信号処理装置、及びそれを用いた受信システム、並びに信号処理方法
【課題】選択的に圧縮センシングを適用することのできる信号処理装置を提供する。
【解決手段】信号処理装置は、第１信号が第２信号より低い周波数帯域に配置された第３信号に対して、第１信号の帯域幅の２倍に第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ倍の周波数をサンプリング周波数とし、サンプリングにより得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに所定のパターンでサンプリング値を選択する選択パターンを決定する制御部と、制御部が算出するサンプリング周波数で第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値を制御部が決定した選択パターンに基づいて出力するサンプリング部と、サンプリング部が出力するサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて第２信号を復元する復元部と、サンプリング値を用いて第１信号に対する処理を行い、復元された第２信号に対して異なる処理を行う信号処理部とを備える。
【解決手段】信号処理装置は、第１信号が第２信号より低い周波数帯域に配置された第３信号に対して、第１信号の帯域幅の２倍に第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ倍の周波数をサンプリング周波数とし、サンプリングにより得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに所定のパターンでサンプリング値を選択する選択パターンを決定する制御部と、制御部が算出するサンプリング周波数で第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値を制御部が決定した選択パターンに基づいて出力するサンプリング部と、サンプリング部が出力するサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて第２信号を復元する復元部と、サンプリング値を用いて第１信号に対する処理を行い、復元された第２信号に対して異なる処理を行う信号処理部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアナログ信号をサンプリングする信号処理装置、及びそれを用いた受信システム、並びに信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アナログ信号をアナログ・デジタル変換（サンプリング）する際に、変換対象のアナログ信号に応じたナイキスト周波数に基づいて得られるデータ（標本値）量より少ないデータ量を用いて変換対象のアナログ信号を復元する研究が行われている（非特許文献２〜５）。このような技術は、ＣＳ（Compressed sensing；圧縮センシング、Compressive Sampling；圧縮サンプリング）などといわれ、ナイキスト周波数に基づいて得られるデータをランダムに、或いは、予め定めた選択パターンに基づいて、間引くことでデータ量を減らすとともに、間引かれたデータに対して所定のアルゴリズムを適用することでサンプリングしたアナログ信号を復元することができる技術である。
この技術を用いて、広帯域に割り当てられている複数のアナログ信号を、当該複数のアナログ信号が割り当てられている周波数領域全体に対して圧縮センシングを行うことで、サンプリングの際に出力されるデジタル信号のデータ量を削減し、このデジタル信号を用いて元の複数のアナログ信号を復元（デジタル・アナログ変換）する研究も行われている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Moshe Mishali et al., "Blind Multiband Signal Reconstruction: Compressed Sensing for Analog Signals", IEEE Transaction on Signal Processing, pp. 993-1009, March. 2009.
【非特許文献２】David L. Donoho, "Compressed Sensing," IEEE Transaction on Information Theory, pp. 1289-1306, April, 2006.
【非特許文献３】Emmanuel J. Candes et al., "An Introduction to Compressive Sampling," IEEE Signal Processing Magazine, pp. 21-30, March, 2008.
【非特許文献４】Yonina C. Eldar et al., "Beyond Bandlimited Sampling," IEEE Signal Processing Magazine, pp.48-68, May. 2009.
【非特許文献５】Emmanuel J. Candes et al., "Near-Optimal Signal Recovery from Random Projections: Universal Encoding Strategies?" IEEE Transaction on Information Theory, pp. 5406-5425, December, 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１は、複数のアナログ信号を含む周波数領域全体に対して圧縮センシングを行うために、複数のアナログ信号を１つの信号として扱うのと同様であり、複数のアナログ信号それぞれの特徴や用途に応じて選択的に圧縮センシングを適用することができなかった。
そのため、複数のアナログ信号のうち幾つかのアナログ信号に対して圧縮センシングを適用したくない場合、圧縮センシングを適用するアナログ信号と、圧縮センシングを適用しないアナログ信号とに分け、それぞれを別のサンプリング回路を用いてサンプリングを行うなど、圧縮センシングの適用に応じて分けて処理しなければならなかった。例えば、分けて処理をするために複数のサンプリング回路を設けると、回路の小型化が困難になるとともに、製造コストの増加を招いてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、複数の信号をまとめてサンプリングする際に、サンプリング回路を増加させることなく選択的に圧縮センシングを適用することのできる信号処理装置、及びそれを用いた受信システム、並びに信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、第１信号が第２信号より低い周波数帯域に配置された第３信号に対して、前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数をサンプリング周波数とし、サンプリングにより得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１つのサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す選択パターンを決定する制御部と、前記制御部が算出する前記サンプリング周波数で前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値を前記制御部が決定した選択パターンに基づいて出力するサンプリング部と、前記サンプリング部が出力するサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第２信号を復元する復元部と、前記サンプリング部が出力するサンプリング値のうち前記第１の選択により選択されたサンプリング値に基づいて前記第１信号に対する第１の処理を行うとともに、前記復元部が復元した前記第２信号に対して前記第１の処理と異なる第２の処理を行う信号処理部とを備えることを特徴とする信号処理装置である。
【０００７】
（２）また、本発明は、上記記載の発明において、前記選択パターンで選択されるサンプリング値のうち、ランダム又は予め定められたパターンで選択されるサンプリング値の個数は、前記第２の信号に対して要求される復元の精度により定められることを特徴とする。
【０００８】
（３）また、本発明は、上記記載の発明の信号処理装置と、受信した無線信号に含まれる前記第１信号及び前記第２信号に対して周波数変換を行い、前記第１信号を前記第２信号より低い周波数帯域に配置した前記第３の信号を出力する無線受信部と、前記信号処理装置により復元された前記第１信号及び前記第２信号に基づいて前記第１信号及び前記第２信号の重要度の変更を行う信号処理部とを備えることを特徴とする受信システムである。
【０００９】
（４）また、本発明は、リモート局装置と中央局装置とが伝送線で接続された受信システムであって、前記リモート局装置が、受信した無線信号に含まれる第１信号及び第２信号に対して周波数変換を行い、前記第１信号を前記第２信号より低い周波数帯域に配置した第３信号を出力する無線受信部と、前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値のいずれのサンプリング値を出力するかを示す選択パターンに基づいて送信するサンプリング部とを備え、前記中央局装置が、前記サンプリング部から受信したサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第１信号及び前記第２信号を復元する復元部と、前記復元部が復元した前記第１信号及び前記第２信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数を前記サンプリング部におけるサンプリング周波数にする制御を行うとともに、サンプリングして得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１個のサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す前記選択パターンを決定して前記サンプリング部に送信する制御部とを備えることを特徴とする受信システムである。
