JP6623914B2

JP6623914B2 - 送信システム、送信装置、及び通信システム

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Publication number: JP6623914B2
Application number: JP2016087139A
Authority: JP
Inventors: 前畠　貴; 貴前畠
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2016-04-25
Filing date: 2016-04-25
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2036-04-25
Also published as: WO2017187914A1; JP2017199965A

Description

本発明は、送信システム、送信装置、及び通信システムに関する。

従来から、アナログ送信信号にΔΣ変調を行った信号を無線送信することが行われている。
このような無線送信に用いられるΔΣ変調器を備えたシステムでは、２つの入力ポートから信号を入力することができるマルチキャリア型のΔΣ変調器を用いられることがある（例えば、特許文献１参照）。

図６は、ΔΣ変調器を備えた通信システムの一例を示す図である。図６に示すように、この通信システム１００は、２つの入力ポートを有するマルチキャリア型のΔΣ変調器１０１と、ΔΣ変調器１０１の一方の入力ポートに第１送信信号を与える第１信号処理部１０２と、他方の入力ポートに第２送信信号を与える第２信号処理部１０３と、ΔΣ変調器１０１の出力が与えられる信号伝送路１０４と、第１バンドパスフィルタ１０５と、第２バンドパスフィルタ１０６とを備えている。

ΔΣ変調器１０１は、両信号処理部１０２、１０３から与えられるアナログ信号である送信信号にΔΣ変調を行う。ΔΣ変調器の出力は、信号伝送路１０４を通じて伝送され両バンドパスフィルタ１０５、１０６に分配される。

第１バンドパスフィルタ１０５は、前記第１送信信号を通過させる通過帯域を有している。よって、第１バンドパスフィルタ１０５は、ΔΣ変調器の出力に含まれている量子化雑音を除去する。これによって、第１バンドパスフィルタ１０５は第１送信信号を出力する。
第２バンドパスフィルタ１０６は、前記第２送信信号を通過させる通過帯域を有している。よって、第２バンドパスフィルタ１０６は、前記第２送信信号を通過させつつΔΣ変調器の出力含まれている量子化雑音を除去する。これによって、第２バンドパスフィルタ１０６は第２送信信号を出力する。

両バンドパスフィルタ１０５、１０６から出力された両送信信号は、後段のパワーアンプ１０７、１０８によって増幅され、アンテナ１０９，１１０から無線波として送信される。

図６の通信システム１００では、ΔΣ変調器１０１と両バンドパスフィルタ１０５、１０６との間においては、送信信号をΔΣ変調器が出力したデジタル信号（パルス信号）であるΔΣ変調信号として伝送することができる。このため、ΔΣ変調器１０１と両バンドパスフィルタ１０５、１０６とを繋ぐ信号伝送路１０４を比較的長尺にしたとしても信号の減衰を抑制することができる。

そこで、両信号処理部１０２、１０３、及びΔΣ変調器１０１を信号処理装置１１１としてユニット化し、両バンドパスフィルタ１０５、１０６、パワーアンプ１０７，１０８、及びアンテナ１０９、１１０を無線装置１１２としてユニット化し、これらを互いに信号伝送路１０４で繋げば、信号処理装置１１１と、無線装置１１２とを互いに別々の位置に配置可能とすることができ、通信システム１００の設置態様の自由度を確保することができる。
つまり、信号処理装置１１１と、無線装置１１２とは、信号伝送路１０４を介してΔΣ変調器が出力するΔΣ変調信号の送信を行う送信システムを構成している。

特許第５５９８５６１号公報

ΔΣ変調信号の送信を行うシステムにおいて、ΔΣ変調器が出力するΔΣ変調信号は、その周波数成分において送信信号の周波数近傍の帯域における量子化雑音が抑圧されている。よって、両バンドパスフィルタ１０５、１０６が出力する送信信号は、抑圧された量子化雑音を含んでいる。
つまり、バンドパスフィルタ１０５、１０６から出力される送信信号は、送信信号の周波数近傍の帯域における量子化雑音が抑圧されることによって、その信号品質が確保されている。

言い換えると、送信信号の周波数近傍の帯域における量子化雑音はΔΣ変調器によって抑圧されてはいるが、完全に除去されてはいない。

よって、例えば、ΔΣ変調器の一方の入力ポートに送信信号を入力し、他方の入力ポートに前記送信信号を無線周波数に変換するために用いるアナログ信号であるローカル信号を入力して送信する場合、ΔΣ変調信号を受信する無線装置１１２では、ローカル信号を通過させる通過帯域を有するバンドパスフィルタによって当該ΔΣ変調信号に含まれるローカル信号の帯域外の量子化雑音が除去される。
しかし、ローカル信号の帯域には抑圧された量子化雑音が存在しているため、前記バンドパスフィルタを通過した信号には、ローカル信号と、抑圧された量子化雑音とが含まれている。このため、ローカル信号の信号品質については、抑圧された量子化雑音の存在によって、無線送信用のアナログ信号として必要な信号品質を確保することが困難な場合があった。

そこで、本発明は、ΔΣ変調信号を伝送するための信号伝送路にアナログ信号を伝送させたときに、当該アナログ信号に対する量子化雑音の影響をより効果的に抑制することができる送信システムを提供することを目的とする。

