JP2023147798A - 信号送受信方法、信号送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アナログの入力信号をデジタル化する際にナイキスト帯域に存在する不要波を低減し希望波の特性を最適化する信号送受信方法及び信号送受信装置を提供する。【解決手段】信号送受信装置は、入力信号の周波数帯域を帯域濾波装置により、アナログデジタル変換装置のサンプリング周波数帯域内に収め、総電力をアナログデジタル変換装置の受信範囲内に収めて不要波を低減し、デジタル変換後の周波数を解析し、その解析結果に基づいて帯域濾波装置の濾波帯域を調整し、調整された濾波帯域内に入力信号を収める。帯域濾波装置及び等化装置の組み合わせによりナイキスト帯域に存在する不要波を低減し、希望波の特性を改善する。振幅制御装置によって不要波の振幅を最適に特定し、アナログデジタル変換装置の受信範囲を逸脱せずに信号を受信できるようにし、歪信号を低減しつつ不要波の低減とともに信号の信号対雑音比を改善する。【選択図】図１

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り （１）ミハル通信株式会社は、令和３年１０月２９日に一般社団法人日本ＣＡＴＶ技術協会に、三輪昌寛及び山口健一が発明した信号送受信方法、信号送受信装置を販売した。 （２）ミハル通信株式会社は、令和３年１１月１９日に株式会社ユアテックに、三輪昌寛及び山口健一が発明した信号送受信方法、信号送受信装置を販売した。

本発明の信号送受信方法及び信号送受信装置は、アナログ信号が伝送される各種分野、例えば、テレビ放送、ＣＡＴＶシステムにおける中継装置や再送信システム、携帯電話通信等の各種分野で使用可能なものである。

テレビ放送、ＣＡＴＶシステムにおける中継装置や再送信システム、携帯電話通信等の各種送受信システムでは、信号送信にＶＨＦ帯以上のアナログの高周波信号が使用されている。アナログの高周波信号には、通常、多くの不要波が含まれており、不要波の影響によって、信号対雑音比、歪特性等が劣化するため、不要波を抑制（低減）する必要がある。

送信される高周波信号に多チャンネルの信号が含まれている場合、アナログの入力信号（以下、単に、「入力信号」という。）ではチャンネル間の帯域が狭いため、チャンネル間に混在する不要波の除去が難しい。また、入力信号中の必要帯域の信号（希望波）の振幅や位相が外的環境により時間軸に応じて変化するようなフェージングを受けた場合、アナログ信号のままではフェージングの影響を排除することが難しい。このため、ＶＨＦ帯以上のアナログの高周波信号を受信する信号受信装置では、受信した入力信号をアナログデジタル変換装置（ＡＤＣ）でデジタル信号に変換し、不要波を除去してから、デジタルアナログ変換装置（ＤＡＣ）によってアナログ信号に変換して伝送（送信）しているのが一般的である。

アナログ信号をデジタル化する場合、アナログ信号の周波数帯域が広いと、望ましくない不要波が帯域内に混入することがある。送信希望波よりも電力レベルの大きい不要波や振幅位相周波数等の変動を起こすフェージング等が含まれている場合、その電力がアナログデジタル変換装置の受信上限範囲を超えてしまうと、アナログデジタル変換装置は飽和して歪が発生する。歪が発生しないように全帯域の電力レベルを下げると、希望波の電力レベルが下がってしまう。この場合、アナログデジタル変換装置の受信下限範囲に近づくことで、希望波の信号対雑音比が劣化してしまうという問題がある。また、入力信号中の希望波の振幅や位相が外的環境により時間軸に応じて変化するようなフェージングを受けた場合は、受信信号が復調されるのに十分な信号対雑音比を保有していたとしても、受信装置の復調機能が機能せず受信できないという問題があった。

前記不要波を低減するデジタル化装置として特許文献１～４がある。特許文献４には、無線信号を受信する方法として、自動利得制御（ＡＧＣ）機能等を利用して振幅の変動を一定にする方法が開示されている。しかし、受信装置や中継装置を多段に従属して接続する場合や、フェージングが激しい場合は、入力信号の瞬断や停止、回復時に後段の装置に影響が出て信号対雑音比が劣化する場合や、周囲のチャンネルに悪影響が出るという問題があった。

特許第６７７００８３号公報 特開２０１８－０１４７１８号公報 特開２０１８－００９９７１号公報 特許第５５８３８３９号号公報

本発明の解決課題は、前記諸問題を解決することにあり、アナログの入力信号に含まれる雑音（入力信号由来の不要波）や、受信したアナログ信号を希望波に対して十分広帯域なデジタル信号に変換する場合に生ずる不要波（デジタル変換に伴う不要波）を低減し（削減を含む：以下において同じ。）、アナログデジタル変換装置の受信範囲によって劣化してしまう希望波の信号対雑音比を改善することもできる信号送受信方法と信号送受信装置を提供することにある。以下において、入力信号由来の不要波やデジタル変換に伴って生ずる不要波を総称して不要波という。不要波は、スプリアス、雑音、フェージング、急峻な振幅変動、振幅変動全体、位相変動、周波数変動、ノイズ、その他希望波を劣化させるもの、ＡＧＣに取り込む帯域に余分に入ってくる不要な信号等である（以下において同じ。）。

（本発明の信号送受信方法）
本発明の信号送受信方法は、アナログの入力信号をアナログデジタル変換装置でデジタル信号に変換し、デジタル信号に混入している不要波を低減してからデジタルアナログ変換装置でアナログ信号に変換して出力する信号送受信方法であり、不要波低減方法に特徴を備えたものである。

［不要波低減方法１］
本発明における不要波低減方法は、アナログの入力信号を帯域濾波装置によりアナログデジタル変換装置の変換帯域内に収めてから当該アナログデジタル変換装置でデジタル信号に変換し、そのデジタル信号を解析し、その解析結果に基づいて、デジタル信号に含まれる不要波が低減されるように帯域濾波装置の通過帯域を調整し、帯域調整後の帯域濾波装置に入力信号が入力されて、不要波が低減されるようにした方法である。

［不要波低減方法２］
本発明における不要波低減方法は、アナログの入力信号の振幅を振幅制御装置によりアナログデジタル変換装置のダイナミックレンジ内に収めてから当該アナログデジタル変換装置でデジタル信号に変換し、そのデジタル信号の振幅（電力）、又は、前記振幅制御装置で振幅制御した後であってデジタル変換前のアナログ信号の振幅（電力）を解析し、その解析結果に基づいて、それらデジタル信号又はアナログ信号に含まれる不要波が低減されるように前記振幅制御装置の振幅域を調整し、振幅調整後の振幅制御装置に入力信号が入力されて、不要波が低減されるようにした方法であってもよい。

［不要波低減方法３］
前記不要波低減方法１、２において、入力信号が多チャンネルの信号（複数の伝送希望波：以下単に「希望波」という。）を含む場合は、デジタル信号を周波数の異なる希望波別に分離し、分離された夫々の希望波の振幅を解析し、その解析結果に基づいて夫々の希望波に含まれる不要波が低減されるように複数波振幅制御装置の振幅域を調整し、調整後の複数波振幅制御装置にデジタル信号が入力されて、夫々の希望波に含まれる不要波が低減されるようにすることもできる。

［不要波低減方法４］
本発明における不要波低減方法は、前記帯域濾波装置による周波数制御と、前記振幅制御装置による振幅制御の双方によって不要波を低減する方法である。

（本発明の信号送受信装置）
本発明の信号送受信装置は、アナログの入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換装置と、デジタル信号をアナログ信号に変換して出力するデジタルアナログ変換装置を備えた伝送系と、伝送系で伝送されるデジタル信号に含まれる不要波を検出して不要波を低減する制御系を備えたものである。伝送系と制御系は不要波を低減可能な各種構成とすることができるが、伝送系と制御系は次のような特徴を備えたものである。

［伝送系と制御系の構成１］
伝送系のアナログデジタル変換装置の前段に、入力信号の周波数帯域を制御する帯域濾波装置を備え、制御系はデジタル信号の周波数を解析する周波数解析装置を備え、制御系に、周波数解析装置での解析結果に基づいて、入力信号に含まれる不要波をカットできるように前記帯域濾波装置の濾波帯域が自動的に調整されるようにしたものである。

［伝送系と制御系の構成２］
伝送系のアナログデジタル変換装置の前段に、入力信号の振幅を制御する振幅制御装置を備え、制御系はアナログ電力検出装置又はデジタル電力検出装置を備え、アナログ電力検出装置又はデジタル電力検出装置での検出結果に基づいて前記振幅制御装置の振幅域が自動的に調整されて、アナログデジタル変換装置に入力される入力信号の振幅がアナログデジタル変換装置のダイナミックレンジ内に自動的に収まるようにしたものである。