【００１０】
（５）また、本発明は、第１信号が第２信号より低い周波数帯域に配置された第３信号に対して、前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数をサンプリング周波数とし、サンプリングにより得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１つのサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す選択パターンを決定する制御過程と、前記制御過程において算出する前記サンプリング周波数で前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値を前記制御部が決定した選択パターンに基づいて出力するサンプリング過程と、前記サンプリング過程において出力されるサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第２信号を復元する復元過程と、前記サンプリング過程において出力されるサンプリング値のうち前記第１の選択により選択されたサンプリング値に基づいて前記第１信号に対する第１の処理を行うとともに、前記復元過程において復元された前記第２信号に対して前記第１の処理と異なる第２の処理を行う信号処理過程とを備えることを特徴とする信号処理方法である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、複数の信号をまとめてサンプリングする際に、重要度の高い信号の周波数帯域幅と、重要度の低い信号の周波数帯域幅とに応じて、サンプリン周波数及びサンプリング値の選択パターンを決定することにより、サンプリング回路を増加させずにサンプリング対象となる信号に対して選択的に圧縮センシングを適用することができる。また、本発明を複数の信号を伝送に用いた場合、圧縮センシングにより伝送するサンプリング値の数を削減することができるので、伝送路の使用帯域を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の受信システム１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態のサンプリング部２２０が出力するパケットの一構成例を示す図である。
【図３】同実施形態の無線受信部１００の構成例を示す概略ブロック図である。
【図４】同実施形態における無線受信部１００の動作例を示す模式図である。
【図５】同実施形態の制御部２１０の算出するサンプリング周波数を説明する模式図である。
【図６】同実施形態の受信システム１が受信する無線信号の一例を示す図である。
【図７】図６に示した無線信号に対する無線受信部１００の周波数変換の結果を示す図である。
【図８】図７に示したようにベースバンド帯域に信号が配置されている場合のサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄとサンプリング周波数ＢＮｙｑとの関係を示す図である。
【図９】図８に示したようにサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄが設定された場合の時間領域の例を示す図である。
【図１０】第２実施形態の受信システム１ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】第３実施形態の受信システム５の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態の信号処理装置、及びそれを用いた受信システム、並びに信号処理方法を図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１実施形態]
図１は、第１実施形態の受信システム１の構成を示す概略ブロック図である。
図示するように、受信システム１は、無線受信部１００と、信号処理装置２００と、ベースバンド信号処理部３００とを具備している。信号処理装置２００は、制御部２１０と、サンプリング部２２０と、分配部２３０と、復元部２４０とを備えている。
【００１５】
無線受信部１００は、無線信号を受信し、受信した無線信号に含まれる複数の信号に対して周波数変換及びゲイン調整を行い、各信号のベースバンド信号を生成する。また、無線受信部１００は、制御部２１０から入力される各信号の重要度を示す情報を含む受信制御信号に基づいて、生成したベースバンド信号を直流付近に重要度の高い信号を配置し、重要度の低い信号を重要度の高い信号より高い周波数帯域に配置する。
この重要度は、信号に対する処理の内容で設定される。例えば、受信して処理すべきデータが含まれている信号に対しては、当該データを得るための復調及び復号を行うために高いノイズ等が少ないことが要求されるので重要度を高くし、受信して処理すべきデータが含まれているか否かを判定することが要求される信号に対しては、受信して処理すべきデータが含まれている信号より低い重要度が設定される。或いは、信号に対する通信品質、具体的には、ＢＥＲ（Bit Error Rate；ビット誤り率）などが予め定めた基準値より高い場合には重要度を低くし、基準値より低い場合には重要度を高くする設定がされる。
【００１６】
制御部２１０は、予め設定された情報又は入力された情報に基づいて、無線信号に含まれるいずれの周波数帯域の信号を選択するか、及び、選択した信号に対して重要度を定め、選択した周波数帯域と、定めた重要度とを示す情報を含む受信制御信号を無線受信部１００に出力する。また、制御部２１０は、重要度の高いベースバンド信号の周波数帯域と、重要度の低いベースバンド信号の周波数帯域とから、サンプリング部２２０におけるサンプリング周波数を算出するとともに、サンプリング部２２０においてサンプリングにより得られたサンプリング値のいずれを出力するかを選択する選択パターンを決定し、算出したサンプリング周波数を示す情報と、決定した選択パターンを示す情報とを含むサンプリング制御信号をサンプリング部２２０、分配部２３０、復元部２４０、及びベースバンド信号処理部３００に出力する。
また、制御部２１０は、ベースバンド信号処理部３００から重要度を変更する要求を示す情報を含む重要度変更信号が入力され、当該要求に基づいて無線信号に含まれる信号の重要度を変更して、変更を反映した受信制御信号及びサンプリング制御信号を出力する。
【００１７】
サンプリング部２２０は、制御部２１０から入力されるサンプリング制御信号に含まれるサンプリング周波数及び選択パターンを設定する。また、サンプリング部２２０は、無線受信部１００が周波数変換した各ベースバンド信号を設定されたサンプリング周期でサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値からなる時系列データを生成する。また、サンプリング部２２０は、時系列データ中のサンプリング値を設定された選択パターンに応じて選択し、選択したサンプリング値を出力する。
【００１８】
図２は、同実施形態のサンプリング部２２０が出力するパケットの一構成例を示す図である。図示するように、サンプリング部２２０が出力するパケットは、ヘッダ情報（Header）と、サンプリング値（Sampled Data）とを含んでいる。ヘッダ情報は、有効なサンプリング値の開始位置を示す情報であり、例えば、連続する８個の「１」により構成される。サンプリング部２２０におけるサンプリング周期と、選択パターンは、制御部２１０から入力されるサンプリング制御信号により設定される。
【００１９】
分配部２３０は、制御部２１０から入力されるサンプリング制御信号に含まれる選択パターンを設定する。また、サンプリング部２２０から入力されるパケットからヘッダ情報に基づいて有効なサンプリング値を抽出するとともに、抽出したサンプリング値を復元部２４０に出力する。また、分配部２３０は、設定された選択パターンに基づいて、抽出したサンプリング値のうちいずれをベースバンド信号処理部３００に出力するかを選択し、選択したサンプリング値をベースバンド信号処理部３００に出力する。
【００２０】
復元部２４０は、分配部２３０から入力されるサンプリング値と、制御部２１０から入力されるサンプリング制御信号とに基づいて、サンプリング部２２０がサンプリング対象とした各ベースバンド信号を所定のアルゴリズムを用いて復元し、復元した各ベースバンド信号をベースバンド信号処理部３００に出力する。ここで、所定のアルゴリズムとは、例えば、ｌ１ノルム最小化法（l1-minimization 復元アルゴリズム、参考文献１：E. Candes et al., "l1-Magic:Recovery of Sparse Signals via Convex Programming," Octorber, 2005.）や、マッチング追跡法（mathcing pursuit 復元アルゴリズム、参考文献２：J. Tropp et al., "Signal Recovery from Random Measurement via Orthogonal Matching Pursuit," IEEE Transaction on Information Theory, pp.4655-4666, December, 2007.）である。
【００２１】
ベースバンド信号処理部３００は、分配部２３０から入力されたサンプリング値と、サンプリング制御信号に含まれるサンプリング周波数を示す情報とを用いて、サンプリング対象となった重要度の高いベースバンド信号に対する所望の処理を行う。また、ベースバンド信号処理部３００は、復元部２４０から入力される復元された各ベースバンド信号のうち重要度の低いベースバンド信号に対して所望の処理を行う。また、ベースバンド信号処理部３００は、ベースバンド信号に対する処理の結果に応じて、重要度の変更を要求する情報を制御部２１０に出力する。
ベースバンド信号に対して行う処理としては、例えば、重要度の高いベースバンド信号に対しては、復調及び復号を行うことでベースバンド信号に含まれるデータを取得し、重要度の低いベースバンド信号に対しては、復調を行い当該ベースバンド信号に受信すべきデータが含まれるか否かを判定する。そして、ベースバンド信号処理部３００は、当該ベースバンド信号に受信すべきデータが含まれていると判定した場合、当該ベースバンド信号の重要度を高くする要求を示す情報を制御部２１０に出力する。
