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９１０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、パイロット信号の位相を算出する。こうして算出されたパイロット信号の位相に基づいて、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ＳＩＡを加工する。
【解決手段】
直交信号生成部１１０Ａが、信号源９１０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、パイロット信号の位相を算出する。こうして算出されたパイロット信号の位相に基づいて、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ＳＩＡ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）。
【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】
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。
【０００８】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、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る算出結果に基づいて、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。
【００１０】
請求項１４に記載の発明は、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。
【００１１】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４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。
【００１２】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５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】
【００１３】
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。
【００１４】
［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。
【００１５】
＜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。
【００１６】
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、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。
【００１７】
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、所定のサンプリング周波数ｆSM（＞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。
【００１８】
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。
【００１９】
なお、信号処理装置１００Ａが車両等での移動受信やマルチパス環境下での受信等を行う場合、角周波数ωCや初期位相値φ0は一定というわけではない。
【００２０】
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。
【００２１】
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、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。
【００２２】
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する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とを備えている。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、信号ＰＳＡ1として位相算出部１２０Ａへ向けて出力する。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、信号ＰＳＡ2を出力する。
【００２９】
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）
【００３０】
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。
【００３１】
こうして算出された位相θCは、信号ＰＨＡとして、位相算出部１２０Ａから基準信号生成部１３０Ａへ向けて出力される。
【００３２】
基準信号生成部１３０Ａは、位相算出部１２０Ａからの信号ＰＨＡ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。
【００３３】
位相加工部１３１Ａは、位相算出部１２０Ａ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（４）式により、位相θM（t）を算出する。
θM（t）＝２θC（t）＝２（ωCｔ＋φ0） …（４）
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
この基準信号ＢＳＡは、次の（５）式で表される。
ＢＳＡ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θM（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２θC（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）］ …（５）
ここで、Ｃ0は定数である。
【００３７】
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。
【００３８】
図１に戻り、信号加工部１４０は、入力端子１９１を介した信号ＳＩＡ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、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。
【００３９】
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の成分とに角周波数変換される。
【００４０】
ＬＰＦ１４２は、有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ）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、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。
【００４１】
＜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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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向けて出力する（図３参照）。
【００４４】
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。
【００４５】
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を算出する。こうして算出された位相θCは、信号ＰＨＡとして基準信号生成部１３０Ａへ送られる（図１参照）。
【００４６】
信号ＰＨＡを受けた基準信号生成部１３０Ａは、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を生成する。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（４）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（５）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）。
【００４７】
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の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ＭＸＡは、ＬＰＦ１４２へ向けて送られる（図６参照）。
【００４８】
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、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、外部へ出力する。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
［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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、互いに直交する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とを備えている。
【００５７】
帯域制限フィルタ１１１Ｂ、無限インパルス応答フィルタ（ＩＩＲ）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た帯域制限信号ＬＳＢとして直交化部１１２Ｂへ向けて出力する。
【００５８】
本第２実施形態では、帯域制限フィルタ１１１Ｂは、直交化部１１２Ｂにおける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、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）の成分）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、サンプリング周波数ｆSMの１／２の周波数（ｆSM／２）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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、次の（６）式で表されるようになっている。
ＰＳ’（ｔ）∝ｓｉｎ［θC（ｔ）−Δθ1］
＝ｓｉｎ［（ωCｔ＋φ0）−Δθ1］ …（６）
【００６１】
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、本第２実施形態では、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。
【００６２】
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（７）及び（８）式で表されるようになっている。
ＯＴＳ1（ｔ）＝Ｂ0・ｃｏｓ（ωSH・ｔ） …（７）
ＯＴＳ2（ｔ）＝Ｂ0・ｓｉｎ（ωSH・ｔ） …（８）
ここで、Ｂ0は定数である。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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におけるパイロット信号ＰＳに対応する信号成分の一方、本第２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ＰＳＢ1として位相算出部１２０Ｂへ向けて出力する。
【００６７】
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。
【００６８】
かかるＦＩＬ１１３Ｂ1から出力される信号ＰＳＢ1は、次の（９）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］ …（９）
ここで、Ａ（ｔ）は、パイロット信号ＰＳの振幅値を表す。
【００６９】
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におけるパイロット信号ＰＳに対応する信号成分の一方、本第２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ＰＳＢ2を出力する。
【００７０】
かかるＦＩＬ１１３Ｂ2から出力される信号ＰＳＢ2は、次の（１０）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］ …（１０）
【００７１】
