JP5078562B2 - Signal processing apparatus, signal processing method, signal processing program, and recording medium therefor - Google Patents
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Description
本発明は、信号処理装置、信号処理方法、信号処理プログラム、及び、当該信号処理プログラムが記録された記録媒体に関する。 The present invention relates to a signal processing device, a signal processing method, a signal processing program, and a recording medium on which the signal processing program is recorded.
従来から、復調処理等のための基準となるパイロット信号等の所定信号を含む複合信号であるFM(Frequency Modulation)放送波等を受信して処理するFM受信装置等が広く普及している。こうした装置においては、当該所定信号を再生したり、当該所定信号の周波数の整数倍の周波数の信号を生成したりするために、位相同期ループ(PLL)の手法が一般的に採用されている(特許文献1参照;以下、「従来例1」という)。
2. Description of the Related Art Conventionally, FM receivers that receive and process FM (Frequency Modulation) broadcast waves, which are composite signals including a predetermined signal such as a pilot signal that serves as a reference for demodulation processing, have been widely used. In such an apparatus, in order to reproduce the predetermined signal or generate a signal having a frequency that is an integral multiple of the frequency of the predetermined signal, a phase locked loop (PLL) technique is generally employed (
かかる従来例1の技術とは別に、PLLの手法を採用せずに、当該所定信号を再生したり、当該所定信号の周波数の整数倍の周波数の信号を生成したりする技術も提案されている(特許文献2参照;以下、「従来例2」という)。この従来例の技術では、内部的に発生したベースとなる信号と、当該所定信号との位相差を求める。そして、求められた位相差を当該ベースとなる信号に付与することにより、所定信号の再生を行っている。 Apart from the technique of Conventional Example 1, a technique for reproducing the predetermined signal or generating a signal having a frequency that is an integral multiple of the frequency of the predetermined signal without adopting the PLL technique has been proposed. (See Patent Document 2; hereinafter referred to as “Conventional Example 2”). In the conventional technique, a phase difference between a base signal generated internally and the predetermined signal is obtained. Then, the predetermined signal is reproduced by adding the obtained phase difference to the base signal.
上述した従来例1の技術ではPLLの手法を採用するが、PLLは、一般に設計が難しい。また、PLLの手法を用いた場合には、例えばFM放送波の移動受信等の場合のように受信環境が変化する状況においては、当該所定信号に対して追従性良く同期させることは困難である。 Although the technique of the conventional example 1 employs the PLL technique, the PLL is generally difficult to design. Further, when the PLL method is used, it is difficult to synchronize with the predetermined signal with good follow-up in a situation where the reception environment changes as in the case of mobile reception of FM broadcast waves, for example. .
また、上述した従来例2の技術では、当該所定信号の位相に合わせるための基準となる信号が必要である。しかしながら、マルチパスの発生などにより、当該所定信号の周波数や位相が変動する場合には、精度良く当該所定信号と同期をとるための基準信号を生成することは、必ずしも容易ではない。 Further, in the technique of Conventional Example 2 described above, a reference signal for matching the phase of the predetermined signal is necessary. However, when the frequency and phase of the predetermined signal fluctuate due to the occurrence of multipath, it is not always easy to generate a reference signal for synchronizing with the predetermined signal with high accuracy.
このため、簡易にかつ迅速に所定信号との同期が図られた信号を生成することができる新たな技術が待望されている。こうした新たな技術においては、演算量を極力低減できる技術であることが望ましい。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。 For this reason, there is a need for a new technique that can easily and quickly generate a signal synchronized with a predetermined signal. In such a new technique, it is desirable that the technique can reduce the calculation amount as much as possible. Meeting this requirement is one of the problems to be solved by the present invention.
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、演算量の低減を図りつつ、入力信号に精度良く同期した信号を迅速に生成することができる信号処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a signal processing apparatus capable of quickly generating a signal that is accurately synchronized with an input signal while reducing the amount of calculation.
請求項1に記載の発明は、第1サンプルレートでサンプリングされ、所定周波数帯の所定信号を含む入力信号に関する処理を行う信号処理装置であって、前記所定信号の位相を反映し、互いの直交化が図られるとともに、前記第1サンプルレートよりも低い第2サンプルレートでサンプリングされた第1信号及び第2信号を生成する直交信号生成手段と;同一時点における前記第1信号の振幅と前記第2信号の振幅との比を算出した後に前記算出された比を前記直交信号生成手段に帰還させることなく、前記算出された比の時間変化に基づいて、前記所定信号を反映した信号の位相を算出する位相算出手段と;前記位相算出手段による算出結果に基づいて、前記第2サンプルレートよりも高い第3サンプルレートでサンプリングされた場合と同等の位相を算出するアップサンプリング手段と;前記位相算出手段による算出結果を反映しつつ、前記所定信号と所定関係にある基準信号を生成する基準信号生成手段と;を備え、前記基準信号生成手段は、前記アップサンプリング手段による算出結果に基づいて、前記基準信号を生成する、ことを特徴とする信号処理装置である。
The invention according to
請求項12に記載の発明は、第1サンプルレートでサンプリングされ、所定周波数帯の所定信号を含む入力信号に関する処理を行う信号処理方法であって、前記所定信号の位相を反映し、互いの直交化が図られるとともに、前記第1サンプルレートよりも低い第2サンプルレートでサンプリングされた第1信号及び第2信号を生成する直交信号生成工程と;同一時点における前記第1信号の振幅と前記第2信号の振幅との比を算出し、前記算出された比を前記直交信号生成工程で利用することなく、前記算出された比の時間変化に基づいて、前記所定信号を反映した信号の位相を算出する位相算出工程と;前記位相算出工程における算出結果に基づいて、前記第2サンプルレートよりも高い第3サンプルレートでサンプリングされた場合と同等の位相を算出するアップサンプリング工程と;前記位相算出工程における算出結果を反映し、前記所定信号と所定関係にある基準信号を生成する基準信号生成工程と;を備え、前記基準信号生成工程では、前記アップサンプリング工程における算出結果に基づいて、前記基準信号を生成する、ことを特徴とする信号処理方法である。 The invention according to claim 12 is a signal processing method for performing processing related to an input signal sampled at a first sample rate and including a predetermined signal in a predetermined frequency band, which reflects the phase of the predetermined signal and is orthogonal to each other. A quadrature signal generating step of generating a first signal and a second signal sampled at a second sample rate lower than the first sample rate; and an amplitude of the first signal and the first signal at the same time point The ratio of the amplitude of the two signals is calculated, and the phase of the signal reflecting the predetermined signal is calculated based on the time change of the calculated ratio without using the calculated ratio in the orthogonal signal generation step. a phase calculation step of calculating; based on the calculation result in the phase calculating step, the the case where it is sampled at a higher third sample rate higher than the second sample rate Upsampling step of calculating the phase of; reflecting the calculation result of the phase calculating step, the predetermined signal and the reference signal generating step of generating a reference signal in a predetermined relationship; equipped with, in the reference signal generating step, The signal processing method is characterized in that the reference signal is generated based on a calculation result in the upsampling step .
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の信号処理方法を演算手段に実行させる、ことを特徴する信号処理プログラムである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a signal processing program for causing a calculation means to execute the signal processing method according to the twelfth aspect.
請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の信号処理プログラムが、演算手段により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体である。
A fourteenth aspect of the present invention is a recording medium in which the signal processing program according to the thirteenth aspect is recorded so as to be readable by an arithmetic means.
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態を、図1〜図7を参照しつつ説明する。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
<構成>
図1には、本第1実施形態に係る信号処理装置100Aの概略的な構成がブロック図にて示されている。この信号処理装置100Aは、信号源910Aから出力された信号SIAを、入力端子191を介して受信して処理し、出力端子192から加工結果信号MSAとして出力する装置である。
<Configuration>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a signal processing device 100A according to the first embodiment. The signal processing device 100A is a device that receives and processes the signal SIA output from the
本第1実施形態では、信号SIAは、図2に示されるように、角周波数ωcのパイロット信号PS(∝sin(ωct+φ0))と、角周波数ωc〜3ωcの周波数帯の信号成分SG2を含んでいるものとする。ここで、信号成分SG2は、角周波数0〜ωcの帯域の信号により、パイロット信号PSの2倍の角周波数の信号(∝sin[2(ωct+φ0)])を振幅変調した信号であるものとする。本第1実施形態においては、信号処理装置100Aは、パイロット信号PSに基づいて角周波数2ωcの基準信号BSA(∝sin[2(ωct+φ0)])を生成し、この基準信号BSAを利用して、振幅変調信号SG2を復調するようになっている。
In the first embodiment, the signal SIA, as shown in FIG. 2, the pilot signal PS of the angular frequency ω c (αsin (ω c t + φ 0)), the frequency band of the angular frequency ω c ~3ω c It is assumed that the signal component SG2 is included. Here, the signal component SG2 is by the band of the signal of the
なお、本第1実施形態においては、図2に示されるように、信号SIAには角周波数0〜ωcの周波数帯の信号成分SG1も含まれているが、信号処理装置100Aによる処理対象目的の信号成分ではない。そこで、図2においては、信号成分SG1を破線で表現している。また、本第1実施形態では、信号SIAは、所定のサンプルレートfSM1(>6ωc/(2π))でサンプリングされてデジタル化されたデジタル信号であるものとする。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the signal SIA includes the signal component SG1 in the frequency band of the
また、本第1実施形態においては、説明を簡略化するため、信号SIAに含まれているパイロット信号PSは、次の(1)式によって表されるものとする。
PS(t)∝sin[θC(t)]=sin(ωCt+φ0) …(1)
ここで、値φ0は、時間t=0としたときのパイロット信号PSの位相である。
In the first embodiment, in order to simplify the description, it is assumed that the pilot signal PS included in the signal SIA is expressed by the following equation (1).
PS (t) ∝sin [θ C (t)] = sin (ω C t + φ 0 ) (1)
Here, the value φ 0 is the phase of pilot signal PS when time t = 0.
なお、信号処理装置100Aが車両等の移動体に搭載される場合に、角周波数ωCや、初期位相値φ0が、僅かとはいえ変化することになる。 Note that when the signal processing device 100A is mounted on a moving body such as a vehicle, the angular frequency ω C and the initial phase value φ 0 change slightly.
かかる(1)式で表される信号としては、例えば、FM放送波をFM検波した信号であるコンポジット信号中のパイロット信号等を挙げることができる。 Examples of the signal represented by the equation (1) include a pilot signal in a composite signal that is a signal obtained by FM detection of an FM broadcast wave.
図1に戻り、信号処理装置100Aは、直交信号生成手段としての直交信号生成部110Aと、位相算出手段としての位相算出部120Aとを備えている。また、信号処理装置100Aは、アップサンプリング手段としてのアップサンプリング部125と、基準信号生成手段としての基準信号生成部130Aと、第1種信号加工手段としての信号加工部140とを備えている。
Returning to FIG. 1, the signal processing device 100A includes an orthogonal
直交信号生成部110Aは、入力端子191を介して受信した信号SIAから、それぞれが角周波数ωCを含む帯域の信号であって、角周波数ωCの成分が互いに直交し、サンプルレートfSM2の2つの信号PWA1,PWA2を生成する。かかる機能を有する直交信号生成部110Aは、図3に示されるように、直交化手段としての直交化部112Aと、フィルタ手段としてのフィルタ(FIL)113A1,113A2と、ダウンサンプリング手段としてのダウンサンプリング部115Aとを備えている。
The orthogonal
直交化部112Aは、信号SIAに含まれる角周波数ωCの成分(すなわち、パイロット信号PS)に基づいて、互いに直交するとともに、パイロット信号PSの位相θC(t)を反映した2つの信号OSA1,OSA2を生成する。かかる機能を有する直交化部112Aは、図4に示されるように、角周波数ωCの信号に関する90°移相部119を備えている。
Based on the component of the angular frequency ω C included in the signal SIA (that is, the pilot signal PS), the
このように構成された直交化部112Aでは、受信した信号SIAと同相の信号が、サンプルレートfSM1の信号OSA1として、FIL113A1へ向けて出力される。一方、直交化部112Aにおいては、受信した信号SIAについて、角周波数ωCの成分について90°だけ位相がずらされ、サンプルレートfSM1の信号OSA2としてFIL113A2へ向けて出力する。
In the orthogonalizing
図3に戻り、FIL113A1は、無限インパルス応答(IIR)フィルタ等のデジタルフィルタとして構成されている。このFIL113A1は、直交化部112Aからの信号OSA1を受ける。そして、FIL113A1は、信号OSA1における角周波数ωCの成分、すなわち、パイロット信号PSに対応する信号成分を選択的に通過させ、サンプルレートfSM1の信号PSA1としてダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する。
Returning to FIG. 3, the
なお、FIL113A1を介することにより、フィルタリング演算に伴う固定的な位相シフトΔθが発生する場合がある。本第1実施形態では、かかる位相シフトΔθが発生するものとする。この位相シフトΔθは、FIL113A1の構成にて定まるものであり、FIL113A1の設計段階で定まる。
Note that a fixed phase shift Δθ associated with the filtering operation may occur through the
本第1実施形態では、FIL113A1から出力される信号PSA1は、次の(2)式のように表される。
PSA1(t)=A(t)・sin[θS(t)]
=A(t)・sin[θC(t)−Δθ]
=A(t)・sin[(ωCt+φ0)−Δθ] …(2)
ここで、A(t)は、パイロット信号PSの振幅値を表す。
In the first embodiment, the signal PSA 1 output from the
PSA 1 (t) = A (t) · sin [θ S (t)]
= A (t) · sin [θ C (t) −Δθ]
= A (t) · sin [(ω C t + φ 0 ) −Δθ] (2)
Here, A (t) represents the amplitude value of the pilot signal PS.
