信号処理装置、信号処理方法、信号処理プログラム及びその記録媒体
【課題】
入力信号に精度良く同期した信号を迅速に生成する。
【解決手段】
直交信号生成部１１０Ａが、信号源９１０Ａからの信号ＳＩＡに含まれる角周波数ωCのパイロット信号の位相を反映し、互いの直交化が図られた信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2を生成する。これらの信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2に基づいて、位相算出部１２０Ａが、パイロット信号を反映した位相を算出する。こうして算出されたパイロット信号を反映した位相のサンプルレートが、アップサンプリング部１２５により増加される。増加されたサンプルレートの位相に基づいて、基準信号生成部１３０Ａが、パイロット信号と所定関係にある基準信号ＢＳＡを生成する。そして、基準信号ＢＳＡを利用して、信号加工部１４０が、信号ＳＩＹを加工する。
入力信号に精度良く同期した信号を迅速に生成する。
【解決手段】
直交信号生成部１１０Ａが、信号源９１０Ａからの信号ＳＩＡに含まれる角周波数ωCのパイロット信号の位相を反映し、互いの直交化が図られた信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2を生成する。これらの信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2に基づいて、位相算出部１２０Ａが、パイロット信号を反映した位相を算出する。こうして算出されたパイロット信号を反映した位相のサンプルレートが、アップサンプリング部１２５により増加される。増加されたサンプルレートの位相に基づいて、基準信号生成部１３０Ａが、パイロット信号と所定関係にある基準信号ＢＳＡを生成する。そして、基準信号ＢＳＡを利用して、信号加工部１４０が、信号ＳＩＹを加工する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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をＦＭ（Frequency Modulation）変調した信号であるＦＭ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）。
【０００３】
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。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３３３９号公報
【特許文献２】特表２００６−５２８４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
また、当該所定信号を再生した信号や、当該所定信号に同期した信号（以下、「加工利用信号」とも呼ぶ）を利用して、別の入力信号を加工する場合もあるが、加工対象信号のサンプルレートの方が所定信号のサンプルレートよりも高い場合がある。こうした場合に、所定信号のサンプルレートで加工利用信号を生成したのでは、加工対象信号が担っている情報を維持しつつ、加工対象信号を加工することができない。
【０００８】
このため、簡易にかつ迅速に所定信号との同期が図られ、かつ、適切なサンプルレートを有する信号を生成することができる技術が待望されている。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。
【０００９】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、入力信号に含まれる所定信号に精度良く同期するとともに、後の利用のために適切な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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、所定周波数帯域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；前記第１信号及び前記第２信号に基づいて、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り得られる第１位相信号のサンプルレートを、前記第１サンプルレートよりも高い第２サンプルレートにした第２位相信号を生成するアップサンプリング手段と；前記第２位相信号に基づいて、前記位相算出工程におけ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；を備えることを特徴とする信号処理装置である。
【００１１】
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た入力信号に含まれる所定周波数帯域の所定信号の位相を反映し、互いの直交化が図られた第１信号及び第２信号を生成する直交信号生成工程と；前記第１信号及び前記第２信号に基づいて、前記所定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として得られる第１位相信号のサンプルレートを、前記第１サンプルレートよりも高い第２サンプルレートにした第２位相信号を生成するアップサンプリング工程と；前記第２位相信号に基づいて、前記位相算出工程におけ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工程と；を備えることを特徴とする信号処理方法である。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態を、図１〜図８を参照しつつ説明する。
【００１６】
＜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，ＳＩＹを、入力端子１９１1，１９１2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。
【００１７】
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））を含んでいるものとする。また、信号ＳＩＹは、図３に示されるように、角周波数ωc〜３ωcの帯域の信号成分ＳＧを含んでいるものとする。ここで、信号成分ＳＧ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ＳＧを復調するようになっている。
【００１８】
なお、本第１実施形態では、信号ＳＩＡは、所定のサンプルレートｆSM1（＝ωSM1／（２π）＞２ωc／（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。また、信号ＳＩＹは、所定のサンプルレートｆSM2（＝３ｆSM1＞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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、加工手段としての信号加工部１４０とを備えている。
【００２３】
直交信号生成部１１０Ａは、入力端子１９１1を介して受信したサンプルレートｆSM1の信号ＳＩＡから、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するサンプルレートｆSM1の２つの信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2を生成する。かかる機能を有する直交信号生成部１１０Ａは、図４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とを備えている。
【００２４】
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）を反映したサンプルレートｆSM1の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５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。
【００２５】
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、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、信号ＯＳＡ2としてＦＩＬ１１３Ａ2へ向けて出力する。
【００２６】
図４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として位相算出部１２０Ａへ向けて出力する。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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を出力する。
【００３０】
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）
【００３１】
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ＰＳＡ1及び信号ＰＳＡ2、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（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（ｔ）を算出する。
【００３２】
こうして算出された位相θC（ｔ）は、サンプルレートｆSM1の信号ＰＨＡ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。
【００３３】
アップサンプリング部１２５は、位相算出部１２０Ａからの信号ＰＨＡのサンプルレートｆSM1を増加させて、サンプルレートｆSM2でサンプリングされた信号ＰＨＰを生成する。より具体的には、アップサンプリング部１２５は、信号ＰＨＡのデータ列（…，ＰＨＡ（ｔ0），ＰＨＡ（ｔ1），…，ＰＨＡ（ｔp），…）におけるデータＰＨＡ（ｔq）とデータＰＨＡ（ｔ(q+1)）との間に、データＰＨＡ（ｔq＋Δｔ）とデータＰＨＡ（ｔq＋２Δｔ）を挿入することによって、信号ＰＨＰを生成する。
【００３４】
ここで、時間Δｔは、次の（４）式によって表される。
Δｔ＝２π／（３ωSM1）＝２π／ωSM2 …（４）
【００３５】
また、ＰＨＡ（ｔq＋Δｔ）及びＰＨＡ（ｔq＋２Δｔ）は、次の（５）及び（６）式によって算出される。
ＰＨＡ（ｔq＋Δｔ）＝ＰＨＡ（ｔq）＋ωC・Δｔ …（５）
ＰＨＡ（ｔq＋２Δｔ）＝ＰＨＡ（ｔq）＋２ωC・Δｔ …（６）
【００３６】
こうして生成されたサンプルレートｆSM2の信号ＰＨＰ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。
【００３７】
基準信号生成部１３０Ａは、アップサンプリング部１２５からの信号ＰＨＰに基づいて、角周波数２ωC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６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。
【００３８】
位相加工部１３１Ａは、アップサンプリング部１２５からの信号ＰＨＰを受けて、信号ＰＨＰ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（７）式により、位相θM（ｔ）を算出する。
θM（ｔ）＝２θC（ｔ）＝２（ωCｔ＋φ0） …（７）
【００３９】
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、サンプルレートｆSM2の位相加工信号ＭＰＡとして信号発生部１３２へ向けて出力される。
【００４０】
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。
【００４１】
この基準信号ＢＳＡは、次の（８）式で表される。
ＢＳＡ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θM（ｔ）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２θC（ｔ）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）］ …（８）
ここで、Ｃ0は定数である。
【００４２】
こうして生成されたサンプルレートｆSM2の基準信号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。
【００４３】
図１に戻り、信号加工部１４０は、入力端子１９１2を介したサンプルレートｆSM2の信号ＳＩＹ及び基準信号生成部１３０Ａからの基準信号ＢＳＡを受ける。そして、信号加工部１４０は、信号ＳＩＹにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ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。かかる機能を有する信号加工部１４０は、図７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。
【００４４】
乗算部１４１は、Ａ端子で信号ＳＩＹ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ＳＩＹにおける信号成分ＳＧ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ＳＧ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周波数変換される。
【００４５】
ＬＰＦ１４２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ｆSM2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。
【００４６】
＜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。
【００４７】
信号源９１０ＡからのサンプルレートｆSM1の信号ＳＩＡ及びサンプルレートｆSM2のＳＩＹが、入力端子１９１1，１９１2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では、信号ＳＩＡが直交信号生成部１１０Ａに供給されるとともに、信号ＳＩＹが信号加工部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５参照）。
【００４８】
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として位相算出部１２０Ａ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として位相算出部１２０Ａへ向けて出力する（図４参照）。
【００４９】
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。
【００５０】
信号ＰＳＡ1,ＰＳＡ2を受けた位相算出部１２０Ａは、上述したように、信号ＰＳＡ1及び信号ＰＳＡ2、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（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θC（ｔ）は、アップサンプリング部１２５において、上述のようにして、サンプルレートｆSM2にサンプルレートが増加され、信号ＰＨＰとして、基準信号生成部１３０Ａへ送られる（図１参照）。
【００５１】
サンプルレートｆSM2の信号ＰＨＰを受けた基準信号生成部１３０Ａは、信号ＰＨＰに基づいて、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。かかるサンプルレートｆSM2の基準信号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（７）式により、角周波数２ωCで変化する位相θM（ｔ）を算出し、信号発生部１３２へ送る（図６参照）。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（８）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サンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡは、信号加工部１４０へ送られる（図６参照）。
【００５２】