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。
【００７２】
こうして算出されたθC（ｔ）は、信号ＰＨＡとして、位相算出部１２０Ｂから基準信号生成部１３０Ａへ向けて出力される。
【００７３】
＜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。
【００７４】
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が角周波数３ωCよりも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。
【００７５】
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。
【００７６】
なお、本実施形態では、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。
【００７７】
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、信号ＰＳＢ2として位相算出部１２０Ｂへ向けて出力する（図９参照）。
【００７８】
ここで、信号ＰＳＢ1は、上述した（９）式で表される波形となる。一方、信号ＰＳＢ2は、上述した（１０）式で表される波形となる。
【００７９】
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ＰＨＡとして基準信号生成部１３０Ａへ送られる（図８参照）。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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な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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
［第３実施形態］
次いで、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。
【００８９】
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にて示されている。なお、信号処理装置１００Ｃは、第１及び第２実施形態における信号処理装置１００Ａ，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。
【００９０】
図１４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、及び、位相算出部１２０Ｂに代えて位相算出部１２０Ｃを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
【００９１】
なお、本実施形態において、信号加工部１４０は、第２種信号加工手段として機能する。
【００９２】
直交信号生成部１１０Ｃは、図１５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１１１Ｃを備える点、及び、ＦＩＬ１１３Ｂ1，１１３Ｂ2に代えてフィルタ手段としてのＦＩＬ１１３Ｃ1，１１３Ｃ2を備える点が異なっている。そして、帯域制限フィルタ１１１Ｃから出力された帯域制限信号ＬＳＣ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。
【００９３】
帯域制限フィルタ１１１Ｃ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１１１Ｃ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ＬＳＣとして直交化部１１２Ｂへ向けて出力する。
【００９４】
本第３実施形態では、帯域制限フィルタ１１１Ｃは、直交化部１１２Ｂにおいて行われる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、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３実施形態では、角周波数（ωSH−ωC）の成分）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１１１Ｃは、サンプリング周波数ｆSMの１／２の周波数（ｆSM／２）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。さらに、帯域制限フィルタ１１１Ｃは、角周波数ωc〜３ωcにおいて信号通過域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１１１Ｃ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。
【００９５】
なお、本第３実施形態では、帯域制限フィルタ１１１Ｃ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。
【００９６】
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ＬＳＣ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ＯＳＣ1，ＯＳＣ2を生成する。そして、直交化部１１２Ｂは、信号ＯＳＣ1，ＯＳＣ2をＦＩＬ１１３Ｃ1，１１３Ｃ2へ向けて出力する。
【００９７】
ＦＩＬ１１３Ｃ1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ＦＩＬ１１３Ｃ1は、直交化部１１２Ｂからの信号ＯＳＣ1を受ける。そして、ＦＩＬ１１３Ｃ1は、信号ＯＳＣ1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３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ＰＳＣ1として位相算出部１２０Ｃへ向けて出力する。ＦＩＬ１１３Ｃ1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。
【００９８】
なお、ＦＩＬ１１３Ｃ1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３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。
【００９９】
かかるＦＩＬ１１３Ｃ1から出力される信号ＰＳＣ1は、次の（１１）式のように表される。
ＰＳＣ1（ｔ）＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ［θS（ｔ）］
＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ［ωSHｔ−θC（ｔ）−Δθ2］
＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ［ωSHｔ−（ωCｔ＋φ0）−Δθ2］ …（１１）
ここで、Ａ（ｔ）は、パイロット信号ＰＳの振幅値を表す。
【０１００】
ＦＩＬ１１３Ｃ2は、ＦＩＬ１１３Ｃ1と同様に構成されている。このＦＩＬ１１３Ｃ2は、直交化部１１２Ｂからの信号ＯＳＣ2を受ける。そして、ＦＩＬ１１３Ｃ2は、信号ＯＳＣ2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３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ＰＳＣ2を出力する。
【０１０１】
かかるＦＩＬ１１３Ｃ2から出力される信号ＰＳＣ2は、次の（１２）式のように表される。
ＰＳＣ2（ｔ）＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ［θS（ｔ）］
＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ［ωSHｔ−θC（ｔ）−Δθ2］
＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ［ωSHｔ−（ωCｔ＋φ0）−Δθ2］ …（１２）
【０１０２】
図１４に戻り、位相算出部１２０Ｃは、直交信号生成部１１０Ｃからの信号ＰＳＣ1及び信号ＰＳＣ2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１２０Ｃは、例えば、信号ＰＳＣ1及び信号ＰＳＣ2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。
【０１０３】
こうして算出されたθC（ｔ）は、信号ＰＨＡとして、位相算出部１２０Ｃから基準信号生成部１３０Ａへ向けて出力される。
【０１０４】
＜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。
【０１０５】
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ＳＩＡが、直交信号生成部１１０Ｃ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、まず、帯域制限フィルタ１１１Ｃ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ＬＳＣとして直交化部１１２Ｂ及び信号加工部１４０へ送る（図１５参照）。
【０１０６】
帯域制限信号ＬＳＣを受けた直交化部１１２Ｂは、帯域制限信号ＬＳＣに基づいて、互いに直交する２つの信号ＯＳＣ1，ＯＳＣ2を生成し、ＦＩＬ１１３Ｃ1，１１３Ｃ2へ送る（図１５参照）。ここで、信号ＯＳＣj（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）。
【０１０７】
なお、本第３実施形態では、直交化部１１２Ｂが帯域制限信号ＬＳＣ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）。
【０１０８】
引き続き、信号ＯＳＣ1を受けたＦＩＬ１１３Ｃ1が、信号ＯＳＣ1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ＰＳＣ1として位相算出部１２０Ｃへ向けて出力する。また、信号ＯＳＣ2を受けたＦＩＬ１１３Ｃ2が、信号ＯＳＣ2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ＰＳＣ2として位相算出部１２０Ｃへ向けて出力する（図１５参照）。
【０１０９】
ここで、信号ＰＳＣ1は、上述した（１１）式で表される波形となる。一方、信号ＰＳＣ2は、上述した（１２）式で表される波形となる。
【０１１０】
信号ＰＳＣ1,ＰＳＣ2を受けた位相算出部１２０Ｃは、上述したように、信号ＰＳＣ1及び信号ＰＳＣ2、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ＰＨＡとして基準信号生成部１３０Ａへ送られる（図１４参照）。
【０１１１】
以後、第２実施形態の信号処理装置１００Ｂの場合と同様に、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倍であるの基準信号ＢＳＡを生成し、信号加工部１４０へ送る（図１４参照）。そして、基準信号生成部１３０Ａからの基準信号ＢＳＡ、及び、直交信号生成部１１０Ｃからの帯域制限信号ＬＳＣ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。
【０１１２】
以上説明したように、本第３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。
【０１１３】
また、本第３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。
【０１１４】
また、本第３実施形態では、ＦＩＬ１１３Ｃ1，１１３Ｃ2における位相ずれΔθ2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。
【０１１５】
また、本第３実施形態では、第２実施形態の場合と同様に、直交化部１１２Ｂにおいて周波数変換を行な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。
【０１１６】
また、本第３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１１１Ｃにより信号ＳＩＡを帯域制限した帯域制限信号ＬＳＣ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。
【０１１７】
なお、本第３実施形態では、帯域制限フィルタ１１１Ｃ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１１１Ｃ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１２０Ｃが行うようにする。そして、基準信号生成部１３０Ａに代えて、図１６に示される構成の基準信号生成部１３０Ｃを備えるようにすればよい。