［伝送系と制御系の構成３］
伝送系のアナログデジタル変換装置の前段に入力信号の周波数帯域を制御する帯域濾波装置と、入力信号の振幅を制御する振幅制御装置の双方を設け、制御系はデジタル信号の周波数を解析する周波数解析装置を備え、周波数解析装置での解析結果に基づいて、入力信号に含まれる不要波をカットできるように前記帯域濾波装置の濾波帯域が自動的に調整され、アナログデジタル変換装置に入力される入力信号の振幅がアナログデジタル変換装置のダイナミックレンジ内に自動的に収まるように前記振幅制御装置の振幅が自動的に調整されるようにしたものである。

［伝送系と制御系の構成４］
伝送系のアナログデジタル変換装置の後段に、入力信号に含まれる多チャンネルの希望波を希望波別に分離する希望波分離装置と、分離された複数波の夫々の振幅を制御する複数波振幅制御装置を備え、制御系に希望波分離装置で分離された希望波の夫々の電力（振幅）を検出する複数波電力検出装置を備え、複数波電力検出装置での検出結果に応じて、夫々の希望波の振幅がアナログデジタル変換装置のダイナミックレンジ内に収まるように前記複数波振幅制御装置で自動的に振幅制御されるようにしたものである。

本発明は次のような効果がある。
（１）希望波帯域に不要波があっても、自動的に不要波を検出して抑圧することができる。また、不要波の周波数が変化しても、変化に自動的に追随して不要波を低減することができるため、送受信装置が設置される場所で、不要波の周波数が変化しても、設置者は調整する必要がない。
（２）不要波を低減してからデジタル化することができるため、デジタル化された信号に含まれる不要波を低減するための処理負荷が軽減する。不要波と希望波を同時にサンプリングしてデジタル化した場合、不要波の抑圧のために急峻なフィルタをデジタル的に実装する必要がある。急峻なフィルタには、通常、デジタル回路の遅延回路や乗算器が多用されるため、アナログデジタル変換する前に、予め不要波を低減することでデジタル回路（例えば、ＦＰＧＡ等のフリップフロップの数や乗算器の数）のリソースを削減でき、処理負荷が軽減する。処理負荷が軽減されれば信号処理デバイスのコスト低下が見込める。
（３）不要波と希望波の周波数が異なる入力信号に対して、帯域濾波装置で劣化した周波数特性の傾きを、デジタル化された入力信号の周波数特性解析装置の解析結果に応じて周波数特性を補正できるため、不要波と同じ周波数の希望波以外は、信号の劣化が起きない。
（４）アナログデジタル変換装置の入力側に振幅制御装置があるため、不要な電力をアナログデジタル変換装置で受信することがなく、アナログデジタル変換装置の受信範囲（大浪幾レンジ内）で希望波の電力を大きくすることができ、信号対雑音比を大きくすることができる。
（５）帯域濾波装置の隣接チャンネルの影響を等化装置によって補正することができるため、希望波が隣接帯域であっても信号特性を劣化させずに通過させることができる。
（６）希望波帯域に対して広いサンプリング周波数をもつアナログデジタル変換装置とアナログデジタル変換装置において、不要波があっても複数のチャンネルの受信電力をそれぞれ最適にすることができる
（７）希望波分離濾波装置があるため、個々のチャンネルの電力を制御することで信号対雑音比を最適化することができ、信号品質が劣化しにくくなる。
（８）入力電力が低い場合に振幅制御装置の増幅度を最大状態にすることがないので次に入力されたときに出力が出力の上限範囲を超えて飽和し、歪が発生する場合や、隣接チャンネルに悪影響を及ぼす不要波が出力されることを防止できる。

本発明の信号送受信装置の第１の実施形態のブロック図。 図１の信号送受信装置の動作のフローチャート。 本発明の信号送受信装置の第２の実施形態（図１の変形例）のブロック図。 図３の信号送受信装置の動作のフローチャート。 本発明の信号送受信装置の第３の実施形態のブロック図。 図５の信号送受信装置のフローチャート。 本発明の信号送受信装置の第４の実施形態のブロック図。 図７の信号送受信装置のフローチャート。 本発明の信号送受信装置の第５の実施形態のブロック図。 図９の信号送受信装置のフローチャート。 本発明の信号送受信装置の第６の実施形態のブロック図。 図１１の信号送受信装置のフローチャート。 本発明の信号送受信装置の第７の実施形態のブロック図。 図１３の信号送受信装置のフローチャート。 本発明の信号送受信装置の第８の実施形態のブロック図。 図１５の信号送受信装置のフローチャート。 本発明の信号送受信装置の第９の実施形態のブロック図。 図１７の信号送受信装置のフローチャート。 （ａ）～（ｈ）、（ｏ）は図１の信号送受信装置における不要波の状態１の説明図。 （ａ）～（ｈ）、（ｏ）は図１の信号送受信装置における不要波の状態２の説明図。 （ｉ）～（ｎ）は図５の信号送受信装置における信号説明図。 （ｉ）～（ｎ）は図１７の信号送受信装置における信号説明図。 本発明の信号送受信装置の第１０の実施形態のブロック図。 図２３の信号送受信装置のフローチャート。

本発明の信号送受信方法及び信号送受信装置の実施形態を、図面を参照して説明する。本発明の信号送受信方法は各種形態の信号送受信装置により送受信することができるが、以下の説明では、図示した信号送受信装置により送受信する場合を一例として説明する。

（信号送受信装置の実施形態１：図１）
図１は本発明の信号送受信装置の実施形態１であり、入力信号１０中の所定周波数帯域の信号を通過させる帯域濾波装置１１、入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換装置１２、デジタル変換されたデジタル信号中の周波数特性を補正する等化装置１３、デジタル信号をアナログ信号に変換して出力１５するデジタルアナログ変換装置１４を備えている（以下においてはこの経路を「伝送系」という。）。

図１は、アナログデジタル変換装置１２でデジタル変換されたデジタル信号全体の周波数帯域特性を解析する周波数解析装置１６、デジタル信号の先頭電力を検出する先頭電力検出装置１７、先頭電力検出装置１７の出力を周波数基準装置２０からの基準値と比較して希望しない周波数の信号（不要波）を判定する判定装置１８、判定した不要波の周波数を、前記帯域濾波装置１１の調整信号の周波数へ変換する周波数信号変換装置１９をも備えている（以下においてはこの経路を「制御系」という。）。

帯域濾波装置１１、アナログデジタル変換装置１２、等化装置１３、デジタルアナログ変換装置１４には汎用のものを使用することができる。帯域濾波装置１１の初期設定は最も低い周波数や最も高い周波数等、アナログデジタル変換装置１２の受信範囲帯域外又は希望波帯域以外に設定してある。

帯域濾波装置１１は入力信号に含まれる不要波であってアナログデジタル変換装置１２のサンプリング周波数帯域内に存在する不要波を低減して、総電力を受信範囲内に収めることができ且つ濾波帯域を調整可能なものである。

等化装置１３は、帯域濾波装置１１で劣化した希望帯域の周波数特性を元の特性に戻す機能を備えたものであり、判定装置１８の出力を入力して係数を更新し、アナログデジタル変換装置１２の出力を入力して、更新された係数を適用すると、帯域濾波装置１１で劣化した希望帯域の周波数特性を元に戻すことができる。

等化装置１３には、有限インパルス応答フィルタ（Finite Impulse Response filter：ＦＩＲフィルタ）や無限インパルス応答フィルタ（Infinite Impulse Response filter：ＩＩＲフィルタ）等の信号処理装置を使用することができる。通常、ＦＩＲフィルタは、遅延素子とフィルタ係数を設定し、入力信号とフィルタ係数を乗算し、入力信号とフィルタ係数との相関計算を行うことで効果を得ることができるようにしてある。ＩＩＲフィルタは、遅延素子とフィルタ係数とを設定し、フィードバックやフィードフォワードを設定しフィルタ構造を設定し、前記構造からフィルタ特性を近似し、フィルタ特性と入力信号との相関をとることができるようにしてある。

等化装置１３は、判定装置１８の出力結果に基づいて、最小二乗法等を用いて適用的にフィルタ係数を変更することで等化装置１３の特性を構成する。適用方法については、これ以外に限られず、カルマンフィルタを用いた方法や、再帰最小二乗法、ニューラルネットワーク等を用いた方法でもよい。

周波数解析装置１６はアナログデジタル変換装置１２からの出力信号の周波数対電力又は位相を解析できるものである。周波数解析装置１６は汎用のものでも、例えば高速フーリエ変換を利用して周波数特性を検出するもので、数値制御発振装置の出力周波数を可変して、直流成分に変換した結果から、その直流成分の振幅値を計算して検出するものであってもよい。

先頭電力検出装置１７は周波数解析装置１６の出力から不要帯域か必要帯域に存在する不要波の先頭電力を検出できるものである。

［図１の信号送受信装置を利用した信号送受信方法］
図１の信号送受信装置を利用した信号送受信方法を以下に説明する。図１では、入力信号１０のうち帯域濾波装置１１の通過帯域の信号だけが当該帯域濾波装置１１を通過し、アナログデジタル変換装置１２に入力されてデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号は帯域濾波装置１１によって周波数特性が変更されている。デジタル信号の特性のうち、帯域濾波装置１１の帯域近傍で希望波帯域についても抑圧されていた場合（例えば、図１９（ｇ）の破線で囲った部分）、等化装置１３によって必要な希望波帯域の特性が補正されて、デジタルアナログ変換装置１４の出力１５の希望波帯域特性（例えば、図１９（ｏ）中の破線で囲った部分等）が、受信装置で受信可能な帯域特性となる。デジタルアナログ変換装置１４では、信号処理された前記デジタル信号をアナログ信号に変換して出力１５する。