FIL113A2は、FIL113A1と同様に構成されている。このFIL113A2は、直交化部112Aからの信号OSA2を受ける。そして、FIL113A2は、信号OSA2における角周波数ωCの成分、すなわち、パイロット信号PSに対応する信号成分を選択的に通過させ、サンプルレートfSM1の信号PSA2をダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する。
The
かかるFIL113A2から出力される信号PSA2は、次の(3)式のように表される。
PSA2(t)=A(t)・cos[θS(t)]
=A(t)・cos[θC(t)−Δθ]
=A(t)・cos[(ωCt+φ0)−Δθ] …(3)
The signal PSA 2 output from the
PSA 2 (t) = A (t) · cos [θ S (t)]
= A (t) · cos [θ C (t) −Δθ]
= A (t) · cos [(ω C t + φ 0 ) −Δθ] (3)
なお、FIL113A1,113A2は、後述するダウンサンプリング部115Aにおけるサンプルレート低減のためのデシメーションフィルタとしての機能も果たしている。
Note that the
ダウンサンプリング部115Aは、信号PSA1,PSA2のそれぞれのサンプルレートfSM1を低減させて、サンプルレートfSM2でサンプリングされた信号PWA1,PWA2を生成する。本第1実施形態では、位相算出部120Aにおいて位相が算出されるパイロット信号PSの角周波数がωCであり、角周波数ωCの信号の再現にはサンプルレートを(2ωC)/(2π)以上とすることが必要であることから、ダウンサンプリング部115Aは、サンプルレートfSM1からサンプルレートfSM2(=fSM1/3>(2ωC)/(2π))へのサンプルレートの低減を行っている。
The
より具体的には、ダウンサンプリング部115Aは、信号PSA1のデータ列(…,PSA1(t0),PSA1(t1),…,PSA1(tp),…)から3つごとのデータ選択を行い、データ列(…,PSA1(t0),PSA1(t3),…,PSA1(t3p),…)を生成することにより、信号PWA1を生成する。また、ダウンサンプリング部115Aは、信号PSA2のデータ列(…,PSA2(t0),PSA2(t1),…,PSA2(tp),…)から3つごとのデータ選択を行い、データ列(…,PSA2(t0),PSA2(t3),…,PSA2(t3p),…)を生成することにより、信号PWA2を生成する。こうして生成された信号PWA1,PWA2は、位相算出部120Aへ向けて出力される。
More specifically, the
図1に戻り、位相算出部120Aは、直交信号生成部110Aからの信号PWA1及び信号PWA2に基づいて、パイロット信号PSの位相θC(t)を算出する。かかる算出に際して、位相算出部120Aは、例えば、信号PSA1及び信号PSA2についてarctan等の演算を行ったうえで、上述した位相シフトΔθの分を補正して、位相θCを算出する。
Returning to FIG. 1, the
こうして算出された位相θCは、サンプルレートfSM2の信号PHWとして、位相算出部120Aからアップサンプリング部125へ向けて出力される。
The phase θ C calculated in this way is output from the
アップサンプリング部125は、位相算出部120Aからの信号PHWのサンプルレートfSM2を増加させて、サンプルレートfSM1でサンプリングされた信号PHAを生成する。すなわち、アップサンプリング部125は、ダウンサンプリング部115で低減されたサンプルレートを低減前の値に戻している。
The
より具体的には、アップサンプリング部125は、信号PHWのデータ列(…,PHW(t0),PHW(t3),…,PHW(t3p),…)におけるデータPHW(t3q)とデータPHW(t3(q+1))との間に、データPHW(t3q+Δt)とデータPHW(t3q+2Δt)を挿入することによって、信号PHAを生成する。
More specifically, the
ここで、時間Δtは、次の(4)式によって表される。
Δt=2π/3ωSM2 …(4)
Here, the time Δt is expressed by the following equation (4).
Δt = 2π / 3ω SM2 (4)
こうして生成された信号PHAは、アップサンプリング部125から基準信号生成部130Aへ向けて出力される。
The signal PHA generated in this way is output from the
基準信号生成部130Aは、アップサンプリング部125からのサンプルレートfSM1の信号PHAに基づいて、角周波数2ωCのサンプルレートfSM1の基準信号BSA(∝sin[2(ωct+φ0)])を生成する。かかる機能を有する基準信号生成部130Aは、図5に示されるように、位相加工部131Aと、信号発生部132とを備えている。
Based on the signal PHA of the sample rate f SM1 from the
位相加工部131Aは、アップサンプリング部125からの信号PHAを受けて、信号PHAが示す位相θC(t)を加工する。本第1実施形態においては、位相加工部131Aは、次の(5)式により、位相θM(t)を算出する。
θM(t)=2θC(t)=2(ωCt+φ0) …(5)
The
θ M (t) = 2θ C (t) = 2 (ω C t + φ 0 ) (5)
すなわち、本第1実施形態では、位相加工部131Aは、パイロット信号PSに同期し、角周波数が2倍の位相θM(t)を算出する。こうして算出された位相θM(t)は、位相加工信号MPAとして信号発生部132へ向けて出力される。
That is, in the first embodiment, the
信号発生部132は、位相加工部131Aからの位相加工信号MPAに基づいて、基準信号BSAを生成する。本第1実施形態では、信号発生部132は、位相値に対応した振幅値が登録された正弦値テーブルを備えており、位相加工信号MPAによって示された位相θM(t)の正弦波信号を基準信号BSAとして生成する。
The
この基準信号BSAは、次の(6)式で表される。
BSA(t)=C0・sin[θM(t)]
=C0・sin[2θC(t)]
=C0・sin[2(ωCt+φ0)] …(6)
ここで、C0は定数である。
This reference signal BSA is expressed by the following equation (6).
BSA (t) = C 0 · sin [θ M (t)]
= C 0 · sin [2θ C (t)]
= C 0 · sin [2 (ω C t + φ 0 )] (6)
Here, C 0 is a constant.
こうして生成された基準信号BSAは、基準信号生成部130Aから信号加工部140へ向けて出力される。
The reference signal BSA generated in this way is output from the reference
図1に戻り、信号加工部140は、入力端子191を介したサンプルレートfSM1の信号SIA及び基準信号生成部130AからのサンプルレートfSM1の基準信号BSAを受ける。そして、信号加工部140は、信号SIAにおける振幅変調信号である信号成分SG2を、基準信号BSAを利用して加工して、角周波数0〜ωcの帯域の信号に復調する。かかる機能を有する信号加工部140は、図6に示されるように、乗算部141と、ローパスフィルタ(LPF)142とを備えている。
Returning to FIG. 1, the
乗算部141は、A端子で信号SIAを受け、B端子で基準信号BSAを受ける。そして、A端子における受信結果と、B端子における受信結果との乗算結果が、C端子から混合信号MXAとしてLPF142へ向けて出力される。ここで、信号SIAにおける信号成分SG2は、角周波数ωC〜3ωCの角周波数成分を有し、基準信号BSAは角周波数2ωCの成分のみを有している。このため、混合信号MXAにおける信号成分SG2に対応する信号成分は、角周波数0〜ωCの成分と、角周波数3ωC〜5ωCに対応する成分とに角周波数変換される。
LPF142は、有限インパルス応答(FIR)フィルタ等のローパスフィルタとして構成されている。このLPF142は、乗算部141からの混合信号MXAにおける角周波数0〜ωCの信号成分を選択的に通過させ、サンプルレートfSM1の加工結果信号MSAとして、出力端子192を介して、外部へ出力する。
The
<動作>
次に、上記のように構成された信号処理装置100Aにおける信号処理動作について説明する。
<Operation>
Next, a signal processing operation in the signal processing device 100A configured as described above will be described.
信号源910Aからの信号SIAが、入力端子191を介して信号処理装置100Aで受信されると、信号処理装置100Aは、信号SIAが、直交信号生成部110A及び信号加工部140へ供給される(図1参照)。信号SIAの供給を受けた直交信号生成部110Aでは、まず、直交化部112Aが、信号SIAに含まれる角周波数ωCの成分が互いに直交する2つの信号OSA1,OSA2を生成し、FIL113A1,113A2へ送る(図4参照)。
When the signal SIA from the
引き続き、信号OSA1を受けたFIL113A1が、信号OSA1における角周波数ωCの成分、すなわち、パイロット信号PSに対応する信号成分を選択的に通過させ、信号PSA1としてダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する。また、信号OSA2を受けたFIL113A2が、信号OSA2における角周波数ωCの成分、すなわち、パイロット信号PSに対応する信号成分を選択的に通過させ、信号PSA2としてダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する(図3参照)。
Subsequently, FIL113A 1 which has received the signal OSA 1 are components of the angular frequency omega C in the signal OSA 1, i.e., a signal component corresponding to the pilot signal PS selectively passes, directed as a signal PSA 1 to down-
ここで、信号PSA1は、上述した(2)式で表される波形となる。一方、信号PSA2は、上述した(3)式で表される波形となる。 Here, the signal PSA 1 has a waveform represented by the above-described equation (2). On the other hand, the signal PSA 2 has a waveform represented by the above-described equation (3).
信号PSA1,PSA2を受けたダウンサンプリング部115Aは、上述のようにして、信号PSA1,PSA2のそれぞれのサンプルレートfSM1を低減させて、サンプルレートfSM2でサンプリングされた信号PWA1,PWA2を生成する。こうして生成された信号PWA1,PWA2は、位相算出部120Aへ向けて送られる(図3参照)。
信号PWA1,PWA2を受けた位相算出部120Aは、上述したように、信号PWA1及び信号PWA2、並びに位相シフトΔθに基づいて、パイロット信号PSの位相θCを算出する。こうして算出された位相θCは、信号PHWとしてアップサンプリング部125へ送られる(図1参照)。
信号PHWを受けたアップサンプリング部125は、上述のようにして、信号PHWのサンプルレートfSM2を増加させて、サンプルレートfSM1でサンプリングされた信号PHAを生成する。こうして生成された信号PHAは、基準信号生成部130Aへ送られる(図1参照)。
Upon receiving the signal PHW, the
サンプルレートfSM1の信号PHAを受けた基準信号生成部130Aは、信号PHAに基づいて、サンプルレートfSM1の基準信号BSAを生成する。ここで、基準信号BSAは、パイロット信号PSに同期し、角周波数が2ωCの信号となっている。かかる基準信号BSAの生成に際して、基準信号生成部130Aでは、まず、位相加工部131Aが、上述した(5)式により、角周波数2ωCを有する位相θM(t)を算出し、信号発生部132へ送る(図5参照)。位相θM(t)を受けた信号発生部132は、位相θM(t)に基づいて内部の正弦値テーブルを参照して、上述した(6)式で表される正弦波信号である基準信号BSAを生成する。こうして生成された基準信号BSAは、信号加工部140へ送られる(図5参照)。
基準信号生成部130AからのサンプルレートfSM1の基準信号BSA、及び、信号源910AからのサンプルレートfSM1の信号SIAを受けた信号加工部140は、振幅変調信号である信号成分SG2を、基準信号BSAを利用して加工し、角周波数0〜ωcの帯域の信号に復調する。かかる加工に際して、信号加工部140では、まず、乗算部141が、信号SIAと基準信号BSAとの乗算を行い、混合信号MXAを生成する。ここで、上述したように、信号SIAにおける信号成分SG2は、角周波数ωC〜3ωCの角周波数成分を有し、基準信号BSAは角周波数2ωCの成分のみを有しているので、混合信号MXAにおける信号成分SG2に対応する信号成分は、角周波数0〜ωCの成分と、角周波数3ωC〜5ωCに対応する成分とに角周波数変換される。こうして生成されたサンプルレートfSM1の混合信号MXAは、LPF142へ向けて送られる(図6参照)。
Upon receiving the reference signal BSA of the sample rate f SM1 from the reference
混合信号MXAを受けたLPF142は、角周波数0〜ωCの信号成分を選択的に通過させる。この結果、信号成分SG2に対応し、図7に示されるように、サンプルレートfSM1の角周波数0〜ωCの周波数帯の加工結果信号MSAが生成されて、出力端子192を介して、外部へ出力される。
Receiving the mixed signal MXA, the
以上説明したように、本第1実施形態では、角周波数ωCのパイロット信号PSを含む信号SIAから、PLL方式におけるフィードバックループや、位相計測の基準となるベース信号を用いることなく、パイロット信号PSの位相θCを導出する。このため、簡易にかつ迅速にパイロット信号PSとの同期が図られた基準信号BSAを生成することができる。 As described above, in the first embodiment, the pilot signal PS is used from the signal SIA including the pilot signal PS having the angular frequency ω C without using a feedback loop in the PLL system or a base signal that is a reference for phase measurement. The phase θ C of is derived. Therefore, it is possible to generate the reference signal BSA that is easily and quickly synchronized with the pilot signal PS.
