対する所与の帯域幅スパンについての所望の又は選択されたサンプル・レート低減係数から定まるダウン・サンプル係数、Ｋは取り込みデータを取り込みメモリに記憶した後に起きる任意の追加のデジタル・ダウン・コンバージョン／間引きの有効間引き率である。上述した部分的時間シフト・フィルタ６０５の理想周波数応答は，本発明の好ましい実施形態を表しているが、理想フィルタ応答に近いものや、代替のフィルタ形態も用いても良いと理解されたい。
【００９２】
図７は、得られた時間インタリーブ２ステージ（段）ＤＤＣ動作を示している。この実施形態は、図７に示すように、取込みＤＤＣ部（つまり、リアルタイムＤＤＣ）６１０、スピンＤＤＣ部（つまり、第２後処理ＤＤＣ）７０５及び複素ＦＩＲフィルタ部６１５の組み合わせで実現できる。スピンＤＤＣ部７０５は、取り込みメモリ２２０の出力部に結合されると共に、複素ＦＩＲフィルタ部６１５の入力部に結合される。
【００９３】
スピンＤＤＣ部７０５では、ｖm［ｎ］がスピンＤＤＣ部７０５で利用されるＮＣＯ及びミックス処理で使われる第２複素正弦波形を表し、これはインタリーブされたＮＣＯであって、取込みＤＤＣ部６１０におけるＮＣＯのもの同様に機能できる。言い換えると、ミキサ及び乗算部７３５は、第２複素正弦波形ｖm［ｎ］を取り込みメモリ２２０から受けたダウン・コンバートされたサンプルとミックスし、それによって、取り込んだスペクトラムをシフトするために更なるフィルタ処理及び間引き処理の前に、更なる周波数オフセットを与える。加えて、この方法によれば、取り込んだスペクトラム内で、取り込んだ周波数スパン範囲の所望のサブセット（部分データ）を「拡大（zooming）」することができる。
【００９４】
取込み部の相対サンプリング位相オフセットを補正するために、異なるフィルタや分散型取込み部に関連する他のものを搭載しても良い。例えば、図７に示すように、部分的時間シフト・フィルタｚ-0は取込み部［０］に関連し、部分的時間シフト・フィルタｚ-1/(L-K)は取込み部［１］と関連し、部分的時間シフト・フィルタｚ-2/(L-K)は取込み部［２］と関連し、部分的時間シフト・フィルタｚ-(M-1)/(L-K)は取込み部［Ｍ−１］と関連する、などとしても良い。
【００９５】
図６の実施形態例と同様に、ダウン・コンバートされた一体化複素ベースバンドＩ／Ｑデータ・サンプルは、図７においてｙ［ｎ］で示すように、インタリーブ処理系統における分散型取込み部の最後（つまり、［０］）におけるデ・インタリーブ加算処理の後に続く後方での処理やクライアントで利用可能である。
【００９６】
図８は、本発明の実施形態の更に別の例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム８００の種々の構成部における処理の流れを示す図である。図８のいくつの観点及び構成部は、図２、図３、図４、図６及び図７に関して上述しているので、簡単のため、こうした点の説明は省略する。
【００９７】
インタリーブされたＤＤＣ取込み及び後処理動作をサポートすることは、スペクトラム（つまり、周波数領域）波形表示及び処理に関するブロックを構築するのに有用である。例えば、ＭＤＯアーキテクチャの構成要素は、上述の時間インタリーブＤＤＣ取り込みシステムの本発明の観点と統合されて、時間インタリーブ取り込みシステムにおけるスペクトラムＤＰＸ表示及び処理に利用できる。
【００９８】
この実施形態は、広スパン帯域幅などのために、実数データ・サンプルを分散型取込み部（例えば、［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］）の取り込みメモリ（例えば、２２０）に取り込む必要があるときに特に有用である。この実施形態では、上述の取込みＤＤＣ部及び関連動作は使用する必要はない。この実施形態例は、スピンＤＤＣ部２２５の後に続いて周波数変換部８０５が加わっている点が明確に異なってはいるが、図２に示したものと同様である。周波数変換部８０５は、ウィンドウ関数ｗ［ｎ］を用いたウィンドウ処理、ＦＦＴ８１０を用いたＦＦＴ動作及びフィルタ応答Ｃ［ｋ］を用いた周波数応答補正を提供する。周波数応答補正には、振幅を平坦にする補正や周波数に対する位相補正を含んでいても良く、詳細は後述する。
【００９９】
