JP2003051800A - ステレオデマルチプレクサ及びデマルチプレクス方法 - Google Patents

ステレオデマルチプレクサ及びデマルチプレクス方法

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JP2003051800A JP2002139242A JP2002139242A JP2003051800A JP 2003051800 A JP2003051800 A JP 2003051800A JP 2002139242 A JP2002139242 A JP 2002139242A JP 2002139242 A JP2002139242 A JP 2002139242A JP 2003051800 A JP2003051800 A JP 2003051800A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステレオ差信号の同相成分及び直交成分の復
調を効率的な演算パワーで実行する。 【解決手段】 固定周波数に基づいて、変調差信号に等
しいヘルパ信号を非同期複素ベースバンド信号にダウン
コンバートし、非同期複素ベースバンド信号に対し、係
数Ｎによるサンプリングレート間引き処理を行い、パイ
ロット搬送波信号及び固定周波数に基づいて生成された
第１の複素搬送波信号に基づき、サンプリングレート間
引きされた非同期複素ベースバンド信号を同期させると
ともに、コヒーレント復調する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステレオデマルチ
プレクサ及びデマルチプレクス方法に関し、特に、ステ
レオ差信号の同相成分及び直交成分の復調を効率的な演
算パワーで実行するステレオデマルチプレクサ及びデマ
ルチプレクス方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】本願出願人は、欧州特許出願９９１２０
７９８．６号において、演算パワーの効率化を図ったス
テレオデマルチプレクサを提案している。この出願は参
照により本願に組み込まれるものとする。このステレオ
デマルチプレクサは、ステレオ差信号の復調を効率的な
演算パワーで実行するが、復調される成分は、変調され
たステレオ差信号の同相成分のみである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】また、本願出願人は、
欧州特許出願００１２４４６６．４号において、ノイズ
除去装置を提案しており、この出願は参照により本願に
組み込まれるものとする。このノイズ除去装置は、ノイ
ズ除去処理のために、ステレオ差信号の同相成分と直交
成分の両方の復調を必要とする。
【０００４】そこで、本発明の目的は、ステレオ差信号
の同相成分及び直交成分の復調を効率的な演算パワーで
実行するステレオデマルチプレクサ及びデマルチプレク
ス方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係るステレオデマルチプレクサは、少な
くとも差信号とパイロット搬送波信号を含むステレオ多
重信号が供給されるステレオデマルチプレクサにおい
て、固定周波数に基づいて、変調差信号に等しいヘルパ
信号を非同期複素ベースバンド信号にダウンコンバート
する第１の複素ミキサと、非同期複素ベースバンド信号
が供給され、非同期複素ベースバンド信号に対し、係数
Ｎによるサンプリングレート間引き処理を行う複素サン
プリングレート間引き回路と、パイロット搬送波信号及
び固定周波数に基づいて生成された第１の複素搬送波信
号に基づき、サンプリングレート間引きされた非同期複
素ベースバンド信号を同期させるとともに、コヒーレン
ト復調する第２の複素ミキサとを備える。
【０００６】また、上述の目的を達成するために、本発
明に係るデマルチプレクス方法は、少なくとも差信号と
パイロット搬送波信号を分離するデマルチプレクス方法
において、固定周波数に基づいて、変調差信号に等しい
ヘルパ信号を非同期複素ベースバンド信号にダウンコン