一実施形態である送信システムは、通信信号に対してΔΣ変調されたΔΣ変調信号の送信を行う送信システムであって、前記ΔΣ変調信号を受信する受信装置と、前記ΔΣ変調信号を、信号伝送路を介して前記受信装置へ送信する送信装置と、を備え、前記送信装置は、前記通信信号にΔΣ変調を行ってΔΣ変調信号を出力するΔΣ変調器を備え、前記ΔΣ変調器は、前記通信信号の周波数を含む第１周波数帯域の量子化雑音を阻止するとともに、前記第１周波数帯域と異なる周波数帯域である第２周波数帯域の量子化雑音を阻止する特性を有し、前記ΔΣ変調器と前記信号伝送路との間に配置され、信号除去帯域が前記第２周波数帯域を含む帯域除去フィルタをさらに備えている。

また、一実施形態である送信装置は、通信信号に対してΔΣ変調されたΔΣ変調信号を、当該ΔΣ変調信号を受信する受信装置へ信号伝送路を介して送信する送信装置であって、前記通信信号にΔΣ変調を行って前記ΔΣ変調信号を出力するΔΣ変調器を備え、前記ΔΣ変調器は、前記通信信号の周波数を含む第１周波数帯域の量子化雑音を阻止するとともに、前記第１周波数帯域と異なる周波数帯域である第２周波数帯域の量子化雑音を阻止する特性を有し、前記ΔΣ変調器と前記信号伝送路との間に配置され、信号除去帯域が前記第２周波数帯域を含む帯域除去フィルタをさらに備えている。

また、一実施形態である通信システムは、上記送信システムを備えた、前記通信信号を無線送信する通信システムであって、前記帯域除去フィルタと前記信号伝送路との間に配置され、前記ΔΣ変調信号と、前記他の周波数の入力信号とを加算する加算器を備え、前記受信装置は、前記通信信号を無線送信する送信部と、前記通信信号が通過可能な通過帯域を有するとともに前記信号伝送路によって伝送される信号が与えられる第１帯域通過フィルタと、前記入力信号が通過可能な通過帯域を有するとともに前記信号伝送路によって伝送される信号が与えられる第２帯域通過フィルタと、前記第１帯域通過フィルタを通過した信号及び前記第２帯域通過フィルタを通過した信号が与えられる周波数混合器と、前記周波数混合器の出力を無線送信する送信部と、を備え、前記入力信号は、前記周波数混合器によって前記通信信号を無線周波数に変換するために用いられるローカル信号である。

本発明によれば、ΔΣ変調信号を伝送するための信号伝送路にアナログ信号を伝送させたときに、当該アナログ信号に対する量子化雑音の影響をより効果的に抑制することができる。

一実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。本実施形態のΔΣ変調器の一例を示すブロック図である。本実施形態のΔΣ変調器による出力のパワースペクトラムの一例を示す図である。第１バンドエリミネーションフィルタの出力における帯域Ｂ_２の部分を拡大した拡大図である。変形例に係る通信システムの構成を示すブロック図である。 ΔΣ変調器を備えた通信システムの一例を示す図である。

［実施形態の説明］
最初に実施形態の内容を列記して説明する。
（１）一実施形態である送信システムは、通通信信号に対してΔΣ変調されたΔΣ変調信号の送信を行う送信システムであって、前記ΔΣ変調信号を受信する受信装置と、前記ΔΣ変調信号を、信号伝送路を介して前記受信装置へ送信する送信装置と、を備え、前記送信装置は、前記通信信号にΔΣ変調を行ってΔΣ変調信号を出力するΔΣ変調器を備え、前記ΔΣ変調器は、前記通信信号の周波数を含む第１周波数帯域の量子化雑音を阻止するとともに、前記第１周波数帯域と異なる周波数帯域である第２周波数帯域の量子化雑音を阻止する特性を有し、前記ΔΣ変調器と前記信号伝送路との間に配置され、信号除去帯域が前記第２周波数帯域を含む帯域除去フィルタをさらに備えている。

上記構成の送信システムによれば、ΔΣ変調器によって抑圧された第２周波数帯域の量子化雑音を、帯域除去フィルタによって除去することができる。
これにより、信号伝送路に第２周波数帯域のアナログ信号を伝送させれば、前記アナログ信号をΔΣ変調器に入力しΔΣ変調することで得た出力を信号伝送路に与える場合と比較して当該アナログ信号に対する量子化雑音の影響をより効果的に抑制することができる。

（２）上記送信システムにおいて、前記受信装置は、前記信号伝送路を通じて与えられる前記ΔΣ変調信号を２値化する２値化器を備えていることが好ましい。
この場合、信号伝送路を通じて受信装置に与えられるΔΣ変調信号が伝送される間に減衰したとしても、２値のパルス信号であるΔΣ変調信号を２値化器によって２値化することで、減衰の影響が緩和されたΔΣ変調信号を得ることができる。

（３）また、一実施形態である送信装置は、通信信号に対してΔΣ変調されたΔΣ変調信号を、当該ΔΣ変調信号を受信する受信装置へ信号伝送路を介して送信する送信装置であって、前記通信信号にΔΣ変調を行って前記ΔΣ変調信号を出力するΔΣ変調器を備え、前記ΔΣ変調器は、前記通信信号の周波数を含む第１周波数帯域の量子化雑音を阻止するとともに、前記第１周波数帯域と異なる周波数帯域である第２周波数帯域の量子化雑音を阻止する特性を有し、前記ΔΣ変調器と前記信号伝送路との間に配置され、信号除去帯域が前記第２周波数帯域を含む帯域除去フィルタをさらに備えている。