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ＳＩＹを受けた信号加工部１４０は、信号ＳＩＹにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ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ＳＩＹ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ＳＩＹにおける信号成分ＳＧ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ＳＧ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周波数変換される。こうして生成されたサンプルレートｆSM2の混合信号ＭＸＡは、ＬＰＦ１４２へ向けて送られる（図７参照）。
【００５３】
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ＳＧに対応し、図８に示されるように、角周波数０〜ωCの周波数帯域の加工結果信号ＭＳＡが生成されて、出力端子１９２を介して、外部へ出力する。
【００５４】
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（ｔ）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。
【００５５】
また、本第１実施形態では、基準信号ＢＳＡを利用して信号ＳＩＹ中の信号成分ＳＧの加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分ＳＧに対して所望の加工を行うことができる。
【００５６】
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（ｔ）の算出を行うので、精度良く位相θC（ｔ）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。
【００５７】
また、本第１実施形態では、サンプルレートｆSM1で得られた信号ＰＨＡを、サンプルレートｆSM2に増加させて信号ＰＨＰを生成する。ここで、サンプルレート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を増加させた信号ＰＨＰを得ることができる。したがって、サンプルレートｆSM2の信号ＳＩＹの加工に適したサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡを得ることができる。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を、図９〜図１４を主に参照しつつ説明する。
【００５９】
図９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から出力された信号ＳＩＡ，ＳＩＹを、入力端子１９１1，１９１2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。
【００６０】
図９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。
【００６１】
直交信号生成部１１０Ｂは、入力端子１９１1を介して受信したサンプルレートｆSM1の信号ＳＩＡから、互いに直交するサンプルレートｆSM1の２つの信号ＰＳＢ1，ＰＳＢ2を生成する。かかる機能を有する直交信号生成部１１０Ｂは、図１０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１１１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とを備えている。
【００６２】
帯域制限フィルタ１１１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１１１は、信号ＳＩＡにおける角周波数ωCを含む所定の周波数帯域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サンプルレートｆSM1の帯域制限信号ＬＳＩとして直交化部１１２Ｂへ向けて出力する。
【００６３】
本第２実施形態では、帯域制限フィルタ１１１は、直交化部１１２Ｂにおいて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１１１は、サンプルレートの１／２に対応する周波数で折り返された成分が、パイロット信号ＰＳの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１１１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。
【００６４】
なお、帯域制限フィルタ１１１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１１１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。
【００６５】
以上にように構成された帯域制限フィルタ１１１から出力された帯域制限信号ＬＳＩ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（９）式で表されるようになっている。
ＰＳ’（ｔ）∝ｓｉｎ［θC（ｔ）−Δθ1］
＝ｓｉｎ［（ωCｔ＋φ0）−Δθ1］ …（９）
【００６６】
図１０に戻り、直交化部１１２Ｂは、帯域制限信号ＬＳＩ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ＯＳＢ1，ＯＳＢ2を生成する。かかる機能を有する直交化部１１２Ｂは、図１１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。
【００６７】
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（１０）及び（１１）式で表されるようになっている。
ＯＴＳ1（ｔ）＝Ｂ0・ｃｏｓ（ωSH・ｔ） …（１０）
ＯＴＳ2（ｔ）＝Ｂ0・ｓｉｎ（ωSH・ｔ） …（１１）
ここで、Ｂ0は定数である。
【００６８】
本実施形態では、角周波数ωSHは、ωC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１１１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。
【００６９】
乗算部２２０1は、帯域制限信号ＬＳＩ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に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成分に周波数変換される。
【００７０】
乗算部２２０2は、帯域制限信号ＬＳＩ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に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成分に周波数変換される。
【００７１】
図１０に戻り、ＦＩＬ１１３Ｂ1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として位相算出部１２０Ｂへ向けて出力する。
【００７２】
なお、ＦＩＬ１１３Ｂ1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２実施形態では、ＦＩＬ１１３Ｂ1におけるフィルタ遅延による位相シフトΔθ2が発生するものとして、以下の説明を行う。
【００７３】
かかるＦＩＬ１１３Ｂ1から出力される信号ＰＳＢ1は、次の（１２）式のように表される。
ＰＳＢ1（ｔ）＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ[θS（ｔ）]
＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ[ωSHｔ−θC（ｔ）＋Δθ1−Δθ2］
＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ[ωSHｔ−（ωCｔ＋φ0）＋Δθ］ …（１２）
ここで、Ａ（ｔ）は、パイロット信号ＰＳの振幅値を表す。角周波数ωCと比べて十分に小さな角周波数成分のみを有する。また、合成位相シフトΔθは、（Δθ1−Δθ2）である。
【００７４】
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を出力する。
【００７５】
かかるＦＩＬ１１３Ｂ2から出力される信号ＰＳＢ2は、次の（１３）式のように表される。
ＰＳＢ2（ｔ）＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ[θS（ｔ）］
＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ[ωSHｔ−θC（ｔ）＋Δθ1−Δθ2］
＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ[ωSHｔ−（ωCｔ＋φ0）＋Δθ］ …（１３）
【００７６】
図９に戻り、位相算出部１２０Ｂは、直交信号生成部１１０Ｂからの信号ＰＳＢ1及び信号ＰＳＢ2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、上述した合成位相シフトΔθ及び角周波数ωSHによる時間変化の分を補正して、位相θC（ｔ）を算出する。
【００７７】
こうして算出されたθC（ｔ）は、信号ＰＨＡ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。
【００７８】
＜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。
【００７９】
信号源９１０ＡからのサンプルレートｆSM1の信号ＳＩＡ及びサンプルレートｆSM2のＳＩＹが、入力端子１９１1，１９１2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に供給されるとともに、信号ＳＩＹが信号加工部１４０へ供給される（図９参照）。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１１１が、信号ＳＩＡにおける角周波数ωCを含む所定の周波数帯域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サンプルレートｆSM1の帯域制限信号ＬＳＩとして直交化部１１２Ｂへ送る（図１０参照）。この結果、図１２において二点鎖線で示されるように、信号ＳＩＡが高い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１３に示されるように、信号成分の周波数帯域が制限される。
【００８０】
帯域制限信号ＬＳＩを受けた直交化部１１２Ｂは、帯域制限信号ＬＳＩに基づいて、互いに直交するサンプルレートｆSM1の２つの信号ＯＳＢ1，ＯＳＢ2を生成し、ＦＩＬ１１３Ｂ1，１１３Ｂ2へ送る（図１０参照）。ここで、信号ＯＳＢj（ｊ＝１，２）のそれぞれは、図１４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。
【００８１】
なお、本実施形態では、直交化部１１２Ｂが帯域制限信号ＬＳＩの周波数変換を行うことにしている。このため、上述した図１２において二点鎖線で示されるように高い周波数領域に広く信号成分を有する信号ＳＩＡの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（図１４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。
【００８２】
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、サンプルレートｆSM1の信号ＰＳＢ1として位相算出部１２０Ｂ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、サンプルレートｆSM1の信号ＰＳＢ2として位相算出部１２０Ｂへ向けて出力する（図１０参照）。
【００８３】
ここで、信号ＰＳＢ1は、上述した（１２）式で表される波形となる。一方、信号ＰＳＢ2は、上述した（１３）式で表される波形となる。
【００８４】
信号ＰＳＢ1,ＰＳＢ2を受けた位相算出部１２０Ｂは、上述したように、信号ＰＳＢ1及び信号ＰＳＢ2、並びに位相シフトΔθ1に基づいて、パイロット信号ＰＳの位相θC（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θC（ｔ）は、サンプルレートｆSM1の信号ＰＨＡとしてアップサンプリング部１２５へ送られる（図９参照）。
【００８５】
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ＰＨＡを受けたアップサンプリング部１２５が、信号ＰＨＡのサンプルレートｆSM1を増加させて、サンプルレートｆSM2でサンプリングされた信号ＰＨＰを生成し、基準信号生成部１３０Ａへ送る（図９参照）。引き続き、信号ＰＨＰを受けた基準信号生成部１３０Ａが、信号ＰＨＰに基づいて、パイロット信号ＰＳに同期し、角周波数が２倍（２ωC）である基準信号ＢＳＡを生成し、信号加工部１４０へ送る（図９参照）。そして、基準信号生成部１３０ＡからのサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡ、及び、信号源９１０ＡからのサンプルレートｆSM2の信号ＳＩＹを受けた信号加工部１４０が、信号ＳＩＹにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ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、生成されたサンプルレートｆSM2の加工結果信号ＭＳＡが、出力端子１９２を介して、外部へ出力される。
【００８６】
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（ｔ）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。
【００８７】
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ＳＩＹ中の信号成分ＳＧの加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分ＳＧに対して所望の加工を行うことができる。
【００８８】
また、本第２実施形態では、帯域制限フィルタ１１１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（ｔ）の算出を行うので、精度良く位相θC（ｔ）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。
【００８９】
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。
【００９０】
また、本第２実施形態では、帯域制限フィルタ１１１により信号ＳＩＡを帯域制限した帯域制限信号ＬＳＩを、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。
【００９１】
また、本第２実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、サンプルレートｆSM1で得られた信号ＰＨＡを、サンプルレートｆSM2に増加させて信号ＰＨＰを生成する。ここで、サンプルレート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を増加させた信号ＰＨＰを得ることができる。したがって、サンプルレートｆSM2の信号ＳＩＹの加工に適したサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡを得ることができる。
【００９２】
なお、本第２実施形態では、ＦＩＬ１１３Ｂ1，ＦＩＬ１１３Ｂ2を介することにより、位相シフトが発生するものとした。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が発生しない構成とした場合には、合成位相シフトΔθに代えて位相シフトΔθ1分の位相補償を、位相算出部１２０Ｂが行うようにすればよい。
【００９３】
また、本第２実施形態では、帯域制限フィルタ１１１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１１１に対応する位相補償の計算が不要となる。