【００２２】
次に、無線受信部１００の具体的な構成について説明する。
図３は、同実施形態の無線受信部１００の構成例を示す概略ブロック図である。
無線受信部１００は、局部信号生成部１０、電力位相調整部２０、周波数変換部３０、帯域制限部４０、可変利得増幅部５０を備える。
【００２３】
局部信号生成部１０は、選択された周波数帯域に応じた局部発振信号（局発信号）を生成して出力する。局部信号生成部１０は、周波数ＬＯ−１、ＬＯ−２、…、ＬＯ−Ｎとして示される異なる複数の周波数の局発信号部１１−１、１１−２、…、１１−Ｎを備える。
電力位相調整部２０は、局部信号生成部１０から供給される各局発信号の電力を設定に応じて減衰させる可変減衰部（ＡＴＴ）２１−１、２１−２、…、２１−Ｎを有している。可変減衰部２１−１は、局発信号部１１−１が出力する局発信号の電力を設定された減衰率に応じて減衰させて出力することにより、局発信号に対して要求される電力設定を行うことができる。可変減衰部２１−２、…、２１−Ｎは、可変減衰部２１−１と同様に、局発信号部１１−２、…、１１−Ｎが出力する局発信号の電力を設定された減衰率に応じて減衰させて出力する。
【００２４】
周波数変換部３０は、受信した無線信号に含まれ選択された周波数帯域の信号に対して周波数変換を行う。周波数変換部３０は、電力位相調整部２０が変更した局発信号を用いて、選択された周波数帯域の信号を周波数変換後のベースバンド帯域における所望の周波数に変換する。この周波数変換により、選択された周波数帯域の信号のベースバンド帯域における周波数配置を制御するとともに、入力される局発信号の振幅に応じてゲイン調整を行う。
具体的には、周波数変換部３０は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）３２、合成部３３、ミキサ３４を有して構成される。バンドパスフィルタ３１は、アンテナに接続され、アンテナを介して受信された無線信号のうち処理対象の範囲の周波数帯域の無線信号を抽出する。ローノイズアンプ３２は、バンドパスフィルタ３１によって選択された無線信号を増幅する。合成部３３は、局部信号生成部１０から供給される各局発信号を合成して１つの信号にする。ミキサ３４は、ローノイズアンプ３２が増幅した無線信号を合成部３３が合成した信号と混合することでベースバンド帯域のベースバンド信号に周波数変換を行う。
【００２５】
帯域制限部４０は、ローパス特性又はバンドパス特性の伝達関数を有するフィルタである。ローパス特性の伝達関数を有するフィルタであっても、図示されない直流を遮断する直流成分除去コンデンサなどによってバンドパス特性を形成するため、この図ではバンドパス特性の伝達関数を有するフィルタとして示す。帯域制限部４０の伝達特性における低域側のカットオフ周波数は、帯域制限部４０を構成するバンドパスフィルタの帯域で定められるか、回路の特性インピーダンスとＤＣカットキャパシタなどによって定められるカットオフ周波数によって定められる。また、帯域制限部４０の伝達特性における高域側のカットオフ周波数は、周波数変換部３０において最も高い周波数帯域に配置されたベースバンド信号の中心周波数及び周波数帯域幅に応じて定められる。
可変利得増幅部５０は、帯域制限部４０が選択した周波数帯域の信号を増幅する。
【００２６】
続いて、図４を参照して、無線受信部１００の行う周波数変換について説明する。
図４は、同実施形態における無線受信部１００の動作例を示す模式図である。
図４（ａ）は、バンドパスフィルタ３１で選択された無線信号がローノイズアンプ３２で増幅された信号の配置を示す図である。横軸は、無線信号帯域の周波数範囲を示し、縦軸は各周波数帯域（バンド）の信号電力を示す。
図示するように、無線信号は、周波数の低い方から順に配置されるバンドＳ１１からＳ１３の信号を含む。また、バンドＳ１３の信号は、他のバンドの信号より信号電力が大きい。ここでは、局部信号生成部１０から供給される局発信号の周波数ＬＯ−１、ＬＯ−２、及びＬＯ−３を併せて示している。
【００２７】
周波数ＬＯ−１は、バンドＳ１１が当該周波数の局発信号の上側波帯（ＵＳＢ）に配置されるように選択される。周波数ＬＯ−２は、バンドＳ１２が当該周波数の局発信号の下側波帯（ＬＳＢ）に配置されるように選択される。周波数ＬＯ−３は、バンドＳ１３の周波数帯域の上限付近となるように選択される。
周波数変換部３０は、バンドＳ１１〜Ｓ１３の信号それぞれの周波数と、局発信号の周波数との差によって示される周波数にバンドＳ１１〜Ｓ１３の信号の周波数を変換してベースバンド帯域に配置する。バンドＳ１１〜Ｓ１３の周波数に対して局発信号の周波数ＬＯ−１〜ＬＯ−３をバンドＳ１１〜Ｓ１３の周波数帯域幅に応じて選択することにより、バンドＳ１１〜Ｓ１３それぞれの信号をベースバンド帯域の所望の周波数に変換するとともに、周波数の低い領域にそれぞれ信号の帯域を隣接させ並べて配置する。
【００２８】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に配置された各帯域の信号の周波数変換結果を示す模式図である。横軸は、ベースバンド信号帯域の周波数範囲を示し、縦軸は、各周波数（チャネル）における信号電力を示す。この図に示された信号は、周波数変換部３０によって周波数変換され、帯域制限部４０及び可変利得増幅部５０を介して出力される信号である。
周波数変換の結果により直流付近から、バンドＳ１３、バンドＳ１１、バンドＳ１２の順にそれぞれの帯域が配置される。ここで、バンドＳ１３の帯域については、他のバンドＳ１１、Ｓ１２の信号に比べて電力が減衰した状態を示している。また、周波数の高い領域に局発信号のリークが生じる。
【００２９】
さらに、帯域制限部４０及び直流成分除去コンデンサによって定められる低域側のカットオフ周波数より、最も低周波数側に配置されたバンドＳ１３の帯域の少なくとも一部を低周波数側に配置することにより、バンドＳ１３の信号の電力を減衰させることができ、他のバンドの電力と整合させることが可能となる。
以上に示したように、無線受信部１００は、局部信号生成部１０の局発信号の周波数を、適宜設定することにより、信号電力が大きいチャネルの信号を抑圧してゲインを調整するとともに、限られた周波数範囲にそれぞれの帯域の信号を配置することができる。
【００３０】
次に、制御部２１０のサンプリング周波数を算出方法と、選択パターンの決定方法とを説明する。図５は、同実施形態の制御部２１０の算出するサンプリング周波数を説明する模式図である。図５（ａ）は、サンプリング部２２０に入力される信号の例を示す図である。図５（ａ）に示すように、サンプリング部２２０に入力されるベースバンド帯域には、Ｎ（Ｎは、２以上の自然数）個の信号Ｓｉ（１≦ｉ≦Ｎ）が含まれ、Ｎ個の信号のうちＩ（Ｉは、１≦Ｉ≦Ｎを満たす自然数）個の重要度の高い信号と、（Ｎ−Ｉ）個の重要度の低い信号とが含まれている場合について説明する。また、無線信号に含まれるＮ個の信号それぞれの周波数帯域幅をＢｉ（１≦ｉ≦Ｎ）とする。また、重要度の高い信号は、直流付近、例えば、０Ｈｚから周波数の高い方に順に配置され、重要度の低い信号は、重要度の高い信号より高い周波数帯域に配置されている。
【００３１】
このとき、Ｉ個の重要度の高い信号の総周波数帯域幅ＢＨ、及び（Ｎ−Ｉ）この重要度の低い信号の総周波数帯域幅ＢＬは、それぞれ次式（１）及び（２）で表される。*
【００３２】
ＢＨ＝Ｂ１＋Ｂ２＋…＋Ｂｉ …（１）
ＢＬ＝Ｂｉ＋１＋Ｂｉ＋２＋…＋ＢＮ …（２）
【００３３】
また、ベースバンド帯域のＮ個の信号の総周波数帯域幅Ｂｔｏｔａｌは、次式（３）で表され、Ｂｔｏｔａｌ、ＢＨ、及びＢＬの関係は、次式（４）で表される。
【００３４】
Ｂｔｏｔａｌ＝Ｂ１＋Ｂ２＋…＋ＢＮ …（３）
Ｂｔｏｔａｌ＝ＢＨ＋ＢＬ …（４）
【００３５】
制御部２１０は、重要度の高い信号Ｓ１〜Ｓｉに対して重要度の低い信号Ｓｉ＋１〜ＳＮが折り返されたスペクトルが重なるエリアシングが発生しないようにサンプリングを行えるサンプリング周波数ＢＮｙｑを算出する。このサンプリング周波数ＢＮｙｑは、次式（５）及び図５（ｂ）で表される周波数である。図５（ｂ）は、サンプリング周波数ＢＮｙｑを示す図である。
【００３６】
ＢＮｙｑ＝２ＢＨ＋ＢＬ …（５）
【００３７】
重要度の低い信号Ｓｉ＋１〜ＳＮに対する圧縮センシングのため、サンプリング周波数を重要度の高い信号Ｓ１〜Ｓｉのサンプリング周波数ＢＮｙｑの定数倍（Ｍ倍）とすると、圧縮センシングのためのサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄは、次式（６）で表される。なお、この定数Ｍは、重要度の低い信号Ｓｉ＋１〜ＳＮに対して許容できるノイズ及び要求される復元の精度により定められる値であり、２以上の自然数である。
【００３８】
Ｂｇｒｉｄ＝Ｍ・ＢＮｙｑ＝２Ｍ・ＢＨ＋Ｍ・ＢＬ …（６）
【００３９】
制御部２１０は、上述のように算出されたサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄを示す情報を含むサンプリング制御信号をサンプリング部２２０に出力し、サンプリング部２２０が行うサンプリングのサンプリング周波数を設定する。すなわち、重要度の高い信号の帯域幅の周波数の２倍に、重要度の低い信号の帯域幅の周波数を加えた周波数の定数倍をサンプリング周波数とする。
【００４０】
制御部２１０は、サンプリング部２２０が出力するサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごと１個のサンプリング値を選択するとともに、選択されない（Ｍ−１）個のサンプリング値のうちランダム又は予め定められたパターンでサンプリング値を選択する、前述の２通りの選択を含む選択パターンを決定する。予め定められたパターンは、復元部２４０において復元される重要度の低い信号に許容されるノイズ及び復元の精度によりシミュレーションや実測により定められるサンプリング値を選択するパターンである。また、ランダムに選択する場合は、サンプリング値を選択する程度は、復元部２４０において復元される重要度の低い信号に許容されるノイズ及び復元の精度により予め定められる。
【００４１】