上記構成の送信装置によれば、信号伝送路に第２周波数帯域のアナログ信号を与えれば、前記アナログ信号をΔΣ変調器に入力しΔΣ変調することで得た出力を信号伝送路に与える場合と比較して当該アナログ信号に対する量子化雑音の影響をより効果的に抑制することができる。

（４）また、一実施形態である通信システムは、上記（１）に記載の送信システムを備えた、前記通信信号を無線送信する通信システムであって、前記帯域除去フィルタと前記信号伝送路との間に配置され、前記ΔΣ変調信号と、前記他の周波数の入力信号とを加算する加算器を備え、前記受信装置は、前記通信信号を無線送信する送信部と、前記通信信号が通過可能な通過帯域を有するとともに前記信号伝送路によって伝送される信号が与えられる第１帯域通過フィルタと、前記入力信号が通過可能な通過帯域を有するとともに前記信号伝送路によって伝送される信号が与えられる第２帯域通過フィルタと、前記第１帯域通過フィルタを通過した信号及び前記第２帯域通過フィルタを通過した信号が与えられる周波数混合器と、前記周波数混合器の出力を無線送信する送信部と、を備え、前記入力信号は、前記周波数混合器によって前記通信信号を無線周波数に変換するために用いられるローカル信号である。

上記構成の通信システムによれば、より信号品質の高い入力信号を受信装置に伝送することができ、通信信号の無線周波数への変換を適切に行うことができる。

［実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
図１は、一実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。
この通信システム１は、無線通信を行うためのシステムであり、信号処理装置２と、無線装置３とを備えている。

無線装置３は、無線信号の送受信を行う機能を有している。
信号処理装置２は、送信信号を無線装置３に与える。
無線装置３と、信号処理装置２とは、信号伝送路としての信号ケーブル４によって互いに接続されている。信号処理装置２は、信号ケーブル４を介して、送信信号や、送信信号の周波数変換に用いるローカル信号を無線装置３に与える。

ここで、信号処理装置２は、後述するように、送信信号（通信信号）に対してΔΣ変調を行って得たデジタル信号（パルス信号）であるΔΣ変調信号を送信する送信装置としての機能を有し、無線装置３は前記ΔΣ変調信号を受信する受信装置としての機能を有している。また、信号ケーブル４は、信号処理装置２と無線装置３との間でΔΣ変調信号が伝送される信号伝送路としての機能を有している。つまり、信号処理装置２と、無線装置３と、信号ケーブル４とは、送信信号（通信信号）に対してΔΣ変調されたΔΣ変調信号の送信を行う送信システムを構成している。

信号処理装置２は、直交変調部１０と、変調装置９と、加算器１３とを備えている。
直交変調部１０は、デジタルのベースバンド信号（Ｉ（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）信号及びＱ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）信号）に対して、直交変調を行うとともに、中間周波数にアップコンバートする。直交変調部１０は、中間周波数の信号であるＩＦ信号（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＦｅｑｕｅｎｃｙ信号）を出力する。この直交変調部１０が出力するＩＦ信号は、無線装置３によって無線送信される送信信号である。
直交変調部１０が出力するＩＦ信号（送信信号）は、変調装置９に与えられる。

変調装置９は、直交変調部１０が出力する送信信号に対してΔΣ変調を行い、ΔΣ変調信号を出力する。変調装置９は、ΔΣ変調器（ＤＳＭ）１１と、第１バンドエリミネーションフィルタ１２とを備えている。

ΔΣ変調器１１は、直交変調部１０が出力する送信信号に対してΔΣ変調を行い、周波数成分として送信信号を含むΔΣ変調信号を出力する。ΔΣ変調器１１が出力するΔΣ変調信号はデジタル信号（パルス信号）である。
ここで本実施形態におけるΔΣ変調器１１は、２つの入力ポートから信号を入力することができるマルチキャリア型のΔΣ変調器によって構成されている。

図２は、本実施形態のΔΣ変調器１１の一例を示すブロック図である。
ΔΣ変調器１１は、第１信号Ｕ_１が入力される第１入力ポート１６、第２信号Ｕ_２が入力される第２入力ポート１７、及びΔΣ変調信号を出力する単一の出力ポート１８を備えている。ΔΣ変調器１１は、複数の入力ポート１６，１７それぞれに対応する複数のループフィルタ（第１ループフィルタ１９、第２ループフィルタ２０）と、加算器２１と、量子化器２２と、を備えている。
複数のループフィルタ１９，２０は、それぞれ、対応する入力ポート１６，１７に接続された第１入力部１９ａ，２０ａと、フィードバック経路２３，２４を介して量子化器２２の出力側に接続された第２入力部１９ｂ，２０ｂと、を備えている。

第１入力部１９ａ，２０ａには、対応する入力ポート１６，１７に入力された入力信号Ｕ_１，Ｕ_２が入力される。第２入力部１９ｂ，２０ｂには、量子化器２２の出力Ｖのフィードバック信号Ｖが入力される。