また、本第1実施形態では、パイロット信号PSの位相算出に利用する信号PWA1,PWA2のサンプルレートfSM2を、入力端子191で受けた信号SIAが有するサンプルレートfSM1から低減したものとするので、位相算出部120Bにおける、例えばarctan計算のような演算量の大きな計算の回数を低減することができる。したがって、総演算量を低減させることができる。
In the first embodiment, the sample rate f SM2 of the signals PWA 1 and PWA 2 used for calculating the phase of the pilot signal PS is reduced from the sample rate f SM1 of the signal SIA received at the
また、本第1実施形態では、低減したサンプルレートfSM2で得られた位相信号PHWを、サンプルレートfSM1に増加させる。ここで、サンプルレートfSM2を増加させる対象が位相であるので、精度を劣化させることなく、簡易にサンプルレートfSM1に増加させた位相信号PHAを得ることができる。したがって、サンプルレートfSM1の信号SIAの加工に適したサンプルレートfSM1の基準信号BSAを得ることができる。 In the first embodiment, the phase signal PHW obtained at the reduced sample rate f SM2 is increased to the sample rate f SM1 . Here, since the target for increasing the sample rate f SM2 is the phase, it is possible to easily obtain the phase signal PHA increased to the sample rate f SM1 without degrading the accuracy. Therefore, it is possible to obtain a reference signal BSA sample rate f SM1 suitable for processing of the signal SIA sample rate f SM1.
また、本第1実施形態では、基準信号BSAを利用して信号SIA中の信号成分SG2の加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分SG2に対して所望の加工を行うことができる。 In the first embodiment, since the signal component SG2 in the signal SIA is processed using the reference signal BSA, desired processing can be performed on the signal component SG2 quickly and accurately.
また、本第1実施形態では、FIL113A1,113A2における位相ずれΔθがある場合には、これを考慮して、パイロット信号PSの位相θCの算出を行うので、精度良く位相θCを算出することができる。このため、パイロット信号PSに精度良く同期した基準信号BSAを生成することができる。
Further, in the first embodiment, when there is a phase shift Δθ in
なお、本第1実施形態では、FIL113A1,113A2として、位相シフトが発生しないフィルタを採用することもできる。この場合には、位相算出部120AにおけるFIL113A1,113A2に対応する位相補償の計算が不要となる。
In the first embodiment, filters that do not cause a phase shift can be employed as the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を、図8〜図13を主に参照しつつ説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference mainly to FIGS.
図8には、本第2実施形態に係る信号処理装置100Bの概略的な構成がブロック図にて示されている。なお、信号処理装置100Bは、第1実施形態における信号処理装置100Aと同様に、信号源910Aから出力されたサンプルレートfSM1の信号SIAを、入力端子191を介して受信して処理し、出力端子192からサンプルレートfSM1の加工結果信号MSAとして出力する装置である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a
図8に示されるように、信号処理装置100Bは、上述した信号処理装置100Aと比べて、直交信号生成部110Aに代えて直交信号生成部110Bを備えるとともに、位相算出部120Aに代えて位相算出部120Bを備える点のみが異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
As shown in FIG. 8, the
直交信号生成部110Bは、入力端子191を介して受信した信号SIAから、互いに直交し、サンプルレートfSM2でサンプリングされた2つの信号PWB1,PWB2を生成する。かかる機能を有する直交信号生成部110Bは、図9に示されるように、帯域制限手段としての帯域制限フィルタ111Bと、直交化手段としての直交化部112Bと、フィルタ手段としてのフィルタ(FIL)113B1,113B2と、ダウンサンプリング手段としてのダウンサンプリング部115Aとを備えている。
The quadrature
帯域制限フィルタ111Bは、無限インパルス応答(IIR)フィルタ等のデジタルフィルタとして構成されている。帯域制限フィルタ111Bは、信号SIAにおける角周波数ωCを含む所定の周波数帯の信号成分を選択的に通過させ、周波数帯域が制限され、サンプルレートfSM1でサンプリングされた帯域制限信号LSBとして直交化部112Bへ向けて出力する。
The
本第2実施形態では、帯域制限フィルタ111Bは、直交化部112Bにおいて角周波数変換に際して行われる正弦波(∝sin(ωSH・t))の乗算の結果、角周波数0で折り返された成分が、パイロット信号PSの角周波数シフトの結果(本第2実施形態では、角周波数(ωSH−ωC))と重ならない(又は、十分に抑圧されている)ように、通過させる信号の周波数帯域を制限する。また、帯域制限フィルタ111Bは、サンプリングレートの1/2に対応する角周波数で折り返された成分が、パイロット信号PSの角周波数シフトの結果と重ならない(又は、十分に抑圧されている)ように、通過させる信号の周波数帯域を制限する。かかる機能を有する帯域制限フィルタ111Bは、例えば、IIR方式のバンドパスフィルタとして実現することができる。
In the second embodiment, the
なお、帯域制限フィルタ111Bを介することにより、フィルタ遅延により、位相シフトが発生する場合がある。本第2実施形態では、当該帯域制限フィルタ111Bにおけるフィルタ遅延による位相シフトΔθ1が発生するものとして、以下の説明を行う。
Note that a phase shift may occur due to a filter delay through the
以上にように構成された帯域制限フィルタ111Bから出力された帯域制限信号LSBにおけるパイロット信号PSに対応する信号成分PS’は、本第2実施形態では、次の(7)式で表されるようになっている。
PS’(t)∝sin[θC(t)−Δθ1]
=sin[(ωCt+φ0)−Δθ1] …(7)
In the second embodiment, the signal component PS ′ corresponding to the pilot signal PS in the band limited signal LSB output from the
PS ′ (t) ∝sin [θ C (t) −Δθ 1 ]
= Sin [(ω C t + φ 0 ) −Δθ 1 ] (7)
図9に戻り、直交化部112Bは、帯域制限信号LSBに基づいて、互いに直交するとともに、パイロット信号PSの位相θC(t)を反映したサンプルレートfSM1の2つの信号OSB1,OSB2を生成する。かかる機能を有する直交化部112Bは、図10に示されるように、発振部210と、乗算部2201,2202とを備えている。
Returning to FIG. 9, the
発振部210は、乗算部2201へ供給すべき信号OTS1、及び、乗算部2202へ供給すべき信号OTS2を発生する。本第2実施形態では、信号OTS1及び信号OTS2は、次の(8)及び(9)式で表されるようになっている。
OTS1(t)=B0・cos(ωSH・t) …(8)
OTS2(t)=B0・sin(ωSH・t) …(9)
ここで、B0は定数である。
The
OTS 1 (t) = B 0 · cos (ω SH · t) (8)
OTS 2 (t) = B 0 · sin (ω SH · t) (9)
Here, B 0 is a constant.
本実施形態では、角周波数ωSHは、3ωCよりも大きな所定値に設定されている。かかる角周波数ωSHの値は、パイロット信号PSの角周波数シフト結果へのノイズ成分の混入の防止という観点から、上述した帯域制限フィルタ111Bによる帯域制限の仕様と併せた総合的な見地から定められる。
In the present embodiment, the angular frequency ω SH is set to a predetermined value larger than 3ω C. The value of the angular frequency ω SH is determined from a comprehensive point of view combined with the band limit specification by the
乗算部2201は、帯域制限信号LSBをA端子で受け、発振部210からの信号OTS1をB端子で受ける。そして、A端子における受信結果と、B端子における受信結果との乗算結果が、C端子からサンプルレートfSM1の信号OSB1としてFIL113B1へ向けて出力される。ここで、信号SIAにおけるパイロット信号PSは角周波数ωCを有し、信号OTS1は角周波数ωSHの成分のみを有している。このため、信号OSB1おけるパイロット信号PSに対応する信号成分は、角周波数(ωSH−ωC)及び角周波数(ωSH+ωC)の2成分に角周波数変換される。
乗算部2202は、帯域制限信号LSBをA端子で受け、発振部210からの信号OTS2をB端子で受ける。そして、A端子における受信結果と、B端子における受信結果との乗算結果が、C端子からサンプルレートfSM1の信号OSB2としてFIL113B2へ向けて出力される。ここで、信号SIAにおけるパイロット信号PSは角周波数ωCを有し、信号OTS2は角周波数ωSHの成分のみを有している。このため、信号OSB2おけるパイロット信号PSに対応する信号成分は、信号OSB1との場合と同様に、角周波数(ωSH−ωC)及び角周波数(ωSH+ωC)の2成分に角周波数変換される。
図9に戻り、FIL113B1は、有限インパルス応答(FIR)フィルタ等のデジタルフィルタとして構成されている。このFIL113B1は、直交化部112Bからの信号OSB1を受ける。そして、FIL113B1は、信号OSB1における角周波数(ωSH−ωC)の成分、すなわち、パイロット信号PSに対応する信号成分の一方を選択的に通過させ、サンプルレートfSM1の信号PSB1としてダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する。
Returning to FIG. 9, the
なお、本第2実施形態では、FIL113B1として、位相シフトが生じないFIR方式のローパスフィルタを採用している。
In the second embodiment, a FIR low-pass filter that does not cause a phase shift is employed as the
かかるFIL113B1から出力される信号PSB1は、次の(10)式のように表される。
PSB1(t)∝A(t)・sin[θS(t)]
=A(t)・sin[ωSHt−θC(t)+Δθ1]
=A(t)・sin[ωSHt−(ωCt+φ0)+Δθ1] …(10)
ここで、A(t)は、パイロット信号PSの振幅値を表す。
The signal PSB 1 output from the
PSB 1 (t) ∝A (t) · sin [θ S (t)]
= A (t) · sin [ω SH t−θ C (t) + Δθ 1 ]
= A (t) · sin [ω SH t− (ω C t + φ 0 ) + Δθ 1 ] (10)
Here, A (t) represents the amplitude value of the pilot signal PS.
FIL113B2は、FIL113B1と同様に構成されている。このFIL113B2は、直交化部112Bからの信号OSB2を受ける。そして、FIL113B2は、信号OSB2における角周波数(ωSH−ωC)の成分、すなわち、パイロット信号PSに対応する信号成分の一方を選択的に通過させ、サンプルレートfSM1の信号PSB2としてダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する。
The
かかるFIL113B2から出力される信号PSB2は、次の(11)式のように表される。
PSB2(t)∝A(t)・cos[θS(t)]
=A(t)・cos[ωSHt−θC(t)+Δθ1]
=A(t)・cos[ωSHt−(ωCt+φ0)+Δθ1] …(11)
The signal PSB 2 output from the
PSB 2 (t) ∝A (t) · cos [θ S (t)]
= A (t) · cos [ω SH t−θ C (t) + Δθ 1 ]
= A (t) · cos [ω SH t− (ω C t + φ 0 ) + Δθ 1 ] (11)
なお、FIL113B1,113B2は、上述した第1実施形態のFIL113A1,113A2と同様に、後述するダウンサンプリング部115Aにおけるサンプルレート低減のためのデシメーションフィルタとしての機能も果たしている。
Note that the
ダウンサンプリング部115Aは、上述した第1実施形態における信号PSA1,PSA2の場合と同様に、信号PSB1,PSB2のそれぞれのサンプルレートfSM1を低減させて、サンプルレートfSM2でサンプリングされた信号PWB1,PWB2を生成する。より具体的には、ダウンサンプリング部115Aは、信号PSB1のデータ列(…,PSB1(t0),PSB1(t1),…,PSB1(tp),…)から3つごとのデータ選択を行い、データ列(…,PSB1(t0),PSB1(t3),…,PSB1(t3p),…)を生成することにより、信号PWB1を生成する。また、ダウンサンプリング部115Aは、信号PSB2のデータ列(…,PSB2(t0),PSB2(t1),…,PSB2(tp),…)から3つごとのデータ選択を行い、データ列(…,PSB2(t0),PSB2(t3),…,PSB2(t3p),…)を生成することにより、信号PWB2を生成する。こうして生成された信号PWB1,PWB2は、位相算出部120Bへ向けて出力される。
As in the case of the signals PSA 1 and PSA 2 in the first embodiment described above, the
図8に戻り、位相算出部120Bは、直交信号生成部110Bからの信号PWB1及び信号PWB2に基づいて、パイロット信号PSの位相θC(t)を算出する。かかる算出に際して、位相算出部120Bは、例えば、信号PSB1及び信号PSB2についてarctan等の演算を行ったうえで、上述した位相シフトΔθ1及び角周波数ωSHによる時間変化の分を補正して、位相θCを算出する。
Returning to FIG. 8, the
こうして算出されたθC(t)は、信号PHWとして、位相算出部120Bからアップサンプリング部125へ向けて出力される。
The calculated θ C (t) is output from the
<動作>
次に、上記のように構成された信号処理装置100Bにおける信号処理動作について説明する。
<Operation>
Next, a signal processing operation in the
信号源910Aからの信号SIAが、入力端子191を介して信号処理装置100Bで受信されると、信号処理装置100Bでは、信号SIAが、直交信号生成部110B及び信号加工部140へ供給される(図8参照)。信号SIAの供給を受けた直交信号生成部110Bでは、まず、帯域制限フィルタ111Bが、信号SIAにおける角周波数ωCを含む所定の周波数帯の信号成分を選択的に通過させ、周波数帯域が制限された帯域制限信号LSBとして直交化部112Bへ送る(図9参照)。この結果、図11において二点鎖線で示されるように、信号SIAが高い角周波数領域に広く信号成分を有する場合であっても、例えば、図12に示されるように、信号成分の角周波数帯域が制限される。
When the signal SIA from the
帯域制限信号LSBを受けた直交化部112Bは、帯域制限信号LSBに基づいて、互いに直交する2つの信号OSB1,OSB2を生成し、FIL113B1,113B2へ送る(図9参照)。ここで、信号OSBj(j=1,2)のそれぞれは、図13に示されるように、パイロット信号PSに対応する信号成分として、角周波数(ωSH−ωC)の信号成分PSMj及び角周波数(ωSH+ωC)の信号成分PSPjの2つの信号成分を含んでいる。
Upon receiving the band limited signal LSB, the
なお、本第2実施形態では、直交化部112Bが帯域制限信号LSBの角周波数変換を行うことにしている。このため、上述した図11において二点鎖線で示されるように高い角周波数領域に広く信号成分を有する信号SIAの角周波数変換を行った場合に生じ得る信号成分PSMj及び信号成分PSPjのへのノイズの混入(図13における一点鎖線を参照)を防止することができるようになっている。
In the second embodiment, the
引き続き、信号OSB1を受けたFIL113B1が、信号OSB1における角周波数(ωSH−ωC)の成分、すなわち、パイロット信号PSに対応する信号成分を選択的に通過させ、信号PSB1としてダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する。また、信号OSB2を受けたFIL113B2が、信号OSB2における角周波数(ωSH−ωC)の成分、すなわち、パイロット信号PSに対応する信号成分を選択的に通過させ、信号PSB2としてダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する(図9参照)。
Subsequently, down FIL113B 1 which has received the signal OSB 1 is the component of the angular frequency of the signal OSB 1 (ω SH -ω C) , i.e., selectively pass a signal component corresponding to the pilot signal PS, as the signal PSB 1 Output toward the
ここで、信号PSB1は、上述した(10)式で表される波形となる。一方、信号PSB2は、上述した(11)式で表される波形となる。 Here, the signal PSB 1 has a waveform represented by the above-described equation (10). On the other hand, the signal PSB 2 has a waveform represented by the above-described equation (11).