【００９４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を、図１５〜図１９を主に参照しつつ説明する。
【００９５】
＜構成＞
図１５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。この信号処理装置１００Ｃは、信号源９１０Ｃから出力された信号ＳＩＡ，ＳＩＺを、入力端子１９１1，１９１2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，ＭＳＣとして出力する装置である。
【００９６】
本第３実施形態では、信号ＳＩＺは、図１６に示されるように、角周波数ωc〜３ωcの周波数帯域の信号成分ＳＧ１と、角周波数３ωc〜５ωcの帯域の信号成分ＳＧ２とを含んでいるものとする。ここで、信号成分ＳＧ１は、上述した第１実施形態の場合の信号ＳＧと同様に、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。また、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３実施形態においては、信号処理装置１００Ｃ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ＢＳＣ（∝ｓｉｎ［４（ωcｔ＋φ0）］）を生成する。そして、信号処理装置１００Ｃは、基準信号ＢＳＡを利用して、振幅変調信号ＳＧ１を復調するとともに、基準信号ＢＳＣ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。
【００９７】
なお、信号ＳＩＺは、所定のサンプルレートｆSM2（＝３ｆSM1＞６ωc／（２π））でサンプル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。
【００９８】
図１５に示されるように、信号処理装置１００Ｃは、上述した信号処理装置１００Ａと比べて、基準信号生成部１３０Ａに代えて第１及び第２基準信号発生手段としての基準信号生成部１３０Ｃを備えるとともに、第１加工手段として信号加工部１４０1と、第２加工手段として信号加工部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。
【００９９】
基準信号生成部１３０Ｃは、アップサンプリング部１２５からのサンプルレートｆSM2の信号ＰＨＰに基づいて、パイロット信号に同期し、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ＢＳＣ（∝ｓｉｎ［４（ωcｔ＋φ0）］）を生成する。かかる機能を有する基準信号生成部１３０Ｃは、図１７に示されるように、上述した基準信号生成部１３０Ａと比べて、第２基準信号発生手段の一部としての位相加工部１３１Ｃと、第２基準信号発生手段の一部としての信号発生部１３３とを更に備える点のみが異なっている。
【０１００】
位相加工部１３１Ｃは、アップサンプリング部１２５からの信号ＰＨＰを受けて、信号ＰＨＰが示す位相θC（ｔ）を加工する。本第３実施形態においては、位相加工部１３１Ｃは、次の（１４）式により、位相θN（ｔ）を算出する。
θN（ｔ）＝４θC（ｔ）＝４（ωCｔ＋φ0） …（１４）
【０１０１】
すなわち、本第３実施形態では、位相加工部１３１Ｃは、パイロット信号ＰＳに同期し、角周波数が４倍で変化する位相θN（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θN（ｔ）は、サンプルレートｆSM2の位相加工信号ＭＰＣとして信号発生部１３３へ向けて出力される。
【０１０２】
信号発生部１３３は、位相加工部１３１Ｃからの位相加工信号ＭＰＣに基づいて、基準信号ＢＳＣ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。
【０１０３】
こうして生成される基準信号ＢＳＣは、次の（１５）式で表される。
ＢＳＣ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θN（ｔ）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［４θC（ｔ）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［４（ωCｔ＋φ0）］ …（１５）
【０１０４】
こうして生成されたサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＣは、基準信号生成部１３０Ｃ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１３０Ｃ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１３０Ｃから信号加工部１４０1へ向けて出力される。
【０１０５】
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１９１2を介した信号ＳＩＺ及び基準信号生成部１３０Ｃからの基準信号ＢＳＡを受ける。そして、信号加工部１４０1は、信号ＳＩＺにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ１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サンプルレートｆSM2の加工結果信号ＭＳＡは、出力端子１９２1を介して、外部へ出力される。
【０１０６】
また、信号加工部１４０2は、入力端子１９１2を介した信号ＳＩＺ及び基準信号生成部１３０Ｃからの基準信号ＢＳＣを受ける。そして、信号加工部１４０2は、信号ＳＩＺにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ２を、基準信号ＢＳＣ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サンプルレートｆSM2の加工結果信号ＭＳＣは、出力端子１９２2を介して、外部へ出力される。
【０１０７】
＜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。
【０１０８】
信号源９１０Ｃからの信号ＳＩＡ，ＳＩＺが、入力端子１９１1，１９12を介して信号処理装置１００Ｃで受信されると、信号ＳＩＡが、直交信号生成部１１０Ａに供給されるとともに、信号ＳＩＺが信号加工部１４０1，１４０2へ供給される（図１５参照）。信号ＳＩＡ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及びＦＩＬ１１３Ａ1，１１３Ａ2を使用し、サンプルレートｆSM1の信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2が生成される。こうして生成された信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2は、位相算出部１２０Ａへ送られる。
【０１０９】
信号ＰＳＡ1,ＰＳＡ2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（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θC（ｔ）は、サンプルレートｆSM1の信号ＰＨＡとしてアップサンプリング部１２５へ送られる。信号ＰＨＡを受けたアップサンプリング部１２５は、信号ＰＨＡに基づいて、サンプルレートｆSM2の信号ＰＨＰを生成する。こうして生成された信号ＰＨＰは、基準信号生成部１３０Ｃへ送られる（図１５参照）。
【０１１０】
信号ＰＨＰを受けた基準信号生成部１３０Ｃは、信号ＰＨＰに基づいて、パイロット信号ＰＳに同期し、角周波数２ωCの基準信号ＢＳＡ及び角周波数４ωCの基準信号ＢＳＣ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１３０Ｃ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サンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡは、信号加工部１４０1へ送られる。
【０１１１】
また、基準信号ＢＳＣの生成に際しては、基準信号生成部１３０Ｃでは、位相加工部１３１Ｃが、上述した（１４）式により、角周波数４ωCで変化する位相θN（ｔ）を算出し、信号発生部１３３へ送る（図１７参照）。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（１５）式で表される正弦波信号である基準信号ＢＳＣを生成する。こうして生成されたサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＣは、信号加工部１４０2へ送られる（図１７参照）。
【０１１２】
基準信号生成部１３０Ｃからの基準信号ＢＳＡ、及び、信号源９１０Ｃからの信号ＳＩＺ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、信号ＳＩＺにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ１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ＳＧ１に対応し、図１８（図８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。
【０１１３】
基準信号生成部１３０Ｃからの基準信号ＢＳＣ、及び、信号源９１０Ｃからの信号ＳＩＺを受けた信号加工部１４０2は、信号ＳＩＺにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ２を、基準信号ＢＳＣ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ＳＩＺと基準信号ＢＳＣとの乗算を行い、基準信号ＢＳＡを用いた場合における混合信号ＭＸＡ（図７参照）に対応する混合信号ＭＸＣを生成する。ここで、上述したように、信号ＳＩＺにおける信号成分ＳＧ２は、角周波数３ωC〜５ωCの角周波数成分を有し、基準信号ＢＳＣは角周波数４ωCの成分のみを有しているので、混合信号ＭＸＣ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７ωC〜９ωCに対応する成分とに周波数変換される。こうして生成されたサンプルレートｆSM2の混合信号ＭＸＣは、信号加工部１４０2内のＬＰＦ１４２へ向けて送られる。
【０１１４】
混合信号ＭＸＣ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１９に示されるように、角周波数０〜ωCの帯域の加工結果信号ＭＳＣが生成されて、出力端子１９２2を介して、外部へ出力される。
【０１１５】
以上説明したように、本第３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（ｔ）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，ＢＳＣを生成することができる。
【０１１６】
また、本第３実施形態では、基準信号ＢＳＡ，ＢＳＣを利用して信号ＳＩＺ中の信号成分ＳＧ１，ＳＧ２の加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分ＳＧ１，ＳＧ２に対して所望の加工を行うことができる。
【０１１７】
また、本第３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（ｔ）の算出を行うので、精度良く位相θC（ｔ）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，ＢＳＣを生成することができる。
【０１１８】
また、本第３実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、サンプルレートｆSM1で得られた信号ＰＨＡを、サンプルレートｆSM2に増加させて信号ＰＨＰを生成する。ここで、サンプルレート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を増加させた信号ＰＨＰを得ることができる。したがって、サンプルレートｆSM2の信号ＳＩＺの加工に適したサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡ，ＢＳＣを得ることができる。
【０１１９】
なお、本第３実施形態では、基準信号ＢＳＡ及び基準信号ＢＳＣ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ＢＳＣ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ＢＳＣ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。
【０１２０】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を、図２０〜図２２を主に参照しつつ説明する。
【０１２１】
＜構成＞
図２０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。この信号処理装置１００Ｄは、信号源９１０Ａから出力された信号ＳＩＡ，ＳＩＹを、入力端子１９１1，１９１2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ｆSM2の加工結果信号ＭＳＤとして出力する装置である。
【０１２２】
図２０に示されるように、信号処理装置１００Ｄ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１３０Ｄ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。
【０１２３】
基準信号生成部１３０Ｄは、アップサンプリング部１２５からの信号ＰＨＰに基づいて、角周波数２ωCの基準信号ＢＳＤを生成する。かかる機能を有する基準信号生成部１３０Ｄは、図２１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部１３５を更に備えている。
【０１２４】
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（ｔ）の算出を行う。
【０１２５】
ここで、位相θP（ｔ）は、次の（１６）式で表される。
θP（ｔ）＝θM（ｔ）＋Δφ＝２θC（ｔ）＋Δφ
＝２（ωCｔ＋φ0）＋Δφ …（１６）
【０１２６】
こうして算出された位相θP（ｔ）は、位相加工信号ＭＰＤ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（１７）式で表されるサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＤが生成される。
ＢＳＤ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θP（ｔ）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２θC（ｔ）＋Δφ］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）＋Δφ］ …（１７）
【０１２７】
こうして生成された基準信号ＢＳＤは、基準信号生成部１３０Ｄから信号加工部１４０へ向けて出力される。
【０１２８】
位相オフセット設定部１５０は、入力端子１９１2を介した信号ＳＩＹを受ける。そして、位相オフセット設定部１５０は、信号ＳＩＹの信号レベルや、信号ＳＩＹ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１３０Ｄへ向けて出力される。
【０１２９】
＜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。
【０１３０】
信号源９１０Ａからの信号ＳＩＡ，ＳＩＹが、入力端子１９１1、１９１2を介して信号処理装置１００Ｄで受信されると、信号ＳＩＡが直交信号生成部１１０Ａに供給されるとともに、信号ＳＩＹが信号加工部１４０及び位相オフセット設定部１５０へ供給される（図２０参照）。信号ＳＩＹ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ＳＩＹ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１３０Ｄへ向けて送る。
【０１３１】