図１の信号送受信装置の制御系における不要信号の抑制は次のようにして行われる。
帯域濾波装置１１を通過し、アナログデジタル変換装置１２で変換されたデジタル信号が分離されて周波数解析装置１６へ入力されて周波数解析される。ここでは、アナログデジタル変換装置１２で受信した全体の周波数特性をフーリエ変換等によって解析する。不要波の電力が大きい場合、その先頭電力の高い周波数が抑圧すべき周波数と判定する。

周波数解析装置１６の出力は先頭電力検出装置１７に入力されて、希望しない信号（不要波）の先頭電力が検出される。

先頭電力検出装置１７で検出された不要波の周波数は、判定装置１８において、周波数基準装置２０からの基準値と比較して判定される。

判定装置１８の出力が周波数信号変換装置１９に入力される。周波数信号変換装置１９は判定装置１８の判定結果をもとに、周波数情報を帯域濾波装置１１の調整値へ変換することで、帯域濾波装置１１の特性が徐々に抑圧帯域に近づいて不要波を抑圧する（不要波を通過させない）ように調整される。例えば、帯域濾波装置１１の調整値が電気的に０Ｖから１Ｖの間で、０．１ＭＨｚから１０００ＭＨｚに対応していた場合、判定装置１８の出力が３００ＭＨｚとなっていた場合、０．３Ｖとなるように周波数を電圧に対応させてもよい。

帯域濾波装置１１の特性は、濾波したくない帯域も減衰させてしまうことがあり、隣接するチャンネル等の信号に影響がでる恐れがある。そこで、等化装置１３により、希望波の帯域特性を補正して適切な帯域特性が得られるようにする。判定装置１８では、周波数基準装置２０から設定される必要な帯域の情報から、不要波の周波数を判定しているので、その情報から抑圧している帯域と、抑圧していない帯域は判別することができる。等化装置１３では、動的に抑圧不要帯域の帯域特性を検出し、元の帯域特性に戻すようにしてもよいし、予め帯域濾波装置１１の抑圧不要帯域特性に対する逆特性を持たせておいてもよい。

［不要波］
アナログデジタル変換装置１２の受信範囲に存在する不要波の状態は種々あるが、一例として、２種類の状態について説明する。これ以外の状態、例えば、アナログデジタル変換装置１２の受信範囲外（第１ナイキストゾーン以外）であっても、不要波の状態は次のように認識することができる。

［不要波が希望波とは異なる帯域に存在している場合］
不要波が希望波とは異なる帯域に存在している場合について、図１９の波形図を用いて説明する。

図１９（ａ）～（ｈ）、（ｏ）は図１の（ａ）～（ｈ）、（ｏ）の各地点の波形図である。図１９（ａ）は帯域濾波装置１１への入力信号の波形図である。図１の入力信号は複数チャンネル（一例として５チャンネル）の場合である（以下の説明において同じ。）。図１９（ｂ）は帯域濾波装置１１の初期値（初期特性：以下において同じ。）の波形図、図１９（ｃ）はアナログデジタル変換装置１２の出力信号の波形図、図１９（ｄ）は周波数解析装置１６の出力信号の波形図、図１９（ｅ）は等化装置１３の初期値の波形図、図１９（ｆ）は帯域濾波装置１１の判定後の波形図、図１９（ｇ）はデジタルアナログ変換装置１４の判定前の出力信号の波形図、図１９（ｈ）は等化装置１３の判定後の波形図、図１９（ｏ）はデジタルアナログ変換装置１４の判定後の出力信号の波形図である。

図１９（ａ）～（ｈ）、（ｏ）において、縦軸１０００方向はレベル、横軸１００１方向は周波数を示す。符号１００２は不要波を示し、符号１００３は希望波を示している。符号１００４は帯域濾波装置１１の特性（例えば、ノッチ特性）であり、初期値は最低周波数や最高周波数、またはアナログデジタル変換装置１２の帯域外周波数等の設定である。符号１００５は、アナログデジタル変換装置１２の量子化雑音である。符号１００６は先頭電力検出装置１７で検出された先頭電力である。符号１００７は判定された希望波のチャンネルを示す。符号１００８は等化装置１３の特性の初期値であり、符号１００９は等化装置１３の判定後の特性である。

図１では、判定装置１８によって不要波の周波数を検出し、帯域濾波装置１１の特性を（ｂ）から（ｆ）に変える。同時に、判定装置１８から等化装置１３へその変更状態を通知して、等化装置１３によって必要な希望波帯域の特性を（ｅ）から（ｈ）に補正する。

不要波は希望波とは異なる帯域に存在することが、周波数解析装置１６での解析結果と先頭電力検出装置１７での検出結果から判別することができる。その帯域を判定装置１８へ通知する。判定装置１８は、その帯域に帯域濾波装置１１の調整値を出力する。この時、急激に調整値を出力すると抑圧帯域が急激に変動することで、不要波が瞬間的に抑圧される場合や、不要波が急激に復活するような動作となり、周波数解析装置１６の解析結果が不安定となってしまう。そのため、判定装置１８は調整値を徐々に不要波に近づくように調整する。周波数基準装置２０は図示しない制御装置、中央制御装置（ＣＰＵ）等から希望波のチャンネルを通知する等して、希望波と不要波を分離する基準となる基準値を出力する。

［不要波が希望波帯域内に存在している場合］
不要波が希望波帯域内に存在している場合について、図１の各装置の状態について、図２０（ａ）～（ｈ）、（ｏ）を用いて説明する。図２０（ａ）～（ｈ）、（ｏ）は図１の信号送受信装置における不要波の状態２の説明図であり、図２０（ａ）は帯域濾波装置１１への入力信号の波形図、図２０（ｂ）は帯域濾波装置１１の初期値の波形図、図２０（ｃ）はアナログデジタル変換装置１２の出力信号の波形図、図２０（ｄ）は周波数解析装置１６の出力信号、図２０（ｅ）は等化装置１３の初期値の波形図、図２０（ｆ）は帯域濾波装置１１の判定後の波形図、図２０（ｇ）はデジタルアナログ変換装置１４の判定前の出力信号の波形図、図２０（ｈ）は等化装置１３の判定後の波形図、図２０（ｏ）はデジタルアナログ変換装置１４の判定後の出力信号の波形図である。図２０における符号は図１９の符号と同じである。

図２０（ａ）のように、不要波が存在する周波数には希望波も同時に存在するため、希望波は受信不能となる。不要波が存在する周波数を帯域濾波装置１１によって図２０（ｇ）のように抑圧すると、その隣接チャンネルの信号の特性を補正する必要がある。従って、等化装置１３は図２０（ｈ）のように、その隣接チャンネルの希望波の帯域特性を補正する。

不要波がデジタルアナログ変換装置の受信帯域外、第１ナイキストゾーン以外に存在している場合も、不要波が希望波とは異なる帯域に存在している場合、と不要波が希望波帯域内に存在している場合と同様に取り扱うことができる。

（信号送受信装置の実施形態２：図３）
図３は本発明の信号送受信装置の実施形態２であり、基本的構成は図１の信号送受信装置と同様である。図１の信号送受信装置と異なるのは、希望波を自動的に見分けることができるようにするため、図１の周波数基準装置２０を復調・復号装置２１に代えたことである。復調・復号装置２１は等化装置１３への入力信号が変調波である場合に、その変調波を復調し、その復調波を判定装置１８に入力するものである。前記復調・復号装置２１は復調後の信号が復調可能な信号かを検出する機能を有する。

希望波帯域に不要波が存在する場合、図１の周波数基準装置２０では、その出力を各チャンネルの信号と不要波を判別する方法が必要になる。各希望波の状態を観測し、不要波によって信号が受信不可能な状態になった場合は、その信号を自動的に抑圧する手段が必要となる。図３では、復調・復号装置２１で信号を復調・復号が可能であれば正常な信号、復調・復号が不可能であれば不要波と判定することができる。

［図３の信号送受信装置を利用した信号送受信方法］
図３の信号送受信装置を利用した信号送受信方法を図３及び図４に基づいて説明する。この信号送受信方法は基本的には図１の信号送受信装置による信号伝送（図２のフローチャート）と同様である。異なるのは、等化装置１３への入力信号が変調波である場合に、その変調波を復調・復号装置２１で復調し、その復調波を判定装置１８に入力することである。これにより、復調・復号装置２１からの入力信号を判定装置１８において基準値と比較して不要信号を判定し、判定装置１８の出力（希望帯域の信号）を等化装置１３に入力して、希望帯域の周波数特性から等化装置１３の周波数特性が算出され、等化装置１３において必要な信号の特性が補正されるようにしてある。