バートするステップと、非同期複素ベースバンド信号に
対し、係数Ｎによるサンプリングレート間引き処理を行
うステップと、パイロット搬送波信号及び固定周波数に
基づいて生成された第１の複素搬送波信号に基づき、サ
ンプリングレート間引きされた非同期複素ベースバンド
信号を同期させるとともに、コヒーレント復調するステ
ップとを有する。
【０００７】本発明に係るステレオデマルチプレクサ及
びデマルチプレクス方法によれば、同期及びコヒーレン
ト復調に必要なサイン及びコサイン演算の数を最小化す
ることができる。サイン及びコサイン演算は、低減され
たサンプリングレートにおいて実行される。低減された
サンプリングレートの各サンプル毎に、１回のサイン演
算及び１つのコサイン演算を実行すればよい。
【０００８】特に、本発明によれば、差信号の同相成分
のみならず、差信号の直交成分が同期及びコヒーレント
復調されるので、ステレオ差信号の復調を効率的な演算
パワーで実行できるとともに、ノイズ除去処理を組み合
わせて行うこともできる。さらに、本発明に基づくステ
レオデマルチプレクサでは、ステレオ差信号のサンプリ
ングレート間引き処理により使用されるサンプリングレ
ート間引きフィルタにより、ＲＤＳ及びＡＲＩ搬送波の
ダウンコンバート処理及びサンプリングレート間引き処
理も行うことができるため、ＲＤＳ及びＡＲＩ信号のデ
ジタル復調をデマルチプレクス処理に組み合わせて実行
することができる。サンプリングレート間引きされた非
同期複素ベースバンド信号は、ＡＲＩ及びＲＤＳデータ
信号の復号に使用することができるため、本発明に基づ
くデマルチプレクサでは、ＲＤＳ搬送波同期ループ（コ
スタスループ）は、同期及びコヒーレント復調に必要な
デジタル位相ロックループ（Digital Phase Locked Loo
p：ＤＰＬＬ）回路のトラッキングによる影響を受け
ず、したがって、より高速なＲＤＳ同期が実現される。
【０００９】すなわち、変調差信号をヘルパ信号とする
と、本発明に基づくステレオデマルチプレクサは、好ま
しくは、パイロット搬送波信号が供給され、パイロット
搬送波信号の第２高調波にロックされた複素ヘルパ搬送
波信号を生成するデジタル位相ロックループ回路と、第
１の複素ヘルパ搬送波信号が供給され、同期された複素
ベースバンド信号の同相成分が同期及びコヒーレント復
調された差信号であるヘルパ信号の同相成分を含み、同
期された複素ベースバンド信号の直交成分がヘルパ信号
の直交成分を含むように、固定周波数及び位相補正オフ
セットに基づき第１の複素ヘルパ搬送波信号と第２の複
素ヘルパ搬送波信号とを混合して、第１の複素搬送波信
号を生成する第３の複素ミキサとを備える。
【００１０】これに代えて、ＤＰＬＬは、パイロット搬
送波信号が供給され、このパイロット搬送波信号に基づ
いて、同期された複素ベースバンド信号の同相成分が同
期及びコヒーレント復調された差信号であるヘルパ信号
の同相成分を含み、同期された複素ベースバンド信号の
直交成分がヘルパ信号の直交成分を含むように、パイロ
ット搬送波信号の第２高調波及び固定周波数にロックさ
れた第１の複素搬送波信号を生成し、位相補正オフセッ
トを導出してもよい。
【００１１】さらに、ＲＤＳ及びＡＲＩ信号を復調する
ために、本発明に係るデマルチプレクサは、サンプリン
グレート間引きされた非同期複素ベースバンド信号が供
給され、第２の複素搬送波信号に基づいて、ＲＤＳ及び
ＡＲＩ信号を生成する第４の複素ミキサを備えていても
よい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るステレオデマ
ルチプレクサ及びデマルチプレクス方法について、図面
を参照して詳細に説明する。
【００１３】図１は、発明を適用したステレオデマルチ
プレクサの和信号の信号パスを示す図である。この信号
パスは、欧州特許出願９９１２０７９８．６号に開示さ
れているデジタルステレオデマルチプレクサの信号パス
に類似している。図１に示すステレオデマルチプレクサ
の和信号パスにおいて、ステレオ多重信号は、第１のロ