サンプリング部２２０出力するサンプリング値をＭ個ごとに１個のサンプリング値を選択することで、サンプリング周波数ＢＮｙｑによるサンプリングを行うことと同じになり、重要度の高い信号に含まれる情報を損なうことなくサンプリングできる。また、Ｍ個ごとに１個のサンプリング値を選択して、さらに、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定められたパターンでサンプリング値を選択することで、サンプリング周波数Ｂｇｒｉｄに対する圧縮センシングを実現することができる。
【００４２】
続いて、図６から図８を用いて、本実施形態の受信システム１における受信した無線信号に対する処理の概要を説明する。ここでは、無線信号に含まれる信号の数が５（Ｎ＝５）であり、重要度の高い信号の数が２（Ｉ＝２）であり、Ｂｇｒｉｄを定める定数Ｍが２（Ｍ＝２）の場足について説明する。すなわち、無線信号が、５つのバンドＳ１〜Ｓ５の信号を含み、バンドＳ１及びＳ２が、バンドＳ３〜Ｓ５より高い重要度が設定されている場合である。
【００４３】
図６は、同実施形態の受信システム１が受信する無線信号の一例を示す図である。この図において、横軸は、無線信号帯域の周波数範囲を示し、縦軸は、各周波数帯域（バンド）における信号電力を示す。受信システム１が受信する無線信号は、図示するように、周波数の低い方から順にバンドＳ３、バンドＳ４、バンドＳ２、バンドＳ５、バンドＳ１それぞれの信号が配置されている。
【００４４】
図７は、図６に示した無線信号に対する無線受信部１００の周波数変換の結果を示す図である。図示するように、無線受信部１００は、受信した無線信号に含まれるバンドＳ１〜Ｓ５の信号に対して上述した周波数変換を行い、直流付近からバンドＳ１、バンドＳ２、バンドＳ３、バンドＳ４、バンド５の順にそれぞれの帯域を配置されたベースバンド信号をサンプリング部２２０に出力する。このとき、重要度の高いバンドＳ１及びＳ２のベースバンド信号を、重要度の低いバンドＳ３〜Ｓ５のベースバンド信号より低い周波数帯域に配置する。ここでは、バンドＳ１及びＳ２のベースバンド信号をデコーディング信号といい、バンドＳ３〜Ｓ４のベースバンド信号をセンシング信号といい、それぞれの帯域幅をＢｄｅｃ（＝ＢＨ＝Ｂ１＋Ｂ２）及びＢｓｅｎｓ（＝ＢＬ＝Ｂ３＋Ｂ４＋Ｂ５）とする。また、バンドＳ１〜Ｓ５のベースバンド信号全体の帯域幅をＢｔｏｔａｌ（＝Ｂｄｅｃ＋Ｂｓｅｎｓ＝Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４＋Ｂ５）である。
【００４５】
図８は、図７に示したようにベースバンド帯域に信号が配置されている場合のサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄとサンプリング周波数ＢＮｙｑとの関係を示す図である。制御部２１０は、上述したように、サンプリング周波数ＢＮｙｑ（＝２Ｂｄｅｃ＋Ｂｓｅｎｓ）を算出し、サンプリング周波数Ｂｇｒｉｄ（＝２ＢＮｙｑ＝４Ｂｄｅｃ＋２Ｂｓｅｎｓ）を算出する。これにより、ベースバンド帯域の信号は、エリアシングが生じないナイキスト周波数サンプリング領域である周波数帯域Ｂｄｅｃと、エリアシングが生じるナイキスト周波数サンプリング領域である周波数帯域Ｂｓｅｎｓとに分けられる。すなわち、重要度の高い信号を含むバンドＳ１及びＳ２が周波数帯域Ｂｄｅｃであり、重要度の低い信号を含むバンドＳ３〜Ｓ５が周波数帯域Ｂｓｅｎｓとなる。
【００４６】
図９は、図８に示したようにサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄが設定された場合の時間領域の例を示す図である。サンプリング部２２０は、サンプリング周波数Ｂｇｒｉｄで無線受信部１００から入力される信号を時刻ｔ１、ｔ２、…、ｔ３０、…においてサンプリングする。このとき、サンプリング部２２０は、サンプリングにより得られたサンプリング値を制御部２１０から入力される選択パターンで選択して出力する。
サンプリング部２２０は、２（Ｍ＝２）個のサンプリング値ごとに１個のサンプリング値、具体的には、時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５、…、ｔ２９、…において得られたサンプリング値を選択するとともに、ランダム又は予め定められたパターンで示されたサンプリング値、具体的には、時刻ｔ２、ｔ１０、ｔ２０、ｔ２６、ｔ３０、…において得られたサンプリング値を選択し、選択したサンプリング値を時刻順に出力する。
換言すると、サンプリング部２２０は、制御部２１０が決定したサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄと、選択パターンとに基づいて、周波数帯域Ｂｄｅｃに対する通常のサンプリングと、周波数帯域Ｂｄｅｃ及び周波数帯域Ｂｓｅｎｓに対してサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄによる圧縮センシング（圧縮サンプリング）とを同時に行っていることになる。
【００４７】
そして、分配部２３０は、制御部２１０から入力されたサンプリング制御信号に基づいて、サンプリング部２２０から入力されたサンプリング値のうち、サンプリング部２２０において２個ごとに１個選択されたサンプリング値をベースバンド信号処理部３００に出力する。また、分配部２３０は、サンプリング部２２０から入力されたサンプリング値の全て又は一部を復元部２４０に出力する。なお、サンプリング部２２０から入力されたサンプリング値のうち一部のサンプリング値を出力する場合、予め定められた選択のパターン或いはランダムなパターンにより、サンプリング値を選択して出力する。このとき、用いられる選択のパターン又はランダムなパターンは、制御部２１０により周波数帯域Ｂｓｅｎｓの信号Ｓ３〜Ｓ５に対する信号処理において要求される信号の品質に応じて決定される。
復元部２４０は、所定のアルゴリズムを適用して、分配部２３０から入力されたサンプリング値と、制御部２１０から入力されたサンプリング制御情報とから周波数帯域Ｂｄｅｃの信号Ｓ１及びＳ２と、周波数帯域Ｂｓｅｎｓの信号Ｓ３〜Ｓ５を復元してベースバンド信号処理部３００に出力する。すなわち、復元部２４０は、分配部２３０から入力された信号に基づいて圧縮センシングされた周波数帯域Ｂｓｅｎｓの信号Ｓ３〜Ｓ５を復元することになる。
【００４８】
ベースバンド信号処理部３００は、分配部２３０から入力されたサンプリング値に基づいて周波数帯域Ｂｄｅｃの信号Ｓ１及びＳ２に対する所望の処理を行うとともに、復元部２４０から入力された信号Ｓ１〜Ｓ５のうち信号Ｓ３〜Ｓ５に対して所望の処理を行う。
なお、時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５、…、ｔ２９、…において得られたサンプリング値は、サンプリング周波数ＢＮｙｑでサンプリングしたものであり、これらのサンプリング値からエリアシングの生じていない周波数帯域Ｂｄｅｃの信号と、エリアシングの生じている周波数帯域Ｂｓｅｎｓの一部の信号とを得ることができる。
【００４９】
上述のように、本実施形態の受信システム１は、制御部２１０が、サンプリング対象の複数の信号それぞれの重要度に応じてサンプリング部２２０におけるサンプリング周波数を算出し、サンプリングにより得られたサンプリング値のうちいずれを出力するかを示す選択パターンを決定するようにしたので、１つのサンプリング部２２０で複数の信号に対して選択的に圧縮センシングを適用することができる。すなわち、受信システム１の信号処理装置２００は、複数の信号をサンプリングする際にサンプリング部を増加させることなく、重要度を高く設定した信号に対してエリアシングの生じないサンプリングと、重要度を低く設定した信号に対して圧縮センシングとをまとめて行うことができる。
【００５０】
また、制御部２１０が算出するサンプリング周波数は、重要度の高い信号の周波数帯域幅の２倍に、重要度の低い周波数帯域の帯域幅を加えた周波数のＭ倍（Ｍは、２以上の自然数）の周波数である。そして、サンプリング部２２０は、サンプリングにより得られるサンプリング値のうちＭ個ごとに１個のサンプリング値を選択して出力するようにした。これにより、サンプリング部２２０の出力するサンプリング値を用いた信号処理では、重要度の高い信号に対してエリアシングが生じていないので誤差やノイズの少ない処理を行うことができる。サンプリング部２２０は、さらに、サンプリングにより得られるサンプリング値のうちＭ個ごとにランダム又は予め定めたパターンで選択したサンプリング値も出力する圧縮センシングを行うようにした。当該サンプリング値の選択と、前述のＭ個ごとに１個のサンプリング値の選択との両方により選択されたサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを適用することにより、重要度の低い信号に生じているエリアシングの影響を低減した復元を行うことができ、復元された重要度の低い信号に対しても処理を行うことができる。
【００５１】
また、分配部２３０は、重要度の高い信号を表すサンプリング値を復元部２４０を介さずにベースバンド信号処理部３００に直接出力するようにしたので、復元部２４０において重要度の低い信号の復元を待たずとも重要度の高い信号に対する処理を行うことができ、重要度の高い信号に対する処理遅延を短くすることができる。
【００５２】
［第２実施形態]
図１０は、第２実施形態の受信システム１ａの構成を示す概略ブロック図である。
図示するように、受信システム１ａは、無線受信部１００と、信号処理装置２００ａと、ベースバンド信号処理部３００とを具備している。信号処理装置２００ａは、制御部２１０と、サンプリング部２２０と、分配部２３０と、復元部２４０と、検波部２５０とを備えている。同図において、第１実施形態の受信システム１と同一の構成には同一の符号（１００、２２０、２３０、２４０、３００）を付し、その説明を省略する。
【００５３】
制御部２１０ａは、第１実施形態の制御部２１０の構成に加え、検波部２５０から入力される受信電力値を示す情報に基づいて、無線受信部１００から出力される複数のベースバンド信号に対する重要度を決定する。例えば、受信電力が予め定めた基準値より低いベースバンド信号に対して重要度を高くし、受信電力が基準値より高いベースバンド信号に対して重要度を低くする。