凡例８３０に示すように、慣例に従って、実線の矢印は、実数のデータ・サンプルやデータ・パスを表すとし、破線の矢印は、複素数のＩ／Ｑデータ・サンプルやデータ・パスを表すこととする。加えて、ＦＦＴ動作の後に続く太い矢印は、数学的な実数成分及び虚数成分を含むスペクトラム（つまり、周波数領域）値サンプルを表す。凡例を全ての図面では示さないが、この慣例は、以下の他の図面でも適用する。
【０１００】
周波数変換部８０５では、８１０でのＦＦＴ動作の前に、乗算部８２０が、時間領域において複素信号にウィンドウ関数ｗ［ｎ］をかける。いくつかの実施形態では、ウィンドウ関数ｗ［ｎ］は実数値の関数であるが、複素ウィンドウ関数ｗ［ｎ］であっても良いと理解されたい。
【０１０１】
更に、乗算部８２５は、８１０でのＦＦＴ動作の後、周波数領域において、ＦＦＴ８１０から受ける信号８３５に振幅／位相補正フィルタ応答Ｃ［ｋ］をかける。周波数変換部８０５においては、ウィンドウ処理、ＦＦＴ及び振幅／位相補正動作を実行できる。結果として得られる一体化スペクトラム出力波形Ｙ［ｋ］は、その後での処理においてスペクトラム分析や表示機能のために利用できる。
【０１０２】
スピンＤＤＣ部２２５は、分散型取込み部の最後（つまり、［０］）の加算部２１５に結合される。周波数変換部８０５は、スピンＤＤＣ部２２５に結合され、複素時間領域データ・サンプルを複素スペクトラム・サンプルに変換するように構成される。
【０１０３】
図９は、本発明の実施形態の更に別の例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム９００の種々の構成部における処理の流れを示す図である。図９のいくつの観点及び構成部は、図２、図３、図４、図６、図７及び図８に関して上述しているので、簡単のため、こうした点の説明は省略する。
【０１０４】
この実施形態例は、図６の実施形態と類似しており、インタリーブＤＤＣデータ・フローが含まれ、このとき、ダウン・コンバートされた複素Ｉ／Ｑデータ・サンプルは、分散型取込み部（例えば、［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］）夫々の取り込みメモリ２２０に記憶される。同様に、複数の分散型取込み部間のデータをデ・インタリーブするのを補助し、インタリーブされた後処理の流れにおける最後の取込み部（つまり、［０］）において一体化Ｉ／Ｑデータ・サンプルを得るために、複素ＦＩＲフィルタ部９１５（又は等価な実施形態）を用いて部分時間シフト・フィルタ処理が適用される。この方法は、全スパン帯域幅によって、ＤＤＣ間引き係数が時間インタリーブ・システム中の分散型取込み部の個数よりも大きいという結果となり、このため、取り込みメモリ２２０にデータを記憶する前に、ある程度の間引きを適用できるという状況において、特に有用である。
【０１０５】
図９では、ダウン・コンバートされた複素ベースバンドＩ／Ｑデータが、インタリーブ系統の分散型取込み部（例えば、［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］）夫々の取り込みメモリ２２０に取り込まれている。部分的（fractional）時間シフト・フィルタ処理は、複素ＦＩＲフィルタ部９１５を用いた後処理動作として実行される。この実施形態例では、分散型取込み部の後処理の流れの中で、複素ＦＩＲフィルタ部９１５を用いて部分的時間シフト・フィルタが適用された後、例えば、加算部２１５を用いた加算処理により、データがデ・インタリーブされる。得られるデ・インタリーブされた一体化波形データは、取込みバッファ９０２に記憶できるが、これはインタリーブ処理系統中の最後の取込み部（つまり、［０］）の取り込みメモリ２２０に配置しても良いし、完全に分離されたメモリ・バッファとしても良い。
【０１０６】
スペクトラム（つまり、周波数領域）データ・サンプルへの変換は、最後の分散型取込み部（つまり、［０］）だけにある周波数変換部８０５を用いて行われる。図８を参照して上述したようなウィンドウ処理、ＦＦＴ、振幅平坦化及び位相補正フィルタ処理といったスペクトラム変換機能は、取込みバッファ９０２からの処理された複素データ・サンプル９２０に適用される。代替の実施形態では、一体化時間領域取込み データ・サンプル（つまり、加算部２１５による分散型取込み部夫々のデ・インタリーブ／加算処理の結果）を、取込みバッファ部９０２に一度記憶することなく、周波数変換部８０５へ直接流し込むようにしても良い。