【０１１８】
かかる基準信号生成部１３０Ｃは、位相算出部１２０Ｃ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ＢＳＣを生成する。かかる機能を有する基準信号生成部１３０Ｃ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１３１Ｃを備える点のみが異なっている。
【０１１９】
位相加工部１３１Ｃは、位相算出部１２０Ｃ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１３１Ｃは、次の（１３）式により、位相θM（t）を算出する。
θM（t）＝２（θC（t）−Δθ1）
＝２（ωCｔ＋φ0−Δθ1） …（１３）
【０１２０】
こうして算出された位相θM（t）は、位相加工信号ＭＰＣ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ＭＰＣを受けた信号発生部１３２は、基準信号ＢＳＣを生成する。本第３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ＭＰＣによって示された位相θM（t）の正弦波信号を基準信号ＢＳＣとして生成する。
【０１２１】
この基準信号ＢＳＣは、次の（１４）式で表される。
ＢＳＣ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θM（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（θC（t）−Δθ1）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0−Δθ1）］ …（１４）
【０１２２】
こうして生成された基準信号ＢＳＣは、基準信号生成部１３０Ｃ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。
【０１２３】
また、本第３実施形態では、ＦＩＬ１１３Ｃ1，ＦＩＬ１１３Ｃ2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１２０ＣにおけるＦＩＬ１１３Ｃ1，ＦＩＬ１１３Ｃ2に対応する位相補償の演算が不要となる。
【０１２４】
また、帯域制限フィルタ１１１Ｃを、信号ＳＩＡにおける信号成分ＳＧ１（及び、場合によっては信号成分ＳＧ２）のサンプルレートを下げるためのデシメーションフィルタとしても利用可能な場合がある。こうした場合には、当該帯域制限フィルタ１１１Ｃに、デシメーションフィルタとしての機能を同時に発揮させるようにすることができる。
【０１２５】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を、図１７〜図２１を主に参照しつつ説明する。
【０１２６】
＜構成＞
図１７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９１０Ｄから出力された信号ＳＩＤ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，ＭＳＤとして出力する装置である。
【０１２７】
本第４実施形態では、信号ＳＩＤは、図１８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４実施形態においては、信号処理装置１００Ｄ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ＢＳＤ（∝ｓｉｎ［４（ωcｔ＋φ0））］）を生成する。そして、信号処理装置１００Ｄ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ＢＳＤ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。
【０１２８】
図１７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、信号加工手段として、信号加工部１４０1と信号加工部１４０2と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。
【０１２９】
基準信号生成部１３０Ｄは、位相算出部１２０Ａ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１９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１３１Ｄと、信号発生部１３３とを更に備える点のみが異なっている。
【０１３０】
位相加工部１３１Ｄは、位相算出部１２０Ａ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４実施形態においては、位相加工部１３１Ｄは、次の（１５）式により、位相θN（t）を算出する。
θN（t）＝４θC（t）＝４（ωCｔ＋φ0） …（１５）
【０１３１】
すなわち、本第４実施形態では、位相加工部１３１Ｄ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ＭＰＤとして信号発生部１３３へ向けて出力される。
【０１３２】
信号発生部１３３は、位相加工部１３１Ｄからの位相加工信号ＭＰＤに基づいて、基準信号ＢＳＤ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。
【０１３３】
こうして生成される基準信号ＢＳＤは、次の（１６）式で表される。
ＢＳＤ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θN（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［４θC（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［４（ωCｔ＋φ0）］ …（１６）
【０１３４】
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１４０2へ向けて出力される。なお、基準信号生成部１３０Ｄ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１３０Ｄから信号加工部１４０1へ向けて出力される。
【０１３５】
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ＳＩＤ及び基準信号生成部１３０Ｄ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。
【０１３６】
また、信号加工部１４０2は、入力端子１９１を介した信号ＳＩＤ及び基準信号生成部１３０Ｄからの基準信号ＢＳＤ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、出力端子１９２2を介して、外部へ出力される。
【０１３７】
＜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。
【０１３８】
信号源９１０Ｄからの信号ＳＩＤ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ＳＩＤ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１７参照）。信号ＳＩＤ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、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。
【０１３９】
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信号ＰＳＡ1及び信号ＰＳＡ2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ＰＨＡとして基準信号生成部１３０Ｄへ送られる（図１７参照）。
【０１４０】
信号ＰＨＡを受けた基準信号生成部１３０Ｄは、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ＢＳＡ及び角周波数が４倍の基準信号ＢＳＤ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。
【０１４１】
また、基準信号ＢＳＤの生成に際しては、基準信号生成部１３０Ｄでは、位相加工部１３１Ｄが、上述した（１５）式により、角周波数４ωCを有する位相θN（t）を算出し、信号発生部１３３へ送る（図１９参照）。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（１６）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基準信号ＢＳＤは、信号加工部１４０2へ送られる（図１９参照）。
【０１４２】
基準信号生成部１３０Ｄからの基準信号ＢＳＡ、及び、信号源９１０Ｄからの信号ＳＩＤ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２０（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。
【０１４３】
基準信号生成部１３０Ｄからの基準信号ＢＳＤ、及び、信号源９１０Ｄからの信号ＳＩＤ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。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ＳＩＤと基準信号ＢＳＤとの乗算を行い、混合信号ＭＸＤを生成する。ここで、上述したように、信号ＳＩＤ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ＢＳＤは角周波数４ωCの成分のみを有しているので、混合信号ＭＸＤ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の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ＭＸＤは、信号加工部１４０2内のＬＰＦ１４２へ向けて送られる。
【０１４４】
混合信号ＭＸＤ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２１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ＭＳＤが生成されて、出力端子１９２2を介して、外部へ出力される。
【０１４５】
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ＳＩＤ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，ＢＳＤを生成することができる。
【０１４６】
また、本第４実施形態では、基準信号ＢＳＡ，ＢＳＤを利用して信号ＳＩＤ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。
【０１４７】
また、本第４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，ＢＳＤを生成することができる。
【０１４８】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態を、図２２〜図２４を主に参照しつつ説明する。
【０１４９】
＜構成＞
図２２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図にて示されている。この信号処理装置１００Ｅ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ＭＳＥとして出力する装置である。
【０１５０】
図２２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１００Ａと比べて、基準信号生成部１３０Ａに代えて基準信号生成部１３０Ｅ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。
【０１５１】
基準信号生成部１３０Ｅは、位相算出部１２０Ａからの信号ＰＨＡに基づいて、角周波数２ωC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、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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
ここで、位相θPは、次の（１７）式で表される。
θP（ｔ）＝θM（ｔ）＋Δφ＝２θC（ｔ）＋Δφ
＝２（ωCｔ＋φ0）＋Δφ …（１７）
【０１５４】
こうして算出された位相θP（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。この結果、信号発生部１３２により、次の（１８）式で表される基準信号ＢＳＥが生成される。