信号PSB1,PSB2を受けたダウンサンプリング部115Aは、上述のようにして、信号PSB1,PSB2のそれぞれのサンプルレートfSM1を低減させて、サンプルレートfSM2でサンプリングされた信号PWB1,PWB2を生成する。こうして生成された信号PWB1,PWB2は、位相算出部120Bへ向けて出力される。
信号PWB1,PWB2を受けた位相算出部120Bは、上述したように、信号PWB1及び信号PWB2、並びに位相シフトΔθ1及び角周波数ωSHに基づいて、パイロット信号PSの位相θCを算出する。こうして算出された位相θCは、信号PHWとしてアップサンプリング部125へ送られる(図8参照)。
The
以後、第1実施形態の信号処理装置100Aの場合と同様に、信号PHWを受けたアップサンプリング部125が、信号PHWのサンプルレートfSM2を増加させて、サンプルレートfSM1でサンプリングされた信号PHAを生成し、基準信号生成部130Aへ送る(図8参照)。引き続き、信号PHAを受けた基準信号生成部130Aが、信号PHAに基づいて、パイロット信号PSに同期し、角周波数が2倍である基準信号BSAを生成し、信号加工部140へ送る(図8参照)。そして、基準信号生成部130Aからの基準信号BSA、及び、信号源910Aからの信号SIAを受けた信号加工部140が、振幅変調信号である信号成分SG2を、基準信号BSAを利用して加工し、角周波数0〜ωcの帯域の信号に復調し、加工結果信号MSAを生成する。そして、生成された加工結果信号MSAが、出力端子192を介して、外部へ出力される。
Thereafter, as in the case of the signal processing device 100A of the first embodiment, the
以上説明したように、本第2実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、角周波数ωCのパイロット信号PSを含む信号SIAから、PLL方式におけるフィードバックループや、位相計測の基準となるベース信号を用いることなく、パイロット信号PSの位相θCを導出する。このため、簡易にかつ迅速にパイロット信号PSとの同期が図られた基準信号BSAを生成することができる。 As described above, in the second embodiment, as in the case of the first embodiment, the signal SIA including the pilot signal PS of the angular frequency ω C is used as a reference for the feedback loop and phase measurement in the PLL system. The phase θ C of the pilot signal PS is derived without using the base signal. Therefore, it is possible to generate the reference signal BSA that is easily and quickly synchronized with the pilot signal PS.
また、本第2実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、パイロット信号PSの位相算出に利用する信号PWB1,PWB2のサンプルレートfSM2を、入力端子191で受けた信号SIAが有するサンプルレートfSM1から低減したものとするので、位相算出部120Bにおける、例えばarctan計算のような演算量の大きな計算の回数を低減することができる。したがって、総演算量を低減させることができる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the signal SIA received at the
また、本第2実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、低減したサンプルレートfSM2で得られた位相信号PHWを、サンプルレートfSM1に増加させる。ここで、サンプルレートfSM2を増加させる対象が位相であるので、精度を劣化させることなく、簡易にサンプルレートfSM1に増加させた位相信号PHAを得ることができる。したがって、サンプルレートfSM1の信号SIAの加工に適したサンプルレートfSM1の基準信号BSAを得ることができる。 In the second embodiment, the phase signal PHW obtained at the reduced sample rate f SM2 is increased to the sample rate f SM1 as in the case of the first embodiment. Here, since the target for increasing the sample rate f SM2 is the phase, it is possible to easily obtain the phase signal PHA increased to the sample rate f SM1 without degrading the accuracy. Therefore, it is possible to obtain a reference signal BSA sample rate f SM1 suitable for processing of the signal SIA sample rate f SM1.
また、本第2実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、基準信号BSAを利用して信号SIA中の信号成分SG2の加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分SG2に対して所望の加工を行うことができる。 In the second embodiment, as in the case of the first embodiment, since the signal component SG2 in the signal SIA is processed using the reference signal BSA, the signal component SG2 can be quickly and accurately processed. Desired processing can be performed.
また、本第2実施形態では、帯域制限フィルタ111Bにおける位相ずれΔθ1がある場合には、これを考慮して、パイロット信号PSの位相θCの算出を行うので、精度良く位相θCを算出することができる。このため、パイロット信号PSに精度良く同期した基準信号BSAを生成することができる。
Further, in the second embodiment, if there is a phase shift [Delta] [theta] 1 in the
また、本第2実施形態では、直交化部112Bにおいて周波数変換を行いつつ直交化を行うので、ヒルベルト変換等を用いて直交化する場合と比べて演算量を削減することができる。
Further, in the second embodiment, since the
また、本第2実施形態では、帯域制限フィルタ111Bにより信号SIAを帯域制限した帯域制限信号LSBを、角周波数変換を行いつつ直交化するので、パイロット信号PSの角周波数変換結果へのノイズの混入を低減させることができる。
In the second embodiment, since the band limited signal LSB obtained by band limiting the signal SIA by the
なお、本第2実施形態では、FIL113B1,FIL113B2を介することにより、位相シフトは発生しないものとした。これに対し、例えば、FIL113B1,FIL113B2を介することにより、位相シフトΔθ2が発生する構成とした場合には、第1の実施形態における場合と同様に、位相シフトΔθ2分の位相補償を、位相算出部120Bが行うようにすればよい。
In the second embodiment, it is assumed that no phase shift occurs through the
また、本第2実施形態では、帯域制限フィルタ111Bとして、位相シフトが発生しないフィルタを採用することもできる。この場合には、位相算出部120Bにおける帯域制限フィルタ111Bに対応する位相補償の計算が不要となる。
In the second embodiment, a filter that does not cause a phase shift may be employed as the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を、図14及び図15を主に参照しつつ説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference mainly to FIGS.
図14には、本第3実施形態に係る信号処理装置100Cの概略的な構成がブロック図にて示されている。なお、信号処理装置100Cは、第2実施形態における信号処理装置100Bと同様に、信号源910Aから出力された信号SIAを、入力端子191を介して受信して処理し、出力端子192から加工結果信号MSAとして出力する装置である。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a
図14に示されるように、信号処理装置100Cは、信号処理装置100Bと比べて、直交信号生成部110Bに代えて直交信号生成部110Cを備える点のみが異なる。この直交信号生成部110Cは、図15に示されるように、直交信号生成部110Bと比べて、ダウンサンプリング部115Aが、直交化部112BとFIL113B1,FIL113B2との間に配設されている点のみが異なる。以下、かかる相違点に主に着目して説明する。
As shown in FIG. 14, the
本第3実施形態におけるダウンサンプリング部115Aは、直交化信号OSB1,OSB2のサンプルレートfSM1を低減させて、サンプルレートfSM2でサンプリングされた信号OWB1,OWB2を生成する。より具体的には、本第3実施形態におけるダウンサンプリング部115Aは、信号OSB1のデータ列(…,OSB1(t0),OSB1(t1),…,OSB1(tp),…)から3つごとのデータ選択を行い、データ列(…,OSB1(t0),OSB1(t3),…,OSB1(t3p),…)を生成することにより、信号OWB1を生成する。また、ダウンサンプリング部115Aは、信号OSB2のデータ列(…,OSB2(t0),OSB2(t1),…,OSB2(tp),…)から3つごとのデータ選択を行い、データ列(…,OSB2(t0),OSB2(t3),…,OSB2(t3p),…)を生成することにより、信号OWB2を生成する。こうして生成された信号OWB1,OWB2は、FIL113B1,113B2へ向けて出力される。
The down-
この結果、信号OWB1,OWB2がFIL113B1,FIL113B2を介することにより、信号PWB1,PWB2が生成される。すなわち、直交信号生成部110Cは、直交信号生成部110Bの場合と同様に、信号源910Aからの信号SIAに基づいて、信号PWB1、PWB2を生成するようになっている。
As a result, the signals PWB 1 and PWB 2 are generated by passing the signals OWB 1 and OWB 2 through the
なお、本第3実施形態においては、帯域制限フィルタ111Bが、ダウンサンプリング部115Aにおけるサンプルレート低減のためのデシメーションフィルタとしての機能も果たすようになっている。
In the third embodiment, the
<動作>
次に、上記のように構成された信号処理装置100Cにおける信号処理動作について説明する。
<Operation>
Next, a signal processing operation in the
信号源910Aからの信号SIAが、入力端子191を介して信号処理装置100Cで受信されると、信号処理装置100Cでは、信号SIAが、直交信号生成部110C及び信号加工部140へ供給される(図14参照)。信号SIAの供給を受けた直交信号生成部110Cでは、上述したように、帯域制限フィルタ111B、直交化部112B、ダウンサンプリング部115A、及びFIL113B1,113B2により処理が順次行われ、信号PWB1、PWB2を生成する。
When the signal SIA from the
以後、第2実施形態の場合と同様に、位相算出部120B、アップサンプリング部125、基準信号生成部130A及び信号加工部140による処理が順次行われ、加工結果信号MSAが生成される。こうして生成された加工結果信号MSAは、出力端子192を介して、外部へ出力される。
Thereafter, similarly to the case of the second embodiment, the processing by the
以上説明したように、本第3実施形態によれば、上述した第2実施形態と同様の効果を奏する。 As described above, according to the third embodiment, the same effects as those of the second embodiment described above can be obtained.
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態を、図16及び図17を主に参照しつつ説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference mainly to FIGS.
図16には、本第4実施形態に係る信号処理装置100Dの概略的な構成がブロック図にて示されている。なお、信号処理装置100Dは、第2実施形態における信号処理装置100Bと同様に、信号源910Aから出力された信号SIAを、入力端子191を介して受信して処理し、出力端子192から加工結果信号MSAとして出力する装置である。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a
図16に示されるように、信号処理装置100Dは、信号処理装置100Bと比べて、直交信号生成部110Bに代えて直交信号生成部110Dを備える点のみが異なる。この直交信号生成部110Dは、図17に示されるように、直交信号生成部110Bと比べて、ダウンサンプリング部115Aに代えて、帯域制限フィルタ111Bと、直交化部112Bとの間に配設されたダウンサンプリング部115Dを備えている点のみが異なる。以下、かかる相違点に主に着目して説明する。
As shown in FIG. 16, the
本第4実施形態におけるダウンサンプリング部115Dは、信号LSBのサンプルレートfSM1を低減させて、サンプルレートfSM2でサンプリングされた信号LSWを生成する。より具体的には、本第4実施形態におけるダウンサンプリング部115Dは、信号LSBのデータ列(…,LSB(t0),LSB(t1),…,LSB(tp),…)から3つごとのデータ選択を行い、データ列(…,LSB(t0),LSB(t3),…,LSB(t3p),…)を生成することにより、信号LSWを生成する。こうして生成されたサンプルレートfSM2の信号LSWは、直交化部112Bへ向けて出力される。
The
この結果、信号LSWを受けた直交化部112Bにおいて、サンプルレートfSM2の直交化信号OWB1,OWB2が生成される。そして、直交化信号OWB1がFIL113B1を介することにより、信号PWB1が生成されるとともに、直交化信号OWB2がFIL113B2を介することにより、信号PWB2が生成される。
As a result, the
すなわち、直交信号生成部110Dは、直交信号生成部110Bの場合と同様に、信号源910Aからの信号SIAに基づいて、信号PWB1、PWB2を生成するようになっている。
That is, the orthogonal
なお、本第4実施形態においては、帯域制限フィルタ111Bが、ダウンサンプリング部115Dにおけるサンプルレート低減のためのデシメーションフィルタとしての機能も果たすようになっている。
In the fourth embodiment, the
<動作>
次に、上記のように構成された信号処理装置100Dにおける信号処理動作について説明する。
<Operation>
Next, a signal processing operation in the
信号源910Aからの信号SIAが、入力端子191を介して信号処理装置100Dで受信されると、信号処理装置100Dでは、信号SIAが、直交信号生成部110D及び信号加工部140へ供給される(図16参照)。信号SIAの供給を受けた直交信号生成部110Dでは、上述したように、帯域制限フィルタ111B、ダウンサンプリング部115D、直交化部112B及びFIL113B1,113B2により処理が順次行われ、信号PWB1、PWB2が生成される。
When the signal SIA from the
以後、第2実施形態の場合と同様に、位相算出部120B、アップサンプリング部125、基準信号生成部130A及び信号加工部140による処理が順次行われ、加工結果信号MSAが生成される。こうして生成された加工結果信号MSAは、出力端子192を介して、外部へ出力される。
Thereafter, similarly to the case of the second embodiment, the processing by the
以上説明したように、本第4実施形態によれば、上述した第2実施形態と同様の効果を奏する。 As described above, according to the fourth embodiment, the same effects as those of the second embodiment described above can be obtained.