ーパスフィルタ／サンプリングレート間引き回路（samp
ling rate decimatingunit）７に供給され、第１のロー
パスフィルタ／サンプリングレート間引き回路７からの
出力信号は、第１のローパスフィルタ８により再びロー
パスフィルタリングされ、減算器９に被減数として、及
び加算器１０に被加数として供給される。減算器９は、
処理されたステレオ差信号が減数として供給され、右オ
ーディオ信号を出力する。加算器１０は、処理されたス
テレオ差信号が被加数として供給され、左オーディオ信
号を出力する。
【００１４】また、差信号パスのステレオ多重信号は、
第１のミキサ１に供給され、第１のミキサ１は、所定の
周波数に基づき、変調差信号、すなわちヘルパ信号（he
lpersignal）を非同期複素ベースバンド信号にダウンコ
ンバートする。この第１のミキサ１から出力される非同
期複素ベースバンド信号は、第２のローパスフィルタ／
サンプリングレート間引き回路２に供給され、第２のロ
ーパスフィルタ／サンプリングレート間引き回路２は、
和信号パスの第１のローパスフィルタ／サンプリングレ
ート間引き回路７と同じ間引き係数Ｎを用いて、非同期
複素ベースバンド信号のサンプリングレートを間引きす
る。第２のローパスフィルタ／サンプリングレート間引
き回路２からの出力信号は、第２の複素ミキサ３に供給
され、第２の複素ミキサ３は、第１の複素搬送波信号に
基づいて、サンプリングレートが間引きされた非同期複
素ベースバンド信号を同期させるとともに、コヒーレン
ト復調する。同期及びコヒーレント復調された複素ベー
スバンド信号は、その同相成分に同期されたヘルパ信
号、すなわちコヒーレント復調された差信号の同相成分
を含み、及びその直交成分に同期されたヘルパ信号の直
交成分を含み、第２のローパスフィルタ１１によりロー
パスフィルタリングされ、同相成分と直交成分を必要と
するノイズ除去回路１２に供給される。ノイズ除去回路
１２は、ノイズ除去処理を行い、同相成分は、分離信号
に基づき、ミキサ１３により分離され、これにより、処
理されたステレオ差信号が生成され、処理されたステレ
オ差信号は、上述のように、減算器９及び加算器１０に
供給される。
【００１５】第１の複素搬送波信号は、デジタル位相ロ
ックループ（Digital Phase LockedLoop：以下、ＤＰＬ
Ｌという。）回路４により生成される。ＤＰＬＬ回路４
は、和信号パス内の第１のローパスフィルタ／サンプリ
ングレート間引き回路７の出力信号からパイロット搬送
波が供給され、パイロット搬送波の第２高調波にロック
された第１の複素ヘルパ搬送波信号を生成する。第１の
複素ヘルパ搬送波信号は、第３の複素ミキサ５に供給さ
れて固定周波数及び位相補正オフセット（correcting p
hase offset）に適合され、ベースバンド差信号に同期
される。第３の複素ミキサ５は、第１の複素搬送波信号
を出力する。
【００１６】第２のローパスフィルタ／サンプリングレ
ート間引き回路２の出力信号は、第４の複素ミキサ６に
供給され、第２の複素搬送波信号により変調される。第
４の複素ミキサ６の出力信号は、第３の複素ローパスフ
ィルタ／サンプリングレート間引き回路１４に供給さ
れ、第３の複素ローパスフィルタ／サンプリングレート
間引き回路１４は、この信号を間引き係数Ｍにより間引
きして、コスタスループ回路１５に供給する。コスタス
ループ回路１５は、後段のＲＤＳデコーダ１６がＲＤＳ
及びＡＲＩ信号を生成できるように、この信号を同期さ
せる。
【００１７】以下、図１に示すＲＤＳデマルチプレクサ
の機能について説明する。ここでも変調差信号をヘルパ
信号と呼ぶ。
【００１８】ヘルパ信号は、第１のミキサ１において、
複素搬送波ｅ−ｊ２π（ｆｏ／（Ｆ Ｓ））ｋ、すなわち
固定周波数を有する複素搬送波によりダウンコンバート
される。この第１のミキサ１の周波数は固定されてお
り、したがって、第１のミキサ１のサインの値及びコサ
インの値（sinus and cosinus values）は、非常に小さ
なテーブル（例えば、ｆｏ＝３８．４ｋＨｚの場合、エ