［図３の変更例］
図３の復調・復号装置２１は希望波が受信可能かを判定できる他の手段と代えることもできる。この場合の動作は図４のフローチャートと同様である。

（信号送受信装置の実施形態３：図５）
図５は本発明の信号送受信装置の実施形態３であり、図１の場合と同様に、伝送系と制御系を備えている。

図５の伝送系は、入力信号の振幅を制御する振幅制御装置１０１、アナログデジタル変換装置１２、デジタル信号を複数チャンネルの希望波に分離する希望波分離濾波装置１０２、複数チャンネルの夫々の希望波の振幅を制御する複数波振幅制御装置１０３、振幅制御された複数波のデジタル信号をアナログ信号に変換して出力１５するデジタルアナログ変換装置１４を備えている。

図５の制御系は、アナログ電力検出装置１０４、アナログ制御装置１０５、電力信号変換装置１０６、アナログ基準制御装置１１１、複数波入力電力検出装置１０７、複数波基準制御装置１０８、複数波電力検出装置１０９、複数波制御装置１１０を備えている。

［図５の信号送受信装置を利用した信号送受信方法］
図５の信号送受信装置を利用した信号送受信方法を以下に説明する。図２１（ｉ）～（ｎ）は図５の（ｉ）～（ｎ）の各地点の波形図であり、図２１（ｉ）は振幅制御装置１０１の入力信号の波形図、図２１（ｊ）はアナログデジタル変換装置１２の出力信号の波形図、図２１（ｋ）は電力信号変換装置１０６の出力によって制御された振幅制御装置１０１の出力信号の波形図、図２１（ｌ）は希望波分離濾波装置１０２の出力信号の波形図、図２１（ｍ）は複数波振幅制御装置１０３の出力信号の波形図の一例、図２１（ｎ）はデジタルアナログ変換装置１４の出力信号の波形図である。

図５における複数（一例として５チャンネル）の入力信号は振幅変動をしている（図２１（ｉ）の破線部分）。アナログデジタル変換装置１２のサンプリング周波数は広帯域であり、複数のチャンネルを同時に取得することができる（図２１（ｉ））。図２１（ｉ）の１０１０は振幅変動を示し、１００３は希望波の振幅帯域を示す。希望波分離濾波装置１０２には一例としてＦＩＲフィルタを使用することができ、ＦＩＲフィルタによって前記５チャンネルをそれぞれのチャンネルの信号に分離して、１つの信号に対して１つのチャンネルとなるように出力し、サンプリング周波数を各チャンネルに合わせてデシメーションすることができる（図２１（ｌ））。例えば、図２１（ｉ）の中央の信号（白色表示の信号）は振幅制御装置１０１で入力信号由来の不要波は低減できるが、図５の複数波振幅制御装置１０３では、信号が劣化しない範囲で早い制御によってさらに不要波を低減することができる。（図２１（ｌ）から（ｍ））。希望波分離濾波装置１０２用のフィルタは、ＦＩＲフィルタに限ったものではなくＩＩＲフィルタ、その他のフィルタであってもよい。また不要波を除去する方法はこれに限らない。

図５の信号送受信装置の伝送系における信号伝送は次のようにして行われる。
入力信号１０の振幅が振幅制御装置１０１において、当該振幅制御装置１０１の調整値に合わせて増幅又は減衰されて、アナログデジタル変換装置１２のダイナミックレンジ内に収められ、アナログデジタル変換装置１２に入力されてデジタル信号に変換される。デジタル信号は、希望波分離濾波装置１０２において、複数チャンネルの信号（希望波）に分離される。分離された複数チャンネルの夫々の希望波は、複数波振幅制御装置１０３に入力されて振幅制御され、デジタルアナログ変換装置１４でアナログ信号に変換されて出力１５される。

図５の信号送受信装置の制御系における不要波信号の抑制は図６のフローチャートのようにして行われる。振幅制御装置１０１で振幅制御された入力信号がアナログ電力検出装置１０４に入力されて入力信号の電力が検出され、検出された電力がアナログ基準制御装置１１１からの基準値と同じ電力となるようにアナログ制御装置１０５で制御されて、アナログデジタル変換装置１２の電力受信範囲を超えないように調整される。

アナログ制御装置１０５の出力が電力信号変換装置１０６で振幅制御信号に変換されて振幅制御装置１０１に入力される。この入力により、当該振幅制御装置１０１の閾値が、随時振幅変化する入力信号を振幅制御できるように更新される。

振幅制御装置１０１とアナログデジタル変換装置１２の間には、アナログ制御装置１０５が含まれて経路長が長くなり、アナログ電力検出装置１０４から振幅制御装置１０１までの制御時間が長くなるため、高速な動作には対応できない。

複数波入力電力検出装置１０７では、アナログデジタル変換装置１２で受信した信号が特定の値の場合、例えば、信号伝送に必要な電力に達していないような電力を検出した場合や、閾値に対して大きい値等の場合、アナログ基準制御装置１１１の基準値を特定の値に設定する。例えば、その時の複数波制御装置１１０の制御値や低い電力を出力する制御値等である。これにより、個々のチャンネルの電力が閾値よりも低い場合に、複数波振幅制御装置１０３の増幅度を最大（飽和）状態になるのを防ぐことができる。この実施形態は、本発明の一例を示したに過ぎず、入力電力が低い場合に複数波振幅制御装置１０３の増幅度が最大状態にならない手段であれば他の方法でもよい。複数波振幅制御装置１０３は基本的には入力信号の電力を増幅する動作に対して、前記動作はその逆に、電力が低い場合や、ある閾値に対して増幅度を下げる、もしくは特定の値にする、または増幅しない動作となる。

前記動作の詳細を説明する。複数波入力電力検出装置１０７によって、希望波分離濾波装置１０２の出力電力を検出する。複数波入力電力検出装置１０７に入力された電力値が、ある一定以下の場合には、複数波基準制御装置１０８から目標とする振幅値を変更（低い値にする）ことで、基準とするレベルが下がるため、増幅度が最大にならない。つまり、入力された入力信号の入力電力をＸとする、この時、複数波振幅制御装置１０３の利得をＧとし、目標電力をＰとし、出力電力をＹとする。また、入力電力Ｘに含まれるノイズをＮｘとすると、Ｘ＞Ｎｘ、ＹはＧＸ＋ＧＮｘとなる。目標電力と出力の関係は、Ｐ＝Ｙとなる。複数波入力電力検出装置１０７がなく、Ｘが０、Ｎｘのみ含まれる状態の時、入力信号が一定以下となると、利得Ｇは最大Ｇｍとなる。Ｇ＜Ｇｍであり、出力は入力信号がないため０となるが、ノイズＮｘは受信しているためＹはＧｍＮｘとなる。目標電力と出力電力の関係は、Ｐ＞Ｙとなる。この状態で、保持され、急激に入力電力Ｘが入力されると、瞬間的にＹはＧｍＸ＋ＧｍＮｘとなり、Ｐ＞Ｙとなる。最大レベルがデジタルアナログ変換装置１４に入力されるため、信号にひずみが生じる恐れがある。ここで、複数波入力電力検出装置１０７に検出された一定の値Ｚを下回る場合、新たな目標電力をＰｕとする。Ｐｕ＜Ｐである。入力信号ＸがＺ以下のときＰをＰｕに変更すると、目標電力が下がるため、利得はＧｕとなる。出力電力ＹはＧｕＮｘとなる。Ｐｕ＝Ｙである。入力Ｘが入力されると、出力電力ＹはＧｕＸ＋ＧｕＮｘとなり、Ｐｕ＜Ｐより、アナログデジタル変換装置１２が飽和する恐れがなくなる。この後、ＸがＺ以上であることを検出して、ＰｕをＰに戻すと、すでにＸは入力されているので、ＹはＧX＋ＧＮｘとなり、飽和することがないため信号にひずみが発生しない。

希望波分離濾波装置１０２で分離された各チャンネルの電力が複数波入力電力検出装置１０７において測定され、その出力が複数波基準制御装置１０８に入力され、複数波基準制御装置１０８からの基準値が複数波制御装置１１０に入力される。このとき、複数波入力電力検出装置１０７はデジタル化された入力信号に含まれる個々のチャンネルの電力をそれぞれ検出し、検出結果を複数波制御装置１１０に入力する。複数波制御装置１１０では両入力信号に基づいて、現在の振幅制御値を基準値と比較して複数波電力検出装置１０９の制御値に近づくように動作する。複数波制御装置１１０の出力が複数波振幅制御装置１０３に入力されると、複数波入力電力検出装置１０７では希望波分離濾波装置１０２の出力電力が閾値と比較され、入力電力が低ければ、基準値を特定の値にする。

複数波振幅制御装置１０３は振幅制御装置１０１に比べて早いタイミングで更新されることで、入力信号の電力がフェージング等で早く動いていても、安定させることができる。

振幅制御装置１０１では振幅の変動変化が遅い変化に対してアナログデジタル変換装置１２が歪まないように動作し、複数波振幅制御装置１０３では各チャンネルの振幅変化が速い変化に対して出力が安定するように動作する。