複数のループフィルタ１９，２０は、それぞれ、差分器１９ｃ，２０ｃを備えている。差分器１９ｃ，２０ｃには、それぞれ、第１入力部１９ａ，２０ａに接続された第１経路１９ｄ，２０ｄと、第２入力部１９ｂ，２０ｂに接続された第２経路１９ｅ，２０ｅと、が接続されている。差分器１９ｃ，２０ｃは、それぞれ、入力信号Ｕ_１，Ｕ_２と、量子化器２２からのフィードバック信号Ｖとの差分Ｕ_１−Ｖ，Ｕ_２−Ｖを求める。

差分器１９ｃ，２０ｃによって求められた差分Ｕ_１−Ｖ，Ｕ_２−Ｖは、各ループフィルタ１９，２０に設けられた内部フィルタ１９ｆ，２０ｆに入力される。なお、第１ループフィルタ１９の内部フィルタ１９ｆの伝達関数をＬ_１（ｚ）と表現し、第２ループフィルタ２０の内部フィルタ２０ｆの伝達関数をＬ_２（ｚ）と表現する。

各内部フィルタ１９ｆ，２０ｆの出力Ｌ_１（ｚ）（Ｕ_１（ｚ）−Ｖ（ｚ）），Ｌ_２（ｚ）（Ｕ_２（ｚ）−Ｖ（ｚ））は、各ループフィルタ１９，２０に設けられた加算器１９ｇ，２０ｇに与えられる。
各加算器１９ｇ，２０ｇには、第１入力部１９ａ，２０ａに入力される入力信号Ｕ_１，Ｕ_２を加算器１９ｇ，２０ｇに入力させるためのフィードフォワード経路１９ｈ，２０ｈが接続されている。したがって、各加算器１９ｇ，２０ｇは、入力信号Ｕ_１，Ｕ_２と、内部フィルタ１９ｆ，２０ｆの出力Ｌ_１（ｚ）（Ｕ_１（ｚ）−Ｖ（ｚ）），Ｌ_２（ｚ）（Ｕ_２（ｚ）−Ｖ（ｚ））と、を加算する。

各加算器１９ｇ，２０ｇの出力（各ループフィルタ１９，２０の出力）Ｙ_１，Ｙ_２は、加算器２１によって加算される。

加算器２１の出力Ｙは、量子化器２２に与えられる。本実施形態の量子化器２２は、２レベル量子化器であり、１ｂｉｔのパルス列を量子化信号（ΔΣ変調信号）Ｖとして出力する。この量子化信号ＶがΔΣ変調器１１の出力信号となる。なお、出力信号Ｖは、フィードバック経路２３，２４を介して各ループフィルタ１９，２０に与えられる。

ΔΣ変調器１１の出力Ｖは、下記の式（１）のように表される（式（１）においてＮ＝２の場合）。式（１）において、ＳＴＦ_ｉ（ｚ）は第ｉ入力信号Ｕ_ｉ（ｚ）についての第ｉ信号伝達関数であり、ＮＴＦ（ｚ）は、ΔΣ変調器１１全体での雑音伝達関数であり、Ｅ（ｚ）は雑音伝達関数である。
ここで、

第１ループフィルタ１９の内部フィルタ１９ｆは、第１雑音伝達関数ＮＴＦ_１（ｚ）を用いて示される伝達関数Ｌ_１（ｚ）を持つ。第１雑音伝達関数ＮＴＦ_１（ｚ）は、第１ループフィルタ１９に入力される第１信号Ｕ_１の周波数近傍の帯域における量子化雑音を抑制する特性（バンドストップ特性）を有するように設定される。つまり、第１雑音伝達関数ＮＴＦ_１（ｚ）における量子化雑音を抑制しうる帯域（量子化雑音阻止帯域）の中心周波数は、第１信号Ｕ_１の周波数となる。

第２ループフィルタ２０の内部フィルタ２０ｆは、第２雑音伝達関数ＮＴＦ_２（ｚ）を用いて示される伝達関数Ｌ_２（ｚ）を持つ。第２雑音伝達関数ＮＴＦ_２（ｚ）は、第２ループフィルタ２０に入力される第２信号Ｕ_２の周波数近傍の帯域における量子化雑音を抑制する特性（バンドストップ特性）を有するように設定される。つまり、第２雑音伝達関数ＮＴＦ_２（ｚ）における量子化雑音阻止帯域の中心周波数は、第２信号Ｕ_２の周波数となる。

上記構成のΔΣ変調器１１は、第１入力ポート１６に入力された第１信号Ｕ_１と、第２入力ポート１７に入力された第２信号Ｕ_２とを、同時に単一の出力信号Ｖ（ｚ）であるΔΣ変調信号に含めて出力することができる。

本実施形態では、後述するように、第１信号Ｕ_１として直交変調部１０から出力される送信信号がΔΣ変調器１１に与えられる。このため、第１ループフィルタ１９の第１雑音伝達関数ＮＴＦ_１（ｚ）は、量子化雑音阻止帯域の中心周波数が送信信号の周波数ｆ_１となるように設定される。

一方、第２信号Ｕ_２としての信号はΔΣ変調器１１に入力されない。ただし、第２ループフィルタ２０の第２雑音伝達関数ＮＴＦ_２（ｚ）は、量子化雑音阻止帯域の中心周波数が送信信号の周波数ｆ_１とは異なる周波数であって後述するローカル信号の周波数ｆ_２となるように設定される。