[第5実施形態]
次いで、本発明の第5実施形態を、図18〜図19を主に参照しつつ説明する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference mainly to FIGS.
図18には、本第5実施形態に係る信号処理装置100Eの概略的な構成がブロックにて示されている。なお、信号処理装置100Eは、第2実施形態における信号処理装置100Bと同様に、信号源910Aから出力された信号SIAを、入力端子191を介して受信して処理し、出力端子192から加工結果信号MSAとして出力する装置である。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a
図18に示されるように、信号処理装置100Eは、上述した信号処理装置100Bと比べて、直交信号生成部110Bに代えて直交信号生成部110Eを備えるとともに、位相算出部120Bに代えて位相算出部120Eを備える点のみが異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
As shown in FIG. 18, the
なお、本第5実施形態において、信号加工部140は、第2種信号加工手段として機能する。
In the fifth embodiment, the
直交信号生成部110Eは、図19に示されるように、上述した直交信号生成部110Bと比べて、帯域制限フィルタ111Bに代えて帯域制限フィルタ111Eを備える点、及び、FIL113B1,113B2に代えてフィルタ手段としてのFIL113E1,113E2を備える点が異なっている。そして、帯域制限フィルタ111Eから出力された帯域制限信号LSEが、直交化部112Bへ送られるとともに、信号加工部140へも送られる点のみが、直交信号生成部110Bの場合と異なっている。
As shown in FIG. 19, the orthogonal signal generation unit 110E includes a
帯域制限フィルタ111Eは、有限インパルス応答(FIR)フィルタ等のデジタルフィルタとして構成されている。帯域制限フィルタ111Eは、信号SIAにおける角周波数ωC及び信号加工部140における加工対象となる信号SIA中の信号成分SG2の周波数帯(角周波数ωc〜3ωc)を含む所定の周波数帯の信号成分を選択的に通過させ、周波数帯域が制限された帯域制限信号LSEとして直交化部112B及び信号加工部140へ向けて出力する。
The
本第5実施形態では、帯域制限フィルタ111Eは、直交化部112Bにおいて角周波数変換に際して行われる正弦波(∝sin(ωSH・t))の乗算の結果、角周波数0で折り返された成分が、パイロット信号PSの角周波数シフトの結果(本第5実施形態では、角周波数(ωSH−ωC))と重ならない(又は、十分に抑圧されている)ように、通過させる信号の周波数帯域を制限する。また、帯域制限フィルタ111Eは、サンプルレートの1/2に対応する角周波数で折り返された成分が、パイロット信号PSの角周波数シフトの結果と重ならない(又は、十分に抑圧されている)ように、通過させる信号の周波数帯域を制限する。さらに、帯域制限フィルタ111Eは、角周波数ωc〜3ωcにおいて信号透過率が平坦となる特性を有している。かかる機能を有する帯域制限フィルタ111Eは、例えば、FIR方式のローパスフィルタとして実現することができる。
In the fifth embodiment, the
なお、本第5実施形態では、帯域制限フィルタ111Eを介することによる位相シフトは発生しないものとする。
In the fifth embodiment, it is assumed that a phase shift due to passing through the
直交化部112Bは、上記の第2実施形態の場合と同様に動作する。すなわち、直交化部112Bは、帯域制限信号LSEに基づいて、互いに直交するとともに、パイロット信号PSの位相θC(t)を反映した2つの信号OSE1,OSE2を生成する。そして、直交化部112Bは、信号OSE1,OSE2をFIL113E1,113E2へ向けて出力する。
The
FIL113E1は、無限インパルス応答(IIR)フィルタ等のデジタルフィルタとして構成されている。このFIL113E1は、直交化部112Bからの信号OSE1を受ける。そして、FIL113E1は、信号OSE1におけるパイロット信号PSに対応する信号成分の一方、本第5実施形態では角周波数(ωSH−ωC)の成分を選択的に通過させ、信号PSE1としてダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する。FIL113E1としては、例えば、IIR方式のバンドパスフィルタを採用することができる。
The
なお、FIL113E1を介することにより、フィルタリング演算に伴う固定的な位相シフトΔθ2が発生する場合がある。本第5実施形態では、かかる位相シフトΔθ2が発生するものとする。
Note that a fixed phase shift Δθ 2 associated with the filtering calculation may occur through the
かかるFIL113E1から出力される信号PSE1は、次の(12)式のように表される。
PSE1(t)∝A(t)・sin[θS(t)]
=A(t)・sin[ωSHt−θC(t)−Δθ2]
=A(t)・sin[ωSHt−(ωCt+φ0)−Δθ2] …(12)
ここで、A(t)は、パイロット信号PSの振幅値を表す。
The signal PSE 1 output from the
PSE 1 (t) ∝A (t) · sin [θ S (t)]
= A (t) · sin [ω SH t−θ C (t) −Δθ 2 ]
= A (t) · sin [ω SH t− (ω C t + φ 0 ) −Δθ 2 ] (12)
Here, A (t) represents the amplitude value of the pilot signal PS.
FIL113E2は、FIL113E1と同様に構成されている。このFIL113E2は、直交化部112Bからの信号OSE2を受ける。そして、FIL113E2は、信号OSE2におけるパイロット信号PSに対応する信号成分の一方、本第5実施形態では角周波数(ωSH−ωC)の成分を選択的に通過させ、信号PSE2をダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する。
The
かかるFIL113E2から出力される信号PSE2は、次の(13)式のように表される。
PSE2(t)∝A(t)・cos[θS(t)]
=A(t)・cos[ωSHt−θC(t)−Δθ2]
=A(t)・cos[ωSHt−(ωCt+φ0)−Δθ2] …(13)
The signal PSE 2 output from the
PSE 2 (t) ∝A (t) · cos [θ S (t)]
= A (t) · cos [ω SH t−θ C (t) −Δθ 2 ]
= A (t) · cos [ω SH t− (ω C t + φ 0 ) −Δθ 2 ] (13)
ダウンサンプリング部115Aは、上述した第2実施形態における信号PSB1,PSB2の場合と同様に、信号PSE1,PSE2のそれぞれのサンプルレートfSM1を低減させて、サンプルレートfSM2でサンプリングされた信号PWE1,PWE2を生成する。より具体的には、ダウンサンプリング部115Aは、信号PSE1のデータ列(…,PSE1(t0),PSE1(t1),…,PSE1(tp),…)から3つごとのデータ選択を行い、データ列(…,PSE1(t0),PSE1(t3),…,PSE1(t3p),…)を生成することにより、信号PWE1を生成する。また、ダウンサンプリング部115Aは、信号PSE2のデータ列(…,PSE2(t0),PSE2(t1),…,PSE2(tp),…)から3つごとのデータ選択を行い、データ列(…,PSE2(t0),PSE2(t3),…,PSE2(t3p),…)を生成することにより、信号PWE2を生成する。こうして生成された信号PWE1,PWE2は、位相算出部120Eへ向けて出力される。
As in the case of the signals PSB 1 and PSB 2 in the second embodiment described above, the
図18に戻り、位相算出部120Eは、直交信号生成部110Eからの信号PSE1及び信号PSE2に基づいて、パイロット信号PSの位相θC(t)を算出する。かかる算出に際して、位相算出部120Eは、例えば、信号PSE1及び信号PSE2についてarctan等の演算を行ったうえで、上述した位相シフトΔθ2及び角周波数ωSHの寄与分を補正して、位相θCを算出する。
Returning to FIG. 18, the
こうして算出されたθC(t)は、信号PHWとして、位相算出部120Eからアップサンプリング部125へ向けて出力される。
The thus calculated θ C (t) is output from the
<動作>
次に、上記のように構成された信号処理装置100Eにおける信号処理動作について説明する。
<Operation>
Next, a signal processing operation in the
信号源910Aからの信号SIAが、入力端子191を介して信号処理装置100Eで受信されると、信号SIAが、直交信号生成部110Eへ供給される(図19参照)。信号SIAの供給を受けた直交信号生成部110Eでは、まず、帯域制限フィルタ111Eが、信号SIAにおける角周波数ωC及び信号成分SG2の角周波数帯域(角周波数ωC〜3ωC)含む所定の周波数帯の信号成分を選択的に通過させ、周波数帯域が制限された帯域制限信号LSEとして直交化部112B及び信号加工部140へ送る(図19参照)。
When the signal SIA from the
帯域制限信号LSEを受けた直交化部112Bは、帯域制限信号LSEに基づいて、互いに直交する2つの信号OSE1,OSE2を生成し、FIL113E1,113E2へ送る(図19参照)。ここで、信号OSEj(j=1,2)のそれぞれは、上記の第2実施形態の場合における信号OSBjと同様に、パイロット信号PSに対応する信号成分として、角周波数(ωSH−ωC)の信号成分PSMj及び角周波数(ωSH+ωC)の信号成分PSPjの2つの信号成分を含んでいる(図13参照)。
The
なお、本第5実施形態では、直交化部112Bが帯域制限信号LSEの角周波数変換を行うことにしている。このため、第2実施形態の場合と同様に、高い角周波数領域に広く信号成分を有する信号SIAの角周波数変換を行った場合に生じ得る信号成分PSMj及び信号成分PSPjへのノイズの混入を防止することができるようになっている(第2実施形態において参照した図11〜図13参照)。
In the fifth embodiment, the
引き続き、信号OSE1を受けたFIL113E1が、信号OSE1における角周波数(ωSH−ωC)の成分、すなわち、パイロット信号PSに対応する信号成分を選択的に通過させ、信号PSE1としてダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する。また、信号OSE2を受けたFIL113E2が、信号OSE2における角周波数(ωSH−ωC)の成分、すなわち、パイロット信号PSに対応する信号成分を選択的に通過させ、信号PSE2としてダウンサンプリング部115Aへ向けて出力する(図19参照)。
Subsequently, down FIL113E 1 which has received the signal OSE 1 is the component of the angular frequency of the signal OSE 1 (ω SH -ω C) , i.e., selectively pass a signal component corresponding to the pilot signal PS, as the signal PSE 1 Output toward the
ここで、信号PSE1は、上述した(12)式で表される波形となる。一方、信号PSE2は、上述した(13)式で表される波形となる。 Here, the signal PSE 1 has a waveform represented by the above-described equation (12). On the other hand, the signal PSE 2 has a waveform represented by the above-described equation (13).
信号PSE1,PSE2を受けたダウンサンプリング部115Aは、上述のようにして、信号PSE1,PSE2のそれぞれのサンプルレートfSM1を低減させて、サンプルレートfSM2でサンプリングされた信号PWE1,PWE2を生成する。こうして生成された信号PWE1,PWE2は、位相算出部120Eへ向けて出力される(図19参照)。
Upon receiving the signals PSE 1 and PSE 2 , the
信号PWE1,PWE2を受けた位相算出部120Eは、上述したように、信号PWE1及び信号PWE2、並びに位相シフトΔθ2及び角周波数ωSHに基づいて、パイロット信号PSの位相θCを算出する。こうして算出された位相θCは、信号PHWとしてアップサンプリング部125へ送られる(図18参照)。
The
以後、第2実施形態の場合と同様に、アップサンプリング部125、基準信号生成部130A及び信号加工部140による処理が順次行われ、加工結果信号MSAが生成される。こうして生成された加工結果信号MSAは、出力端子192を介して、外部へ出力される。
Thereafter, similarly to the case of the second embodiment, the processing by the
以上説明したように、本第5実施形態では、第2実施形態の場合と同様に、角周波数ωCのパイロット信号PSを含む信号SIAから、PLL方式におけるフィードバックループや、位相計測の基準となるベース信号を用いることなく、パイロット信号PSの位相θCを導出する。このため、簡易にかつ迅速にパイロット信号PSとの同期が図られた基準信号BSAを生成することができる。 As described above, in the fifth embodiment, as in the case of the second embodiment, the signal SIA including the pilot signal PS having the angular frequency ω C is used as a reference for the feedback loop and phase measurement in the PLL system. The phase θ C of the pilot signal PS is derived without using the base signal. Therefore, it is possible to generate the reference signal BSA that is easily and quickly synchronized with the pilot signal PS.
また、本第5実施形態では、第2実施形態の場合と同様に、基準信号BSAを利用して信号SIA中の信号成分SG2の加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分SG2に対して所望の加工を行うことができる。 In the fifth embodiment, as in the case of the second embodiment, the signal component SG2 in the signal SIA is processed using the reference signal BSA, so that the signal component SG2 can be quickly and accurately processed. Desired processing can be performed.