ＢＳＥ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θP（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２θC（ｔ）＋Δφ］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）＋Δφ］ …（１８）
【０１５５】
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。
【０１５６】
図２２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１３０Ｅへ向けて出力される。
【０１５７】
＜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。
【０１５８】
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２２参照）。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１３０Ｅへ向けて送る。
【０１５９】
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及びＦＩＬ１１３Ａ1，１１３Ａ2を使用し、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。
【０１６０】
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、信号ＰＳＡ1,ＰＳＡ2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ＰＨＡとして基準信号生成部１３０Ｅへ送られる（図２２参照）。
【０１６１】
信号ＰＨＡを受けた基準信号生成部１３０Ｅは、位相算出部１２０Ａからの信号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ＢＳＥを生成する。かかる基準信号ＢＳＥの生成に際しては、基準信号生成部１３０Ｅ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（４）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２３参照）。
【０１６２】
位相θMを受けた加算部１３５は、上述した（１７）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２３参照）。
【０１６３】
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（１８）式で表される正弦波信号である基準信号ＢＳＥを生成する。こうして生成された基準信号ＢＳＥは、信号加工部１４０へ送られる（図２３参照）。
【０１６４】
基準信号生成部１３０Ｅからの基準信号ＢＳＥ、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ＢＳＥを利用して信号ＳＩＡにおける信号成分ＳＧ２を加工して、周波数帯（角周波数０〜ωc）とする。こうして生成された加工結果信号ＭＳＥは、次の（１９）式で表されるように、ｃｏｓ（Δφ）の値に比例する。
ＭＳＥ（ｔ）∝ｃｏｓ（Δφ） …（１９）
【０１６５】
このため、加工結果信号ＭＳＥは、図２４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ＭＳＥは、出力端子１９２を介して、外部へ出力される。
【０１６６】
以上説明したように、本第５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ＢＳＥを生成することができる。
【０１６７】
また、本第５実施形態では、基準信号ＢＳＥ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。
【０１６８】
また、本第５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ＢＳＥを生成することができる。
【０１６９】
また、本第５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ＢＳＥを生成するので、加工結果信号ＭＳＥ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。
【０１７０】
［実施形態の変形］
本発明は、上記の第１〜第５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。
【０１７１】
例えば、上記の第１〜第５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。
【０１７２】
また、上記の第１〜第５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。
【０１７３】
また、上記の第１〜第５実施形態では、位相算出部がパイロット信号ＰＳの位相を算出するようにしたが、パイロット信号ＰＳを反映した信号の位相であれば、パイロット信号ＰＳ以外の信号の位相を算出するようにしてもよい。例えば、第２及び第３実施形態におけるパイロット信号ＰＳに対する周波数シフトが行われた後の信号の位相を算出するようにしてもよい。
【０１７４】
また、上記の第３及び第４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。
【０１７５】
また、上記の第４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。
【０１７６】
また、上記の第４の実施形態では、角周波数が異なる複数の基準信号を生成するようにした。これに対し、角周波数が同一で、位相が所望の値だけ異なる複数の基準信号を生成するようにし、同一周波数帯の信号を加工するようにしてもよい。
【０１７７】
また、上記の第５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。
【０１７８】
また、第１実施形態に対する第２又は第３実施形態への変形を、第４又は第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４又は第５実施形態への変形を、第２又は第３実施形態に適用することもできる
【０１７９】
なお、第１〜第５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】
【０１８０】
【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である。
【図３】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４】図３における直交化部の構成を示すブロック図である。
【図５】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６】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７】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８】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９】図８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１０】図９における直交化部の構成を示すブロック図である。
【図１１】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１２】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１３】図１０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１４】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１５】図１４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１６】図１４の装置における基準信号生成部の変形例の構成を示すブロック図である。
【図１７】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１８】第４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１９】図１７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２０】図１７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２１】図１７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２２】本発明の第５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２３】図２２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２４】図２２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】
【０１８１】
１００Ａ〜１００Ｅ … 信号処理装置
１１０Ａ〜１１０Ｃ … 直交信号生成部（直交信号生成手段）
１１１Ｂ，１１１Ｃ … 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）
１１３Ｃ1，１１３Ｃ2 … フィルタ（フィルタ手段）
１２０Ａ〜１２０Ｃ … 位相算出部（位相算出手段）
１３０Ａ … 基準信号生成部（基準信号生成手段）
１３０Ｄ，１３０Ｅ … 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（第１種信号加工手段）
【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）。
【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】
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。
【０００８】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、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る算出結果に基づいて、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。
【００１０】
請求項１４に記載の発明は、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。
【００１１】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４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。
【００１２】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５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】
【００１３】
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。
【００１４】
［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。
【００１５】
＜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。
【００１６】
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、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。
【００１７】
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、所定のサンプリング周波数ｆSM（＞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。
【００１８】
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。
【００１９】
なお、信号処理装置１００Ａが車両等での移動受信やマルチパス環境下での受信等を行う場合、角周波数ωCや初期位相値φ0は一定というわけではない。
【００２０】
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。
【００２１】