図３は、本実施形態のΔΣ変調器１１による出力のパワースペクトラムの一例を示す図である。
図３に示すように、ΔΣ変調器１１による出力（ΔΣ変調信号）は、送信信号の周波数ｆ_１を中心周波数とする帯域Ｂ_１、及びローカル信号の周波数ｆ_２を中心周波数とする帯域Ｂ_２において、量子化雑音が抑圧（ノイズシェイピング）されている。帯域Ｂ_１と、帯域Ｂ_２とは、互いに異なる周波数帯域とされている。

上述のように、第１雑音伝達関数ＮＴＦ_１（ｚ）における量子化雑音阻止帯域の中心周波数は、送信信号の周波数ｆ_１となるように設定されている。また、第２雑音伝達関数ＮＴＦ_２（ｚ）における量子化雑音阻止帯域の中心周波数は、ローカル信号の周波数ｆ_２となるように設定されている。

よって、図３に示すように、ΔΣ変調器１１による出力には、送信信号の周波数ｆ_１を中心周波数とする帯域Ｂ_１、及びローカル信号の周波数ｆ_２を中心周波数とする帯域Ｂ_２の２箇所に量子化雑音が抑圧されている帯域が表れる。

このように、ΔΣ変調器１１は、送信信号の周波数ｆ_１を含む帯域Ｂ_１（第１周波数帯域）の量子化雑音を阻止するとともに、ローカル信号の周波数ｆ_２を含む帯域Ｂ_２（第２周波数帯域）の量子化雑音を阻止する特性を有している。

なお、ΔΣ変調器１１による出力は、帯域Ｂ_１においては送信信号を有している。一方、帯域Ｂ_２においては第２信号Ｕ_２としての信号がΔΣ変調器１１に入力されないので、ΔΣ変調器１１による出力は、帯域Ｂ_２においては信号を有していない。

図１に戻って、ΔΣ変調器１１の第１入力ポート１６には直交変調部１０が出力する送信信号が与えられる。一方、ΔΣ変調器１１の第２入力ポート１７には何も入力されない。
ΔΣ変調器１１は、出力ポート１８からΔΣ変調信号を出力する。
ΔΣ変調器１１から出力されたΔΣ変調信号は、第１バンドエリミネーションフィルタ１２に与えられる。

第１バンドエリミネーションフィルタ１２は、ΔΣ変調器１１と信号ケーブル４との間であって、ΔΣ変調器１１と加算器１３との間に接続されており、ローカル信号の周波数ｆ_２を含む信号除去帯域を有している。本実施形態の第１バンドエリミネーションフィルタ１２の信号除去帯域は、例えば、ローカル信号の周波数ｆ_２を含む周波数帯域として帯域Ｂ_２を含む周波数帯域に設定されている。
よって、第１バンドエリミネーションフィルタ１２は、ΔΣ変調器１１からΔΣ変調信号が与えられると、前記ΔΣ変調信号の内、帯域Ｂ_２における量子化雑音を除去する。

図４は、第１バンドエリミネーションフィルタ１２の出力における帯域Ｂ_２の部分を拡大した拡大図である。
図４中、破線Ｈは、ΔΣ変調器１１から出力されたΔΣ変調信号における帯域Ｂ_２の雑音のプロファイルを示している。また、実線Ｊは、第１バンドエリミネーションフィルタ１２を通過した後のΔΣ変調信号における帯域Ｂ_２の雑音のプロファイルを示している。

帯域Ｂ_２の量子化雑音は、他の帯域の量子化雑音と比較して抑圧されているが、まださらに抑圧可能な程度に存在している。
このため、ΔΣ変調器１１から出力されたΔΣ変調信号は、第１バンドエリミネーションフィルタ１２を通過すると、図４に示すように、帯域Ｂ_２における量子化雑音のレベルが破線Ｈから実線Ｊまで低下する。
このように、第１バンドエリミネーションフィルタ１２は、ΔΣ変調信号において量子化雑音が抑圧されている帯域Ｂ_２の量子化雑音のレベルをさらに低下させることができる。

図１に戻って、変調装置９は、上述のように、送信信号にΔΣ変調を行うΔΣ変調器１１と、ΔΣ変調器１１の出力が与えられるとともにローカル信号の周波数を含む信号除去帯域を有する第１バンドエリミネーションフィルタ１２とを備えている。変調装置９は、第１バンドエリミネーションフィルタ１２を通過した後のΔΣ変調信号を出力する。

第１バンドエリミネーションフィルタ１２を通過したΔΣ変調信号は、加算器１３に与えられる。
また、加算器１３には、ローカル信号発振器３０が発振したローカル信号（ローカル発振信号）が与えられる。
ローカル信号発振器３０は、無線周波数である周波数ｆ_２のローカル信号を発振する。ローカル信号発振器３０が発振するローカル信号は、ＩＦ信号である送信信号を無線周波数に変換するために用いられる信号である。ローカル信号発振器３０は、ローカル信号として無線周波数の正弦波（アナログ信号）を発振する。

ローカル信号発振器３０と、加算器１３との間には、第１バンドパスフィルタ３１が接続されている。第１バンドパスフィルタ３１は、信号通過帯域がローカル信号の周波数ｆ_２を含むとともに、送信信号の通過を阻止するように設定されている。
よって、第１バンドパスフィルタ３１は、ローカル信号発振器３０からローカル信号が与えられると、ローカル信号を通過させ、当該ローカル信号を加算器１３に与える。