（信号送受信装置の実施形態４：図７）
図７は本発明の信号送受信装置の実施形態４であり、基本的構成は図５と同じである。異なるのは、図５の構成に、入力電力検出装置１１２と、入力電力判定装置１１３と、判定結果変換装置１１４を付加したことである。

［図７の信号送受信装置を利用した信号送受信方法］
図７の信号送受信装置を利用した信号送受信方法を図８に基づいて説明する。図７の信号送受信装置の構成は、基本的には図５の信号送受信装置の構成と同じであるため、その動作（図８のフローチャート）も、図５の送受信装置の動作（図６のフローチャート）と基本的には同じである。異なるのは次の点である。

図７の信号送受信装置では、入力信号１０の電力が入力電力検出装置１１２で検出されて入力電力判定装置１１３に入力され、判定結果変換装置１１４の出力がアナログ基準制御装置１１１に入力される。以下は図５の場合と同様であり、検出された電力がアナログ基準制御装置１１１からの基準値と同じ電力となるようにアナログ制御装置１０５で制御されて、アナログデジタル変換装置１２の電力受信範囲を超えないように調整される。アナログ制御装置１０５の出力が電力信号変換装置１０６で振幅制御信号に変換され、その信号が振幅制御装置１０１に入力されて、当該振幅制御装置１０１の閾値が、随時振幅変化する入力信号を振幅制御できるように更新される。

図７の信号送受信装置の複数波入力電力検出装置１０７、複数波基準制御装置１０８、複数波制御装置１１０、複数波振幅制御装置１０３は、図５のそれらと同様の動作を行う。ただし、アナログ信号領域である入力電力の抽出には、損失を伴うため、前記損失を加味して判定値の設定を行う。

（信号送受信装置の実施形態５：図９）
図９は本発明の信号送受信装置の実施形態５であり、その構成は、基本的には図７の場合と同じである。異なるのは、図７のアナログ電力検出装置１０４をデジタル電力検出装置１３４に代え、そのデジタル電力検出装置１３４をアナログデジタル変換装置１２の出力側に設けたことである。

［図９の信号送受信装置を利用した信号送受信方法］
図９の信号送受信装置を利用した信号送受信方法は図１０のフローチャートのとおりである。図９の信号送受信装置は基本的には図７の送受信装置と同じ構成であるため、その動作（図１０のフローチャート）も、図７の送受信装置の動作（図８のフローチャート）と基本的には同じである。異なるのは、デジタル電力検出装置１３４の出力がデジタル制御装置１３５に入力されることである。

図９の信号送受信装置の動作を、図２１（ｉ）～（ｎ）の波形図に基づいて説明する。図２１（ｉ）～（ｎ）は図９の（ｉ）～（ｎ）の各地点の波形図である。図２１の符号１０００（縦軸）はレベル、符号１００１（横軸）は周波数を示している。図中の破線はフェージング（レベル変動）がある場合を示す。

図２１（ｉ）は図９の振幅制御装置１０１の入力信号、図２１（ｊ）はアナログデジタル変換装置１２の出力信号、図２１（ｋ）は電力信号変換装置１０６の出力によって制御された振幅制御装置１０１の出力信号、図２１（ｌ）は希望波分離濾波装置１０２の出力信号、図２１（ｍ）は複数波振幅制御装置１０３の出力信号の一例、図２１（ｎ）はデジタルアナログ変換装置１４の出力信号である。

図２１（ｉ）における符号１０１０はフェージングや振幅変動している入力信号を示し、符号１００３は希望波を示している。図９の信号送受信装置では、アナログデジタル変換装置１２の出力信号は図９のアナログデジタル変換装置１２の受信振幅範囲で利得が調整される。図２１（ｊ）の符号１０１１は、アナログデジタル変換装置１２の振幅受信可能範囲を示している。

図２１（ｋ）の波形図は、図９のデジタル電力検出装置１３４とデジタル制御装置１３５によって全電力を検出し、全体の振幅変動が少なくなるように振幅制御装置１０１で調整した後の波形図である。

図２１（ｌ）の１０１２は図９の希望波分離濾波装置１０２でチャンネル別に分離した各チャンネルの信号である。

図２１（ｍ）は分離した１チャンネルの振幅制御を示す。

図２１（ｎ）は図９における出力信号である。図２１（ｎ）の符号１０１３は送信振幅範囲を示す。符号１００５はアナログデジタル変換装置１２で発生した量子化雑音である。

（信号送受信装置の実施形態６：図１１）
図１１は本発明の信号送受信装置の実施形態６であり、伝送系と制御系を備えており、その構成は、基本的には図７の信号送受信装置と同じである。異なるのは、図７のアナログ電力検出装置１０４をデジタル電力検出装置１３４に代え、図７のアナログ制御装置１０５をデジタル領域で制御するためデジタル制御装置１３５に代え、図７のアナログ基準制御装置１１１をデジタル領域で基準値を出力するためデジタル基準制御装置１３１に代え、そのデジタル電力検出装置１３４をアナログデジタル変換装置１２の出力側に設けたことである。

［図１１の信号送受信装置を利用した信号送受信方法］
図１１の信号送受信装置による信号伝送方法は図１２のフローチャートのとおりである。図１１の送受信装置は基本的には図７の送受信装置と同じ構成であるため、その動作（図１２のフローチャート）も図７の送受信装置の動作（図８のフローチャート）と基本的には同じである。異なるのは、デジタル電力検出装置１３４の出力がデジタル制御装置１３５に入力されることである。他に、入力電力検出装置１１２で検出された結果をデジタル基準制御装置１３１に入力するため、判定装置に判定結果変換装置１１４を加え別のデジタルアナログ変換装置１４を用いたり、別のプロトコロルを利用したりして、デジタル信号に変換するのが望ましい。

（信号送受信装置の実施形態７：図１３）
図１３は本発明の信号送受信装置の実施形態７であり、伝送系と制御系を備えている。この信号送受信装置の特徴は伝送系に帯域濾波装置１１と振幅制御装置１０１の双方を設けたことである。

図１３の伝送系は、アナログデジタル変換装置１２の入力側に帯域濾波装置１１、入力信号の振幅を制御する振幅制御装置１０１があり、出力側にデジタル信号を複数チャンネルの希望波に分離する希望波分離濾波装置１０２、複数チャンネルの夫々の希望波の振幅を制御する複数波振幅制御装置１０３、振幅制御された複数波のデジタル信号をアナログ信号に変換して出力１５するデジタルアナログ変換装置１４を備えている。

図１３で帯域濾波装置１１を設けることにより、入力信号中の不要信号をデジタルアナログ変換する前に抑圧し、その後に、振幅制御装置１０１によって振幅制御して、アナログデジタル変換装置１２にその受信可能振幅範囲に制御してから、アナログデジタル変換装置１２でデジタル変換されるようにしてある。

図１３の制御系は、アナログデジタル変換装置１２の出力側であって希望波分離濾波装置１０２の入力側に周波数解析装置１６、周波数解析装置１６の出力側に複数波先頭電力検出装置１３７、判定装置１８、周波数信号変換装置１９、周波数基準装置２０、デジタル制御装置１３５、電力信号変換装置１０６、デジタル基準制御装置１３１がある。

前記周波数解析装置１６はアナログデジタル変換装置１２からの出力信号の周波数対電力又は位相特性を解析できるものである。複数波先頭電力検出装置１３７は周波数解析装置１６の出力から不要帯域か必要帯域に存在する不要波の先頭電力を検出できるものである。

図１３では周波数解析装置１６と複数波先頭電力検出装置１３７によって、不要波の周波数情報とアナログデジタル変換装置１２に入力される全体の電力を検出する機能を備えており、帯域濾波装置１１と振幅制御装置１０１とを同時に、かつ、別々の周波数特性として動作させることができるようにしてある。また、各々のチャンネルの急な変化に対しては、複数波振幅制御装置１０３によって安定化させることができる。この時、その出力電力レベルをデジタルアナログ変換装置１４に対して最適にすることで、出力信号の信号対雑音比を好適に決めることができる。本発明では、前記振幅制御装置１０１をデジタルアナログ変換装置１４の後に設けて、アナログ信号となった出力信号を安定化させるようにしてもよい。

［図１３の信号送受信装置を利用した信号送受信方法］
図１３の信号送受信装置の動作は図１４のフローチャートのとおりである。図１３における入力信号も複数チャンネルの信号であり、一つ又は複数の信号のレベルが変動している。

図１３では、入力信号１０のうち、帯域濾波装置１１の通過帯域の信号だけが帯域濾波装置１１を通過し、振幅制御装置１０１に入力されて入力信号の振幅が当該振幅制御装置１０１の調整値に合わせて増幅又は減衰され、アナログデジタル変換装置１２のダイナミックレンジ内に収められ、アナログデジタル変換装置１２に入力されてデジタル信号に変換される。デジタル信号は、希望波分離濾波装置１０２において、複数チャンネルの信号（希望波）に分離される。分離された複数チャンネルの夫々の希望波は、複数波振幅制御装置１０３に入力されて振幅制御され、デジタルアナログ変換装置１４でアナログ信号に変換されて出力される。