【０１０７】
図９では別のものとして示しているが、複素ＦＩＲフィルタ処理部９１５は、周波数変換部８０５と同じブロックとしても良いが、もしＦＦＴブロックがブロック・コンボリューション技術を用いて複素ＦＩＲフィルタ処理を実行するのに使われるなら、複素ＦＩＲフィルタ処理部９１５は、２つの異なる時間に使われることになる。言い換えると、これらは同じ構成要素であり、部分的時間シフト・フィルタ処理は９１５において適用されると共に、スペクトラム変換動作は８０５において適用され、このとき、データのパス（pass）とスピン（spin）の２つの異なる後処理において、基本的に同じハードウェア構成要素が用いられる。これに代えて、ブロック９１５及び８０５を別々のものとし、それらのハードウェアやソフトウェアをそれぞれ独自のものから構成しても良い。
【０１０８】
取込みバッファ９０２は、最後の分散型取込み部（つまり、［０］）の１つ以上の加算部２１５に結合される。周波数変換部８０５は、取込みバッファ９０２に結合され、複素スペクトラム（つまり、周波数領域）サンプルを生成するよう構成される。
【０１０９】
２つの異なる後処理パスを１つの後処理パスへと減らす一つの方法は、デ・インタリーブ部（例えば、加算部２１５を含む）を最後の取込み部（つまり、［０］）の複素ＦＩＲフィルタ部９１５の前に移動させることである（図示せず）。分散型取込み部［０］は、部分的時間シフト・フィルタとしてほぼ機能しない（Trivial、つまり、時間シフトが０）ので、取込み部［０］に関する特別な複素ＦＩＲ部９１５で特別なフィルタ処理をする必要はない。このため、デ・インタリーブ動作が完了した後において、取込み部［０］に関する複素ＦＩＲ部９１５は、スペクトラム変換機能を実行するように再度その目的が設定される（つまり、複素ＦＩＲフィルタ部がＦＦＴベースのブロック・コンボリューションとして実装される）。この場合、複数のパス間の一時記憶すべきデータがないので取込みバッファ９０２は必要なく、むしろ、後処理の流れに沿ってデータはそのまま流れる。
【０１１０】
どの場合においても、最後の分散型取込み部（つまり、［０］）中の８０５でのスペクトラム変換動作の後、出力スペクトラム・データＹ［ｋ］は、インタリーブ系統中の最後の取込み部（つまり、［０］）の中か、その後において、後ほどの行う分析や表示機能へと直接流れることができる。
【０１１１】
図１０Ａは、本発明の実施形態の更に別の例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム１０００の種々の構成部における処理の流れを示す図である。図１０Ａのいくつの観点及び構成部は、図２、図３、図４、図６、図７、図８及び図９に関して上述しているので、簡単のため、こうした点の説明は省略する。
【０１１２】
図１０Ａは、取り込みメモリ２２０に記憶されたダウン・コンバートされたデータについて、時間インタリーブ分散型ＦＦＴ／スペクトラム処理を実行する実施形態例を示している。このとき、周波数変換部８０５が、インタリーブ系統中の取込み部（例えば、［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］）の夫々に分散される。加えて、スペクトラム変換動作（例えば、ウィンドウ関数ｗ［ｎ］を用いたウィンドウ処理動作、ＦＦＴ８１０を用いたＦＦＴ動作、フィルタ応答Ｃ［ｋ］を用いた振幅／位相補正、など）を、部分的時間シフト・フィルタ（Ｔm’［ｋ］）と組合せる。これは、分散型取込み部（例えば、［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］）の夫々に関する周波数変換部内の、これらフィルタを直接乗算することによって行われる。
【０１１３】
具体的には、部分的時間シフト・フィルタ（Ｔm’［ｋ］）のスペクトラム変換を、振幅平坦化／位相補正関数Ｃ［ｋ］と組み合わせても良い。これらは、周波数領域で直接乗算できる。これら２つのスペクトラム関数の組合せは、時間インタリーブ・システム中の分散型取込み部の夫々を対象とする複数の合成フィルタ機能のシリーズを生成するために、予め計算しておいても良く、これを分散型取込み部（例えば、［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］）の夫々における周波数変換部８０５か、又は、これに関連するものに実装するようにしても良い。