ントリが２０以下のテーブル）に格納することができ
る。
【００１９】第１のミキサ１から出力されるダウンコン
バートされた複素ヘルパ搬送波信号は、第２のローパス
フィルタ／サンプリングレート間引き回路２によりフィ
ルタリングされるとともに、間引き係数Ｎによりサンプ
リングレートが低減される。このようにして生成され
た、サンプリングレートが間引きされたベースバンド信
号は、パイロット搬送波の第２高調波には同期していな
い。そこで、差信号の同相成分及び直交成分を生成する
ために、第２の複素ミキサ３によりベースバンド信号の
同期及びコヒーレント復調が実行される。第２の複素ミ
キサ３は、非同期ヘルパベースバンド信号と複素搬送
波、すなわちＤＰＬＬ回路４により生成された第１の複
素搬送波信号とを混合する。この具体例では、図１に示
すように、ＤＰＬＬ回路４は、３８ｋＨｚの複素信号ｅ
ｊ（２ωｐｉｌ／（ＦＳ／Ｎ））ｌ、すなわちパイロッ
ト搬送波の第２高調波にロックされた第１の複素ヘルパ
搬送波信号を出力する。この第１の複素ヘルパ搬送波信
号は、第２の複素搬送波ヘルパ信号ｅｊ２π
（ｆｏ／（ＦＳ／Ｎ））ｌ＋ｊφｏと混合され、これに
より、ベースバンドヘルパ信号を同期及びコヒーレント
復調するために必要な第１の複素搬送波信号が算出され
る。位相補正オフセットφｏを正しく設定することによ
り、ヘルパベースバンド信号の同相成分は、コヒーレン
ト復調された差信号の同相成分を含み、直交成分は、コ
ヒーレント復調されたヘルパ信号の直交成分を含む。第
１の複素搬送波ｅｊ（２ω
ｐｉｌ／（ＦＳ／Ｎ））ｌ＋ｊ２π（ｆｏ／（ＦＳ
／Ｎ））ｌ＋ｊφｏは、ＤＰＬＬ回路４によって直接生
成してもよく（図示せず）、図１に示すように、パイロ
ット搬送波の第２高調波の直交成分ｅｊ（２ωｐ
ｉｌ／（ＦＳ／Ｎ））ｌを用いて生成してもよい。
【００２０】パイロット搬送波の第２高調波は、追加的
なサイン及びコサイン演算（sinusand cosinus operati
ons）を行うことなく、三角法変換（trigonometric tra
nsformations）を用いて、パイロット搬送波の同相成分
及び直交成分から容易に算出することができる。追加的
なサイン及びコサイン演算を行うことなく差信号を復調
するためには、ＤＰＬＬ回路４において、パイロット搬
送波の同相成分及び直交成分が必要である。これに代え
て、第３の複素ミキサ５を省略し、ＤＰＬＬ回路４にお
いて、第１の複素搬送波ｅｊ（２ω
ｐｉｌ／（ＦＳ／Ｎ））ｌ＋ｊ２π
（ｆｏ／（ＦＳ／Ｎ））ｌ＋ｊφｏを直接算出してもよ
い。
【００２１】ＲＤＳ及びＡＲＩ信号は、単純に、複素間
引きフィルタの出力信号を用いて、ベースバンド差信号
と複素搬送波ｅ−ｊ２π（ｆ１／（ＦＳ／Ｎ））ｌとを
混合することにより生成することができる。すなわち、
差信号パスのサンプリングレート間引きフィルタ及びミ
キサを用いて、ＡＲＩ及びＲＤＳデータ信号を復号する
ことができる。この回路は、上述した特許出願における
構成と異なり、ＲＤＳ搬送波同期ループ（コスタスルー
プ）がＤＰＬＬ回路４のトラッキングに影響されないと
いう利点を有する。したがって、より高速なＲＤＳ同期
が達成される。
【００２２】本発明に基づくデジタルデマルチプレクサ
によれば、追加的なサイン及びコサイン演算を行うこと
なく、より少ない演算パワーで、差信号の同相成分及び
直交成分のコヒーレント復調を行うことができる。間引
きされたサンプリングレートのサンプル毎に、１回のサ
イン及びコサイン演算を行えばよい。さらに、差信号の
間引きフィルタを用いて、ＤＰＬＬ回路４がＲＤＳ搬送
波再生ループ（RDS carrier recovery loop）に影響を
与えることを回避するとともに、ＲＤＳ信号のサンプリ
ングレート間引きを行い、ＤＰＬＬ回路４及び差信号復
調の全体が低減されたサンプリングレートにおいて機能
する。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明に係るステレオデ
マルチプレクサは、少なくとも差信号とパイロット搬送
波信号を含むステレオ多重信号が供給されるステレオデ