また、サンプルレートｆSM1の信号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及びＦＩＬ１１３Ａ1，１１３Ａ2を使用し、サンプルレートｆSM1の信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2が生成される。こうして生成された信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2は、位相算出部１２０Ａへ送られる。
【０１３２】
信号ＰＳＡ1,ＰＳＡ2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（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θC（ｔ）は、サンプルレートｆSM1の信号ＰＨＡとしてアップサンプリング部１２５へ送られる。信号ＰＨＡを受けたアップサンプリング部１２５は、信号ＰＨＡに基づいて、サンプルレートｆSM2の信号ＰＨＰを生成する。こうして生成された信号ＰＨＰは、基準信号生成部１３０Ｄへ送られる（図２０参照）。
【０１３３】
信号ＰＨＰを受けた基準信号生成部１３０Ｄは、当該信号ＰＨＰ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ＢＳＤを生成する。かかるサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＤの生成に際しては、基準信号生成部１３０Ｄ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（７）式により、角周波数２ωCで変化する位相θM（ｔ）を算出し、サンプルレートｆSM2の位相加工信号ＭＰＡとして加算部１３５へ送る（図２１参照）。
【０１３４】
位相θM（ｔ）を受けた加算部１３５は、上述した（１６）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（ｔ）に加算し、位相θP（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θP（ｔ）は、信号発生部１３２へ送られる（図２１参照）。
【０１３５】
位相θP（ｔ）を受けた信号発生部１３２は、位相θP（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ＢＳＤを生成する。こうして生成されたサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＤは、信号加工部１４０へ送られる（図２１参照）。
【０１３６】
基準信号生成部１３０Ｄからの基準信号ＢＳＤ、及び、信号源９１０Ａからの信号ＳＩＹを受けた信号加工部１４０は、信号ＳＩＹにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧを、基準信号ＢＳＤ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ＭＳＤは、次の（１８）式で表されるように、ｃｏｓ（Δφ）の値に比例する。
ＭＳＤ（ｔ）∝ｃｏｓ（Δφ） …（１８）
【０１３７】
例えば、復調したい信号Ｓ（ｔ）とし、信号ＳＩＡにおける復調するＳＧ（ｔ）が、次の（１９）式で表される。
ＳＧ（ｔ）＝Ｓ（ｔ）・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）］ …（１９）
【０１３８】
この場合、加工結果信号ＭＳＤは、次の（２０）式で表される信号ＭＳＤ’の低周波数成分となる。
ＭＳＤ’（ｔ）＝ＳＧ（ｔ）・ＢＳＤ（ｔ）
＝Ｃ0・Ｓ（ｔ）・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）］
・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）＋Δφ］
＝Ｃ0・Ｓ（ｔ）・{［−ｃｏｓ［４（ωCｔ＋φ0）＋Δφ］
＋ｃｏｓ（Δφ）} …（２０）
【０１３９】
このため、信号ＭＳＤ’を信号加工部１４０におけるＬＰＦ１４２を通過させて得られる加工結果信号ＭＳＤは、次の（２１）式の通りとなる。
ＭＳＤ（ｔ）≒Ｃ0・Ｓ（ｔ）・ｃｏｓ（Δφ） …（２１）
【０１４０】
すなわち、加工結果信号ＭＳＤは、上記の通り、ｃｏｓ（Δφ）の値に比例する。
【０１４１】
このため、加工結果信号ＭＳＤは、図２２に示されるように、角周波数０〜ωcの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サンプルレートｆSM2の加工結果信号ＭＳＤは、出力端子１９２を介して、外部へ出力される。
【０１４２】
以上説明したように、本第４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（ｔ）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ＢＳＤを生成することができる。
【０１４３】
また、本第４実施形態では、基準信号ＢＳＤを利用して信号ＳＩＹ中の信号成分ＳＧの加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分ＳＧに対して所望の加工を行うことができる。
【０１４４】
また、本第４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（ｔ）の算出を行うので、精度良く位相θC（ｔ）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ＢＳＤを生成することができる。
【０１４５】
また、本第４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ＢＳＤを生成するので、加工結果信号ＭＳＤの振幅を、信号ＳＩＹ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。
【０１４６】
また、本第４実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、サンプルレートｆSM1で得られた信号ＰＨＡを、サンプルレートｆSM2に増加させて信号ＰＨＰを生成する。ここで、サンプルレート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を増加させた信号ＰＨＰを得ることができる。したがって、サンプルレートｆSM2の信号ＳＩＹの加工に適したサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＤを得ることができる。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。
【０１４７】
また、本第４実施形態では、図２１に示されるように、オフセット位相信号ＰＯＳを位相加工部１３１Ａの出力信号である位相加工信号ＭＰＡに加算するようにした。これに対し、オフセット位相信号ＰＯＳを位相加工部に入力させる構成とすることもできる。この場合には、位相加工部から出力される位相θQ（ｔ）は、次の（２２）式で表されるようになる。
θQ（ｔ）＝２（θC（ｔ）＋Δφ）
＝２（ωCｔ＋φ0＋Δφ） …（２２）
【０１４８】
こうして算出された位相θQ（ｔ）が、直接、信号発生部１３２に供給されることにより、加工結果信号ＭＳＤは、ｃｏｓ（２・Δφ）の値に比例することになる。
【０１４９】
［実施形態の変形］
本発明は、上記の第１〜第４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。
【０１５０】
例えば、上記の第１〜第４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。
【０１５１】
また、上記の第１〜第４実施形態では、信号加工に利用する基準信号のサンプルレートと、加工対象信号のサンプルレートとを同一とするようにした。これに対し、加工結果信号として有すべきサンプルレートを確保できるのであれば、基準信号のサンプルレートと、加工対象信号のサンプルレートとが異なる値であってもよい。
【０１５２】
また、上記の第１〜第４実施形態では、加工結果信号の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、加工結果信号の周波数帯域を任意の周波数帯域とすることができる。
【０１５３】
また、上記の第３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。
【０１５４】
また、上記の第３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つの帯域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つ以上の帯域の信号を加工するようにすることもできる。さらに、同一の加工対象信号に対して、複数の基準信号を利用した加工を行うようにすることもできる。
【０１５５】
また、上記の第４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。
【０１５６】
また、第１実施形態に対する第２実施形態への変形を、第３又は第４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３又は第４実施形態への変形を、第２実施形態に適用することもできる
【０１５７】
なお、第１〜第４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。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る信号処理装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態において想定する信号源からの信号の周波数分布を説明するための図（その１）である。
【図３】第１実施形態において想定する信号源からの信号の周波数分布を説明するための図（その２）である。
【図４】図１の装置における直交信号生成部の構成を示すブロック図である。
【図５】図４における直交化部の構成を示すブロック図である。
【図６】図１の装置における基準信号生成部の構成を示すブロック図である。
【図７】図１の装置における信号加工部の構成を示すブロック図である。
【図８】図１の装置による加工結果信号の周波数分布を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る信号処理装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の装置における直交信号生成部の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０における直交化部の構成を示すブロック図である。
【図１２】第２実施形態において想定する信号源からの信号の周波数分布を説明するための図である。
【図１３】帯域制限フィルタから出力される帯域制限信号の周波数分布を説明するための図である。
【図１４】図１１の直交化部による周波数変換結果を示すための図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る信号処理装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図１６】第３実施形態において想定する信号源からの信号の周波数分布を説明するための図である。
【図１７】図１５の装置における基準信号生成部の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１５の装置による加工結果信号の周波数分布を説明するための図（その１）である。
【図１９】図１５の装置による加工結果信号の周波数分布を説明するための図（その２）である。
【図２０】本発明の第４実施形態に係る信号処理装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２１】図２０の装置における基準信号生成部の構成を示すブロック図である。
【図２２】図２０の装置による加工結果信号の周波数分布及び振幅を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１５９】
１００Ａ〜１００Ｄ … 信号処理装置
１１０Ａ〜１１０Ｂ … 直交信号生成部（直交信号生成手段）
１１１ … 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）
１２０Ａ，１２０Ｂ … 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 … 基準信号生成部（基準信号生成手段）
１３０Ｃ … 基準信号生成部（第１及び第２基準信号発生手段）
１３０Ｄ … 基準信号生成部（基準信号生成手段）
１４０ … 信号加工部（信号加工手段）
１４０1 … 信号加工部（第１加工手段）
１４０2 … 信号加工部（第２加工手段）
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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をＦＭ（Frequency Modulation）変調した信号であるＦＭ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）。
【０００３】
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。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３３３９号公報
【特許文献２】特表２００６−５２８４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
また、当該所定信号を再生した信号や、当該所定信号に同期した信号（以下、「加工利用信号」とも呼ぶ）を利用して、別の入力信号を加工する場合もあるが、加工対象信号のサンプルレートの方が所定信号のサンプルレートよりも高い場合がある。こうした場合に、所定信号のサンプルレートで加工利用信号を生成したのでは、加工対象信号が担っている情報を維持しつつ、加工対象信号を加工することができない。
【０００８】
このため、簡易にかつ迅速に所定信号との同期が図られ、かつ、適切なサンプルレートを有する信号を生成することができる技術が待望されている。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。
【０００９】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、入力信号に含まれる所定信号に精度良く同期するとともに、後の利用のために適切な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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、所定周波数帯域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；前記第１信号及び前記第２信号に基づいて、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り得られる第１位相信号のサンプルレートを、前記第１サンプルレートよりも高い第２サンプルレートにした第２位相信号を生成するアップサンプリング手段と；前記第２位相信号に基づいて、前記位相算出工程におけ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；を備えることを特徴とする信号処理装置である。
【００１１】
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た入力信号に含まれる所定周波数帯域の所定信号の位相を反映し、互いの直交化が図られた第１信号及び第２信号を生成する直交信号生成工程と；前記第１信号及び前記第２信号に基づいて、前記所定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として得られる第１位相信号のサンプルレートを、前記第１サンプルレートよりも高い第２サンプルレートにした第２位相信号を生成するアップサンプリング工程と；前記第２位相信号に基づいて、前記位相算出工程におけ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工程と；を備えることを特徴とする信号処理方法である。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態を、図１〜図８を参照しつつ説明する。