【０１１４】
この実施形態例では、分散型取込み部夫々の周波数変換部８０５は、対応する取り込みメモリ２２０の出力部に結合される。図８を参照して上述したウィンドウ処理、ＦＦＴ、振幅平坦化／位相補正フィルタ処理のようなスペクトラム変換機能は、対応する取り込みメモリ２２０から夫々受ける複素データ・サンプルに対して適用される。周波数変換部８０５の夫々は、その分散型取込み部についての複素スペクトラム・サンプルを生成するように構成される。
【０１１５】
この実施形態例では、周波数変換部８０５でスペクトラム変換及びフィルタ処理動作が行われた後、スペクトラム・データは、例えば、１つ以上の加算部１００５を用いた加算処理によりデ・インタリーブされる。言い換えると、スペクトラム変換後の複素スペクトラム・データ・サンプル（実数部及び虚数部を有する）は、加算され、インタリーブ処理系統中の分散型取込み部（例えば、［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］）間でデ・インタリーブされる。分散型取込み部夫々の１つ以上の加算部１００５は、対応する周波数変換部８０５の出力部に結合され、その周波数変換部から受ける複素スペクトラム・データをデ・インタリーブするよう構成される。
【０１１６】
時間領域入力データ・サンプルの個数が、ＦＦＴ出力スペクトラム・サンプルの個数に近くなるか、これよりも多くなる場合では、合計データ・サイズの観点から、図１０Ａに示す実施形態例は、図９に示す実施形態に比較して、より効率的である。なぜなら、これは、部分的時間シフト・フィルタ及び周波数変換機能を、分散型取込み部の夫々において、１つのＦＦＴ動作だけが必要となるように、凝縮したものだからである。
【０１１７】
図９及び図１０に示す実施形態例のどちらも、図７を参照して上述した第２スピンＤＤＣ部と同じか同様のやり方で、第２（つまり、スピン（spin））ＤＤＣ部をサポートするように拡張できる。例えば、図１０Ｂは、こうした実施形態を示すもので、この場合では、スピンＤＤＣ１０１０が、分散型取込み部夫々の取り込みメモリ２２０及び周波数変換部８０５の間に配置されている。
【０１１８】
図１１は、本発明の実施形態の更に別の例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム１１００の種々の構成部における処理の流れを示す図である。図１１のいくつの観点及び構成部は、図２、図３、図４、図６、図７、図８、図９及び図１０に関して上述しているので、簡単のため、こうした点の説明は省略する。
【０１１９】
本願で説明する時間インタリーブ分散型ＤＤＣのコンセプトは、時間インタリーブ取り込みシステムにおいて、ＲＦ時間領域波形（つまり、ダウン・コンバートされた複素ベースバンドＩ／Ｑデータ、時間に対する振幅、周波数、位相の波形、復調及びプロトコル復号、など）をサポートするように拡張できる。デジタル・ダウン・コンバージョン動作（例えば、スピンＤＤＣ動作）をサポートするのに加えて、後ほど（図示する回路から出力された後）行われるＲＦ時間領域波形の描画、分析、復調、復号その他の後処理機能をサポートするように、例えば、複素ＦＩＲフィルタ１１０５を用いた振幅平坦化／位相補正フィルタ処理が適用される。言い換えると、複素ＦＩＲフィルタ１１０５は、フィルタ処理された一体化複素ベースバンドＩ／Ｑデータ・サンプルを生成できる。
【０１２０】
図１１の実施形態例は、実数データ・サンプルがフル・サンプル・レートで取り込みメモリ２２０に記憶されるという意味で、図２のものと類似している。加えて、スピンＤＤＣ部２２５が、デ・インタリーブ処理の後に配置されている。例えば、１つ以上の加算部２１５を用いて複数の分散型取込み部の全部からのデータ・サンプルを加算処理してデ・インタリーブ処理することで、一体化波形が生成されるが、スピンＤＤＣ部２２５は、この加算処理部の後に配置される。言い換えると、スピンＤＤＣ部２２５は、その後の処理のために、加算処理した一体化波形を受ける。スピンＤＤＣ部２２５は、最後の分散型取込み部（つまり、［０］）の１つ以上の加算部２１５に結合される。複素ＦＩＲフィルタ部１１０５が、スピンＤＤＣ部に結合され、フィルタ処理した複素ベースバンドＩ／Ｑデータ・サンプルを生成する。