マルチプレクサにおいて、固定周波数に基づいて、変調
差信号に等しいヘルパ信号を非同期複素ベースバンド信
号にダウンコンバートする第１の複素ミキサと、非同期
複素ベースバンド信号が供給され、非同期複素ベースバ
ンド信号に対し、係数Ｎによるサンプリングレート間引
き処理を行う複素サンプリングレート間引き回路と、パ
イロット搬送波信号及び固定周波数に基づいて生成され
た第１の複素搬送波信号に基づき、サンプリングレート
間引きされた非同期複素ベースバンド信号を同期させる
とともに、コヒーレント復調する第２の複素ミキサとを
備える。これにより、ステレオ差信号の同相成分及び直
交成分の復調を効率的な演算パワーで実行できる。
【００２４】また、本発明に係るデマルチプレクス方法
は、少なくとも差信号とパイロット搬送波信号を分離す
るデマルチプレクス方法において、固定周波数に基づい
て、変調差信号に等しいヘルパ信号を非同期複素ベース
バンド信号にダウンコンバートするステップと、非同期
複素ベースバンド信号に対し、係数Ｎによるサンプリン
グレート間引き処理を行うステップと、パイロット搬送
波信号及び固定周波数に基づいて生成された第１の複素
搬送波信号に基づき、サンプリングレート間引きされた
非同期複素ベースバンド信号を同期させるとともに、コ
ヒーレント復調するステップとを有する。これにより、
ステレオ差信号の同相成分及び直交成分の復調を効率的
な演算パワーで実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づくステレオデマルチプレクサの構
成を示す図である。
【符号の説明】
１ 第１のミキサ、２ 第２のローパスフィルタ／サン
プリングレート間引き回路、３ 第２の複素ミキサ、４
ＤＰＬＬ回路、５ 第３の複素ミキサ、６ 第４の複
素ミキサ、７ 第１のローパスフィルタ／サンプリング
レート間引き回路、８ 第１のローパスフィルタ、９
減算器、１０ 加算器、１１ 第２のローパスフィル
タ、１２ ノイズ除去回路、１３ ミキサ、１４ 第３
のローパスフィルタ／サンプリングレート間引き回路、
１５ コスタスループ回路、１６ ＲＤＳデコーダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビルトゥハーゲン、イエンス ドイツ連邦共和国、70327 シュトゥット ゥガルト ハインリッヒ−ヘルツ−シュト ラーセ １ ソニー インターナショナル （ヨーロッパ） ゲゼルシャフト ミッ ト ベシュレンクテル ハフツング アド バンスド テクノロジー センター シュ トゥットゥガルト内 Ｆターム(参考） 5C026 DA06 DA11 5K004 AA05 FG02 FH00 5K068 BA01 BA07 BB01 BC04 BC07 CB05 CB08 CC12

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも差信号とパイロット搬送波信
    号を含むステレオ多重信号が供給されるステレオデマル
    チプレクサにおいて、 固定周波数に基づいて、変調差信号に等しいヘルパ信号
    を非同期複素ベースバンド信号にダウンコンバートする
    第１の複素ミキサと、 上記非同期複素ベースバンド信号が供給され、該非同期
    複素ベースバンド信号に対し、係数Ｎによるサンプリン
    グレート間引き処理を行う複素サンプリングレート間引
    き回路と、 上記パイロット搬送波信号及び固定周波数に基づいて生
    成された第１の複素搬送波信号に基づき、上記サンプリ
    ングレート間引きされた非同期複素ベースバンド信号を
    同期させるとともに、コヒーレント復調する第２の複素
    ミキサとを備えるステレオデマルチプレクサ。
  2. 【請求項２】 上記パイロット搬送波信号が供給され、
    該パイロット搬送波信号の第２高調波にロックされた複
    素ヘルパ搬送波信号を生成するデジタル位相ロックルー
    プ回路と、 第１の複素ヘルパ搬送波信号が供給され、上記同期され