検波部２５０は、無線受信部１００から出力される複数のベースバンド信号それぞれの受信電力値を測定し、測定した受信電力値を示す情報を制御部２１０ａに出力する。
【００５４】
上述の構成により、本実施形態の受信システム１ａは、無線受信部１００が出力するベースバンド信号の受信電力値に応じて、エリアシングの生じないサンプリングと、圧縮センシングとのいずれを適用するかを選択することができる。これにより、受信電力値が低く、ノイズ等の影響を受けやすいベースバンド信号には、エリアシングの生じないサンプリングを行い、受信電力値が高くノイズ等に対する耐性が高いベースバンド信号に対して圧縮センシングを適用して、選択的に圧縮センシング適用することができる。
【００５５】
なお、本実施形態において、無線受信部１００が出力する複数のベースバンド信号それぞれの受信電力値が変動する場合、制御部２１０ａは、検波部２５０から出力される受信電力値に応じて動的に重要度を変更するようにしてもよい。
【００５６】
［第３実施形態］
図１１は、第３実施形態の受信システム５の構成を示す概略ブロック図である。
図示するように、受信システム５は、中央局装置６と、リモート局装置７とを具備し、中央局装置６及びリモート局装置７が伝送路８を介して接続されている。中央局装置６は、分配部２３０と、復元部２４０と、中央局制御部２６０と、ベースバンド信号処理部３００とを備えている。リモート局装置７は、無線受信部１００と、サンプリング部２２０と、リモート局制御部２７０とを備えている。同図において、第１実施形態の受信システム１と同一の構成には同一の符号（１００、２２０、２３０、２４０、３００）を付し、その説明を省略する。
【００５７】
中央局制御部２６０は、第１実施形態の制御部２１０と同様に、予め設定された情報又は入力された情報に基づいて、無線信号に含まれるいずれの周波数帯域の信号を選択するか、及び、選択した信号に対して重要度を定める。また、中央局制御部２６０は、重要度の高いベースバンド信号の周波数帯域と、重要度の低いベースバンド信号の周波数帯域とから、サンプリング部２２０におけるサンプリング周波数を算出するとともに、サンプリング部２２０においてサンプリングにより得られたサンプリング値のいずれを出力するかを選択する選択パターンを決定する。
【００５８】
また、中央局制御部２６０は、選択した周波数帯域、及び定めた重要度を示す情報を含む受信制御信号と、算出したサンプリング周波数を示す情報、及び決定した選択パターンを示す情報を含むサンプリング制御信号とを伝送路８を介してリモート局装置７のリモート局制御部２７０に送信する。また、中央局制御部２６０は、サンプリング制御信号を分配部２３０、復元部２４０、及びベースバンド信号処理部３００に出力する。
リモート局制御部２７０は、中央局制御部２６０から受信した受信制御信号を無線受信部１００に出力し、中央局制御部２６０から受信したサンプリング制御信号をサンプリング部２２０に出力する。
【００５９】
上述のように構成された、受信システム５において、リモート局装置７は、受信する無線信号に含まれる複数の信号をベースバンド信号に周波数変換し、重要度の高いベースバンド信号に対してエリアシングの生じないサンプリングを行い、重要度の低いベースバンド信号に対して圧縮センシングを行い、得られたサンプリング値を中央局装置６に送信する。また、中央局装置６において、圧縮センシングされた重要度の低い信号を所定のアルゴリズムを用いて復元する。その結果、重要度の低いベースバンド信号を復元するためのサンプリング値を削減することができるので、無線信号に含まれる複数の信号それぞれに対して設定された重要度に応じて、中央局装置６に伝送するサンプリング値のデータ量を削減することができる。
【００６０】
なお、本実施形態において、リモート局装置７が１つの場合を示して説明したが、これに限らず、中央局装置６に対して複数のリモート局装置７を接続してもよい。この場合、中央局装置６には、接続するリモート局装置７ごとに対応する分配部２３０、復元部２４０、及びベースバンド信号処理部３００が設けられ、各リモート局装置７から送信されるサンプリング値を含むパケットを処理する。
また、本実施形態において、第２実施形態と同様に、検波部２５０をリモート局装置７に設けて、無線受信部１００が出力する各ベースバンド信号の受信電力値を検出して伝送路８を介して中央局制御部２６０に送信し、中央局制御部２６０が受信した受信電力値に応じて重要度を変更するようにしてもよい。これにより、受信システム５においても受信電力値に応じて重要度を変更することができ、受信する無線信号の変動に適応したサンプリング値の伝送を行うことができる。
また、本実施形態の構成を示す図１１には、サンプリング値を含むパケットを送る伝送路８と、受信制御信号及びサンプリング制御信号を送る伝送路８とを異なる線を用いて表しているが、物理的に１つの伝送線路に重畳して伝送してもよい。
【００６１】
また、上述の各実施形態において、重要度を決定する指標としてベースバンド信号に対する処理の許容遅延を用いてもよい。この場合、許容遅延の小さい信号処理、例えば、ＶｏＩＰなどの処理に対して重要度を高くし、許容遅延の大きい信号処理、例えば、ファイル転送などの処理に対して重要度を低くする。これにより、許容遅延に応じてベースバンド信号に対する信号処理を行うことができる。
また、上述の各実施形態において、無線受信部１００が受信する無線信号の周波数帯域ごとに予め定められた重要度に応じて、サンプリングを行うようにしてもよい。
【００６２】
また、上述の各実施形態において、ベースバンド信号処理部３００が、分配部２３０から入力された重要度の高いベースバンド信号のサンプリング値（信号の成分）を分配部２３０に出力する。そして、分配部２３０が、サンプリング部２２０より入力されるサンプリング値から、ベースバンド信号処理部３００より入力されるサンプリング値を除いたサンプリング値を復元部２４０に出力するようにしてもよい。すなわち、重要度の低いベースバンド信号に対応するサンプリング値のみを復元部２４０に出力するようにしてもよい。これにより、復元部２４０は、重要度の低いベースバンド信号のみを復元することができ、復元の処理における計算量を削減することができる。
【００６３】
上述の受信システム１、中央局装置６は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した分配部２３０、復元部２４０、ベースバンド信号処理部３００が行う処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本願発明は、複数のアナログ信号をデジタル化し、デジタル化した信号を伝送路を介して伝送する場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１、１ａ、５…受信システム
６…中央局装置
７…リモート局装置
８…伝送路
１０…局部信号生成部
１１−１、１１−２、１１−Ｎ…局発信号部
２０…電力位相調整部
２１−１、２１−２、２１−Ｎ…可変減衰部
３０…周波数変換部
３１…バンドパスフィルタ
３２…ローノイズアンプ
３３…合成部
３４…ミキサ
４０…帯域制限部
５０…可変利得増幅部
１００…無線受信部
２００、２００ａ…信号処理装置
２１０、２１０ａ…制御部
２２０…サンプリング部
２３０…分配部
２４０…復元部
２５０…検波部
２６０…中央局制御部
２７０…リモート局制御部
３００…ベースバンド信号処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアナログ信号をサンプリングする信号処理装置、及びそれを用いた受信システム、並びに信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アナログ信号をアナログ・デジタル変換（サンプリング）する際に、変換対象のアナログ信号に応じたナイキスト周波数に基づいて得られるデータ（標本値）量より少ないデータ量を用いて変換対象のアナログ信号を復元する研究が行われている（非特許文献２〜５）。このような技術は、ＣＳ（Compressed sensing；圧縮センシング、Compressive Sampling；圧縮サンプリング）などといわれ、ナイキスト周波数に基づいて得られるデータをランダムに、或いは、予め定めた選択パターンに基づいて、間引くことでデータ量を減らすとともに、間引かれたデータに対して所定のアルゴリズムを適用することでサンプリングしたアナログ信号を復元することができる技術である。
この技術を用いて、広帯域に割り当てられている複数のアナログ信号を、当該複数のアナログ信号が割り当てられている周波数領域全体に対して圧縮センシングを行うことで、サンプリングの際に出力されるデジタル信号のデータ量を削減し、このデジタル信号を用いて元の複数のアナログ信号を復元（デジタル・アナログ変換）する研究も行われている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Moshe Mishali et al., "Blind Multiband Signal Reconstruction: Compressed Sensing for Analog Signals", IEEE Transaction on Signal Processing, pp. 993-1009, March. 2009.
【非特許文献２】David L. Donoho, "Compressed Sensing," IEEE Transaction on Information Theory, pp. 1289-1306, April, 2006.
【非特許文献３】Emmanuel J. Candes et al., "An Introduction to Compressive Sampling," IEEE Signal Processing Magazine, pp. 21-30, March, 2008.
【非特許文献４】Yonina C. Eldar et al., "Beyond Bandlimited Sampling," IEEE Signal Processing Magazine, pp.48-68, May. 2009.