図１３の信号送受信装置の制御系における不要信号の抑制は次のようにして行われる。帯域濾波装置１１を通過し、振幅制御装置１０１で振幅制御され、アナログデジタル変換装置１２で変換されたデジタル信号が周波数解析装置１６で周波数解析される。ここでは、アナログデジタル変換装置１２で受信した全体の周波数特性をフーリエ変換等によって解析する。不要波の電力が大きい場合、その先頭電力の高い周波数が抑圧すべき周波数と判定する。

周波数解析装置１６の出力は複数波先頭電力検出装置１３７に入力されて、希望しない信号（不要波）の先頭電力が検出される。

複数波先頭電力検出装置１３７で検出された不要信号の周波数は、判定装置１８において、周波数基準装置２０からの基準値と比較して判定される。

判定装置１８の出力が周波数信号変換装置１９に入力されて、周波数信号変換装置１９において、判定装置１８の判定結果をもとに、周波数情報を帯域濾波装置１１の調整値へ変換することで帯域濾波装置１１の特性が徐々に抑圧帯域に近づいて不要波を抑圧する（不要信号を通過させない）ように調整される。判定装置１８では、周波数基準装置２０から設定される必要な帯域の情報から不要波の周波数を判定しているので、その情報から抑圧している帯域と、抑圧していない帯域は判別することができる。

デジタル制御装置１３５の出力が電力信号変換装置１０６で振幅制御信号に変換されて振幅制御装置１０１に入力され、当該振幅制御装置１０１の閾値が随時振幅変化する入力信号を振幅制御できるように更新される。

複数波入力電力検出装置１０７では、アナログデジタル変換装置１２で受信した信号が特定の値の場合、例えば、信号伝送に必要な電力に達していないような電力を検出した場合や、閾値に対して大きい値等の場合、デジタル基準制御装置１３１の基準値を特定の値に設定する。例えば、その時の複数波制御装置１１０の制御値や低い電力を出力する制御値等である。これにより、個々のチャンネルの電力が閾値よりも低い場合に、振幅制御装置１０１の増幅度を最大状態になるのを防ぐことができる。振幅制御装置１０１は基本的には入力信号の電力を増幅する動作に対して、前記動作はその逆に、電力が低い場合や、ある閾値に対して増幅度を下げる、もしくは特定の値にする、または増幅しない動作となる。

希望波分離濾波装置１０２で分離された各チャンネルの電力が複数波入力電力検出装置１０７において測定され、その出力が複数波基準制御装置１０８に入力され、その（基準値）が複数波制御装置１１０に入力される。このとき、複数波電力検出装置１０９はデジタル化された入力信号に含まれる個々のチャンネルの電力をそれぞれ検出し、検出結果を複数波制御装置１１０に入力する。複数波制御装置１１０では両入力信号に基づいて、現在の振幅制御値を基準値と比較してデジタル基準制御装置１３１の制御値に近づくように動作する。複数波制御装置１１０の出力が複数波振幅制御装置１０３に入力される。複数波振幅制御装置１０３では入力電力が閾値と比較され、入力電力が低ければ、基準値を特定の値にする。

複数波振幅制御装置１０３は振幅制御装置１０１に比べて、早いタイミングで更新されることで、入力信号の電力がフェージング等で早く動いていても、安定させることができる。

振幅制御装置１０１では振幅の変動変化が遅い変化に対してアナログデジタル変換装置１２が歪まないように動作し、複数波振幅制御装置１０３では各チャンネルの振幅変化が速い変化に対して出力が安定するように動作する。

（信号送受信装置の実施形態８：図１５）
本発明の信号送受信装置の実施形態８は、図１５のとおりであり、図１３の信号送受信装置に複数波等価装置１２１、複数波入力電力検出装置１２０、入力電力判定装置１１３、判定結果変換装置１１４を付加したものである。

［図１５の信号送受信装置を利用した信号送受信方法］
図１５の信号送受信装置を利用した信号送受信方法は、図１６のフローチャートのようになる。基本的には図１３の信号送受信装置による信号伝送方法と同様であるが、以下の点で異なる。

異なる一つは、複数波入力電力検出装置１２０と入力電力判定装置１１３と判定結果変換装置１１４を設けたことにより、入力信号の一部が分岐されて複数波入力電力検出装置１２０に入力されて電力検出され、検出された電力が入力電力判定装置１１３、判定結果変換装置１１４に入力され、判定結果がデジタル基準制御装置１３１に入力され、電力信号変換装置１０６で振幅制御装置１０１の基準値と同じ電力となるように制御されて、アナログデジタル変換装置１２の電力受信範囲を超えないように調整される。これにより、入力電力が非常に小さい時に、振幅制御装置１０１の内部利得が最大にならないようにすることができ、入力電力が急に入力されても、アナログデジタル変換装置１２の受信可能電力範囲を超えないようになることである。

異なる他の一つは、複数波等価装置１２１を設けたことにより、図１の信号送受信装置（等化装置１３を備えている信号送受信装置）と同様に、各チャンネルの希望波の帯域内の特性を補正することが可能となり、帯域濾波装置１１で抑圧してしまった隣接の希望波の特性を改善することが自動的に行われるようになることである。

（信号送受信装置の実施形態９：図１７）
本発明の信号送受信装置の実施形態９は図１７の構成である。基本的構成は図１５の信号送受信装置と同様であり、異なるのは図１５の信号送受信装置の周波数基準装置２０に代えて、復調・復号装置２１を設けたことである。復調・復号装置２１は複数波等化装置１２１（図１７）への入力信号が変調波である場合に、その変調波を復調し、その復調波を判定装置１８に入力するものである。復調・復号装置２１は希望波を受信可能であるかどうかを自動的に判断することができる機能を有する。ここでは、希望波の状態を確認できる機能があれば、復調・復号装置２１以外のものでもよく、チャネルパワーを測定できる手段でも、信号に含まれるパイロット信号を確認できる手段であってもよい。

［図１７の信号送受信装置を利用した信号送受信方法］
図１７の信号送受信装置を利用した信号送受信方法は図１８のようになり、基本的には図１５の動作と同様である。異なるのは、復調・復号装置２１を設けたことにより、当該復調・復号装置２１により基準信号を出力するだけでなく、希望波を受信可能であるかどうかを自動的に判断することができる。

図１７の信号送受信装置を利用した信号送受信方法を、図２２（ｉ）～（ｎ）の信号波形図に基づいて説明する。

図２２（ｉ）は図１７の帯域濾波装置１１から出力される入力信号の波形図であり、不要波と希望波のいずれかのチャンネルもしくは複数波のチャンネルで振幅や位相が変動している。

図２２（ｉ）は図１７の帯域濾波装置１１の周波数特性の初期値の波形図であり、特定の周波数となっており、希望波の周波数、もしくはアナログデジタル変換装置１２の受信帯域外に設定してある。

図２２（ｊ）は図１７のアナログデジタル変換装置１２の出力の波形図であり、デジタル化の際に発生する量子化雑音１００５が付加されている。

図２２（ｊ）は周波数解析装置１６の出力の初期値の波形図であり、図１７の複数波先頭電力検出装置１３７で検出された情報が出力される。

図２２（ｌ）は図１７の複数波等化装置１２１の補正特性の初期値の波形図である。

図２２（ｋ）は図１７の帯域濾波装置１１の周波数特性であり、フィードバックによって変化した帯域濾波装置１１の制御値と帯域濾波装置１１の特性を示している。

図２２（ｍ）は図１７の（ｍ）地点の波形図であり、複数波等化装置１２１の補正特性が補正後の場合、補正された希望波の特性を示している。

図２２（ｎ）は図１７の（ｎ）地点の波形図であり、複数波等化装置１２１が周波数解析装置１６と複数波電力検出装置１０９の結果に基づいて補正特性をフィードバックやフィードフォワードによって設定された制御値によって、周波数特性を補正した後、デジタルアナログ変換装置１４によって変換された後の波形である。

図２２（ｎ）は、複数波振幅制御装置１０３の効果と複数波等化装置１２１の効果で信号対雑音比が改善している様子を示している。

前記説明では、不要波が単チャンネルの場合であるが、不要波が複数チャンネル存在している場合でも、同様に動作する。

（信号送受信装置の実施形態１０：図２３）
図２３は本発明の信号送受信装置の実施形態１０であり、特徴は帯域濾波装置１１とアナログデジタル変換装置１２のダイナミックレンジ内に自動的に収まるようにする振幅制御装置１０１の双方を設けたことである。図２３では図１の場合と同様に、入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換装置１２、デジタル変換されたデジタル信号中の周波数特性を補正する等化装置１３、デジタル信号をアナログ信号に変換して出力１５するデジタルアナログ変換装置１４を備えている（伝送系）。