加算器１３は、変調装置９から出力されたΔΣ変調信号と、ローカル信号発振器３０から出力されたローカル信号とを加算する。
加算器１３の出力である、ΔΣ変調信号とローカル信号とを加算した信号は、コネクタ３３を通じて信号ケーブル４に与えられる。

コネクタ３３は、信号処理装置２の筐体３４の外部に露出して設けられている。コネクタ３３は、信号ケーブル４の一端が差し込まれることで、当該信号ケーブル４と加算器１３とを接続する。
なお、信号処理装置２の筐体３４は、直交変調部１０や、変調装置９、加算器１３等を内部に収容している。

信号ケーブル４の他端は、無線装置３に接続されている。加算器１３の出力は、信号ケーブル４を介して無線装置３に伝送される。

ここで、ΔΣ変調器１１から出力されたΔΣ変調信号は、図３で示したように、広帯域に亘って量子化雑音を含んでいる。
このため、加算器１３によってΔΣ変調信号に加算されたローカル信号は、ΔΣ変調信号に含まれる量子化雑音と重畳するおそれがある。

この点、本実施形態では、ΔΣ変調器１１から出力されたΔΣ変調信号は、ローカル信号の周波数ｆ_２を含む帯域Ｂ_２の量子化雑音が抑圧されている（図３参照）。
さらに、ΔΣ変調器１１によって抑圧された帯域Ｂ_２の量子化雑音を、第１バンドエリミネーションフィルタ１２によってそのレベルを低下させ除去することができる（図４参照）。
これにより、周波数ｆ_２であるローカル信号を信号ケーブル４に与えれば、例えば、ローカル信号をΔΣ変調器１１の第２入力ポート１７に与えてΔΣ変調することで得た出力を信号ケーブル４に与える場合と比較して、量子化雑音の影響をより効果的に抑制することができる。
つまり、ΔΣ変調器１１による抑圧された量子化雑音の影響を、第１バンドエリミネーションフィルタ１２によって抑制することができる。
この結果、信号ケーブル４を通じて得られるローカル信号の信号品質の低下を効果的に抑制できる。

本実施形態のΔΣ変調器１１は２つの入力ポートから信号を入力することができるマルチキャリア型のΔΣ変調器であることから、第１信号Ｕ_１として送信信号を入力する一方、第２信号Ｕ_２として信号を入力しないことで、量子化雑音が抑制されているが出力すべき信号成分が存在しない帯域Ｂ_２をΔΣ変調信号に設けることができる。

本実施形態によれば、ΔΣ変調信号の帯域の一部に量子化雑音が抑制されている帯域Ｂ_２が設けられており、この帯域Ｂ_２を信号ケーブル４における信号の伝送に利用することで、信号ケーブル４によるアナログ信号の送信を可能としている。
この結果、一の伝送線路である信号ケーブル４を用いて、デジタル信号であるΔΣ変調信号と、アナログ信号であるローカル信号とを多重化して伝送することができる。

さらに、図４で示したように、変調装置９が備えている第１バンドエリミネーションフィルタ１２が、ΔΣ変調器１１が出力するΔΣ変調信号において量子化雑音が抑圧されている帯域である帯域Ｂ_２の量子化雑音のレベルをさらに低下させるので、帯域Ｂ_２を用いて信号ケーブル４に伝送される周波数ｆ_２のローカル信号の信号品質を高めることができる。
これにより、送信信号に対してΔΣ変調を行って得たΔΣ変調信号の送信を行う送信システムを構成している信号処理装置２と、無線装置３との間で、ΔΣ変調信号を伝送しつつアナログ信号であるローカル信号を高い信号品質で適切に伝送することができる。

信号ケーブル４の他端は、無線装置３のコネクタ４４に接続されている。
無線装置３は、第２バンドエリミネーションフィルタ４０と、２値化器４１と、第２バンドパスフィルタ４２と、第３バンドパスフィルタ４３とを備えている。

信号ケーブル４に与えられた加算器１３の出力は、コネクタ４４を通じて第２バンドエリミネーションフィルタ４０と、第３バンドパスフィルタ４３とに与えられる。

コネクタ４４は、無線装置３の筐体４５の外部に露出して設けられている。コネクタ４４は、信号ケーブル４の他端が差し込まれることで、当該信号ケーブル４を第２バンドエリミネーションフィルタ４０及び第３バンドパスフィルタ４３に接続する。
このように、信号ケーブル４は、信号処理装置２と無線装置３とを接続し、加算器１３の出力を無線装置３に伝送する。

なお、無線装置３の筐体４５は、第２バンドエリミネーションフィルタ４０や、２値化器４１、第２バンドパスフィルタ４２、第３バンドパスフィルタ４３の他、後述する無線装置３が有する各機能部を内部に収容している。

第２バンドエリミネーションフィルタ４０は、第１バンドエリミネーションフィルタ１２と同様、ローカル信号の周波数ｆ_２を含む周波数帯域として帯域Ｂ_２（図３、図４）を含む信号除去帯域を有している。
加算器１３の出力は、変調装置９（ΔΣ変調器１１）からのΔΣ変調信号と、ローカル信号発振器３０からのローカル信号とを加算したものである。よって、第２バンドエリミネーションフィルタ４０は、加算器１３の出力が与えられると、この出力の内、帯域Ｂ_２に含まれるローカル信号を除去する。
これにより、第２バンドエリミネーションフィルタ４０よりも後段の処理において、ローカル信号に起因する影響が生じるのを防止することができる。