【非特許文献５】Emmanuel J. Candes et al., "Near-Optimal Signal Recovery from Random Projections: Universal Encoding Strategies?" IEEE Transaction on Information Theory, pp. 5406-5425, December, 2006.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、非特許文献１は、複数のアナログ信号を含む周波数領域全体に対して圧縮センシングを行うために、複数のアナログ信号を１つの信号として扱うのと同様であり、複数のアナログ信号それぞれの特徴や用途に応じて選択的に圧縮センシングを適用することができなかった。
そのため、複数のアナログ信号のうち幾つかのアナログ信号に対して圧縮センシングを適用したくない場合、圧縮センシングを適用するアナログ信号と、圧縮センシングを適用しないアナログ信号とに分け、それぞれを別のサンプリング回路を用いてサンプリングを行うなど、圧縮センシングの適用に応じて分けて処理しなければならなかった。例えば、分けて処理をするために複数のサンプリング回路を設けると、回路の小型化が困難になるとともに、製造コストの増加を招いてしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、複数の信号をまとめてサンプリングする際に、サンプリング回路を増加させることなく選択的に圧縮センシングを適用することのできる信号処理装置、及びそれを用いた受信システム、並びに信号処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記問題を解決するために、本発明は、第１信号が第２信号より低い周波数帯域に配置された第３信号に対して、前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数をサンプリング周波数とし、サンプリングにより得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１つのサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す選択パターンを決定する制御部と、前記制御部が算出する前記サンプリング周波数で前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値を前記制御部が決定した選択パターンに基づいて出力するサンプリング部と、前記サンプリング部が出力するサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第２信号を復元する復元部と、前記サンプリング部が出力するサンプリング値のうち前記第１の選択により選択されたサンプリング値に基づいて前記第１信号に対する第１の処理を行うとともに、前記復元部が復元した前記第２信号に対して前記第１の処理と異なる第２の処理を行う信号処理部とを備えることを特徴とする信号処理装置である。
【０００７】
（２）また、本発明は、上記記載の発明において、前記選択パターンで選択されるサンプリング値のうち、ランダム又は予め定められたパターンで選択されるサンプリング値の個数は、前記第２の信号に対して要求される復元の精度により定められることを特徴とする。
【０００８】
（３）また、本発明は、上記記載の発明の信号処理装置と、受信した無線信号に含まれる前記第１信号及び前記第２信号に対して周波数変換を行い、前記第１信号を前記第２信号より低い周波数帯域に配置した前記第３の信号を出力する無線受信部と、前記信号処理装置により復元された前記第１信号及び前記第２信号に基づいて前記第１信号及び前記第２信号の重要度の変更を行う信号処理部とを備えることを特徴とする受信システムである。
【０００９】
（４）また、本発明は、リモート局装置と中央局装置とが伝送線で接続された受信システムであって、前記リモート局装置が、受信した無線信号に含まれる第１信号及び第２信号に対して周波数変換を行い、前記第１信号を前記第２信号より低い周波数帯域に配置した第３信号を出力する無線受信部と、前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値のいずれのサンプリング値を出力するかを示す選択パターンに基づいて送信するサンプリング部とを備え、前記中央局装置が、前記サンプリング部から受信したサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第１信号及び前記第２信号を復元する復元部と、前記復元部が復元した前記第１信号及び前記第２信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数を前記サンプリング部におけるサンプリング周波数にする制御を行うとともに、サンプリングして得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１個のサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す前記選択パターンを決定して前記サンプリング部に送信する制御部とを備えることを特徴とする受信システムである。
【００１０】
（５）また、本発明は、第１信号が第２信号より低い周波数帯域に配置された第３信号に対して、前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数をサンプリング周波数とし、サンプリングにより得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１つのサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す選択パターンを決定する制御過程と、前記制御過程において算出する前記サンプリング周波数で前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値を前記制御部が決定した選択パターンに基づいて出力するサンプリング過程と、前記サンプリング過程において出力されるサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第２信号を復元する復元過程と、前記サンプリング過程において出力されるサンプリング値のうち前記第１の選択により選択されたサンプリング値に基づいて前記第１信号に対する第１の処理を行うとともに、前記復元過程において復元された前記第２信号に対して前記第１の処理と異なる第２の処理を行う信号処理過程とを備えることを特徴とする信号処理方法である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、複数の信号をまとめてサンプリングする際に、重要度の高い信号の周波数帯域幅と、重要度の低い信号の周波数帯域幅とに応じて、サンプリン周波数及びサンプリング値の選択パターンを決定することにより、サンプリング回路を増加させずにサンプリング対象となる信号に対して選択的に圧縮センシングを適用することができる。また、本発明を複数の信号を伝送に用いた場合、圧縮センシングにより伝送するサンプリング値の数を削減することができるので、伝送路の使用帯域を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の受信システム１の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】同実施形態のサンプリング部２２０が出力するパケットの一構成例を示す図である。
【図３】同実施形態の無線受信部１００の構成例を示す概略ブロック図である。
【図４】同実施形態における無線受信部１００の動作例を示す模式図である。
【図５】同実施形態の制御部２１０の算出するサンプリング周波数を説明する模式図である。
【図６】同実施形態の受信システム１が受信する無線信号の一例を示す図である。
【図７】図６に示した無線信号に対する無線受信部１００の周波数変換の結果を示す図である。
【図８】図７に示したようにベースバンド帯域に信号が配置されている場合のサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄとサンプリング周波数ＢＮｙｑとの関係を示す図である。
【図９】図８に示したようにサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄが設定された場合の時間領域の例を示す図である。
【図１０】第２実施形態の受信システム１ａの構成を示す概略ブロック図である。
【図１１】第３実施形態の受信システム５の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態の信号処理装置、及びそれを用いた受信システム、並びに信号処理方法を図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１実施形態]
図１は、第１実施形態の受信システム１の構成を示す概略ブロック図である。
図示するように、受信システム１は、無線受信部１００と、信号処理装置２００と、ベースバンド信号処理部３００とを具備している。信号処理装置２００は、制御部２１０と、サンプリング部２２０と、分配部２３０と、復元部２４０とを備えている。
【００１５】
無線受信部１００は、無線信号を受信し、受信した無線信号に含まれる複数の信号に対して周波数変換及びゲイン調整を行い、各信号のベースバンド信号を生成する。また、無線受信部１００は、制御部２１０から入力される各信号の重要度を示す情報を含む受信制御信号に基づいて、生成したベースバンド信号を直流付近に重要度の高い信号を配置し、重要度の低い信号を重要度の高い信号より高い周波数帯域に配置する。
この重要度は、信号に対する処理の内容で設定される。例えば、受信して処理すべきデータが含まれている信号に対しては、当該データを得るための復調及び復号を行うために高いノイズ等が少ないことが要求されるので重要度を高くし、受信して処理すべきデータが含まれているか否かを判定することが要求される信号に対しては、受信して処理すべきデータが含まれている信号より低い重要度が設定される。或いは、信号に対する通信品質、具体的には、ＢＥＲ（Bit Error Rate；ビット誤り率）などが予め定めた基準値より高い場合には重要度を低くし、基準値より低い場合には重要度を高くする設定がされる。
【００１６】