図２３は、図１の場合と同様に、アナログデジタル変換装置１２でデジタル変換されたデジタル信号全体の周波数帯域特性を解析する周波数解析装置１６、デジタル信号の先頭電力を検出する先頭電力検出装置１７、先頭電力検出装置１７の出力を周波数基準装置２０からの基準値と比較して希望しない周波数の信号（不要波）を判定する判定装置１８、判定した不要波の周波数を、前記帯域濾波装置１１の調整信号の周波数へ変換する周波数信号変換装置１９を備えている（制御系）。また、図９の場合と同様に、アナログデジタル変換装置１２でデジタル変換されたデジタル信号全体のデジタル電力を検出するデジタル電力検出装置１３４、デジタル制御装置１３５、デジタル基準制御装置１３１、電力信号変換装置１０６をも備えている（制御系）。

図２３の前記機器には、図１、図９における同じ名称の機器と同じものを使用することができる。

［図２３の信号送受信装置を利用した信号送受信方法］
図２３の信号送受信装置の動作は図２４のフローチャートのとおりである。図２３では、入力信号１０のうち、帯域濾波装置１１の通過帯域の信号だけが帯域濾波装置１１を通過する。通過後に、振幅制御装置１０１に入力されて入力信号の振幅が当該振幅制御装置１０１の調整値に合わせて増幅又は減衰されて、アナログデジタル変換装置１２のダイナミックレンジ内に収められる。

アナログデジタル変換装置１２で変換されたデジタル信号は周波数解析装置１６で周波数解析される。周波数解析装置１６の出力は先頭電力検出装置１７に入力される。ここでは、先頭電力の高い周波数が抑圧すべき不要波の周波数と判定される。不要波と判定された周波数は、判定装置１８において、周波数基準装置２０からの基準値と比較して判定される。判定装置１８の出力が周波数信号変換装置１９に入力され、周波数信号変換装置１９において、判定装置１８の判定結果をもとに、周波数情報を帯域濾波装置１１の調整値へ変換することで帯域濾波装置１１の特性が徐々に抑圧帯域に近づいて不要波を抑圧する（不要信号を通過させない）ように調整される。

デジタル電力検出装置１３４によってデジタル信号の全電力が検出され、検出された電力がデジタル基準制御装置１３１からの基準値と同じ電力となるようにデジタル制御装置１３５で制御され、デジタル制御装置１３５の出力が電力信号変換装置１０６で振幅制御信号に変換され、その信号が振幅制御装置１０１に入力されて、当該振幅制御装置１０１の閾値が、随時振幅変化する入力信号を振幅制御できるように更新される。

前記実施形態は本発明の主な例である。本発明はこの実施形態に限られるものではなく、課題を解決可能な範囲で設計変更可能である。図１～図２４の各図において、他の図と共通する符号の機器は同じ構成、同じ機能を備えている。本発明の機器は図示した機器と同じ機能を備えた他の機器に置き換えることもできる。本発明は前記技術分野に記載した以外の技術分野でも利用可能である。

１０ 入力信号
１１ 帯域濾波装置
１２ アナログデジタル変換装置
１３ 等化装置
１４ デジタルアナログ変換装置
１５ 出力信号
１６ 周波数解析装置
１７ 先頭電力検出装置
１８ 判定装置
１９ 周波数信号変換装置
２０ 周波数基準装置
２１ 復調・復号装置
１０１ 振幅制御装置
１０２ 希望波分離濾波装置
１０３ 複数波振幅制御装置
１０４ アナログ電力検出装置
１０５ アナログ制御装置
１０６ 電力信号変換装置
１０７ 複数波入力電力検出装置
１０８ 複数波基準制御装置
１０９ 複数波電力検出装置
１１０ 複数波制御装置
１１１ アナログ基準制御装置
１１２ 入力電力検出装置
１１３ 入力電力判定装置
１１４ 判定結果変換装置
１２０ 複数波入力電力検出装置
１２１ 複数波等化装置
１３１ デジタル基準制御装置
１３４ デジタル電力検出装置
１３５ デジタル制御装置
１３７ 複数波先頭電力検出装置

Claims (12)