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、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。
【００２２】
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する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とを備えている。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、信号ＰＳＡ1として位相算出部１２０Ａへ向けて出力する。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、信号ＰＳＡ2を出力する。
【００２９】
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）
【００３０】
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。
【００３１】
こうして算出された位相θCは、信号ＰＨＡとして、位相算出部１２０Ａから基準信号生成部１３０Ａへ向けて出力される。
【００３２】
基準信号生成部１３０Ａは、位相算出部１２０Ａからの信号ＰＨＡ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。
【００３３】
位相加工部１３１Ａは、位相算出部１２０Ａ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（４）式により、位相θM（t）を算出する。
θM（t）＝２θC（t）＝２（ωCｔ＋φ0） …（４）
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
この基準信号ＢＳＡは、次の（５）式で表される。
ＢＳＡ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θM（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２θC（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）］ …（５）
ここで、Ｃ0は定数である。
【００３７】
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。
【００３８】
図１に戻り、信号加工部１４０は、入力端子１９１を介した信号ＳＩＡ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、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。
【００３９】
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の成分とに角周波数変換される。
【００４０】
ＬＰＦ１４２は、有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ）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、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。
【００４１】
＜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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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向けて出力する（図３参照）。
【００４４】
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。
【００４５】
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を算出する。こうして算出された位相θCは、信号ＰＨＡとして基準信号生成部１３０Ａへ送られる（図１参照）。
【００４６】
信号ＰＨＡを受けた基準信号生成部１３０Ａは、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を生成する。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（４）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（５）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）。
【００４７】
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の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ＭＸＡは、ＬＰＦ１４２へ向けて送られる（図６参照）。
【００４８】
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、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、外部へ出力する。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
［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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、互いに直交する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とを備えている。
【００５７】
帯域制限フィルタ１１１Ｂ、無限インパルス応答フィルタ（ＩＩＲ）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た帯域制限信号ＬＳＢとして直交化部１１２Ｂへ向けて出力する。
【００５８】
本第２実施形態では、帯域制限フィルタ１１１Ｂは、直交化部１１２Ｂにおける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、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）の成分）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、サンプリング周波数ｆSMの１／２の周波数（ｆSM／２）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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、次の（６）式で表されるようになっている。
ＰＳ’（ｔ）∝ｓｉｎ［θC（ｔ）−Δθ1］
＝ｓｉｎ［（ωCｔ＋φ0）−Δθ1］ …（６）
【００６１】
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、本第２実施形態では、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。
【００６２】
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（７）及び（８）式で表されるようになっている。
ＯＴＳ1（ｔ）＝Ｂ0・ｃｏｓ（ωSH・ｔ） …（７）
ＯＴＳ2（ｔ）＝Ｂ0・ｓｉｎ（ωSH・ｔ） …（８）
ここで、Ｂ0は定数である。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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におけるパイロット信号ＰＳに対応する信号成分の一方、本第２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ＰＳＢ1として位相算出部１２０Ｂへ向けて出力する。
【００６７】
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。
【００６８】
かかるＦＩＬ１１３Ｂ1から出力される信号ＰＳＢ1は、次の（９）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］ …（９）
ここで、Ａ（ｔ）は、パイロット信号ＰＳの振幅値を表す。
【００６９】
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におけるパイロット信号ＰＳに対応する信号成分の一方、本第２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ＰＳＢ2を出力する。
【００７０】
かかるＦＩＬ１１３Ｂ2から出力される信号ＰＳＢ2は、次の（１０）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］ …（１０）
【００７１】
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。
【００７２】
こうして算出されたθC（ｔ）は、信号ＰＨＡとして、位相算出部１２０Ｂから基準信号生成部１３０Ａへ向けて出力される。
【００７３】
＜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。
【００７４】
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が角周波数３ωCよりも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。
【００７５】
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。
【００７６】
なお、本実施形態では、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。
【００７７】
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、信号ＰＳＢ2として位相算出部１２０Ｂへ向けて出力する（図９参照）。
【００７８】
ここで、信号ＰＳＢ1は、上述した（９）式で表される波形となる。一方、信号ＰＳＢ2は、上述した（１０）式で表される波形となる。
【００７９】
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ＰＨＡとして基準信号生成部１３０Ａへ送られる（図８参照）。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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な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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
［第３実施形態］
次いで、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。
【００８９】
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にて示されている。なお、信号処理装置１００Ｃは、第１及び第２実施形態における信号処理装置１００Ａ，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。
【００９０】
図１４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、及び、位相算出部１２０Ｂに代えて位相算出部１２０Ｃを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
【００９１】
なお、本実施形態において、信号加工部１４０は、第２種信号加工手段として機能する。
【００９２】
直交信号生成部１１０Ｃは、図１５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１１１Ｃを備える点、及び、ＦＩＬ１１３Ｂ1，１１３Ｂ2に代えてフィルタ手段としてのＦＩＬ１１３Ｃ1，１１３Ｃ2を備える点が異なっている。そして、帯域制限フィルタ１１１Ｃから出力された帯域制限信号ＬＳＣ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。
【００９３】
帯域制限フィルタ１１１Ｃ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１１１Ｃ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ＬＳＣとして直交化部１１２Ｂへ向けて出力する。
【００９４】