また、本第5実施形態では、第2実施形態の場合と同様に、パイロット信号PSの位相算出に利用する信号PWE1,PWE2のサンプルレートfSM2を、入力端子191で受けた信号SIAが有するサンプルレートfSM1から低減したものとするので、位相算出部120Bにおける、例えばarctan計算のような演算量の大きな計算の回数を低減することができる。したがって、総演算量を低減させることができる。
In the fifth embodiment, similarly to the second embodiment, the signal SIA received at the
また、本第5実施形態では、第2実施形態の場合と同様に、低減したサンプルレートfSM2で得られた位相信号PHWを、サンプルレートfSM1に増加させる。ここで、サンプルレートfSM2を増加させる対象が位相であるので、精度を劣化させることなく、簡易にサンプルレートfSM1に増加させた位相信号PHAを得ることができる。したがって、サンプルレートfSM1の信号SIAの加工に適したサンプルレートfSM1の基準信号BSAを得ることができる。 In the fifth embodiment, as in the second embodiment, the phase signal PHW obtained at the reduced sample rate f SM2 is increased to the sample rate f SM1 . Here, since the target for increasing the sample rate f SM2 is the phase, it is possible to easily obtain the phase signal PHA increased to the sample rate f SM1 without degrading the accuracy. Therefore, it is possible to obtain a reference signal BSA sample rate f SM1 suitable for processing of the signal SIA sample rate f SM1.
また、本第5実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、FIL113E1,113E2における位相ずれΔθ2を考慮して、パイロット信号PSの位相θCの算出を行うので、精度良く位相θCを算出することができる。このため、パイロット信号PSに精度良く同期した基準信号BSAを生成することができる。
Further, in the fifth embodiment, as in the case of the first embodiment, the phase θ C of the pilot signal PS is calculated in consideration of the phase shift Δθ 2 in the
また、本第5実施形態では、第2実施形態の場合と同様に、直交化部112Dにおいて周波数変換行いつつ直交化をを行うので、ヒルベルト変換等を用いて直交化する場合と比べて演算量を削減することができる。 Further, in the fifth embodiment, as in the case of the second embodiment, since orthogonalization is performed while performing frequency conversion in the orthogonalization unit 112D, the amount of calculation is larger than that in the case of orthogonalization using Hilbert transform or the like. Can be reduced.
また、本第5実施形態では、第2実施形態の場合と同様に、帯域制限フィルタ111Eにより信号SIAを帯域制限した帯域制限信号LSEを、角周波数変換を行いつつ直交化するので、パイロット信号PSの角周波数変換結果へのノイズの混入を低減させることができる。
Further, in the fifth embodiment, as in the case of the second embodiment, the band limited signal LSE obtained by band limiting the signal SIA by the
なお、本第5実施形態では、帯域制限フィルタ111Eを介することにより、位相シフトは発生しないものとした。これに対し、帯域制限フィルタ111Eを介することにより、位相シフトΔθ1が発生する場合には、第2実施形態におけるのと同様にして、位相シフトΔθ1分の位相補償を、位相算出部120Eが行うようにする。そして、基準信号生成部130Aに代えて、図20に示される構成の基準信号生成部130Eを備えるようにすればよい。
In the fifth embodiment, no phase shift occurs due to the
かかる基準信号生成部130Eは、アップサンプリング部125からの信号PHAに基づいて、パイロット信号PSに同期し、角周波数が2倍の基準信号BSEを生成する。かかる機能を有する基準信号生成部130Eは、上述した基準信号生成部130Aと比べて、位相加工部131Aに代えて位相加工部131Eを備える点のみが異なっている。
Based on the signal PHA from the
位相加工部131Eは、アップサンプリング部125からの信号PHAを受けて、信号PHAが示す位相θC(t)を加工する。かかる加工に際して、位相加工部131Eは、次の(14)式により、位相θM(t)を算出する。
θM(t)=2(θC(t)−Δθ1)
=2(ωCt+φ0−Δθ1) …(14)
The
θ M (t) = 2 (θ C (t) −Δθ 1 )
= 2 (ω C t + φ 0 −Δθ 1 ) (14)
こうして算出された位相θM(t)は、位相加工信号MPEとして信号発生部132へ向けて出力される。この位相加工信号MPEを受けた信号発生部132は、基準信号BSEを生成する。信号発生部132は、位相値に対応した振幅値が登録された正弦値テーブルを備えており、位相加工信号MPEによって示された位相θM(t)の正弦波信号を基準信号BSEとして生成する。
The phase θ M (t) calculated in this way is output toward the
この基準信号BSEは、次の(15)式で表される。
BSE(t)=C0・sin[θM(t)]
=C0・sin[2(θC(t)−Δθ1)]
=C0・sin[2(ωCt+φ0−Δθ1)] …(15)
This reference signal BSE is expressed by the following equation (15).
BSE (t) = C 0 · sin [θ M (t)]
= C 0 · sin [2 (θ C (t) −Δθ 1 )]
= C 0 · sin [2 (ω C t + φ 0 −Δθ 1 )] (15)
こうして生成された基準信号BSEは、基準信号生成部130Eから信号加工部140へ向けて出力される。この結果、信号加工部140は、振幅変調信号である信号成分SG2を、基準信号BSEを利用して加工し、角周波数0〜ωcの帯域の信号に復調する。
The reference signal BSE generated in this way is output from the reference
また、本第5実施形態では、FIL113E1,FIL113E2として、位相シフトが発生しないフィルタを採用することもできる。この場合には、位相算出部120EにおけるFIL113E1,FIL113E2に対応する位相補償の計算が不要となる。
In the fifth embodiment, as the
また、本第5実施形態では、帯域制限フィルタ111Eからの出力信号LSEをそのまま信号加工部140に供給するようにした。これに対し、帯域制限フィルタ111Eをデシメーションフィルタとしても利用したうえで、信号LSEのサンプルレートfSM1を低減し、サンプルレートfSM3(ここで、fSM2<fSM3<fSM1)の信号LWEを生成するダウンサンプリング部を新たに配設し、信号LWEを信号加工部140に供給するようにしてもよい。この場合、アップサンプリンブ部125では、サンプルレートfSM2からサンプルレートfSM3への変更を行うようにすればよい。
In the fifth embodiment, the output signal LSE from the
[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態を、図21〜図25を主に参照しつつ説明する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference mainly to FIGS.
<構成>
図21には、本第6実施形態に係る信号処理装置100Fの概略的な構成がブロック図にて示されている。この信号処理装置100Fは、信号源910Fから出力された信号SIFを、入力端子191を介して受信して処理し、出力端子1921,1922から加工結果信号MSA,MSFとして出力する装置である。
<Configuration>
FIG. 21 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a
本第6実施形態では、信号SIFは、図22に示されるように、角周波数ωcのパイロット信号PSと、角周波数ωc〜3ωcの周波数帯の信号成分SG2とに加えて、角周波数3ωc〜5ωcの周波数帯の信号成分SG3を更に含んでいるものとする。ここで、信号成分SG3は、角周波数0〜ωcの帯域の信号により、パイロット信号PSの4倍の角周波数の信号(∝sin[4(ωct+φ0))])を振幅変調した信号であるものとする。本第6実施形態においては、信号処理装置100Fは、パイロット信号PSに基づいて、角周波数2ωcの基準信号BSA(∝sin[2(ωct+φ0)])及び角周波数4ωcの基準信号BSF(∝sin[4(ωct+φ0))])を生成する。そして、信号処理装置100Fは、基準信号BSAを利用して、振幅変調信号SG2を復調するとともに、基準信号BSFを利用して、振幅変調信号SG3を復調するようになっている。
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 22, the signal SIF includes an angular frequency ω c in addition to the pilot signal PS of the angular frequency ω c and the signal component SG2 in the frequency band of the angular frequencies ω c to 3ω c. It is assumed that the signal component SG3 in the frequency band of 3ω c to 5ω c is further included. Here, the signal component SG3 is the band of the signal of the
図21に示されるように、信号処理装置100Fは、上述した信号処理装置100Aと比べて、基準信号生成部130Aに代えて基準信号生成部130Fを備えるとともに、信号加工手段として、2つの信号加工部1401,1402を備える点のみが異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
As shown in FIG. 21, the
基準信号生成部130Fは、アップサンプリング部125からの信号PHAに基づいて、パイロット信号に同期し、角周波数が2倍の基準信号BSA、及び、パイロット信号に同期し、角周波数が4倍の基準信号BSFを生成する。かかる機能を有する基準信号生成部130Fは、図23に示されるように、上述した基準信号生成部130Aと比べて、位相加工部131Fと、信号発生部133とを更に備える点のみが異なっている。
The reference
位相加工部131Fは、アップサンプリング部125からの信号PHAを受けて、信号PHAが示す位相θC(t)を加工する。本第6実施形態においては、位相加工部131Fは、次の(16)式により、位相θN(t)を算出する。
θN(t)=4θC(t)=4(ωCt+φ0) …(16)
The
θ N (t) = 4θ C (t) = 4 (ω C t + φ 0 ) (16)
すなわち、本第6実施形態では、位相加工部131Fは、角周波数4ωCで変化する位相θN(t)を算出する。こうして算出された位相θN(t)は、位相加工信号MPFとして信号発生部133へ向けて出力される。
That is, in the sixth embodiment, the
信号発生部133は、位相加工部131Fからの位相加工信号MPFに基づいて、基準信号BSFを生成する。この信号発生部133は、信号発生部132と同様に構成されている。
The
こうして生成される基準信号BSFは、次の(17)式で表される。
BSF(t)=C0・sin[θN(t)]
=C0・sin[4θC(t)]
=C0・sin[4(ωCt+φ0)] …(17)
The reference signal BSF generated in this way is expressed by the following equation (17).
BSF (t) = C 0 · sin [θ N (t)]
= C 0 · sin [4θ C (t)]
= C 0 · sin [4 (ω C t + φ 0 )] (17)
こうして生成された基準信号BSFは、基準信号生成部130Fから信号加工部1402へ向けて出力される。なお、基準信号生成部130Fにおける位相加工部131A及び信号発生部132を利用して生成された基準信号BSAは、基準信号生成部130Fから信号加工部1401へ向けて出力される。
Reference signal BSF thus generated is outputted to the
信号加工部1401,1402のそれぞれは、上述した信号加工部140と同様に構成されている。ここで、信号加工部1401は、入力端子191を介した信号SIF及び基準信号生成部130Fからの基準信号BSAを受ける。そして、信号加工部1401は、振幅変調信号である信号成分SG2を、基準信号BSAを利用して加工し、角周波数0〜ωcの帯域の信号に復調する。こうして生成された加工結果信号MSAは、出力端子1921を介して、外部へ出力される。
Each of the
また、信号加工部1402は、入力端子191を介した信号SIF及び基準信号生成部130Fからの基準信号BSFを受ける。そして、信号加工部1402は、振幅変調信号である信号成分SG3を、基準信号BSFを利用して加工し、角周波数0〜ωcの帯域の信号に復調する。こうして生成された加工結果信号MSFは、出力端子1922を介して、外部へ出力される。
The
<動作>
次に、上記のように構成された信号処理装置100Fにおける信号処理動作について説明する。
<Operation>
Next, a signal processing operation in the
信号源910Fからの信号SIFが、入力端子191を介して信号処理装置100Fで受信されると、信号SIFが、直交信号生成部110A及び信号加工部1401,1402へ供給される(図21参照)。信号SIFの供給を受けた直交信号生成部110Aでは、上述した第1実施形態の場合と同様にして、直交化部112A、FIL113A1,113A2及びダウンサンプリング部115Aを使用し、信号PWA1,PWA2が生成される。こうして生成された信号PWA1,PWA2は、位相算出部120Aへ送られる。
When the signal SIF from the
信号PWA1,PWA2を受けた位相算出部120Aは、第1実施形態の場合と同様にして、パイロット信号PSの位相θCを算出する。こうして算出された位相θCは、信号PHWとしてアップサンプリング部125へ送られる(図21参照)。引き続き、信号PHWを受けたアップサンプリング部125が、信号PHWのサンプルレートfSM2を増加させて、サンプルレートfSM1でサンプリングされた信号PHAを生成し、基準信号生成部130Fへ送る(図21参照)。
The
信号PHAを受けた基準信号生成部130Fは、信号PHAに基づいて、角周波数2ωCの基準信号BSA及び角周波数4ωCの基準信号BSFを生成する。かかる基準信号BSAの生成に際しては、基準信号生成部130Fでは、上述した基準信号生成部130Aの場合と同様にして、位相加工部131A及び信号発生部132を利用する、こうして生成された基準信号BSAは、信号加工部1401へ送られる。
The
また、基準信号BSFの生成に際しては、基準信号生成部130Fでは、位相加工部131Fが、上述した(16)式により、角周波数4ωCを有する位相θN(t)を算出し、信号生成部133へ送る(図23参照)。位相θN(t)を受けた信号発生部133は、位相θN(t)に基づいて内部の正弦値テーブルを参照して、上述した(17)式で表される正弦波信号である基準信号BSFを生成する。こうして生成された基準信号BSFは、信号加工部1402へ送られる(図23参照)。
When generating the reference signal BSF, in the reference
基準信号生成部130Fからの基準信号BSA、及び、信号源910Fからの信号SIFを受けた信号加工部1401は、上述した信号加工部140の場合と同様にして、振幅変調信号である信号成分SG2を、基準信号BSAを利用して加工し、角周波数0〜ωcの帯域の信号に復調する。こうして、信号成分SG2に対応し、図24(図7を再掲)に示されるように、角周波数0〜ωCの帯域の加工結果信号MSAが生成され、出力端子1921を介して、外部へ出力される。
The
基準信号生成部130Fからの基準信号BSF、及び、信号源910Fからの信号SIFを受けた信号加工部1402は、振幅変調信号である信号成分SG3を、基準信号BSFを利用して加工し、角周波数0〜ωcの帯域の信号に復調する。かかる加工に際して、信号加工部1402では、まず、信号加工部1402内の乗算部141が、信号SIFと基準信号BSFとの乗算を行い、混合信号MXFを生成する。ここで、上述したように、信号SIFにおける信号成分SG3は、角周波数3ωC〜5ωCの角周波数成分を有し、基準信号BSFは角周波数4ωCの成分のみを有しているので、混合信号MXFにおける信号成分SG3に対応する信号成分は、角周波数0〜ωCの成分と、角周波数7ωC〜9ωCに対応する成分とに角周波数変換される。こうして生成された混合信号MXFは、信号加工部1402内のLPF142へ向けて送られる。
The
混合信号MXFを受けたLPF142は、角周波数0〜ωCの信号成分を選択的に通過させる。この結果、信号成分SG3に対応し、図28に示されるように、角周波数0〜ωCの周波数帯の加工結果信号MSFが生成されて、出力端子1922を介して、外部へ出力される。
Receiving the mixed signal MXF, the
以上説明したように、本第6実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、角周波数ωCのパイロット信号PSを含む信号SIFから、PLL方式におけるフィードバックループや、位相計測の基準となるベース信号を用いることなく、パイロット信号PSの位相θCを導出する。このため、簡易にかつ迅速にパイロット信号PSとの同期が図られた基準信号BSA,BSFを生成することができる。 As described above, in the sixth embodiment, as in the case of the first embodiment, a feedback loop in the PLL system and a reference for phase measurement are obtained from the signal SIF including the pilot signal PS of the angular frequency ω C. The phase θ C of the pilot signal PS is derived without using the base signal. Therefore, the reference signals BSA and BSF that are synchronized with the pilot signal PS can be generated easily and quickly.