制御部２１０は、予め設定された情報又は入力された情報に基づいて、無線信号に含まれるいずれの周波数帯域の信号を選択するか、及び、選択した信号に対して重要度を定め、選択した周波数帯域と、定めた重要度とを示す情報を含む受信制御信号を無線受信部１００に出力する。また、制御部２１０は、重要度の高いベースバンド信号の周波数帯域と、重要度の低いベースバンド信号の周波数帯域とから、サンプリング部２２０におけるサンプリング周波数を算出するとともに、サンプリング部２２０においてサンプリングにより得られたサンプリング値のいずれを出力するかを選択する選択パターンを決定し、算出したサンプリング周波数を示す情報と、決定した選択パターンを示す情報とを含むサンプリング制御信号をサンプリング部２２０、分配部２３０、復元部２４０、及びベースバンド信号処理部３００に出力する。
また、制御部２１０は、ベースバンド信号処理部３００から重要度を変更する要求を示す情報を含む重要度変更信号が入力され、当該要求に基づいて無線信号に含まれる信号の重要度を変更して、変更を反映した受信制御信号及びサンプリング制御信号を出力する。
【００１７】
サンプリング部２２０は、制御部２１０から入力されるサンプリング制御信号に含まれるサンプリング周波数及び選択パターンを設定する。また、サンプリング部２２０は、無線受信部１００が周波数変換した各ベースバンド信号を設定されたサンプリング周期でサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値からなる時系列データを生成する。また、サンプリング部２２０は、時系列データ中のサンプリング値を設定された選択パターンに応じて選択し、選択したサンプリング値を出力する。
【００１８】
図２は、同実施形態のサンプリング部２２０が出力するパケットの一構成例を示す図である。図示するように、サンプリング部２２０が出力するパケットは、ヘッダ情報（Header）と、サンプリング値（Sampled Data）とを含んでいる。ヘッダ情報は、有効なサンプリング値の開始位置を示す情報であり、例えば、連続する８個の「１」により構成される。サンプリング部２２０におけるサンプリング周期と、選択パターンは、制御部２１０から入力されるサンプリング制御信号により設定される。
【００１９】
分配部２３０は、制御部２１０から入力されるサンプリング制御信号に含まれる選択パターンを設定する。また、サンプリング部２２０から入力されるパケットからヘッダ情報に基づいて有効なサンプリング値を抽出するとともに、抽出したサンプリング値を復元部２４０に出力する。また、分配部２３０は、設定された選択パターンに基づいて、抽出したサンプリング値のうちいずれをベースバンド信号処理部３００に出力するかを選択し、選択したサンプリング値をベースバンド信号処理部３００に出力する。
【００２０】
復元部２４０は、分配部２３０から入力されるサンプリング値と、制御部２１０から入力されるサンプリング制御信号とに基づいて、サンプリング部２２０がサンプリング対象とした各ベースバンド信号を所定のアルゴリズムを用いて復元し、復元した各ベースバンド信号をベースバンド信号処理部３００に出力する。ここで、所定のアルゴリズムとは、例えば、ｌ１ノルム最小化法（l1-minimization 復元アルゴリズム、参考文献１：E. Candes et al., "l1-Magic:Recovery of Sparse Signals via Convex Programming," Octorber, 2005.）や、マッチング追跡法（mathcing pursuit 復元アルゴリズム、参考文献２：J. Tropp et al., "Signal Recovery from Random Measurement via Orthogonal Matching Pursuit," IEEE Transaction on Information Theory, pp.4655-4666, December, 2007.）である。
【００２１】
ベースバンド信号処理部３００は、分配部２３０から入力されたサンプリング値と、サンプリング制御信号に含まれるサンプリング周波数を示す情報とを用いて、サンプリング対象となった重要度の高いベースバンド信号に対する所望の処理を行う。また、ベースバンド信号処理部３００は、復元部２４０から入力される復元された各ベースバンド信号のうち重要度の低いベースバンド信号に対して所望の処理を行う。また、ベースバンド信号処理部３００は、ベースバンド信号に対する処理の結果に応じて、重要度の変更を要求する情報を制御部２１０に出力する。
ベースバンド信号に対して行う処理としては、例えば、重要度の高いベースバンド信号に対しては、復調及び復号を行うことでベースバンド信号に含まれるデータを取得し、重要度の低いベースバンド信号に対しては、復調を行い当該ベースバンド信号に受信すべきデータが含まれるか否かを判定する。そして、ベースバンド信号処理部３００は、当該ベースバンド信号に受信すべきデータが含まれていると判定した場合、当該ベースバンド信号の重要度を高くする要求を示す情報を制御部２１０に出力する。
【００２２】
次に、無線受信部１００の具体的な構成について説明する。
図３は、同実施形態の無線受信部１００の構成例を示す概略ブロック図である。
無線受信部１００は、局部信号生成部１０、電力位相調整部２０、周波数変換部３０、帯域制限部４０、可変利得増幅部５０を備える。
【００２３】
局部信号生成部１０は、選択された周波数帯域に応じた局部発振信号（局発信号）を生成して出力する。局部信号生成部１０は、周波数ＬＯ−１、ＬＯ−２、…、ＬＯ−Ｎとして示される異なる複数の周波数の局発信号部１１−１、１１−２、…、１１−Ｎを備える。
電力位相調整部２０は、局部信号生成部１０から供給される各局発信号の電力を設定に応じて減衰させる可変減衰部（ＡＴＴ）２１−１、２１−２、…、２１−Ｎを有している。可変減衰部２１−１は、局発信号部１１−１が出力する局発信号の電力を設定された減衰率に応じて減衰させて出力することにより、局発信号に対して要求される電力設定を行うことができる。可変減衰部２１−２、…、２１−Ｎは、可変減衰部２１−１と同様に、局発信号部１１−２、…、１１−Ｎが出力する局発信号の電力を設定された減衰率に応じて減衰させて出力する。
【００２４】
周波数変換部３０は、受信した無線信号に含まれ選択された周波数帯域の信号に対して周波数変換を行う。周波数変換部３０は、電力位相調整部２０が変更した局発信号を用いて、選択された周波数帯域の信号を周波数変換後のベースバンド帯域における所望の周波数に変換する。この周波数変換により、選択された周波数帯域の信号のベースバンド帯域における周波数配置を制御するとともに、入力される局発信号の振幅に応じてゲイン調整を行う。
具体的には、周波数変換部３０は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）３２、合成部３３、ミキサ３４を有して構成される。バンドパスフィルタ３１は、アンテナに接続され、アンテナを介して受信された無線信号のうち処理対象の範囲の周波数帯域の無線信号を抽出する。ローノイズアンプ３２は、バンドパスフィルタ３１によって選択された無線信号を増幅する。合成部３３は、局部信号生成部１０から供給される各局発信号を合成して１つの信号にする。ミキサ３４は、ローノイズアンプ３２が増幅した無線信号を合成部３３が合成した信号と混合することでベースバンド帯域のベースバンド信号に周波数変換を行う。
【００２５】
帯域制限部４０は、ローパス特性又はバンドパス特性の伝達関数を有するフィルタである。ローパス特性の伝達関数を有するフィルタであっても、図示されない直流を遮断する直流成分除去コンデンサなどによってバンドパス特性を形成するため、この図ではバンドパス特性の伝達関数を有するフィルタとして示す。帯域制限部４０の伝達特性における低域側のカットオフ周波数は、帯域制限部４０を構成するバンドパスフィルタの帯域で定められるか、回路の特性インピーダンスとＤＣカットキャパシタなどによって定められるカットオフ周波数によって定められる。また、帯域制限部４０の伝達特性における高域側のカットオフ周波数は、周波数変換部３０において最も高い周波数帯域に配置されたベースバンド信号の中心周波数及び周波数帯域幅に応じて定められる。
可変利得増幅部５０は、帯域制限部４０が選択した周波数帯域の信号を増幅する。
【００２６】
続いて、図４を参照して、無線受信部１００の行う周波数変換について説明する。
図４は、同実施形態における無線受信部１００の動作例を示す模式図である。
図４（ａ）は、バンドパスフィルタ３１で選択された無線信号がローノイズアンプ３２で増幅された信号の配置を示す図である。横軸は、無線信号帯域の周波数範囲を示し、縦軸は各周波数帯域（バンド）の信号電力を示す。
図示するように、無線信号は、周波数の低い方から順に配置されるバンドＳ１１からＳ１３の信号を含む。また、バンドＳ１３の信号は、他のバンドの信号より信号電力が大きい。ここでは、局部信号生成部１０から供給される局発信号の周波数ＬＯ−１、ＬＯ−２、及びＬＯ−３を併せて示している。
【００２７】
周波数ＬＯ−１は、バンドＳ１１が当該周波数の局発信号の上側波帯（ＵＳＢ）に配置されるように選択される。周波数ＬＯ−２は、バンドＳ１２が当該周波数の局発信号の下側波帯（ＬＳＢ）に配置されるように選択される。周波数ＬＯ−３は、バンドＳ１３の周波数帯域の上限付近となるように選択される。
周波数変換部３０は、バンドＳ１１〜Ｓ１３の信号それぞれの周波数と、局発信号の周波数との差によって示される周波数にバンドＳ１１〜Ｓ１３の信号の周波数を変換してベースバンド帯域に配置する。バンドＳ１１〜Ｓ１３の周波数に対して局発信号の周波数ＬＯ−１〜ＬＯ−３をバンドＳ１１〜Ｓ１３の周波数帯域幅に応じて選択することにより、バンドＳ１１〜Ｓ１３それぞれの信号をベースバンド帯域の所望の周波数に変換するとともに、周波数の低い領域にそれぞれ信号の帯域を隣接させ並べて配置する。
【００２８】
図４（ｂ）は、図４（ａ）に配置された各帯域の信号の周波数変換結果を示す模式図である。横軸は、ベースバンド信号帯域の周波数範囲を示し、縦軸は、各周波数（チャネル）における信号電力を示す。この図に示された信号は、周波数変換部３０によって周波数変換され、帯域制限部４０及び可変利得増幅部５０を介して出力される信号である。
周波数変換の結果により直流付近から、バンドＳ１３、バンドＳ１１、バンドＳ１２の順にそれぞれの帯域が配置される。ここで、バンドＳ１３の帯域については、他のバンドＳ１１、Ｓ１２の信号に比べて電力が減衰した状態を示している。また、周波数の高い領域に局発信号のリークが生じる。