本第３実施形態では、帯域制限フィルタ１１１Ｃは、直交化部１１２Ｂにおいて行われる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、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３実施形態では、角周波数（ωSH−ωC）の成分）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１１１Ｃは、サンプリング周波数ｆSMの１／２の周波数（ｆSM／２）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。さらに、帯域制限フィルタ１１１Ｃは、角周波数ωc〜３ωcにおいて信号通過域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１１１Ｃ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。
【００９５】
なお、本第３実施形態では、帯域制限フィルタ１１１Ｃ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。
【００９６】
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ＬＳＣ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ＯＳＣ1，ＯＳＣ2を生成する。そして、直交化部１１２Ｂは、信号ＯＳＣ1，ＯＳＣ2をＦＩＬ１１３Ｃ1，１１３Ｃ2へ向けて出力する。
【００９７】
ＦＩＬ１１３Ｃ1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ＦＩＬ１１３Ｃ1は、直交化部１１２Ｂからの信号ＯＳＣ1を受ける。そして、ＦＩＬ１１３Ｃ1は、信号ＯＳＣ1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３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ＰＳＣ1として位相算出部１２０Ｃへ向けて出力する。ＦＩＬ１１３Ｃ1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。
【００９８】
なお、ＦＩＬ１１３Ｃ1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３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。
【００９９】
かかるＦＩＬ１１３Ｃ1から出力される信号ＰＳＣ1は、次の（１１）式のように表される。
ＰＳＣ1（ｔ）＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ［θS（ｔ）］
＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ［ωSHｔ−θC（ｔ）−Δθ2］
＝Ａ（ｔ）・ｓｉｎ［ωSHｔ−（ωCｔ＋φ0）−Δθ2］ …（１１）
ここで、Ａ（ｔ）は、パイロット信号ＰＳの振幅値を表す。
【０１００】
ＦＩＬ１１３Ｃ2は、ＦＩＬ１１３Ｃ1と同様に構成されている。このＦＩＬ１１３Ｃ2は、直交化部１１２Ｂからの信号ＯＳＣ2を受ける。そして、ＦＩＬ１１３Ｃ2は、信号ＯＳＣ2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３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ＰＳＣ2を出力する。
【０１０１】
かかるＦＩＬ１１３Ｃ2から出力される信号ＰＳＣ2は、次の（１２）式のように表される。
ＰＳＣ2（ｔ）＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ［θS（ｔ）］
＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ［ωSHｔ−θC（ｔ）−Δθ2］
＝Ａ（ｔ）・ｃｏｓ［ωSHｔ−（ωCｔ＋φ0）−Δθ2］ …（１２）
【０１０２】
図１４に戻り、位相算出部１２０Ｃは、直交信号生成部１１０Ｃからの信号ＰＳＣ1及び信号ＰＳＣ2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１２０Ｃは、例えば、信号ＰＳＣ1及び信号ＰＳＣ2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。
【０１０３】
こうして算出されたθC（ｔ）は、信号ＰＨＡとして、位相算出部１２０Ｃから基準信号生成部１３０Ａへ向けて出力される。
【０１０４】
＜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。
【０１０５】
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ＳＩＡが、直交信号生成部１１０Ｃ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、まず、帯域制限フィルタ１１１Ｃ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ＬＳＣとして直交化部１１２Ｂ及び信号加工部１４０へ送る（図１５参照）。
【０１０６】
帯域制限信号ＬＳＣを受けた直交化部１１２Ｂは、帯域制限信号ＬＳＣに基づいて、互いに直交する２つの信号ＯＳＣ1，ＯＳＣ2を生成し、ＦＩＬ１１３Ｃ1，１１３Ｃ2へ送る（図１５参照）。ここで、信号ＯＳＣj（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）。
【０１０７】
なお、本第３実施形態では、直交化部１１２Ｂが帯域制限信号ＬＳＣ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）。
【０１０８】
引き続き、信号ＯＳＣ1を受けたＦＩＬ１１３Ｃ1が、信号ＯＳＣ1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ＰＳＣ1として位相算出部１２０Ｃへ向けて出力する。また、信号ＯＳＣ2を受けたＦＩＬ１１３Ｃ2が、信号ＯＳＣ2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ＰＳＣ2として位相算出部１２０Ｃへ向けて出力する（図１５参照）。
【０１０９】
ここで、信号ＰＳＣ1は、上述した（１１）式で表される波形となる。一方、信号ＰＳＣ2は、上述した（１２）式で表される波形となる。
【０１１０】
信号ＰＳＣ1,ＰＳＣ2を受けた位相算出部１２０Ｃは、上述したように、信号ＰＳＣ1及び信号ＰＳＣ2、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ＰＨＡとして基準信号生成部１３０Ａへ送られる（図１４参照）。
【０１１１】
以後、第２実施形態の信号処理装置１００Ｂの場合と同様に、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倍であるの基準信号ＢＳＡを生成し、信号加工部１４０へ送る（図１４参照）。そして、基準信号生成部１３０Ａからの基準信号ＢＳＡ、及び、直交信号生成部１１０Ｃからの帯域制限信号ＬＳＣ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。
【０１１２】
以上説明したように、本第３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。
【０１１３】
また、本第３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。
【０１１４】
また、本第３実施形態では、ＦＩＬ１１３Ｃ1，１１３Ｃ2における位相ずれΔθ2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。
【０１１５】
また、本第３実施形態では、第２実施形態の場合と同様に、直交化部１１２Ｂにおいて周波数変換を行な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。
【０１１６】
また、本第３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１１１Ｃにより信号ＳＩＡを帯域制限した帯域制限信号ＬＳＣ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。
【０１１７】
なお、本第３実施形態では、帯域制限フィルタ１１１Ｃ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１１１Ｃ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１２０Ｃが行うようにする。そして、基準信号生成部１３０Ａに代えて、図１６に示される構成の基準信号生成部１３０Ｃを備えるようにすればよい。
【０１１８】
かかる基準信号生成部１３０Ｃは、位相算出部１２０Ｃ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ＢＳＣを生成する。かかる機能を有する基準信号生成部１３０Ｃ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１３１Ｃを備える点のみが異なっている。
【０１１９】
位相加工部１３１Ｃは、位相算出部１２０Ｃ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１３１Ｃは、次の（１３）式により、位相θM（t）を算出する。
θM（t）＝２（θC（t）−Δθ1）
＝２（ωCｔ＋φ0−Δθ1） …（１３）
【０１２０】
こうして算出された位相θM（t）は、位相加工信号ＭＰＣ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ＭＰＣを受けた信号発生部１３２は、基準信号ＢＳＣを生成する。本第３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ＭＰＣによって示された位相θM（t）の正弦波信号を基準信号ＢＳＣとして生成する。
【０１２１】
この基準信号ＢＳＣは、次の（１４）式で表される。
ＢＳＣ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θM（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（θC（t）−Δθ1）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0−Δθ1）］ …（１４）
【０１２２】
こうして生成された基準信号ＢＳＣは、基準信号生成部１３０Ｃ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。
【０１２３】
また、本第３実施形態では、ＦＩＬ１１３Ｃ1，ＦＩＬ１１３Ｃ2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１２０ＣにおけるＦＩＬ１１３Ｃ1，ＦＩＬ１１３Ｃ2に対応する位相補償の演算が不要となる。
【０１２４】
また、帯域制限フィルタ１１１Ｃを、信号ＳＩＡにおける信号成分ＳＧ１（及び、場合によっては信号成分ＳＧ２）のサンプルレートを下げるためのデシメーションフィルタとしても利用可能な場合がある。こうした場合には、当該帯域制限フィルタ１１１Ｃに、デシメーションフィルタとしての機能を同時に発揮させるようにすることができる。
【０１２５】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を、図１７〜図２１を主に参照しつつ説明する。
【０１２６】
＜構成＞
図１７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９１０Ｄから出力された信号ＳＩＤ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，ＭＳＤとして出力する装置である。
【０１２７】
本第４実施形態では、信号ＳＩＤは、図１８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４実施形態においては、信号処理装置１００Ｄ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ＢＳＤ（∝ｓｉｎ［４（ωcｔ＋φ0））］）を生成する。そして、信号処理装置１００Ｄ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ＢＳＤ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。
【０１２８】
図１７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、信号加工手段として、信号加工部１４０1と信号加工部１４０2と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。