    た複素ベースバンド信号の同相成分が同期及びコヒーレ
    ント復調された差信号であるヘルパ信号の同相成分を含
    み、該同期された複素ベースバンド信号の直交成分が該
    ヘルパ信号の直交成分を含むように、上記固定周波数及
    び位相補正オフセットに基づき該第１の複素ヘルパ搬送
    波信号と第２の複素ヘルパ搬送波信号とを混合して、上
    記第１の複素搬送波信号を生成する第３の複素ミキサと
    を備える請求項１記載のステレオデマルチプレクサ。
  3. 【請求項３】 上記パイロット搬送波信号が供給され、
    上記同期された複素ベースバンド信号の同相成分が同期
    及びコヒーレント復調された差信号であるヘルパ信号の
    同相成分を含み、該同期された複素ベースバンド信号の
    直交成分が該ヘルパ信号の直交成分を含むように、該パ
    イロット搬送波信号の第２高調波及び上記固定周波数に
    ロックされた上記第１の複素搬送波信号を生成し、位相
    補正オフセットを導出するデジタル位相ロックループ回
    路を備える請求項１記載のステレオデマルチプレクサ。
  4. 【請求項４】 上記サンプリングレート間引きされた非
    同期複素ベースバンド信号が供給され、第２の複素搬送
    波信号に基づいて、ＲＤＳ及びＡＲＩ信号を生成する第
    ４の複素ミキサを備える請求項１乃至３いずれか１項記
    載のステレオデマルチプレクサ。
  5. 【請求項５】 少なくとも差信号とパイロット搬送波信
    号を分離するデマルチプレクス方法において、 固定周波数に基づいて、変調差信号に等しいヘルパ信号
    を非同期複素ベースバンド信号にダウンコンバートする
    ステップと、 上記非同期複素ベースバンド信号に対し、係数Ｎによる
    サンプリングレート間引き処理を行うステップと、 上記パイロット搬送波信号及び上記固定周波数に基づい
    て生成された第１の複素搬送波信号に基づき、上記サン
    プリングレート間引きされた非同期複素ベースバンド信
    号を同期させるとともに、コヒーレント復調するステッ
    プとを有するデマルチプレクス方法。
  6. 【請求項６】 上記パイロット搬送波信号の第２高調波
    にロックされた複素ヘルパ搬送波信号を生成するステッ
    プと、 上記同期された複素ベースバンド信号の同相成分が同期
    及びコヒーレント復調された差信号であるヘルパ信号の
    同相成分を含み、該同期された複素ベースバンド信号の
    直交成分が該ヘルパ信号の直交成分を含むように、上記
    固定周波数及び位相補正オフセットに基づき該第１の複
    素ヘルパ搬送波信号と第２の複素ヘルパ搬送波信号とを
    混合して、上記第１の複素搬送波信号を生成するステッ
    プとを有する請求項５記載のデマルチプレクス方法。
  7. 【請求項７】 上記同期された複素ベースバンド信号の
    同相成分が同期及びコヒーレント復調された差信号であ
    るヘルパ信号の同相成分を含み、該同期された複素ベー
    スバンド信号の直交成分が該ヘルパ信号の直交成分を含
    むように、該パイロット搬送波信号の第２高調波及び上
    記固定周波数にロックされた上記第１の複素搬送波信号
    を生成し、位相補正オフセットを導出するステップを有
    する請求項５記載のデマルチプレクス方法。
  8. 【請求項８】 上記第２の複素搬送波信号及び上記サン
    プリングレート間引きされた非同期複素ベースバンド信
    号に基づいて、ＲＤＳ及びＡＲＩ信号を生成するステッ
    プを有する請求項５乃至７いずれか１項記載のデマルチ
    プレクス方法。
  9. 【請求項９】 コンピュータ又はデジタルシグナルプロ
    セッサにより実行されて、請求項５乃至８いずれか１項
    記載のデマルチプレクス方法を実現するコンピュータプ
    ログラムを有するコンピュータプログラム製品。
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