【０１２１】
この実施形態例では、複素ＦＩＲフィルタ部１１０５は、振幅／位相補正フィルタＰ（ｚ）を適用するために用いられる。複素ＦＩＲフィルタ部１１０５の後においては、データは一体化され、補正されており、分析、測定、表示、復調、復号等の後ほどの処理に直接流用できるものとなっている。
【０１２２】
図１２は、本発明の実施形態の更に別の例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム１２００の種々の構成部における処理の流れを示す図である。図１２のいくつの観点及び構成部は、図２、図３、図４、図６、図７、図８、図９、図１０及び図１１に関して上述しているので、簡単のため、こうした点の説明は省略する。
【０１２３】
米国テクトロニクス社のＭＤＯ型シリーズのような試験測定装置におけるＲＦ時間領域動作では、ダウン・コンバートされた複素ベースバンドＩ／Ｑデータ・サンプルを時間領域で処理するアプリケーション（変調分析など）をサポートできる。取り込みメモリにダウン・コンバートされた複素データが記憶された場合をサポートするように、インタリーブＲＦ時間領域波形を拡張するには、図６に示した時間インタリーブ分散型ＤＤＣデータの流れに、ＲＦ時間領域処理に利用される振幅平坦化／位相補正複素ＦＩＲフィルタを加えても良い。例えば、図１２に示すように、複素ＦＩＲフィルタ１２０５が、インタリーブ処理系統中の最後の分散型取込み部（つまり、［０］）の１つ以上の加算部２１５の後に配置される。このやり方では、複素ＦＩＲ１２０５の振幅平坦化／位相補正フィルタＰ（ｚ）が、加算処理された波形データ１２１０に適用される。
【０１２４】
複素ＦＩＲフィルタ１２０５は、最後の分散型取込み部（つまり、［０］）の１つ以上の加算部２１５に結合される。更に、複素ＦＩＲフィルタは、フィルタ処理複素Ｉ／Ｑデータ・サンプルを生成するように構成しても良い。
【０１２５】
図１３Ａは、本発明の実施形態の更に別の例による時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム１３００の種々の構成部における処理の流れを示す図である。図１３Ａのいくつの観点及び構成部は、図２、図３、図４、図６、図７、図８、図９、図１０、図１１及び図１２に関して上述しているので、簡単のため、こうした点の説明は省略する。
【０１２６】
この実施形態例では、振幅平坦化／位相補正複素ＦＩＲフィルタが、分散型取込み部（例えば、［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］）の夫々に分散配置される。複素振幅平坦化／位相補正フィルタＰ（ｚ）及び部分的時間シフト・フィルタ（例えば、分散型取込み部の夫々についてｚ-0、ｚ-1/L、ｚ-2/L、．．．、ｚ-(M-1)/L）を組み合わせて、複素ＦＩＲフィルタ部１３１５を用いて分散型取込み部の夫々において１つのフィルタ動作としても良く、これは、図１３Ａに示すように、分散型取込み部の夫々に配置される。これら２つのフィルタの組合せは、時間領域におけるフィルタ・インパルス応答のコンボリューション（畳み込み積分）で実現しても良いし、周波数領域におけるフィルタ応答の乗算として実現しても良く、これを予め計算し、複数要素の合成フィルタ（composite filters）として分散型取込み部の夫々に実装しても良い。これにより、図１３Ａに示すデータの流れが得られる。
【０１２７】
この実施形態例では、インタリーブ処理系統の最後の取込み部（つまり、［０］）において、デ・インタリーブ加算処理部（つまり、加算部２１５）の後においては、データが結合されて一体化している。得られる一体化出力波形ｙ［ｎ］は、上述のように、その後の処理で直接利用できる。
【０１２８】
図１３Ａは、取込みＤＤＣ部６１０だけを示しているが、分散型複素ＦＩＲフィルタ部１３１５は、図７を参照して上述したように、取込みＤＤＣ及び第２のスピンＤＤＣ部の両方があるやり方で実現しても良い。例えば、図１３Ｂは、こうした実施形態を示し、スピンＤＤＣ１３１０は、分散型取込み部夫々の取り込みメモリ２２０と複素ＦＩＲフィルタ部１３１５の間に配置される。
【０１２９】