【００１６】
＜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，ＳＩＹを、入力端子１９１1，１９１2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。
【００１７】
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））を含んでいるものとする。また、信号ＳＩＹは、図３に示されるように、角周波数ωc〜３ωcの帯域の信号成分ＳＧを含んでいるものとする。ここで、信号成分ＳＧ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ＳＧを復調するようになっている。
【００１８】
なお、本第１実施形態では、信号ＳＩＡは、所定のサンプルレートｆSM1（＝ωSM1／（２π）＞２ωc／（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。また、信号ＳＩＹは、所定のサンプルレートｆSM2（＝３ｆSM1＞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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、加工手段としての信号加工部１４０とを備えている。
【００２３】
直交信号生成部１１０Ａは、入力端子１９１1を介して受信したサンプルレートｆSM1の信号ＳＩＡから、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するサンプルレートｆSM1の２つの信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2を生成する。かかる機能を有する直交信号生成部１１０Ａは、図４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とを備えている。
【００２４】
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）を反映したサンプルレートｆSM1の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５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。
【００２５】
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、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、信号ＯＳＡ2としてＦＩＬ１１３Ａ2へ向けて出力する。
【００２６】
図４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として位相算出部１２０Ａへ向けて出力する。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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を出力する。
【００３０】
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）
【００３１】
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ＰＳＡ1及び信号ＰＳＡ2、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（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（ｔ）を算出する。
【００３２】
こうして算出された位相θC（ｔ）は、サンプルレートｆSM1の信号ＰＨＡ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。
【００３３】
アップサンプリング部１２５は、位相算出部１２０Ａからの信号ＰＨＡのサンプルレートｆSM1を増加させて、サンプルレートｆSM2でサンプリングされた信号ＰＨＰを生成する。より具体的には、アップサンプリング部１２５は、信号ＰＨＡのデータ列（…，ＰＨＡ（ｔ0），ＰＨＡ（ｔ1），…，ＰＨＡ（ｔp），…）におけるデータＰＨＡ（ｔq）とデータＰＨＡ（ｔ(q+1)）との間に、データＰＨＡ（ｔq＋Δｔ）とデータＰＨＡ（ｔq＋２Δｔ）を挿入することによって、信号ＰＨＰを生成する。
【００３４】
ここで、時間Δｔは、次の（４）式によって表される。
Δｔ＝２π／（３ωSM1）＝２π／ωSM2 …（４）
【００３５】
また、ＰＨＡ（ｔq＋Δｔ）及びＰＨＡ（ｔq＋２Δｔ）は、次の（５）及び（６）式によって算出される。
ＰＨＡ（ｔq＋Δｔ）＝ＰＨＡ（ｔq）＋ωC・Δｔ …（５）
ＰＨＡ（ｔq＋２Δｔ）＝ＰＨＡ（ｔq）＋２ωC・Δｔ …（６）
【００３６】
こうして生成されたサンプルレートｆSM2の信号ＰＨＰ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。
【００３７】
基準信号生成部１３０Ａは、アップサンプリング部１２５からの信号ＰＨＰに基づいて、角周波数２ωC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６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。
【００３８】
位相加工部１３１Ａは、アップサンプリング部１２５からの信号ＰＨＰを受けて、信号ＰＨＰ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（７）式により、位相θM（ｔ）を算出する。
θM（ｔ）＝２θC（ｔ）＝２（ωCｔ＋φ0） …（７）
【００３９】
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、サンプルレートｆSM2の位相加工信号ＭＰＡとして信号発生部１３２へ向けて出力される。
【００４０】
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。
【００４１】
この基準信号ＢＳＡは、次の（８）式で表される。
ＢＳＡ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θM（ｔ）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２θC（ｔ）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）］ …（８）
ここで、Ｃ0は定数である。
【００４２】
こうして生成されたサンプルレートｆSM2の基準信号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。
【００４３】
図１に戻り、信号加工部１４０は、入力端子１９１2を介したサンプルレートｆSM2の信号ＳＩＹ及び基準信号生成部１３０Ａからの基準信号ＢＳＡを受ける。そして、信号加工部１４０は、信号ＳＩＹにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ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。かかる機能を有する信号加工部１４０は、図７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。
【００４４】
乗算部１４１は、Ａ端子で信号ＳＩＹ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ＳＩＹにおける信号成分ＳＧ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ＳＧ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周波数変換される。
【００４５】
ＬＰＦ１４２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ｆSM2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。
【００４６】
＜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。
【００４７】
信号源９１０ＡからのサンプルレートｆSM1の信号ＳＩＡ及びサンプルレートｆSM2のＳＩＹが、入力端子１９１1，１９１2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では、信号ＳＩＡが直交信号生成部１１０Ａに供給されるとともに、信号ＳＩＹが信号加工部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５参照）。
【００４８】
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として位相算出部１２０Ａ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として位相算出部１２０Ａへ向けて出力する（図４参照）。
【００４９】
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。
【００５０】
信号ＰＳＡ1,ＰＳＡ2を受けた位相算出部１２０Ａは、上述したように、信号ＰＳＡ1及び信号ＰＳＡ2、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（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θC（ｔ）は、アップサンプリング部１２５において、上述のようにして、サンプルレートｆSM2にサンプルレートが増加され、信号ＰＨＰとして、基準信号生成部１３０Ａへ送られる（図１参照）。
【００５１】
サンプルレートｆSM2の信号ＰＨＰを受けた基準信号生成部１３０Ａは、信号ＰＨＰに基づいて、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。かかるサンプルレートｆSM2の基準信号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（７）式により、角周波数２ωCで変化する位相θM（ｔ）を算出し、信号発生部１３２へ送る（図６参照）。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（８）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サンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡは、信号加工部１４０へ送られる（図６参照）。
【００５２】
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ＳＩＹを受けた信号加工部１４０は、信号ＳＩＹにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ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ＳＩＹ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ＳＩＹにおける信号成分ＳＧ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ＳＧ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周波数変換される。こうして生成されたサンプルレートｆSM2の混合信号ＭＸＡは、ＬＰＦ１４２へ向けて送られる（図７参照）。
【００５３】
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ＳＧに対応し、図８に示されるように、角周波数０〜ωCの周波数帯域の加工結果信号ＭＳＡが生成されて、出力端子１９２を介して、外部へ出力する。
【００５４】
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（ｔ）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。
【００５５】
また、本第１実施形態では、基準信号ＢＳＡを利用して信号ＳＩＹ中の信号成分ＳＧの加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分ＳＧに対して所望の加工を行うことができる。
【００５６】
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（ｔ）の算出を行うので、精度良く位相θC（ｔ）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。
【００５７】
また、本第１実施形態では、サンプルレートｆSM1で得られた信号ＰＨＡを、サンプルレートｆSM2に増加させて信号ＰＨＰを生成する。ここで、サンプルレート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を増加させた信号ＰＨＰを得ることができる。したがって、サンプルレートｆSM2の信号ＳＩＹの加工に適したサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡを得ることができる。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を、図９〜図１４を主に参照しつつ説明する。
【００５９】
図９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から出力された信号ＳＩＡ，ＳＩＹを、入力端子１９１1，１９１2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。
【００６０】
図９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。
【００６１】
直交信号生成部１１０Ｂは、入力端子１９１1を介して受信したサンプルレートｆSM1の信号ＳＩＡから、互いに直交するサンプルレートｆSM1の２つの信号ＰＳＢ1，ＰＳＢ2を生成する。かかる機能を有する直交信号生成部１１０Ｂは、図１０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１１１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とを備えている。
【００６２】
帯域制限フィルタ１１１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１１１は、信号ＳＩＡにおける角周波数ωCを含む所定の周波数帯域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サンプルレートｆSM1の帯域制限信号ＬＳＩとして直交化部１１２Ｂへ向けて出力する。
【００６３】
本第２実施形態では、帯域制限フィルタ１１１は、直交化部１１２Ｂにおいて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１１１は、サンプルレートの１／２に対応する周波数で折り返された成分が、パイロット信号ＰＳの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１１１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。
【００６４】
なお、帯域制限フィルタ１１１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１１１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。
【００６５】
以上にように構成された帯域制限フィルタ１１１から出力された帯域制限信号ＬＳＩ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（９）式で表されるようになっている。
ＰＳ’（ｔ）∝ｓｉｎ［θC（ｔ）−Δθ1］
＝ｓｉｎ［（ωCｔ＋φ0）−Δθ1］ …（９）
【００６６】