【０１２９】
基準信号生成部１３０Ｄは、位相算出部１２０Ａ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１９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１３１Ｄと、信号発生部１３３とを更に備える点のみが異なっている。
【０１３０】
位相加工部１３１Ｄは、位相算出部１２０Ａ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４実施形態においては、位相加工部１３１Ｄは、次の（１５）式により、位相θN（t）を算出する。
θN（t）＝４θC（t）＝４（ωCｔ＋φ0） …（１５）
【０１３１】
すなわち、本第４実施形態では、位相加工部１３１Ｄ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ＭＰＤとして信号発生部１３３へ向けて出力される。
【０１３２】
信号発生部１３３は、位相加工部１３１Ｄからの位相加工信号ＭＰＤに基づいて、基準信号ＢＳＤ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。
【０１３３】
こうして生成される基準信号ＢＳＤは、次の（１６）式で表される。
ＢＳＤ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θN（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［４θC（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［４（ωCｔ＋φ0）］ …（１６）
【０１３４】
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１４０2へ向けて出力される。なお、基準信号生成部１３０Ｄ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１３０Ｄから信号加工部１４０1へ向けて出力される。
【０１３５】
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ＳＩＤ及び基準信号生成部１３０Ｄ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。
【０１３６】
また、信号加工部１４０2は、入力端子１９１を介した信号ＳＩＤ及び基準信号生成部１３０Ｄからの基準信号ＢＳＤ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、出力端子１９２2を介して、外部へ出力される。
【０１３７】
＜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。
【０１３８】
信号源９１０Ｄからの信号ＳＩＤ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ＳＩＤ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１７参照）。信号ＳＩＤ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、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。
【０１３９】
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信号ＰＳＡ1及び信号ＰＳＡ2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ＰＨＡとして基準信号生成部１３０Ｄへ送られる（図１７参照）。
【０１４０】
信号ＰＨＡを受けた基準信号生成部１３０Ｄは、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ＢＳＡ及び角周波数が４倍の基準信号ＢＳＤ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。
【０１４１】
また、基準信号ＢＳＤの生成に際しては、基準信号生成部１３０Ｄでは、位相加工部１３１Ｄが、上述した（１５）式により、角周波数４ωCを有する位相θN（t）を算出し、信号発生部１３３へ送る（図１９参照）。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（１６）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基準信号ＢＳＤは、信号加工部１４０2へ送られる（図１９参照）。
【０１４２】
基準信号生成部１３０Ｄからの基準信号ＢＳＡ、及び、信号源９１０Ｄからの信号ＳＩＤ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２０（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。
【０１４３】
基準信号生成部１３０Ｄからの基準信号ＢＳＤ、及び、信号源９１０Ｄからの信号ＳＩＤ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。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ＳＩＤと基準信号ＢＳＤとの乗算を行い、混合信号ＭＸＤを生成する。ここで、上述したように、信号ＳＩＤ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ＢＳＤは角周波数４ωCの成分のみを有しているので、混合信号ＭＸＤ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の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ＭＸＤは、信号加工部１４０2内のＬＰＦ１４２へ向けて送られる。
【０１４４】
混合信号ＭＸＤ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２１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ＭＳＤが生成されて、出力端子１９２2を介して、外部へ出力される。
【０１４５】
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ＳＩＤ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，ＢＳＤを生成することができる。
【０１４６】
また、本第４実施形態では、基準信号ＢＳＡ，ＢＳＤを利用して信号ＳＩＤ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。
【０１４７】
また、本第４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，ＢＳＤを生成することができる。
【０１４８】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態を、図２２〜図２４を主に参照しつつ説明する。
【０１４９】
＜構成＞
図２２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図にて示されている。この信号処理装置１００Ｅ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ＭＳＥとして出力する装置である。
【０１５０】
図２２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１００Ａと比べて、基準信号生成部１３０Ａに代えて基準信号生成部１３０Ｅ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。
【０１５１】
基準信号生成部１３０Ｅは、位相算出部１２０Ａからの信号ＰＨＡに基づいて、角周波数２ωC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、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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
ここで、位相θPは、次の（１７）式で表される。
θP（ｔ）＝θM（ｔ）＋Δφ＝２θC（ｔ）＋Δφ
＝２（ωCｔ＋φ0）＋Δφ …（１７）
【０１５４】
こうして算出された位相θP（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。この結果、信号発生部１３２により、次の（１８）式で表される基準信号ＢＳＥが生成される。
ＢＳＥ（ｔ）＝Ｃ0・ｓｉｎ［θP（t）］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２θC（ｔ）＋Δφ］
＝Ｃ0・ｓｉｎ［２（ωCｔ＋φ0）＋Δφ］ …（１８）
【０１５５】
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。
【０１５６】
図２２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１３０Ｅへ向けて出力される。
【０１５７】
＜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。
【０１５８】
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２２参照）。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１３０Ｅへ向けて送る。
【０１５９】
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及びＦＩＬ１１３Ａ1，１１３Ａ2を使用し、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。
【０１６０】
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、信号ＰＳＡ1,ＰＳＡ2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ＰＨＡとして基準信号生成部１３０Ｅへ送られる（図２２参照）。
【０１６１】
信号ＰＨＡを受けた基準信号生成部１３０Ｅは、位相算出部１２０Ａからの信号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ＢＳＥを生成する。かかる基準信号ＢＳＥの生成に際しては、基準信号生成部１３０Ｅ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（４）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２３参照）。
【０１６２】
位相θMを受けた加算部１３５は、上述した（１７）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２３参照）。
【０１６３】
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（１８）式で表される正弦波信号である基準信号ＢＳＥを生成する。こうして生成された基準信号ＢＳＥは、信号加工部１４０へ送られる（図２３参照）。
【０１６４】
基準信号生成部１３０Ｅからの基準信号ＢＳＥ、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ＢＳＥを利用して信号ＳＩＡにおける信号成分ＳＧ２を加工して、周波数帯（角周波数０〜ωc）とする。こうして生成された加工結果信号ＭＳＥは、次の（１９）式で表されるように、ｃｏｓ（Δφ）の値に比例する。
ＭＳＥ（ｔ）∝ｃｏｓ（Δφ） …（１９）
【０１６５】
このため、加工結果信号ＭＳＥは、図２４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ＭＳＥは、出力端子１９２を介して、外部へ出力される。
【０１６６】
以上説明したように、本第５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ＢＳＥを生成することができる。
【０１６７】
また、本第５実施形態では、基準信号ＢＳＥ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。
【０１６８】
また、本第５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ＢＳＥを生成することができる。
【０１６９】