また、本第6実施形態では、基準信号BSA,BSFを利用して信号SIF中の信号成分SG2,SG3の加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分SG2,SG3に対して所望の加工を行うことができる。 In the sixth embodiment, since the signal components SG2 and SG3 in the signal SIF are processed using the reference signals BSA and BSF, the signal components SG2 and SG3 can be processed quickly and accurately. It can be performed.
また、本第6実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、パイロット信号PSの位相算出に利用する信号PWA1,PWA2のサンプルレートfSM2を、入力端子191で受けた信号SIAが有するサンプルレートfSM1から低減したものとするので、位相算出部120Aにおける、例えばarctan計算のような演算量の大きな計算の回数を低減することができる。したがって、総演算量を低減させることができる。
In the sixth embodiment, as in the first embodiment, the signal SIA received at the
また、本第6実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、低減したサンプルレートfSM2で得られた位相信号PHWを、サンプルレートfSM1に増加させる。ここで、サンプルレートfSM2を増加させる対象が位相であるので、精度を劣化させることなく、簡易にサンプルレートfSM1に増加させた位相信号PHAを得ることができる。したがって、サンプルレートfSM1の信号SIFの加工に適したサンプルレートfSM1の基準信号BSA,BSFを得ることができる。 In the sixth embodiment, as in the case of the first embodiment, the phase signal PHW obtained at the reduced sample rate f SM2 is increased to the sample rate f SM1 . Here, since the target for increasing the sample rate f SM2 is the phase, it is possible to easily obtain the phase signal PHA increased to the sample rate f SM1 without degrading the accuracy. Therefore, the reference signal BSA sample rate f SM1 suitable for processing of the signal SIF sample rate f SM1, it is possible to obtain a BSF.
また、本第6実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、FIL113A1,113A2における位相ずれΔθがある場合には、これを考慮して、パイロット信号PSの位相θCの算出を行うので、精度良く位相θCを算出することができる。このため、パイロット信号PSに精度良く同期した基準信号BSA,BSFを生成することができる。
In the sixth embodiment, similarly to the first embodiment, when there is a phase shift Δθ in the
なお、本第6実施形態では、基準信号BSA及び基準信号BSFを同一のサンプルレートとした。これに対し、基準信号BSA及び基準信号BSFのそれぞれに対応してアップサンプリング部を用意して、基準信号BSAのサンプルレートと、基準信号BSFのサンプルレートとを異なるものとすることもできる。この場合には、信号加工部1401及び信号加工部1402のそれぞれにおける加工にとって最適なサンプルレートを採用することができるようになる。
In the sixth embodiment, the reference signal BSA and the reference signal BSF have the same sample rate. On the other hand, an upsampling unit may be prepared for each of the reference signal BSA and the reference signal BSF so that the sample rate of the reference signal BSA is different from the sample rate of the reference signal BSF. In this case, it is possible to employ an optimum sample rate for processing in each of the
[第7実施形態]
次に、本発明の第7実施形態を、図26〜図28を主に参照しつつ説明する。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference mainly to FIGS.
<構成>
図26には、本第7実施形態に係る信号処理装置100Gの概略的な構成がブロック図にて示されている。この信号処理装置100Gは、信号源910Aから出力された信号SIAを、入力端子191を介して受信して処理し、出力端子192から加工結果信号MSGとして出力する装置である。
<Configuration>
FIG. 26 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a
図26に示されるように、信号処理装置100Gは、上述した信号処理装置100Aと比べて、基準信号生成部130Aに代えて基準信号生成部130Gを備えるとともに、位相オフセット設定部150を更に備える点のみが異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
As shown in FIG. 26, the
基準信号生成部130Gは、アップサンプリング部125からの信号PHAに基づいて、角周波数2ωCの基準信号BSGを生成する。かかる機能を有する基準信号生成部130Gは、図27に示されるように、上述した基準信号生成部130Aと比べて、位相加工部131Aと信号発生部132との間に配置された加算器135を更に備えている。
The reference
加算部135は、位相加工部131Aからの位相加工信号MPAと、位相オフセット設定部150からのオフセット位相信号POSを受ける。そして、加算部135は、位相加工信号MPAにより報告された位相θM(t)と、オフセット位相信号POSにより指定されたオフセット位相Δφとの加算を行い、位相θPの算出を行う。
The adding
ここで、位相θPは、次の(18)式で表される。
θP(t)=θM(t)+Δφ=2θC(t)+Δφ
=2(ωCt+φ0)+Δφ …(18)
Here, the phase θ P is expressed by the following equation (18).
θ P (t) = θ M (t) + Δφ = 2θ C (t) + Δφ
= 2 (ω C t + φ 0 ) + Δφ (18)
こうして算出された位相θP(t)は、位相加工信号MPGとして信号発生部132へ向けて出力される。この結果、信号発生部132により、次の(19)式で表される基準信号BSGが生成される。
BSG(t)=C0・sin[θP(t)]
=C0・sin[2θC(t)+Δφ]
=C0・sin[2(ωCt+φ0)+Δφ] …(19)
The phase θ P (t) calculated in this way is output to the
BSG (t) = C 0 · sin [θ P (t)]
= C 0 · sin [2θ C (t) + Δφ]
= C 0 · sin [2 (ω C t + φ 0 ) + Δφ] (19)
こうして生成された基準信号BSGは、基準信号生成部130Gから信号加工部140へ向けて出力される。
The reference signal BSG generated in this way is output from the reference
図26に戻り、位相オフセット設定部150は、入力端子191を介した信号SIAを受ける。そして、位相オフセット設定部150は、信号SIAの信号レベルや、信号SIAにおける角周波数3ωCより高い角周波数の成分であるノイズのレベルに基づいて、予め定められたアルゴリズムに従って、オフセット位相Δφを算出する。こうして算出されたオフセット位相Δφは、オフセット位相信号POSとして基準信号生成部130Gへ向けて出力される。
Returning to FIG. 26, the phase offset setting
<動作>
次に、上記のように構成された信号処理装置100Gにおける信号処理動作について説明する。
<Operation>
Next, a signal processing operation in the
信号源910Aからの信号SIAが、入力端子191を介して信号処理装置100Gで受信されると、信号SIAが、直交信号生成部110A、信号加工部140及び位相オフセット設定部150へ供給される(図26参照)。信号SIAの供給を受けた位相オフセット設定部150は、上述したように、信号SIAの信号レベルやノイズレベルに基づいてオフセット位相Δφを算出し、オフセット位相信号POSとして、基準信号生成部130Gへ向けて送る。
When the signal SIA from the
また、信号SIAの供給を受けた直交信号生成部110Aは、上述した第1実施形態の場合と同様にして、直交化部112A、FIL113A1,113A2及びダウンサンプリング部115Aを使用し、信号PWA1,PWA2が生成される。こうして生成された信号PWA1,PWA2は、位相算出部120Aへ送られる。
In addition, the orthogonal
信号PWA1,PWA2を受けた位相算出部120Aは、第1実施形態の場合と同様にして、パイロット信号PSの位相θCを算出する。こうして算出された位相θCは、信号PHWとしてアップサンプリング部125へ送られる(図26参照)。引き続き、信号PHWを受けたアップサンプリング部125が、信号PHWのサンプルレートfSM2を増加させて、サンプルレートfSM1でサンプリングされた信号PHAを生成し、基準信号生成部130Gへ送る(図26参照)。
The
信号PHAを受けた基準信号生成部130Gは、信号PHA及び位相オフセット設定部150からのオフセット位相信号POSに基づいて、角周波数2ωCの基準信号BSGを生成する。かかる基準信号BSGの生成に際しては、基準信号生成部130Gでは、上述した基準信号生成部130Aの場合と同様にして、位相加工部131Aが、上述した(5)式により、角周波数2ωCを有する位相θM(t)を算出し、位相加工信号MPAとして加算部135へ送る(図27参照)。
The
位相θMを受けた加算部135は、上述した(18)式に従って、オフセット位相信号POSにより指定されているオフセット位相Δφを位相θMに加算し、位相θPを算出する。こうして算出された位相θPは、信号発生部132へ送られる(図27参照)。
The adding
位相θPを受けた信号発生部132は、位相θPに基づいて内部の正弦値テーブルを参照して、上述した(19)式で表される正弦波信号である基準信号BSGを生成する。こうして生成された基準信号BSGは、信号加工部140へ送られる(図27参照)。
Signal generating
基準信号生成部130Gからの基準信号BSG、及び、信号源910Aからの信号SIAを受けた信号加工部140は、基準信号BSGを利用して信号SIAにおける振幅変調信号である信号成分SG2を基準信号BSGを利用して加工し、角周波数0〜ωcの帯域の信号に復調する。こうして生成された加工結果信号MSGは、次の(20)式で表されるように、cos(Δφ)の値に比例する。
MSG(t)∝cos(Δφ) …(20)
The
MSG (t) ∝cos (Δφ) (20)
このため、加工結果信号MSGは、図28に示されるように、角周波数0〜ωcの角周波数帯域の信号成分を有するとともに、オフセット位相Δφの設定値を変化させることにより、振幅値が変化する信号となっている。こうして生成された加工結果信号MSGは、出力端子192を介して、外部へ出力される。
Therefore, the processing result signal MSG, as shown in FIG. 28, which has a signal component of the angular frequency band of the
以上説明したように、本第7実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、角周波数ωCのパイロット信号PSを含む信号SIAから、PLL方式におけるフィードバックループや、位相計測の基準となるベース信号を用いることなく、パイロット信号PSの位相θCを導出する。このため、簡易にかつ迅速にパイロット信号PSとの同期が図られた基準信号BSGを生成することができる。 As described above, in the seventh embodiment, as in the case of the first embodiment, a feedback loop in the PLL system and a reference for phase measurement are obtained from the signal SIA including the pilot signal PS of the angular frequency ω C. The phase θ C of the pilot signal PS is derived without using the base signal. Therefore, the reference signal BSG that is synchronized with the pilot signal PS can be generated easily and quickly.
また、本第7実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、パイロット信号PSの位相算出に利用する信号PWA1,PWA2のサンプルレートfSM2を、入力端子191で受けた信号SIAが有するサンプルレートfSM1から低減したものとするので、位相算出部120Aにおける、例えばarctan計算のような演算量の大きな計算の回数を低減することができる。したがって、総演算量を低減させることができる。
In the seventh embodiment, as in the first embodiment, the signal SIA received at the
また、本第7実施形態では、第1実施形態の場合と同様に、低減したサンプルレートfSM2で得られた位相信号PHWを、サンプルレートfSM1に増加させる。ここで、サンプルレートfSM2を増加させる対象が位相であるので、精度を劣化させることなく、簡易にサンプルレートfSM1に増加させた位相信号PHAを得ることができる。したがって、サンプルレートfSM1の信号SIAの加工に適したサンプルレートfSM1の基準信号BSGを得ることができる。 In the seventh embodiment, as in the case of the first embodiment, the phase signal PHW obtained at the reduced sample rate f SM2 is increased to the sample rate f SM1 . Here, since the target for increasing the sample rate f SM2 is the phase, it is possible to easily obtain the phase signal PHA increased to the sample rate f SM1 without degrading the accuracy. Therefore, it is possible to obtain a reference signal BSG sample rate f SM1 suitable for processing of the signal SIA sample rate f SM1.