図１０に戻り、直交化部１１２Ｂは、帯域制限信号ＬＳＩ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ＯＳＢ1，ＯＳＢ2を生成する。かかる機能を有する直交化部１１２Ｂは、図１１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。
【００６７】
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（１０）及び（１１）式で表されるようになっている。
ＯＴＳ1（ｔ）＝Ｂ0・ｃｏｓ（ωSH・ｔ） …（１０）
ＯＴＳ2（ｔ）＝Ｂ0・ｓｉｎ（ωSH・ｔ） …（１１）
ここで、Ｂ0は定数である。
【００６８】
本実施形態では、角周波数ωSHは、ωC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１１１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。
【００６９】
乗算部２２０1は、帯域制限信号ＬＳＩ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に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成分に周波数変換される。
【００７０】
乗算部２２０2は、帯域制限信号ＬＳＩ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に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成分に周波数変換される。
【００７１】
図１０に戻り、ＦＩＬ１１３Ｂ1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として位相算出部１２０Ｂへ向けて出力する。
【００７２】
なお、ＦＩＬ１１３Ｂ1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２実施形態では、ＦＩＬ１１３Ｂ1におけるフィルタ遅延による位相シフトΔθ2が発生するものとして、以下の説明を行う。
【００７３】
かかるＦＩＬ１１３Ｂ1から出力される信号ＰＳＢ1は、次の（１２）式のように表される。
ＰＳＢ1（ｔ）＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ[θS（ｔ）]
＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ[ωSHｔ−θC（ｔ）＋Δθ1−Δθ2］
＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ[ωSHｔ−（ωCｔ＋φ0）＋Δθ］ …（１２）
ここで、Ａ（ｔ）は、パイロット信号ＰＳの振幅値を表す。角周波数ωCと比べて十分に小さな角周波数成分のみを有する。また、合成位相シフトΔθは、（Δθ1−Δθ2）である。
【００７４】
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を出力する。
【００７５】
かかるＦＩＬ１１３Ｂ2から出力される信号ＰＳＢ2は、次の（１３）式のように表される。
ＰＳＢ2（ｔ）＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ[θS（ｔ）］
＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ[ωSHｔ−θC（ｔ）＋Δθ1−Δθ2］
＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ[ωSHｔ−（ωCｔ＋φ0）＋Δθ］ …（１３）
【００７６】
図９に戻り、位相算出部１２０Ｂは、直交信号生成部１１０Ｂからの信号ＰＳＢ1及び信号ＰＳＢ2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、上述した合成位相シフトΔθ及び角周波数ωSHによる時間変化の分を補正して、位相θC（ｔ）を算出する。
【００７７】
こうして算出されたθC（ｔ）は、信号ＰＨＡ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。
【００７８】
＜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。
【００７９】
信号源９１０ＡからのサンプルレートｆSM1の信号ＳＩＡ及びサンプルレートｆSM2のＳＩＹが、入力端子１９１1，１９１2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に供給されるとともに、信号ＳＩＹが信号加工部１４０へ供給される（図９参照）。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１１１が、信号ＳＩＡにおける角周波数ωCを含む所定の周波数帯域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サンプルレートｆSM1の帯域制限信号ＬＳＩとして直交化部１１２Ｂへ送る（図１０参照）。この結果、図１２において二点鎖線で示されるように、信号ＳＩＡが高い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１３に示されるように、信号成分の周波数帯域が制限される。
【００８０】
帯域制限信号ＬＳＩを受けた直交化部１１２Ｂは、帯域制限信号ＬＳＩに基づいて、互いに直交するサンプルレートｆSM1の２つの信号ＯＳＢ1，ＯＳＢ2を生成し、ＦＩＬ１１３Ｂ1，１１３Ｂ2へ送る（図１０参照）。ここで、信号ＯＳＢj（ｊ＝１，２）のそれぞれは、図１４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。
【００８１】
なお、本実施形態では、直交化部１１２Ｂが帯域制限信号ＬＳＩの周波数変換を行うことにしている。このため、上述した図１２において二点鎖線で示されるように高い周波数領域に広く信号成分を有する信号ＳＩＡの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（図１４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。
【００８２】
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、サンプルレートｆSM1の信号ＰＳＢ1として位相算出部１２０Ｂ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、サンプルレートｆSM1の信号ＰＳＢ2として位相算出部１２０Ｂへ向けて出力する（図１０参照）。
【００８３】
ここで、信号ＰＳＢ1は、上述した（１２）式で表される波形となる。一方、信号ＰＳＢ2は、上述した（１３）式で表される波形となる。
【００８４】
信号ＰＳＢ1,ＰＳＢ2を受けた位相算出部１２０Ｂは、上述したように、信号ＰＳＢ1及び信号ＰＳＢ2、並びに位相シフトΔθ1に基づいて、パイロット信号ＰＳの位相θC（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θC（ｔ）は、サンプルレートｆSM1の信号ＰＨＡとしてアップサンプリング部１２５へ送られる（図９参照）。
【００８５】
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ＰＨＡを受けたアップサンプリング部１２５が、信号ＰＨＡのサンプルレートｆSM1を増加させて、サンプルレートｆSM2でサンプリングされた信号ＰＨＰを生成し、基準信号生成部１３０Ａへ送る（図９参照）。引き続き、信号ＰＨＰを受けた基準信号生成部１３０Ａが、信号ＰＨＰに基づいて、パイロット信号ＰＳに同期し、角周波数が２倍（２ωC）である基準信号ＢＳＡを生成し、信号加工部１４０へ送る（図９参照）。そして、基準信号生成部１３０ＡからのサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡ、及び、信号源９１０ＡからのサンプルレートｆSM2の信号ＳＩＹを受けた信号加工部１４０が、信号ＳＩＹにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ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、生成されたサンプルレートｆSM2の加工結果信号ＭＳＡが、出力端子１９２を介して、外部へ出力される。
【００８６】
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（ｔ）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。
【００８７】
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ＳＩＹ中の信号成分ＳＧの加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分ＳＧに対して所望の加工を行うことができる。
【００８８】
また、本第２実施形態では、帯域制限フィルタ１１１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（ｔ）の算出を行うので、精度良く位相θC（ｔ）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。
【００８９】
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。
【００９０】
また、本第２実施形態では、帯域制限フィルタ１１１により信号ＳＩＡを帯域制限した帯域制限信号ＬＳＩを、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。
【００９１】
また、本第２実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、サンプルレートｆSM1で得られた信号ＰＨＡを、サンプルレートｆSM2に増加させて信号ＰＨＰを生成する。ここで、サンプルレート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を増加させた信号ＰＨＰを得ることができる。したがって、サンプルレートｆSM2の信号ＳＩＹの加工に適したサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡを得ることができる。
【００９２】
なお、本第２実施形態では、ＦＩＬ１１３Ｂ1，ＦＩＬ１１３Ｂ2を介することにより、位相シフトが発生するものとした。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が発生しない構成とした場合には、合成位相シフトΔθに代えて位相シフトΔθ1分の位相補償を、位相算出部１２０Ｂが行うようにすればよい。
【００９３】
また、本第２実施形態では、帯域制限フィルタ１１１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１１１に対応する位相補償の計算が不要となる。
【００９４】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を、図１５〜図１９を主に参照しつつ説明する。
【００９５】
＜構成＞
図１５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。この信号処理装置１００Ｃは、信号源９１０Ｃから出力された信号ＳＩＡ，ＳＩＺを、入力端子１９１1，１９１2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，ＭＳＣとして出力する装置である。
【００９６】
本第３実施形態では、信号ＳＩＺは、図１６に示されるように、角周波数ωc〜３ωcの周波数帯域の信号成分ＳＧ１と、角周波数３ωc〜５ωcの帯域の信号成分ＳＧ２とを含んでいるものとする。ここで、信号成分ＳＧ１は、上述した第１実施形態の場合の信号ＳＧと同様に、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。また、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３実施形態においては、信号処理装置１００Ｃ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ＢＳＣ（∝ｓｉｎ［４（ωcｔ＋φ0）］）を生成する。そして、信号処理装置１００Ｃは、基準信号ＢＳＡを利用して、振幅変調信号ＳＧ１を復調するとともに、基準信号ＢＳＣ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。
【００９７】
なお、信号ＳＩＺは、所定のサンプルレートｆSM2（＝３ｆSM1＞６ωc／（２π））でサンプル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。
【００９８】
図１５に示されるように、信号処理装置１００Ｃは、上述した信号処理装置１００Ａと比べて、基準信号生成部１３０Ａに代えて第１及び第２基準信号発生手段としての基準信号生成部１３０Ｃを備えるとともに、第１加工手段として信号加工部１４０1と、第２加工手段として信号加工部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。
【００９９】
基準信号生成部１３０Ｃは、アップサンプリング部１２５からのサンプルレートｆSM2の信号ＰＨＰに基づいて、パイロット信号に同期し、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ＢＳＣ（∝ｓｉｎ［４（ωcｔ＋φ0）］）を生成する。かかる機能を有する基準信号生成部１３０Ｃは、図１７に示されるように、上述した基準信号生成部１３０Ａと比べて、第２基準信号発生手段の一部としての位相加工部１３１Ｃと、第２基準信号発生手段の一部としての信号発生部１３３とを更に備える点のみが異なっている。
【０１００】
位相加工部１３１Ｃは、アップサンプリング部１２５からの信号ＰＨＰを受けて、信号ＰＨＰが示す位相θC（ｔ）を加工する。本第３実施形態においては、位相加工部１３１Ｃは、次の（１４）式により、位相θN（ｔ）を算出する。
θN（ｔ）＝４θC（ｔ）＝４（ωCｔ＋φ0） …（１４）
【０１０１】
すなわち、本第３実施形態では、位相加工部１３１Ｃは、パイロット信号ＰＳに同期し、角周波数が４倍で変化する位相θN（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θN（ｔ）は、サンプルレートｆSM2の位相加工信号ＭＰＣとして信号発生部１３３へ向けて出力される。
【０１０２】
信号発生部１３３は、位相加工部１３１Ｃからの位相加工信号ＭＰＣに基づいて、基準信号ＢＳＣ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。
【０１０３】
こうして生成される基準信号ＢＳＣは、次の（１５）式で表される。
ＢＳＣ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θN（ｔ）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［４θC（ｔ）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［４（ωCｔ＋φ0）］ …（１５）
【０１０４】
こうして生成されたサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＣは、基準信号生成部１３０Ｃ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１３０Ｃ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１３０Ｃから信号加工部１４０1へ向けて出力される。
【０１０５】
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１９１2を介した信号ＳＩＺ及び基準信号生成部１３０Ｃからの基準信号ＢＳＡを受ける。そして、信号加工部１４０1は、信号ＳＩＺにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ１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サンプルレートｆSM2の加工結果信号ＭＳＡは、出力端子１９２1を介して、外部へ出力される。