また、本第５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ＢＳＥを生成するので、加工結果信号ＭＳＥ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。
【０１７０】
［実施形態の変形］
本発明は、上記の第１〜第５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。
【０１７１】
例えば、上記の第１〜第５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。
【０１７２】
また、上記の第１〜第５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。
【０１７３】
また、上記の第１〜第５実施形態では、位相算出部がパイロット信号ＰＳの位相を算出するようにしたが、パイロット信号ＰＳを反映した信号の位相であれば、パイロット信号ＰＳ以外の信号の位相を算出するようにしてもよい。例えば、第２及び第３実施形態におけるパイロット信号ＰＳに対する周波数シフトが行われた後の信号の位相を算出するようにしてもよい。
【０１７４】
また、上記の第３及び第４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。
【０１７５】
また、上記の第４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。
【０１７６】
また、上記の第４の実施形態では、角周波数が異なる複数の基準信号を生成するようにした。これに対し、角周波数が同一で、位相が所望の値だけ異なる複数の基準信号を生成するようにし、同一周波数帯の信号を加工するようにしてもよい。
【０１７７】
また、上記の第５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。
【０１７８】
また、第１実施形態に対する第２又は第３実施形態への変形を、第４又は第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４又は第５実施形態への変形を、第２又は第３実施形態に適用することもできる
【０１７９】
なお、第１〜第５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】
【０１８０】
【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である。
【図３】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４】図３における直交化部の構成を示すブロック図である。
【図５】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６】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７】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８】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９】図８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１０】図９における直交化部の構成を示すブロック図である。
【図１１】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１２】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１３】図１０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１４】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１５】図１４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１６】図１４の装置における基準信号生成部の変形例の構成を示すブロック図である。
【図１７】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１８】第４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１９】図１７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２０】図１７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２１】図１７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２２】本発明の第５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２３】図２２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２４】図２２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】
【０１８１】
１００Ａ〜１００Ｅ … 信号処理装置
１１０Ａ〜１１０Ｃ … 直交信号生成部（直交信号生成手段）
１１１Ｂ，１１１Ｃ … 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）
１１３Ｃ1，１１３Ｃ2 … フィルタ（フィルタ手段）
１２０Ａ〜１２０Ｃ … 位相算出部（位相算出手段）
１３０Ａ … 基準信号生成部（基準信号生成手段）
１３０Ｄ，１３０Ｅ … 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（第１種信号加工手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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る算出結果に基づいて、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、前記所定信号における位相に対し、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入力信号を加工する第１種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、及び、前記第２直交化信号に含まれる前記第２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１〜４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項６】
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５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
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に記載の信号処理装置。
【請求項８】
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７に記載の信号処理装置。
【請求項９】
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８に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
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７〜９のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
前記位相算出手段は、前記帯域制限手段によ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１０に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
前記基準信号を利用して前記帯域制限信号を加工する第２種加工手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の信号処理装置。
【請求項１３】
前記基準信号生成手段は、前記位相算出手段による算出結果に基づいて、前記所定信号と所定関係にある複数の基準信号を生成する、ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１４】
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１５】
請求項１４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。
【請求項１６】
請求項１５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】
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る算出結果に基づいて、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、前記所定信号における位相に対し、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入力信号を加工する第１種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、及び、前記第２直交化信号に含まれる前記第２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１〜４のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項６】
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５に記載の信号処理装置。
【請求項７】
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に記載の信号処理装置。
【請求項８】
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７に記載の信号処理装置。
【請求項９】
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８に記載の信号処理装置。
【請求項１０】
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７〜９のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１１】
前記位相算出手段は、前記帯域制限手段によ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１０に記載の信号処理装置。
【請求項１２】
前記基準信号を利用して前記帯域制限信号を加工する第２種加工手段を更に備える、ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の信号処理装置。
【請求項１３】
前記基準信号生成手段は、前記位相算出手段による算出結果に基づいて、前記所定信号と所定関係にある複数の基準信号を生成する、ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の信号処理装置。
【請求項１４】
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１５】
請求項１４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。
【請求項１６】
請求項１５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２３】
【図２４】
【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２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−６５２３４（Ｐ２００９−６５２３４Ａ）
【公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２８７４４（Ｐ２００７−２２８７４４）
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【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３月２６日（２００９．３．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月４日（２００７．９．４）
【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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