また、本第7実施形態では、基準信号BSGを利用して信号SIA中の信号成分SG2の加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分SG2に対して所望の加工を行うことができる。 In the seventh embodiment, since the signal component SG2 in the signal SIA is processed using the reference signal BSG, desired processing can be performed on the signal component SG2 quickly and accurately.
また、本第7実施形態では、第1実施形態の場合と同様にして、FIL113A1,113A2における位相ずれΔθがある場合には、これを考慮して、パイロット信号PSの位相θCの算出を行うので、精度良く位相θCを算出することができる。このため、パイロット信号PSに精度良く同期した基準信号BSGを生成することができる。
In the seventh embodiment, as in the case of the first embodiment, when there is a phase shift Δθ in the
また、本第7実施形態では、信号源910Aからの信号SIAの信号レベルやノイズレベルに対応したオフセット位相Δφを設定し、オフセット位相Δφを反映した基準信号BSGを生成するので、加工結果信号MSGの振幅を、信号SIAの信号レベルやノイズレベルに対応して変化させることができる。なお、オフセット位相Δφを、予め定められた固定値とすることもできる。
In the seventh embodiment, since the offset phase Δφ corresponding to the signal level and noise level of the signal SIA from the
[実施形態の変形]
本発明は、上記の第1〜第7実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
[Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the first to seventh embodiments described above, and various modifications are possible.
例えば、上記の第1〜第7実施形態では、基準信号として、パイロット信号PSの角周波数ωCの2倍の角周波数2ωCを有する信号を生成するようにした。これに対し、信号源から信号における加工対象信号成分の態様に応じて、角周波数ωCの任意倍の角周波数を有する信号を、基準信号として生成するようにすることもできる。さらに、第2及び第3実施形態の場合には、角周波数ωCとシフト角周波数ωSHとの任意の線形結合によって得られる角周波数を有する信号を基準信号として生成するようにすることもできる。 For example, in the first to seventh embodiments, a signal having an angular frequency 2ω C that is twice the angular frequency ω C of the pilot signal PS is generated as the reference signal. On the other hand, a signal having an angular frequency that is an arbitrary multiple of the angular frequency ω C can be generated as a reference signal in accordance with the mode of the signal component to be processed in the signal from the signal source. Furthermore, in the case of the second and third embodiments, a signal having an angular frequency obtained by an arbitrary linear combination of the angular frequency ω C and the shift angular frequency ω SH can be generated as the reference signal. .
また、上記の第1〜第7実施形態では、加工結果信号の角周波数帯域を角周波数0〜ωCの帯域としたが、基準信号の角周波数を変化させて、加工結果信号の角周波数帯域を任意の角周波数帯域とすることができる。 In the first to seventh embodiments, the angular frequency band of the machining result signal is the angular frequency band of 0 to ω C , but the angular frequency band of the machining result signal is changed by changing the angular frequency of the reference signal. Can be set to an arbitrary angular frequency band.
また、上記の第2〜第5の実施形態では、周波数変換後のパイロット信号PSに対応する信号のうち、角周波数(ωSH−ωC)の信号を抽出して利用するようにしたが、角周波数(ωSH+ωC)の信号を抽出して利用するようにしてもよい。 In the second to fifth embodiments, the signal having the angular frequency (ω SH −ω C ) is extracted and used from the signals corresponding to the pilot signal PS after the frequency conversion. An angular frequency (ω SH + ω C ) signal may be extracted and used.
また、上記の第6の実施形態では、2つの基準信号を生成し、信号源からの信号に含まれる2つの角周波数帯の信号を加工することにしたが、3つ以上の基準信号を生成し、信号源からの信号に含まれる3つの角周波数帯の信号を加工するようにすることもできる。 In the sixth embodiment, two reference signals are generated, and signals in two angular frequency bands included in the signal from the signal source are processed. However, three or more reference signals are generated. However, signals in three angular frequency bands included in the signal from the signal source can be processed.
また、上記の第7実施形態では、信号源からの信号のレベルやノイズレベルに対応してオフセット位相Δφを設定するようにしたが、利用者の指令に従ってオフセット位相Δφを設定するようにしてもよい。 In the seventh embodiment, the offset phase Δφ is set according to the level of the signal from the signal source and the noise level. However, the offset phase Δφ may be set according to a user instruction. Good.
また、第1実施形態に対する第6又は第7実施形態への変形を、第2〜第5実施形態に適用することもできるし、第1実施形態に対する第2〜第5実施形態への変形を、第6及び第7実施形態、並びに第7及び第8実施形態に適用することもできる。さらに、第2実施形態に対する第3又は第4実施形態への変形を、第5実施形態に対して行うこともできる。 Further, the modification of the first embodiment to the sixth or seventh embodiment can be applied to the second to fifth embodiments, or the modification of the first embodiment to the second to fifth embodiments. The sixth and seventh embodiments and the seventh and eighth embodiments can also be applied. Furthermore, the modification of the second embodiment to the third or fourth embodiment can be performed on the fifth embodiment.
また、ダウンサンプリング部よりも前段にデシメーションフィルタを配置するようにすれば、第3又は第4実施形態と同様の位置にダウンサンプリング部を配置する変形を第1、第6及び第7実施形態に対して行うこともできる。 Further, if the decimation filter is arranged in front of the downsampling unit, a modification in which the downsampling unit is arranged at the same position as in the third or fourth embodiment is applied to the first, sixth, and seventh embodiments. It can also be done.
なお、第1〜第7実施形態の信号処理装置を、DSP(Digital Signal Processor)におけるプログラムの実行によっても実現することができる。これらのプログラムは、CD−ROM、DVD等の可搬型記録媒体に記録された形態で取得されるようにしてもよいし、インターネットなどのネットワークを介した配送の形態で取得されるようにしてもよい。 Note that the signal processing devices of the first to seventh embodiments can also be realized by executing a program in a DSP (Digital Signal Processor). These programs may be acquired in the form recorded on a portable recording medium such as a CD-ROM or DVD, or may be acquired in the form of delivery via a network such as the Internet. Good.
100A〜100G …信号処理装置
110A〜110E …直交信号生成部(直交信号生成手段)
111B,111E …帯域制限フィルタ(帯域制限手段)
112A,112B …直交化部(直交化手段)
113A1,113A2…フィルタ(フィルタ手段)
113B1,113B2…フィルタ(フィルタ手段)
113E1,113E2…フィルタ(フィルタ手段)
115A,115D …ダウンサンプリング部(ダウンサンプリング手段)
120A,120B …位相算出部(位相算出手段)
120E …位相算出部(位相算出手段)
125 …アップサンプリング部(アップサンプリング手段)
130A,130E …基準信号生成部(基準信号生成手段)
130F,130G …基準信号生成部(基準信号生成手段)
140 …信号加工部(第1種及び第2種信号加工手段)
1401,1402 …信号加工部(信号加工手段)
100A to 100G ...
111B, 111E ... Band limiting filter (band limiting means)
112A, 112B ... Orthogonalizing unit (orthogonalizing means)
113A 1 , 113A 2 ... Filter (filter means)
113B 1 , 113B 2 ... Filter (filter means)
113E 1 , 113E 2 ... Filter (filter means)
115A, 115D ... downsampling unit (downsampling means)
120A, 120B ... Phase calculation unit (phase calculation means)
120E ... Phase calculation unit (phase calculation means)
125 ... Upsampling section (upsampling means)
130A, 130E ... reference signal generator (reference signal generator)
130F, 130G... Reference signal generator (reference signal generator)
140... Signal processing section (first and second type signal processing means)
140 1 , 140 2 ... signal processing section (signal processing means)
Claims (14)
前記所定信号の位相を反映し、互いの直交化が図られるとともに、前記第1サンプルレートよりも低い第2サンプルレートでサンプリングされた第1信号及び第2信号を生成する直交信号生成手段と;
同一時点における前記第1信号の振幅と前記第2信号の振幅との比を算出した後に前記算出された比を前記直交信号生成手段に帰還させることなく、前記算出された比の時間変化に基づいて、前記所定信号を反映した信号の位相を算出する位相算出手段と;
前記位相算出手段による算出結果に基づいて、前記第2サンプルレートよりも高い第3サンプルレートでサンプリングされた場合と同等の位相を算出するアップサンプリング手段と;
前記位相算出手段による算出結果を反映しつつ、前記所定信号と所定関係にある基準信号を生成する基準信号生成手段と;を備え、
前記基準信号生成手段は、前記アップサンプリング手段による算出結果に基づいて、前記基準信号を生成する、
ことを特徴とする信号処理装置。 A signal processing apparatus that performs processing related to an input signal that is sampled at a first sample rate and includes a predetermined signal in a predetermined frequency band,
Orthogonal signal generation means for reflecting the phase of the predetermined signal and orthogonalizing each other and generating a first signal and a second signal sampled at a second sample rate lower than the first sample rate;
After calculating the ratio of the amplitude of the first signal and the amplitude of the second signal at the same time point, the calculated ratio is not fed back to the orthogonal signal generation means, and is calculated based on the time change of the calculated ratio. Phase calculating means for calculating the phase of the signal reflecting the predetermined signal;
Up-sampling means for calculating a phase equivalent to the case of sampling at a third sample rate higher than the second sample rate based on the calculation result by the phase calculation means;
Comprising a; the while reflecting the calculation result by the phase calculation means, a reference signal generating means for generating a reference signal at said predetermined signal and a predetermined relationship
The reference signal generating means generates the reference signal based on a calculation result by the upsampling means;
A signal processing apparatus.
前記所定信号の位相を反映し、互いに直交化が図られた第1直交化信号及び第2直交化信号を生成する直交化手段と;
前記第1直交化信号に含まれる前記第1信号に対応する信号、及び、前記第2直交化信号に含まれる前記第2信号に対応する信号を選択的に通過させるフィルタ手段と;
前記直交化手段よりも前段、前記直交化手段と前記フィルタ手段との間、及び、前記フィルタ手段よりも後段のうちにおける少なくとも1箇所に配置され、サンプルレートを低減させるダウンサンプリング手段と;
を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の信号処理装置。 The orthogonal signal generating means includes
Orthogonalizing means for generating a first orthogonalized signal and a second orthogonalized signal that reflect the phase of the predetermined signal and are orthogonalized with each other;
Filter means for selectively passing a signal corresponding to the first signal included in the first orthogonalized signal and a signal corresponding to the second signal included in the second orthogonalized signal;
A down-sampling unit that is arranged in at least one position before the orthogonalizing unit, between the orthogonalizing unit and the filter unit, and at a subsequent stage from the filter unit;
5. The signal processing apparatus according to claim 1 , comprising:
前記位相算出手段は、前記周波数シフトによる周波数シフト量を考慮して、前記所定信号を反映した信号の位相を算出する、
ことを特徴する請求項5又は6に記載の信号処理装置。 The orthogonalizing means performs a frequency shift in addition to the orthogonalization,
The phase calculating means calculates a phase of a signal reflecting the predetermined signal in consideration of a frequency shift amount due to the frequency shift;
The signal processing apparatus according to claim 5 or 6 , wherein
前記ダウンサンプリング手段は、前記帯域制限手段よりも後段に配置される、
ことを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載の信号処理装置。 A band limiting unit that generates a band limiting signal that limits the frequency band of the input signal and supplies the band limiting signal to the orthogonalizing unit;
The down-sampling means is arranged at a later stage than the band limiting means.
The signal processing device according to claim 7 , wherein the signal processing device is a signal processing device.
前記所定信号の位相を反映し、互いの直交化が図られるとともに、前記第1サンプルレートよりも低い第2サンプルレートでサンプリングされた第1信号及び第2信号を生成する直交信号生成工程と;
同一時点における前記第1信号の振幅と前記第2信号の振幅との比を算出し、前記算出された比を前記直交信号生成工程で利用することなく、前記算出された比の時間変化に基づいて、前記所定信号を反映した信号の位相を算出する位相算出工程と;
前記位相算出工程における算出結果に基づいて、前記第2サンプルレートよりも高い第3サンプルレートでサンプリングされた場合と同等の位相を算出するアップサンプリング工程と;
前記位相算出工程における算出結果を反映し、前記所定信号と所定関係にある基準信号を生成する基準信号生成工程と;を備え、
前記基準信号生成工程では、前記アップサンプリング工程における算出結果に基づいて、前記基準信号を生成する、
ことを特徴とする信号処理方法。 A signal processing method for performing processing related to an input signal sampled at a first sample rate and including a predetermined signal in a predetermined frequency band,
A quadrature signal generation step of generating a first signal and a second signal that are sampled at a second sample rate lower than the first sample rate while reflecting the phase of the predetermined signal and being orthogonalized with each other;
A ratio between the amplitude of the first signal and the amplitude of the second signal at the same time point is calculated, and the calculated ratio is not used in the orthogonal signal generation step, and is based on the time change of the calculated ratio. Calculating a phase of the signal reflecting the predetermined signal;
An up-sampling step of calculating a phase equivalent to the case of sampling at a third sample rate higher than the second sample rate based on the calculation result in the phase calculation step;
Comprising a; the reflecting the calculation result in the phase calculating step, the reference signal generating step of generating a reference signal at said predetermined signal and a predetermined relationship
In the reference signal generation step, the reference signal is generated based on the calculation result in the upsampling step.
And a signal processing method.
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