1. アナログの入力信号をアナログデジタル変換装置でデジタル信号に変換し、入力信号やデジタル信号に含まれる不要波を低減してから、デジタルアナログ変換装置でアナログ信号に変換して出力する信号送受信方法であり、
   入力信号の周波数帯域を、帯域濾波装置により、アナログデジタル変換装置のサンプリング周波数帯域内に収め、総電力をアナログデジタル変換装置の受信範囲内に収めて不要波を低減し、
   デジタル変換後の周波数を解析し、その解析結果に基づいて帯域濾波装置の濾波帯域を調整し、調整された濾波帯域内に入力信号を収めるようにした、
   ことを特徴とする信号送受信方法。
2. アナログの入力信号をアナログデジタル変換装置でデジタル信号に変換し、入力信号やデジタル信号に含まれる不要波を低減してからデジタルアナログ変換装置でアナログ信号に変換して出力する信号送受信方法であり、
   入力信号の振幅を振幅制御装置によりアナログデジタル変換装置のダイナミックレンジ内に収めて不要波を低減し、振幅制御後の入力信号の電力に基づいて振幅制御装置の制御振幅を調整し、調整された制御振幅内に入力信号の振幅を収めるようにした、
   ことを特徴とする信号送受信方法。
3. 請求項１又は請求項２記載の信号送受信方法において、
   入力信号が多チャンネルの希望波を含む場合は、デジタル信号を周波数の異なる希望波別に分離し、分離された夫々の希望波の振幅を解析し、その解析結果に基づいて夫々の希望波に含まれる不要波が低減されるように複数波振幅制御装置の振幅域を調整し、調整後の複数波振幅制御装置にデジタル信号が入力されて、夫々の希望波に含まれる不要波が低減されるようにした、
   ことを特徴とする信号送受信方法。
4. アナログの入力信号をアナログデジタル変換装置でデジタル信号に変換し、入力信号やデジタル信号に含まれる不要波を低減してからデジタルアナログ変換装置でアナログ信号に変換して出力する信号送受信方法であり、
   入力信号の周波数帯域を帯域濾波装置によりアナログデジタル変換装置のサンプリング周波数帯域内に収め、総電力をアナログデジタル変換装置の受信範囲内に収めて不要波を低減し、前記デジタル信号の周波数を解析し、その解析結果に基づいて帯域濾波装置の濾波帯域を調整し、調整された濾波帯域内に入力信号を収め、入力信号の振幅を振幅制御装置によりアナログデジタル変換装置のダイナミックレンジ内に収めて不要波を低減し、振幅制御後の入力信号の電力に基づいて振幅制御装置の制御振幅を調整し、調整された振幅内に入力信号の振幅を収めるようにした、
   ことを特徴とする信号送受信方法。
5. アナログの入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換装置と、不要波を低減してからデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するデジタルアナログ変換装置を備えた信号送受信装置であって、入力信号を伝送する伝送系と、伝送系で伝送される信号に含まれる不要波を低減する制御系を備えた信号送受信装置であり、
   伝送系にアナログデジタル変換装置とデジタルアナログ変換装置があり、アナログデジタル変換装置の入力側に帯域濾波装置があり、アナログデジタル変換装置の出力側に等化装置があり、前記等化装置の出力側にデジタルアナログ変換装置があり、前記帯域濾波装置は入力信号に含まれる不要波であってアナログデジタル変換装置のサンプリング周波数帯域内に存在する不要波を低減して総電力を受信範囲内に収めることができ且つ濾波帯域を調整可能であり、前記等化装置は前記帯域濾波装置で劣化した希望帯域の周波数特性を元の特性に戻す機能を備えたものであり、
   制御系は、伝送系のアナログデジタル変換装置の出力側に周波数解析装置があり、周波数解析装置の出力側に先頭電力検出装置があり、周波数解析装置はアナログデジタル変換装置からの出力信号の周波数を解析できるものであり、先頭電力検出装置は周波数解析装置の出力から不要帯域か必要帯域に存在する不要波の先頭電力を検出できるものであり、先頭電力検出装置からの出力に基づいて前記帯域濾波装置の濾波帯域を調整し、等化装置の周波数特性を元の特性に戻すようにした、
   ことを特徴とする信号送受信装置。
6. アナログの入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換装置と、不要波を低減してからデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するデジタルアナログ変換装置を備えた信号送受信装置であって、入力信号を伝送する伝送系と、伝送系で伝送される信号に含まれる不要波を低減する制御系を備えた信号送受信装置であり、
   伝送系にアナログデジタル変換装置とデジタルアナログ変換装置があり、アナログデジタル変換装置の入力側に振幅制御装置があり、アナログデジタル変換装置の出力側に希望波を分離する希望波分離濾波装置があり、希望波分離濾波装置の出力側に複数波振幅制御装置があり、複数波振幅制御装置の出力側にデジタルアナログ変換装置があり、
   制御系は、伝送系のアナログデジタル変換装置の入力側にアナログ電力検出装置があり、アナログ電力検出装置の出力に基づいて前記振幅制御装置の振幅値を調整することができ、希望波分離濾波装置の出力側であって前記複数波振幅制御装置の入力側に複数波入力電力検出装置があり、複数波振幅制御装置の出力側に複数波電力検出装置があり、前記複数波入力電力検出装置と複数波電力検出装置の出力に基づいて複数波振幅制御装置の振幅値を調整できる、
   ことを特徴とする信号送受信装置。
7. アナログの入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換装置と、不要波を低減してからデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するデジタルアナログ変換装置を備えた信号送受信装置であって、入力信号を伝送する伝送系と、伝送系で伝送される信号に含まれる不要波を低減する制御系を備えた信号送受信装置であり、
   伝送系にアナログデジタル変換装置とデジタルアナログ変換装置があり、アナログデジタル変換装置の入力側に振幅制御装置があり、アナログデジタル変換装置の出力側に希望波を分離する希望波分離濾波装置があり、希望波分離濾波装置の出力側に複数波振幅制御装置があり、複数波振幅制御装置の出力側にデジタルアナログ変換装置があり、
   制御系は、伝送系の振幅制御装置の入力側に入力電力検出装置があり、振幅制御装置の出力側であってアナログデジタル変換装置の入力側にアナログ電力検出装置があり、入力電力検出装置とアナログ電力検出装置の出力に基づいて前記振幅制御装置の振幅値を調整することができ、希望波分離濾波装置の出力側であって前記複数波振幅制御装置の入力側に複数波入力電力検出装置があり、複数波振幅制御装置の出力側に複数波電力検出装置があり、前記複数波入力電力検出装置と複数波電力検出装置の出力に基づいて複数波振幅制御装置の振幅値を調整できる、
   ことを特徴とする信号送受信装置。
8. アナログの入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換装置と、不要波を低減してからデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するデジタルアナログ変換装置を備えた信号送受信装置であって、入力信号を伝送する伝送系と、伝送系で伝送される信号に含まれる不要波を低減する制御系を備えた信号送受信装置であり、
   伝送系にアナログデジタル変換装置とデジタルアナログ変換装置があり、アナログデジタル変換装置の入力側に振幅制御装置があり、アナログデジタル変換装置の出力側に希望波を分離する希望波分離濾波装置があり、希望波分離濾波装置の出力側に複数波振幅制御装置があり、複数波振幅制御装置の出力側にデジタルアナログ変換装置があり、
   制御系は、伝送系のアナログデジタル変換装置の出力側にデジタル電力検出装置があり、デジタル電力検出装置の出力に基づいて前記振幅制御装置の振幅値を調整することができ、希望波分離濾波装置の出力側であって前記複数波振幅制御装置の入力側に複数波入力電力検出装置があり、複数波振幅制御装置の出力側に複数波電力検出装置があり、前記複数波入力電力検出装置と複数波電力検出装置の出力に基づいて複数波振幅制御装置の振幅値を調整できる、
   ことを特徴とする信号送受信装置。
9. アナログの入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換装置と、不要波を低減してからデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するデジタルアナログ変換装置を備えた信号送受信装置であって、入力信号を伝送する伝送系と、伝送系で伝送される信号に含まれる不要波を低減する制御系を備えた信号送受信装置であり、
   伝送系にデジタルアナログ変換装置とアナログデジタル変換装置があり、アナログデジタル変換装置の入力側に振幅制御装置があり、アナログデジタル変換装置の出力側に希望波を分離する希望波分離濾波装置があり、希望波分離濾波装置の出力側に複数波振幅制御装置があり、複数波振幅制御装置の出力側にデジタルアナログ変換装置があり、
   制御系は、伝送系の振幅制御装置の入力側に入力電力検出装置があり、アナログデジタル変換装置の出力側であって希望波分離濾波装置の入力側にデジタル電力検出装置があり、入力電力検出装置とデジタル電力検出装置の出力に基づいて前記振幅制御装置の振幅値を調整することができ、希望波分離濾波装置の出力側であって前記複数波振幅制御装置の入力側に複数波入力電力検出装置があり、複数波振幅制御装置の出力側に複数波電力検出装置があり、前記複数波入力電力検出装置と複数波電力検出装置の出力に基づいて複数波振幅制御装置の振幅値を調整できる、
   ことを特徴とする信号送受信装置。
10. アナログの入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換装置と、不要波を低減してからデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するデジタルアナログ変換装置を備えた信号送受信装置であって、入力信号を伝送する伝送系と、伝送系で伝送される信号に含まれる不要波を低減する制御系を備えた信号送受信装置であり、
    伝送系にアナログデジタル変換装置とデジタルアナログ変換装置があり、アナログデジタル変換装置の入力側に帯域濾波装置と振幅制御装置があり、アナログデジタル変換装置の出力側に希望波を分離する希望波分離濾波装置があり、希望波分離濾波装置の出力側に複数波振幅制御装置があり、複数波振幅制御装置の出力側にデジタルアナログ変換装置があり、
    制御系は、伝送系のアナログデジタル変換装置の出力側であって希望波分離装置の入力側に周波数解析装置があり、周波数解析装置の出力側に複数波先頭電力検出装置があり、周波数解析装置はナログデジタル変換装置からの出力信号の周波数を解析できるものであり、複数波先頭電力検出装置は周波数解析装置の出力から不要帯域か必要帯域に存在する不要波の先頭電力を検出できるものであり、複数波先頭電力検出装置からの出力に基づいて前記帯域濾波装置の濾波帯域を調整し、前記振幅制御装置の振幅を制御できる、
    ことを特徴とする信号送受信装置。
11. アナログの入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換装置と、不要波を低減してからデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するデジタルアナログ変換装置を備えた信号送受信装置であって、入力信号を伝送する伝送系と、伝送系で伝送される信号に含まれる不要波を低減する制御系を備えた信号送受信装置であり、
    伝送系にアナログデジタル変換装置とデジタルアナログ変換装置があり、アナログデジタル変換装置の入力側に帯域濾波装置と振幅制御装置があり、アナログデジタル変換装置の出力側に希望波を分離する希望波分離濾波装置があり、希望波分離濾波装置の出力側に複数波等化装置があり、複数波等化装置の出力側に複数波振幅制御装置があり、複数波振幅制御装置の出力側にデジタルアナログ変換装置があり、
    制御系は、伝送系の帯域濾波装置の入力側に入力電力検出装置があり、前記アナログデジタル変換装置の出力側であって希望波分離濾波装置の入力側に周波数解析装置があり、周波数解析装置の出力側に複数波先頭電力検出装置があり、周波数解析装置はアナログデジタル変換装置からの出力信号の周波数を解析できるものであり、複数波先頭電力検出装置は周波数解析装置の出力から不要帯域か必要帯域に存在する不要波の先頭電力を検出できるものであり、前記入力電力検出装置からの出力に基づいて前記振幅制御装置の振幅を制御し、前記複数波先頭電力検出装置からの出力に基づいて前記帯域濾波装置の濾波帯域の調整と前記複数波等化装置の希望帯域の特性をもとの特性に戻すことができる、
    ことを特徴とする信号送受信装置。
12. アナログの入力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換装置と、不要波を低減してからデジタル信号をアナログ信号に変換して出力するデジタルアナログ変換装置を備えた信号送受信装置であって、入力信号を伝送する伝送系と、伝送系で伝送される信号に含まれる不要波を低減する制御系を備えた信号送受信装置であり、
    伝送系にアナログデジタル変換装置とデジタルアナログ変換装置があり、アナログデジタル変換装置の入力側に帯域濾波装置と振幅制御装置があり、アナログデジタル変換装置の出力側に等化装置があり、等化装置の出力側に信号処理部があり、信号処理部の出力側にデジタルアナログ変換装置があり、前記帯域濾波装置は入力信号に含まれる不要波であってアナログデジタル変換装置のサンプリング周波数帯域内に存在する不要波を低減して総電力を受信範囲内に収めることができ且つ濾波帯域を調整可能であり、前記振幅制御装置は入力信号をアナログデジタル変換装置のダイナミックレンジ内に収めて不要波を低減することができ、前記等化装置は前記帯域濾波装置で劣化した希望帯域の周波数特性を元の特性に戻す機能を備えたものであり、
    制御系は、伝送系のアナログデジタル変換装置の出力側に周波数解析装置とデジタル電力検出装置があり、周波数解析装置の出力側に先頭電力検出装置があり、周波数解析装置はアナログデジタル変換装置からの出力信号の周波数を解析できるものであり、先頭電力検出装置は周波数解析装置の出力から不要帯域か必要帯域に存在する不要波の先頭電力を検出できるものであり、先頭電力検出装置からの出力に基づいて前記帯域濾波装置の濾波帯域を調整し、等化装置の周波数特性を元の特性に戻すことができ、前記デジタル電力検出装置の出力側にデジタル制御装置があり、デジタル制御装置の出力側に電力信号変換装置があり、電力信号変換装置からの出力により前記振幅制御装置の振幅制御域をデジタルアナログ変換装置のダイナミックレンジ内に収まるように調整することができるようにした、
    ことを特徴とする信号送受信装置。

Images