【０１０６】
また、信号加工部１４０2は、入力端子１９１2を介した信号ＳＩＺ及び基準信号生成部１３０Ｃからの基準信号ＢＳＣを受ける。そして、信号加工部１４０2は、信号ＳＩＺにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ２を、基準信号ＢＳＣ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サンプルレートｆSM2の加工結果信号ＭＳＣは、出力端子１９２2を介して、外部へ出力される。
【０１０７】
＜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。
【０１０８】
信号源９１０Ｃからの信号ＳＩＡ，ＳＩＺが、入力端子１９１1，１９12を介して信号処理装置１００Ｃで受信されると、信号ＳＩＡが、直交信号生成部１１０Ａに供給されるとともに、信号ＳＩＺが信号加工部１４０1，１４０2へ供給される（図１５参照）。信号ＳＩＡ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及びＦＩＬ１１３Ａ1，１１３Ａ2を使用し、サンプルレートｆSM1の信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2が生成される。こうして生成された信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2は、位相算出部１２０Ａへ送られる。
【０１０９】
信号ＰＳＡ1,ＰＳＡ2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（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θC（ｔ）は、サンプルレートｆSM1の信号ＰＨＡとしてアップサンプリング部１２５へ送られる。信号ＰＨＡを受けたアップサンプリング部１２５は、信号ＰＨＡに基づいて、サンプルレートｆSM2の信号ＰＨＰを生成する。こうして生成された信号ＰＨＰは、基準信号生成部１３０Ｃへ送られる（図１５参照）。
【０１１０】
信号ＰＨＰを受けた基準信号生成部１３０Ｃは、信号ＰＨＰに基づいて、パイロット信号ＰＳに同期し、角周波数２ωCの基準信号ＢＳＡ及び角周波数４ωCの基準信号ＢＳＣ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１３０Ｃ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サンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡは、信号加工部１４０1へ送られる。
【０１１１】
また、基準信号ＢＳＣの生成に際しては、基準信号生成部１３０Ｃでは、位相加工部１３１Ｃが、上述した（１４）式により、角周波数４ωCで変化する位相θN（ｔ）を算出し、信号発生部１３３へ送る（図１７参照）。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（１５）式で表される正弦波信号である基準信号ＢＳＣを生成する。こうして生成されたサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＣは、信号加工部１４０2へ送られる（図１７参照）。
【０１１２】
基準信号生成部１３０Ｃからの基準信号ＢＳＡ、及び、信号源９１０Ｃからの信号ＳＩＺ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、信号ＳＩＺにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ１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ＳＧ１に対応し、図１８（図８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。
【０１１３】
基準信号生成部１３０Ｃからの基準信号ＢＳＣ、及び、信号源９１０Ｃからの信号ＳＩＺを受けた信号加工部１４０2は、信号ＳＩＺにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧ２を、基準信号ＢＳＣ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ＳＩＺと基準信号ＢＳＣとの乗算を行い、基準信号ＢＳＡを用いた場合における混合信号ＭＸＡ（図７参照）に対応する混合信号ＭＸＣを生成する。ここで、上述したように、信号ＳＩＺにおける信号成分ＳＧ２は、角周波数３ωC〜５ωCの角周波数成分を有し、基準信号ＢＳＣは角周波数４ωCの成分のみを有しているので、混合信号ＭＸＣ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７ωC〜９ωCに対応する成分とに周波数変換される。こうして生成されたサンプルレートｆSM2の混合信号ＭＸＣは、信号加工部１４０2内のＬＰＦ１４２へ向けて送られる。
【０１１４】
混合信号ＭＸＣ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１９に示されるように、角周波数０〜ωCの帯域の加工結果信号ＭＳＣが生成されて、出力端子１９２2を介して、外部へ出力される。
【０１１５】
以上説明したように、本第３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（ｔ）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，ＢＳＣを生成することができる。
【０１１６】
また、本第３実施形態では、基準信号ＢＳＡ，ＢＳＣを利用して信号ＳＩＺ中の信号成分ＳＧ１，ＳＧ２の加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分ＳＧ１，ＳＧ２に対して所望の加工を行うことができる。
【０１１７】
また、本第３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（ｔ）の算出を行うので、精度良く位相θC（ｔ）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，ＢＳＣを生成することができる。
【０１１８】
また、本第３実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、サンプルレートｆSM1で得られた信号ＰＨＡを、サンプルレートｆSM2に増加させて信号ＰＨＰを生成する。ここで、サンプルレート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を増加させた信号ＰＨＰを得ることができる。したがって、サンプルレートｆSM2の信号ＳＩＺの加工に適したサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＡ，ＢＳＣを得ることができる。
【０１１９】
なお、本第３実施形態では、基準信号ＢＳＡ及び基準信号ＢＳＣ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ＢＳＣ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ＢＳＣ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。
【０１２０】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を、図２０〜図２２を主に参照しつつ説明する。
【０１２１】
＜構成＞
図２０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。この信号処理装置１００Ｄは、信号源９１０Ａから出力された信号ＳＩＡ，ＳＩＹを、入力端子１９１1，１９１2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ｆSM2の加工結果信号ＭＳＤとして出力する装置である。
【０１２２】
図２０に示されるように、信号処理装置１００Ｄ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１３０Ｄ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。
【０１２３】
基準信号生成部１３０Ｄは、アップサンプリング部１２５からの信号ＰＨＰに基づいて、角周波数２ωCの基準信号ＢＳＤを生成する。かかる機能を有する基準信号生成部１３０Ｄは、図２１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部１３５を更に備えている。
【０１２４】
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（ｔ）の算出を行う。
【０１２５】
ここで、位相θP（ｔ）は、次の（１６）式で表される。
θP（ｔ）＝θM（ｔ）＋Δφ＝２θC（ｔ）＋Δφ
＝２（ωCｔ＋φ0）＋Δφ …（１６）
【０１２６】
こうして算出された位相θP（ｔ）は、位相加工信号ＭＰＤ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（１７）式で表されるサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＤが生成される。
ＢＳＤ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θP（ｔ）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２θC（ｔ）＋Δφ］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）＋Δφ］ …（１７）
【０１２７】
こうして生成された基準信号ＢＳＤは、基準信号生成部１３０Ｄから信号加工部１４０へ向けて出力される。
【０１２８】
位相オフセット設定部１５０は、入力端子１９１2を介した信号ＳＩＹを受ける。そして、位相オフセット設定部１５０は、信号ＳＩＹの信号レベルや、信号ＳＩＹ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１３０Ｄへ向けて出力される。
【０１２９】
＜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。
【０１３０】
信号源９１０Ａからの信号ＳＩＡ，ＳＩＹが、入力端子１９１1、１９１2を介して信号処理装置１００Ｄで受信されると、信号ＳＩＡが直交信号生成部１１０Ａに供給されるとともに、信号ＳＩＹが信号加工部１４０及び位相オフセット設定部１５０へ供給される（図２０参照）。信号ＳＩＹ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ＳＩＹ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１３０Ｄへ向けて送る。
【０１３１】
また、サンプルレートｆSM1の信号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及びＦＩＬ１１３Ａ1，１１３Ａ2を使用し、サンプルレートｆSM1の信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2が生成される。こうして生成された信号ＰＳＡ1，ＰＳＡ2は、位相算出部１２０Ａへ送られる。
【０１３２】
信号ＰＳＡ1,ＰＳＡ2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（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θC（ｔ）は、サンプルレートｆSM1の信号ＰＨＡとしてアップサンプリング部１２５へ送られる。信号ＰＨＡを受けたアップサンプリング部１２５は、信号ＰＨＡに基づいて、サンプルレートｆSM2の信号ＰＨＰを生成する。こうして生成された信号ＰＨＰは、基準信号生成部１３０Ｄへ送られる（図２０参照）。
【０１３３】
信号ＰＨＰを受けた基準信号生成部１３０Ｄは、当該信号ＰＨＰ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ＢＳＤを生成する。かかるサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＤの生成に際しては、基準信号生成部１３０Ｄ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（７）式により、角周波数２ωCで変化する位相θM（ｔ）を算出し、サンプルレートｆSM2の位相加工信号ＭＰＡとして加算部１３５へ送る（図２１参照）。
【０１３４】
位相θM（ｔ）を受けた加算部１３５は、上述した（１６）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（ｔ）に加算し、位相θP（ｔ）を算出する。こうして算出された位相θP（ｔ）は、信号発生部１３２へ送られる（図２１参照）。
【０１３５】
位相θP（ｔ）を受けた信号発生部１３２は、位相θP（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ＢＳＤを生成する。こうして生成されたサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＤは、信号加工部１４０へ送られる（図２１参照）。
【０１３６】
基準信号生成部１３０Ｄからの基準信号ＢＳＤ、及び、信号源９１０Ａからの信号ＳＩＹを受けた信号加工部１４０は、信号ＳＩＹにおける振幅変調信号である信号成分ＳＧを、基準信号ＢＳＤ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ＭＳＤは、次の（１８）式で表されるように、ｃｏｓ（Δφ）の値に比例する。
ＭＳＤ（ｔ）∝ｃｏｓ（Δφ） …（１８）
【０１３７】
例えば、復調したい信号Ｓ（ｔ）とし、信号ＳＩＡにおける復調するＳＧ（ｔ）が、次の（１９）式で表される。
ＳＧ（ｔ）＝Ｓ（ｔ）・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）］ …（１９）
【０１３８】
この場合、加工結果信号ＭＳＤは、次の（２０）式で表される信号ＭＳＤ’の低周波数成分となる。
ＭＳＤ’（ｔ）＝ＳＧ（ｔ）・ＢＳＤ（ｔ）
＝Ｃ0・Ｓ（ｔ）・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）］
・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）＋Δφ］
＝Ｃ0・Ｓ（ｔ）・{［−ｃｏｓ［４（ωCｔ＋φ0）＋Δφ］
＋ｃｏｓ（Δφ）} …（２０）
【０１３９】
このため、信号ＭＳＤ’を信号加工部１４０におけるＬＰＦ１４２を通過させて得られる加工結果信号ＭＳＤは、次の（２１）式の通りとなる。
ＭＳＤ（ｔ）≒Ｃ0・Ｓ（ｔ）・ｃｏｓ（Δφ） …（２１）
【０１４０】
すなわち、加工結果信号ＭＳＤは、上記の通り、ｃｏｓ（Δφ）の値に比例する。
【０１４１】
このため、加工結果信号ＭＳＤは、図２２に示されるように、角周波数０〜ωcの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サンプルレートｆSM2の加工結果信号ＭＳＤは、出力端子１９２を介して、外部へ出力される。
【０１４２】
以上説明したように、本第４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（ｔ）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ＢＳＤを生成することができる。
【０１４３】
また、本第４実施形態では、基準信号ＢＳＤを利用して信号ＳＩＹ中の信号成分ＳＧの加工を行うので、迅速にかつ精度良く、信号成分ＳＧに対して所望の加工を行うことができる。
【０１４４】
また、本第４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（ｔ）の算出を行うので、精度良く位相θC（ｔ）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ＢＳＤを生成することができる。
【０１４５】
また、本第４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ＢＳＤを生成するので、加工結果信号ＭＳＤの振幅を、信号ＳＩＹ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。