図１４は、本発明の実施形態例による試験測定装置１４０５のブロック図である。試験測定装置１４０５は、時間インタリーブ取り込みシステム１４２０を含み、これは、図２〜１３を参照して説明した種々の実施形態（例えば、２００、３００、４００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００）の１つ又は複数と同じか、同様としても良い。
【０１３０】
試験測定装置１４０５は、トラック・ホールド部１４１５のような高帯域サンプラを有しても良く、これはデジタル化サンプルをＡＤＣ（アナログ・デジタル変換部）１４１０に供給する。試験測定装置１４０５は、取り込みメモリ１４２５を有しており、これについては詳しくは後述する。更に、時間インタリーブ取り込みシステム１４２０は、後述するように、分散型取込み部１４３０（例えば、［０］、［１］、［２］、．．．、［Ｍ−１］）及び関連構成部を有している。分散型取込み部の夫々は、ＡＤＣの少なくとも１つと動作可能に結合しており、デジタル化サンプルの時間インタリーブされた部分を受けるように構成されている。分散型取込み部１４３０は、ＡＤＣ１４１０からデジタル化サンプルを受けて、後述のように、フィルタ処理、間引き処理、デ・インタリーブ処理など、様々な動作を実行する。
【０１３１】
特定の実施形態を説明して来たが、本発明の原理はこれら実施形態に限定されるものではない。例えば、インタリーブ・スペクトラム動作について、別のオプションを利用しても良い。ＦＦＴサイズが大きいものについては、時間的に間引きし、ＦＦＴ機能を複数の分散型取込み部に渡って分解することは、ＦＦＴ演算負荷を分散することで実現できる。このやり方では、分散型取込み部間でデータがデ・インタリーブされ、その次に、分散型取込み部の全ての間で間引き／再インタリーブされる。この第２の後処理動作では、データは、分散型取込み部の夫々において、全ての取込み部で異なる位相オフセットを用いて間引きされたサンプルである。もし実数インタリーブ・データ・サンプルについてＦＦＴが実行される（ダウン・コンバージョン無し）と、この時間的間引きのやり方では、全ての分散型取込み部が基本的に正確に分散されたデータを有しているので、上述の工程は飛ばすことができる。
【０１３２】
Ｍ重インタリーブ・システムでは、各分散型取込み部が、Ｎ／Ｍの大きさのＦＦＴを並列に計算できる。このときＮは、ＦＦＴの合計サイズである。中間ＦＦＴデータの全ては、インタリーブ処理系統の最後の取込み部（つまり、［０］）に送るようにでき、ここでは、各取込み部で並列に計算された中間ＦＦＴの結果を組み合わせるために、最後にｌｏｇ2（Ｍ）radix-2（底２）のＦＦＴステージを実行する。例えば、８重インタリーブ・システムでは、分散型取込み部の夫々で並列に計算された中間ＦＦＴの結果をつなぎ合わせるには、３radix２のＦＦＴステージが最後の取込み部（つまり、［０］）に必要である。
【０１３３】
最後の取込み部におけるＦＦＴの最終結果として、一体化スペクトラム波形が得られ、これは、後ほどの処理で利用可能なものである。この状況において、ＦＦＴを並列に行うことで得られる演算上の利点は、データをデ・インタリーブ及び再供給するためにかかる超過時間と比較して考えるべきであるが、このやり方では、ＦＦＴサイズが非常に大きい場合にサイズ上のメリットがある。
【０１３４】
別の実施形態例としては、セグメント（分割された部分）ベースのバッチ（batch：１回にまとめる）ＦＦＴアプローチが利用できる。このアプローチでは、データが複数の取込みレコード・セグメント（時間的に連続）としてインタリーブ処理系統の異なる取込み部に分配され、これらは、並行してメモリに同時に記憶された多数の取込みセグメントを効率よく処理する。例えば、８重インタリーブ・システムでは、８個の取込みセグメンントを並行して処理できる。この場合、上述のように、分散型取込み部の全て渡るデータがデ・インタリーブされ、時間的に連続する取込みレコードが生成される。得られるセグメントは、そのセグメントを更に処理するために、内部の構成要素の相互接続を通じて、分散型取込み部の１つに供給される。その次のセグメントは、異なる分散型取込み部へと渡されるので、全てのセグメントの処理負荷が利用可能な全ての分散型取込み部に分配されることとなり、これによってシステムの処理能力が改善される。
【０１３５】