第２バンドエリミネーションフィルタ４０は、加算器１３の出力が与えられると、当該加算器１３の出力からローカル信号を除去し、変調装置９（ΔΣ変調器１１）からのΔΣ変調信号を出力する。
第２バンドエリミネーションフィルタ４０が出力するΔΣ変調信号は、２値化器４１に与えられる。
２値化器４１は、コンパレータ等によって構成されており、信号処理装置２から信号ケーブル４を伝送して与えられるΔΣ変調信号を２値化し、２値化したΔΣ変調信号を出力する。

信号ケーブル４を伝送して無線装置３に与えられるΔΣ変調信号は、変調装置９から出力されたときと比較して伝送される間に減衰する。２値化器４１は、このように減衰したΔΣ変調信号を２値化する。減衰したΔΣ変調信号であっても、２値のパルス信号であるΔΣ変調信号を２値化することで、減衰する前のΔΣ変調信号が復元される。これにより、２値化器４１は減衰する前のΔΣ変調信号に近似したΔΣ変調信号を出力することができ、減衰の影響が緩和されたΔΣ変調信号を得ることができる。

２値化器４１から出力されるΔΣ変調信号は、第２バンドパスフィルタ４２に与えられる。
第２バンドパスフィルタ４２は、ＩＦ信号である送信信号を通過させる通過帯域を有している。これにより、第２バンドパスフィルタ４２は、ΔΣ変調信号における送信信号の帯域外に存在する量子化雑音を除去し、送信信号を通過させることができる。
よって、ΔΣ変調信号が与えられた第２バンドパスフィルタ４２は、送信信号を出力する。

２値化器４１と第２バンドパスフィルタ４２との間には、出力端子５０が接続されている。この出力端子５０は筐体４５の外部から露出して設けられている。出力端子５０には、２値化器４１が出力するΔΣ変調信号が与えられる。出力端子５０は、２値化器４１が出力するΔΣ変調信号を出力する。
よって、出力端子５０に信号を計測するための機器を接続し、その出力信号を計測することで、２値化器４１が出力するΔΣ変調信号を確認することができる。これにより、信号処理装置２からのΔΣ変調信号が無線装置３に正常に伝送されているか否かを確認することができる。

第３バンドパスフィルタ４３は、ローカル信号を通過させる通過帯域を有している。これにより、第３バンドパスフィルタ４３は、ΔΣ変調信号におけるローカル信号の帯域外に存在する量子化雑音を除去し、ローカル信号を通過させることができる。
よって、加算器１３の出力が与えられると、第３バンドパスフィルタ４３は、ローカル信号を出力する。

第２バンドパスフィルタ４２の出力及び第３バンドパスフィルタ４３の出力は、これらの後段に接続された周波数変換器（周波数混合器）４９に与えられる。
第２バンドパスフィルタ４２が出力するＩＦ信号である送信信号は、周波数変換器４９に与えられることにより、周波数ｆ_１＋ｆ_２の無線周波数の信号（ＲＦ信号）に変換される。

周波数変換器４９の後段には、パワーアンプ４６、及びアンテナ４８が接続されている。
周波数変換器４９により周波数変換されたＲＦ信号は、第２バンドパスフィルタ４２が出力する送信信号は、パワーアンプ４６によって増幅され、アンテナ４８に与えられる。アンテナ４８に与えられた送信信号は、無線信号として空間に放射され送信される。

以上のように、本実施形態では、第１バンドエリミネーションフィルタ１２と信号ケーブル４との間に配置され、変調装置９（ΔΣ変調器１１）により出力されるΔΣ変調信号と、周波数ｆ_２（他の周波数）のローカル信号（入力信号）とを加算する加算器１３を備えており、無線装置３は、周波数ｆ_１の送信信号が通過可能な通過帯域を有するとともに、信号ケーブル４によって伝送される加算器１３の出力が与えられる第２バンドパスフィルタ４２（第１帯域通過フィルタ）と、周波数ｆ_２のローカル信号が通過可能な通過帯域を有するとともに、信号ケーブル４によって伝送される加算器１３の出力が与えられる第３バンドパスフィルタ４３（第２帯域通過フィルタ）と、第２バンドパスフィルタ４２を通過した信号及び第３バンドパスフィルタ４３を通過した信号が与えられる周波数変換器４９と、周波数変換器４９の出力を無線送信する送信部としてのパワーアンプ４６及びアンテナ４８と、を備えている。

本実施形態では、第１バンドエリミネーションフィルタ１２と信号ケーブル４との間に配置された加算器１３によってローカル信号を加算したので、ローカル信号の電力をΔΣ変調信号の電力に対して相対的に大きく設定することができ、より信号品質の高いローカル信号を無線装置３に伝送することができる。この結果、送信信号の無線周波数への変換を適切に行うことができる。

図５は、変形例に係る通信システムの構成を示すブロック図である。
この変形例は、無線装置３が、第２バンドエリミネーションフィルタ４０と、２値化器４１とを備えていない点で、上記実施形態と相違している。その他の構成である第２バンドパスフィルタ４２、第３バンドパスフィルタ４３、周波数変換器４９、パワーアンプ４６、及びアンテナ４８は、上記実施形態と同様である。