【０１４６】
また、本第４実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、サンプルレートｆSM1で得られた信号ＰＨＡを、サンプルレートｆSM2に増加させて信号ＰＨＰを生成する。ここで、サンプルレート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を増加させた信号ＰＨＰを得ることができる。したがって、サンプルレートｆSM2の信号ＳＩＹの加工に適したサンプルレートｆSM2の基準信号ＢＳＤを得ることができる。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。
【０１４７】
また、本第４実施形態では、図２１に示されるように、オフセット位相信号ＰＯＳを位相加工部１３１Ａの出力信号である位相加工信号ＭＰＡに加算するようにした。これに対し、オフセット位相信号ＰＯＳを位相加工部に入力させる構成とすることもできる。この場合には、位相加工部から出力される位相θQ（ｔ）は、次の（２２）式で表されるようになる。
θQ（ｔ）＝２（θC（ｔ）＋Δφ）
＝２（ωCｔ＋φ0＋Δφ） …（２２）
【０１４８】
こうして算出された位相θQ（ｔ）が、直接、信号発生部１３２に供給されることにより、加工結果信号ＭＳＤは、ｃｏｓ（２・Δφ）の値に比例することになる。
【０１４９】
［実施形態の変形］
本発明は、上記の第１〜第４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。
【０１５０】
例えば、上記の第１〜第４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。
【０１５１】
また、上記の第１〜第４実施形態では、信号加工に利用する基準信号のサンプルレートと、加工対象信号のサンプルレートとを同一とするようにした。これに対し、加工結果信号として有すべきサンプルレートを確保できるのであれば、基準信号のサンプルレートと、加工対象信号のサンプルレートとが異なる値であってもよい。
【０１５２】
また、上記の第１〜第４実施形態では、加工結果信号の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、加工結果信号の周波数帯域を任意の周波数帯域とすることができる。
【０１５３】
また、上記の第３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。
【０１５４】
また、上記の第３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つの帯域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つ以上の帯域の信号を加工するようにすることもできる。さらに、同一の加工対象信号に対して、複数の基準信号を利用した加工を行うようにすることもできる。
【０１５５】
また、上記の第４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。
【０１５６】
また、第１実施形態に対する第２実施形態への変形を、第３又は第４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３又は第４実施形態への変形を、第２実施形態に適用することもできる
【０１５７】
なお、第１〜第４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。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る信号処理装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態において想定する信号源からの信号の周波数分布を説明するための図（その１）である。
【図３】第１実施形態において想定する信号源からの信号の周波数分布を説明するための図（その２）である。
【図４】図１の装置における直交信号生成部の構成を示すブロック図である。
【図５】図４における直交化部の構成を示すブロック図である。
【図６】図１の装置における基準信号生成部の構成を示すブロック図である。
【図７】図１の装置における信号加工部の構成を示すブロック図である。
【図８】図１の装置による加工結果信号の周波数分布を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る信号処理装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の装置における直交信号生成部の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０における直交化部の構成を示すブロック図である。
【図１２】第２実施形態において想定する信号源からの信号の周波数分布を説明するための図である。
【図１３】帯域制限フィルタから出力される帯域制限信号の周波数分布を説明するための図である。
【図１４】図１１の直交化部による周波数変換結果を示すための図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る信号処理装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図１６】第３実施形態において想定する信号源からの信号の周波数分布を説明するための図である。
【図１７】図１５の装置における基準信号生成部の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１５の装置による加工結果信号の周波数分布を説明するための図（その１）である。
【図１９】図１５の装置による加工結果信号の周波数分布を説明するための図（その２）である。
【図２０】本発明の第４実施形態に係る信号処理装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２１】図２０の装置における基準信号生成部の構成を示すブロック図である。
【図２２】図２０の装置による加工結果信号の周波数分布及び振幅を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１５９】
１００Ａ〜１００Ｄ … 信号処理装置
１１０Ａ〜１１０Ｂ … 直交信号生成部（直交信号生成手段）
１１１ … 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）
１２０Ａ，１２０Ｂ … 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 … 基準信号生成部（基準信号生成手段）
１３０Ｃ … 基準信号生成部（第１及び第２基準信号発生手段）
１３０Ｄ … 基準信号生成部（基準信号生成手段）
１４０ … 信号加工部（信号加工手段）
１４０1 … 信号加工部（第１加工手段）
１４０2 … 信号加工部（第２加工手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１サンプルレートでサンプリングされ、所定周波数帯域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；
前記第１信号及び前記第２信号に基づいて、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り得られる第１位相信号のサンプルレートを、前記第１サンプルレートよりも高い第２サンプルレートにした第２位相信号を生成するアップサンプリング手段と；
前記第２位相信号に基づいて、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；
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記基準信号は、前記所定信号に対し、所定倍の位相を有する信号である、ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記基準信号は、前記所定信号における位相に対し、所定倍の位相と所定の固定位相値との和で表される位相を有する信号である、ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記基準信号を利用して、前記第１サンプルレートよりも高いサンプルレートでサンプリングされた少なくとも１つの入力信号を加工する信号加工手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記基準信号生成手段は、前記所定信号に対し、互いに異なる所定倍の位相を有する複数の基準信号を発生する基準信号発生手段を備え、
前記信号加工手段は、前記複数の基準信号を利用して前記少なくとも１つの入力信号を加工する、
ことを特徴とする請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記直交信号生成手段は、
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；
を備える、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記位相算出手段は、前記フィルタ手段における位相ずれを考慮して、前記所定信号を反映した信号の位相を算出する、ことを特徴とする請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記直交信号生成手段は、前記直交化に加えて、周波数シフトを行い、
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６又は７に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記基準信号は、前記所定信号を反映した信号の位相と、前記周波数シフト量に対応する位相との線形結合によって算出される位相を有する、ことを特徴とする請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記基準信号は、所定の固定位相値分だけ更にずれた位相を有する、ことを特徴とする請求項９に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
前記入力信号の周波数帯域を制限した帯域制限信号を生成し、前記直交化手段に供給する帯域制限手段を更に備える、ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
第１サンプルレートでサンプリングされた入力信号に含まれる所定周波数帯域の所定信号の位相を反映し、互いの直交化が図られた第１信号及び第２信号を生成する直交信号生成工程と；
前記第１信号及び前記第２信号に基づいて、前記所定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として得られる第１位相信号のサンプルレートを、前記第１サンプルレートよりも高い第２サンプルレートにした第２位相信号を生成するアップサンプリング工程と；
前記第２位相信号に基づいて、前記位相算出工程におけ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工程と；
を備えることを特徴とする信号処理方法。
【請求項１３】
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、ことを特徴とする信号処理プログラム。
【請求項１４】
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。
【請求項１】
第１サンプルレートでサンプリングされ、所定周波数帯域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；
前記第１信号及び前記第２信号に基づいて、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り得られる第１位相信号のサンプルレートを、前記第１サンプルレートよりも高い第２サンプルレートにした第２位相信号を生成するアップサンプリング手段と；
前記第２位相信号に基づいて、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；
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記基準信号は、前記所定信号に対し、所定倍の位相を有する信号である、ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項３】
前記基準信号は、前記所定信号における位相に対し、所定倍の位相と所定の固定位相値との和で表される位相を有する信号である、ことを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
【請求項４】
前記基準信号を利用して、前記第１サンプルレートよりも高いサンプルレートでサンプリングされた少なくとも１つの入力信号を加工する信号加工手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項５】
前記基準信号生成手段は、前記所定信号に対し、互いに異なる所定倍の位相を有する複数の基準信号を発生する基準信号発生手段を備え、
前記信号加工手段は、前記複数の基準信号を利用して前記少なくとも１つの入力信号を加工する、
ことを特徴とする請求項４に記載の信号処理装置。
【請求項６】
前記直交信号生成手段は、
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；
を備える、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項７】
前記位相算出手段は、前記フィルタ手段における位相ずれを考慮して、前記所定信号を反映した信号の位相を算出する、ことを特徴とする請求項６に記載の信号処理装置。
【請求項８】
前記直交信号生成手段は、前記直交化に加えて、周波数シフトを行い、
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６又は７に記載の信号処理装置。
【請求項９】
前記基準信号は、前記所定信号を反映した信号の位相と、前記周波数シフト量に対応する位相との線形結合によって算出される位相を有する、ことを特徴とする請求項８に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
前記基準信号は、所定の固定位相値分だけ更にずれた位相を有する、ことを特徴とする請求項９に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
前記入力信号の周波数帯域を制限した帯域制限信号を生成し、前記直交化手段に供給する帯域制限手段を更に備える、ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
第１サンプルレートでサンプリングされた入力信号に含まれる所定周波数帯域の所定信号の位相を反映し、互いの直交化が図られた第１信号及び第２信号を生成する直交信号生成工程と；
前記第１信号及び前記第２信号に基づいて、前記所定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として得られる第１位相信号のサンプルレートを、前記第１サンプルレートよりも高い第２サンプルレートにした第２位相信号を生成するアップサンプリング工程と；
前記第２位相信号に基づいて、前記位相算出工程におけ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工程と；
を備えることを特徴とする信号処理方法。
【請求項１３】
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、ことを特徴とする信号処理プログラム。
【請求項１４】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００９−２２５２４５（Ｐ２００９−２２５２４５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６９１８５（Ｐ２００８−６９１８５）
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【Ｆターム（参考）】
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