いくつかの状況においては、ＦＦＴで利用される取込みレコード間に重複が生じることがあるので、重複する取込みセグメントをサポートするため、いくらかのデータが複数の取込み部に同時に送られる。各取込み部が、処理可能なデ・インタリーブされた一体化した取込みレコードを得たら、インタリーブ系統中の全ての取込み部は、取込みレコードを並行して処理する。その結果（例えば、測定値、波形表示画像、統計値など）は、種々の手段によって、全ての分散型取込み部の間でまとめられ、上述のようにして処理された全ての取込みセグメントを統合した各要素の合成結果が生成される。
【０１３６】
本発明の実施形態としては、コンピュータが実行可能な命令を記録したコンピュータ読み出し可能な有形な媒体（メディア）としても良い。媒体に記録される命令は、プロセッサが実行したときに、本願で上述した方法を実行する。実施形態は、本発明の原理を離れることとなく種々の変更が可能である。本願で説明した機能は、ソフトウェアやハードウェア、又は、これらの組合せを含む種々の手段で実現される。
【符号の説明】
【０１３７】
２００  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
２０２  トラック・ホールド部
２０５  アップ・サンプラ
２１０  ダウン・サンプラ
２１５  加算部
２２０  取込みメモリ
２２５  ＤＤＣ部
２３０  凡例
２３５  ミキサ又は乗算部
２４０  ダウン・サンプラ
２７０  一体化波形
３００  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
４００  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
４０５  多相補間フィルタ
４１０  複素Ｉ／Ｑデータ・サンプル
４１５  フィルタ処理済みデータ
５０５  フィルタ
５１０  アップ・サンプラ
５１５  加算部
６００  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
６０５  部分的時間シフト・フィルタ
６１０  取込みＤＤＣ部
６１５  複素ＦＩＲフィルタ部
６２０  ダウン・サンプラ
６２５  フィルタ
７００  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
７０５  スピンＤＤＣ部
７３５  ミキサ及び乗算部
８００  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
８０５  周波数変換部
８１０  ＦＦＴブロック
８１５  複素時間領域データ・サンプル
８２０  乗算部
８２５  乗算部
８３０  凡例
８３５  ＦＦＴブロックからの信号
９００  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
９０２  取込みバッファ
９１５  複素ＦＩＲフィルタ部
９２０  複素データ・サンプル
１０００  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
１００１  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
１００５  加算部
１０１０  スピンＤＤＣ部
１１００  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
１１０５  複素ＦＩＲフィルタ
１２００  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
１２０５  複素ＦＩＲフィルタ
１２１０  加算処理された波形データ
１３００  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
１３０１  時間インタリーブ・デジタル・ダウン・コンバージョン・システム
１３１０  スピンＤＤＣ
１３１５  複素ＦＩＲフィルタ部
１４０５  試験測定装置
１４１０  ＡＤＣ
１４１５  トラック・ホールド部
１４２０  時間インタリーブ取り込みシステム
１４３０  分散型取り込み部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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