このように構成した場合も、第２バンドパスフィルタ４２及び第３バンドパスフィルタ４３には、加算器１３の出力が与えられる。
これによって、第２バンドパスフィルタ４２はＩＦ信号である送信信号を出力し、第３バンドパスフィルタ４３は、ローカル信号を出力する。
第２バンドパスフィルタ４２が出力する送信信号は、周波数変換器４９に与えられることにより、周波数ｆ_１＋ｆ_２の無線周波数の信号（ＲＦ信号）に変換される。

本変形例では、２つのバンドパスフィルタ４２、４３によって、簡素な構成とすることができる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
上記各実施形態では、信号処理装置２から無線装置３に対してローカル信号を伝送する場合を例示したが、無線装置３から信号処理装置２に対してアナログ信号を伝送するように構成することもできる。

また、上記各実施形態では、無線装置３が１つの場合を例示したが、例えば、信号処理装置２が分配器を備えていることで多出力として構成されている場合や、信号処理装置２を多数備えている場合等、出力に対応する数の無線装置３を接続することもできる。

また、上記実施形態では、２入力のΔΣ変調器１１を用いた場合を例示したが、３入力、４入力等のより多入力のΔΣ変調器１１を用いてもよい。
例えば、３入力のΔΣ変調器１１を用いれば、ΔΣ変調信号の帯域に量子化雑音が抑制される帯域を３箇所設けることができる。この結果、信号ケーブル４を用いて、ローカル信号以外に、さらに２つの信号を与えることができる。

本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１通信システム２信号処理装置（送信装置）
３無線装置（受信装置）４信号ケーブル９変調装置
１０直交変調部１１ ΔΣ変調器
１２第１バンドエリミネーションフィルタ１３加算器
１６第１入力ポート１７第２入力ポート１８出力ポート
１９第１ループフィルタ１９ａ第１入力部１９ｂ第２入力部
１９ｃ差分器１９ｄ第１経路１９ｅ第２経路
１９ｆ内部フィルタ１９ｇ加算器
１９ｈフィードフォワード経路２０第２ループフィルタ
２０ａ第１入力部２０ｂ第２入力部２０ｃ差分器
２０ｄ第１経路２０ｅ第２経路２０ｆ内部フィルタ
２０ｇ加算器２０ｈフィードフォワード経路
２１加算器２２量子化器
２３，２４フィードバック経路３０ローカル信号発振器
３１第１バンドパスフィルタ３３コネクタ
３４筐体４０第２バンドエリミネーションフィルタ
４１２値化器４２第２バンドパスフィルタ
４３第３バンドパスフィルタ４４コネクタ
４５筐体４６パワーアンプ４８アンテナ
４９周波数変換器５０出力端子

Claims

通信信号に対してΔΣ変調されたΔΣ変調信号の送信を行う送信システムであって、
前記ΔΣ変調信号を受信する受信装置と、
前記ΔΣ変調信号を、信号伝送路を介して前記受信装置へ送信する送信装置と、を備え、
前記送信装置は、前記通信信号にΔΣ変調を行ってΔΣ変調信号を出力するΔΣ変調器を備え、
前記ΔΣ変調器は、前記通信信号の周波数を含む第１周波数帯域の量子化雑音を阻止するとともに、前記第１周波数帯域と異なる周波数帯域である第２周波数帯域の量子化雑音を阻止する特性を有し、
前記ΔΣ変調器と前記信号伝送路との間に配置され、信号除去帯域が前記第２周波数帯域を含む帯域除去フィルタをさらに備えている
送信システム。
前記受信装置は、
前記信号伝送路を通じて与えられる前記ΔΣ変調信号を２値化する２値化器を備えている請求項１に記載の送信システム。
通信信号に対してΔΣ変調されたΔΣ変調信号を、当該ΔΣ変調信号を受信する受信装置へ信号伝送路を介して送信する送信装置であって、
前記通信信号にΔΣ変調を行って前記ΔΣ変調信号を出力するΔΣ変調器を備え、
前記ΔΣ変調器は、
前記通信信号の周波数を含む第１周波数帯域の量子化雑音を阻止するとともに、前記第１周波数帯域と異なる周波数帯域である第２周波数帯域の量子化雑音を阻止する特性を有し、
前記ΔΣ変調器と前記信号伝送路との間に配置され、信号除去帯域が前記第２周波数帯域を含む帯域除去フィルタをさらに備えている
送信装置。
請求項１に記載の送信システムを備えた、前記通信信号を無線送信する通信システムであって、
前記帯域除去フィルタと前記信号伝送路との間に配置され、前記ΔΣ変調信号と、前記第２周波数帯域に含まれる他の周波数の入力信号とを加算する加算器を備え、
前記受信装置は、
前記通信信号を無線送信する送信部と、
前記通信信号が通過可能な通過帯域を有するとともに前記信号伝送路によって伝送される信号が与えられる第１帯域通過フィルタと、
前記入力信号が通過可能な通過帯域を有するとともに前記信号伝送路によって伝送される信号が与えられる第２帯域通過フィルタと、
前記第１帯域通過フィルタを通過した信号及び前記第２帯域通過フィルタを通過した信号が与えられる周波数混合器と、
前記周波数混合器の出力を無線送信する送信部と、を備え、
前記入力信号は、前記周波数混合器によって前記通信信号を無線周波数に変換するために用いられるローカル信号である
通信システム。