【００２９】
さらに、帯域制限部４０及び直流成分除去コンデンサによって定められる低域側のカットオフ周波数より、最も低周波数側に配置されたバンドＳ１３の帯域の少なくとも一部を低周波数側に配置することにより、バンドＳ１３の信号の電力を減衰させることができ、他のバンドの電力と整合させることが可能となる。
以上に示したように、無線受信部１００は、局部信号生成部１０の局発信号の周波数を、適宜設定することにより、信号電力が大きいチャネルの信号を抑圧してゲインを調整するとともに、限られた周波数範囲にそれぞれの帯域の信号を配置することができる。
【００３０】
次に、制御部２１０のサンプリング周波数を算出方法と、選択パターンの決定方法とを説明する。図５は、同実施形態の制御部２１０の算出するサンプリング周波数を説明する模式図である。図５（ａ）は、サンプリング部２２０に入力される信号の例を示す図である。図５（ａ）に示すように、サンプリング部２２０に入力されるベースバンド帯域には、Ｎ（Ｎは、２以上の自然数）個の信号Ｓｉ（１≦ｉ≦Ｎ）が含まれ、Ｎ個の信号のうちＩ（Ｉは、１≦Ｉ≦Ｎを満たす自然数）個の重要度の高い信号と、（Ｎ−Ｉ）個の重要度の低い信号とが含まれている場合について説明する。また、無線信号に含まれるＮ個の信号それぞれの周波数帯域幅をＢｉ（１≦ｉ≦Ｎ）とする。また、重要度の高い信号は、直流付近、例えば、０Ｈｚから周波数の高い方に順に配置され、重要度の低い信号は、重要度の高い信号より高い周波数帯域に配置されている。
【００３１】
このとき、Ｉ個の重要度の高い信号の総周波数帯域幅ＢＨ、及び（Ｎ−Ｉ）この重要度の低い信号の総周波数帯域幅ＢＬは、それぞれ次式（１）及び（２）で表される。*
【００３２】
ＢＨ＝Ｂ１＋Ｂ２＋…＋Ｂｉ …（１）
ＢＬ＝Ｂｉ＋１＋Ｂｉ＋２＋…＋ＢＮ …（２）
【００３３】
また、ベースバンド帯域のＮ個の信号の総周波数帯域幅Ｂｔｏｔａｌは、次式（３）で表され、Ｂｔｏｔａｌ、ＢＨ、及びＢＬの関係は、次式（４）で表される。
【００３４】
Ｂｔｏｔａｌ＝Ｂ１＋Ｂ２＋…＋ＢＮ …（３）
Ｂｔｏｔａｌ＝ＢＨ＋ＢＬ …（４）
【００３５】
制御部２１０は、重要度の高い信号Ｓ１〜Ｓｉに対して重要度の低い信号Ｓｉ＋１〜ＳＮが折り返されたスペクトルが重なるエリアシングが発生しないようにサンプリングを行えるサンプリング周波数ＢＮｙｑを算出する。このサンプリング周波数ＢＮｙｑは、次式（５）及び図５（ｂ）で表される周波数である。図５（ｂ）は、サンプリング周波数ＢＮｙｑを示す図である。
【００３６】
ＢＮｙｑ＝２ＢＨ＋ＢＬ …（５）
【００３７】
重要度の低い信号Ｓｉ＋１〜ＳＮに対する圧縮センシングのため、サンプリング周波数を重要度の高い信号Ｓ１〜Ｓｉのサンプリング周波数ＢＮｙｑの定数倍（Ｍ倍）とすると、圧縮センシングのためのサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄは、次式（６）で表される。なお、この定数Ｍは、重要度の低い信号Ｓｉ＋１〜ＳＮに対して許容できるノイズ及び要求される復元の精度により定められる値であり、２以上の自然数である。
【００３８】
Ｂｇｒｉｄ＝Ｍ・ＢＮｙｑ＝２Ｍ・ＢＨ＋Ｍ・ＢＬ …（６）
【００３９】
制御部２１０は、上述のように算出されたサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄを示す情報を含むサンプリング制御信号をサンプリング部２２０に出力し、サンプリング部２２０が行うサンプリングのサンプリング周波数を設定する。すなわち、重要度の高い信号の帯域幅の周波数の２倍に、重要度の低い信号の帯域幅の周波数を加えた周波数の定数倍をサンプリング周波数とする。
【００４０】
制御部２１０は、サンプリング部２２０が出力するサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごと１個のサンプリング値を選択するとともに、選択されない（Ｍ−１）個のサンプリング値のうちランダム又は予め定められたパターンでサンプリング値を選択する、前述の２通りの選択を含む選択パターンを決定する。予め定められたパターンは、復元部２４０において復元される重要度の低い信号に許容されるノイズ及び復元の精度によりシミュレーションや実測により定められるサンプリング値を選択するパターンである。また、ランダムに選択する場合は、サンプリング値を選択する程度は、復元部２４０において復元される重要度の低い信号に許容されるノイズ及び復元の精度により予め定められる。
【００４１】
サンプリング部２２０出力するサンプリング値をＭ個ごとに１個のサンプリング値を選択することで、サンプリング周波数ＢＮｙｑによるサンプリングを行うことと同じになり、重要度の高い信号に含まれる情報を損なうことなくサンプリングできる。また、Ｍ個ごとに１個のサンプリング値を選択して、さらに、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定められたパターンでサンプリング値を選択することで、サンプリング周波数Ｂｇｒｉｄに対する圧縮センシングを実現することができる。
【００４２】
続いて、図６から図８を用いて、本実施形態の受信システム１における受信した無線信号に対する処理の概要を説明する。ここでは、無線信号に含まれる信号の数が５（Ｎ＝５）であり、重要度の高い信号の数が２（Ｉ＝２）であり、Ｂｇｒｉｄを定める定数Ｍが２（Ｍ＝２）の場足について説明する。すなわち、無線信号が、５つのバンドＳ１〜Ｓ５の信号を含み、バンドＳ１及びＳ２が、バンドＳ３〜Ｓ５より高い重要度が設定されている場合である。
【００４３】
図６は、同実施形態の受信システム１が受信する無線信号の一例を示す図である。この図において、横軸は、無線信号帯域の周波数範囲を示し、縦軸は、各周波数帯域（バンド）における信号電力を示す。受信システム１が受信する無線信号は、図示するように、周波数の低い方から順にバンドＳ３、バンドＳ４、バンドＳ２、バンドＳ５、バンドＳ１それぞれの信号が配置されている。
【００４４】
図７は、図６に示した無線信号に対する無線受信部１００の周波数変換の結果を示す図である。図示するように、無線受信部１００は、受信した無線信号に含まれるバンドＳ１〜Ｓ５の信号に対して上述した周波数変換を行い、直流付近からバンドＳ１、バンドＳ２、バンドＳ３、バンドＳ４、バンド５の順にそれぞれの帯域を配置されたベースバンド信号をサンプリング部２２０に出力する。このとき、重要度の高いバンドＳ１及びＳ２のベースバンド信号を、重要度の低いバンドＳ３〜Ｓ５のベースバンド信号より低い周波数帯域に配置する。ここでは、バンドＳ１及びＳ２のベースバンド信号をデコーディング信号といい、バンドＳ３〜Ｓ４のベースバンド信号をセンシング信号といい、それぞれの帯域幅をＢｄｅｃ（＝ＢＨ＝Ｂ１＋Ｂ２）及びＢｓｅｎｓ（＝ＢＬ＝Ｂ３＋Ｂ４＋Ｂ５）とする。また、バンドＳ１〜Ｓ５のベースバンド信号全体の帯域幅をＢｔｏｔａｌ（＝Ｂｄｅｃ＋Ｂｓｅｎｓ＝Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４＋Ｂ５）である。
【００４５】
図８は、図７に示したようにベースバンド帯域に信号が配置されている場合のサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄとサンプリング周波数ＢＮｙｑとの関係を示す図である。制御部２１０は、上述したように、サンプリング周波数ＢＮｙｑ（＝２Ｂｄｅｃ＋Ｂｓｅｎｓ）を算出し、サンプリング周波数Ｂｇｒｉｄ（＝２ＢＮｙｑ＝４Ｂｄｅｃ＋２Ｂｓｅｎｓ）を算出する。これにより、ベースバンド帯域の信号は、エリアシングが生じないナイキスト周波数サンプリング領域である周波数帯域Ｂｄｅｃと、エリアシングが生じるナイキスト周波数サンプリング領域である周波数帯域Ｂｓｅｎｓとに分けられる。すなわち、重要度の高い信号を含むバンドＳ１及びＳ２が周波数帯域Ｂｄｅｃであり、重要度の低い信号を含むバンドＳ３〜Ｓ５が周波数帯域Ｂｓｅｎｓとなる。
【００４６】
図９は、図８に示したようにサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄが設定された場合の時間領域の例を示す図である。サンプリング部２２０は、サンプリング周波数Ｂｇｒｉｄで無線受信部１００から入力される信号を時刻ｔ１、ｔ２、…、ｔ３０、…においてサンプリングする。このとき、サンプリング部２２０は、サンプリングにより得られたサンプリング値を制御部２１０から入力される選択パターンで選択して出力する。
サンプリング部２２０は、２（Ｍ＝２）個のサンプリング値ごとに１個のサンプリング値、具体的には、時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５、…、ｔ２９、…において得られたサンプリング値を選択するとともに、ランダム又は予め定められたパターンで示されたサンプリング値、具体的には、時刻ｔ２、ｔ１０、ｔ２０、ｔ２６、ｔ３０、…において得られたサンプリング値を選択し、選択したサンプリング値を時刻順に出力する。
換言すると、サンプリング部２２０は、制御部２１０が決定したサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄと、選択パターンとに基づいて、周波数帯域Ｂｄｅｃに対する通常のサンプリングと、周波数帯域Ｂｄｅｃ及び周波数帯域Ｂｓｅｎｓに対してサンプリング周波数Ｂｇｒｉｄによる圧縮センシング（圧縮サンプリング）とを同時に行っていることになる。
【００４７】
そして、分配部２３０は、制御部２１０から入力されたサンプリング制御信号に基づいて、サンプリング部２２０から入力されたサンプリング値のうち、サンプリング部２２０において２個ごとに１個選択されたサンプリング値をベースバンド信号処理部３００に出力する。また、分配部２３０は、サンプリング部２２０から入力されたサンプリング値の全て又は一部を復元部２４０に出力する。なお、サンプリング部２２０から入力されたサンプリング値のうち一部のサンプリング値を出力する場合、予め定められた選択のパターン或いはランダムなパターンにより、サンプリング値を選択して出力する。このとき、用いられる選択のパターン又はランダムなパターンは、制御部２１０により周波数帯域Ｂｓｅｎｓの信号Ｓ３〜Ｓ５に対する信号処理において要求される信号の品質に応じて決定される。
復元部２４０は、所定のアルゴリズムを適用して、分配部２３０から入力されたサンプリング値と、制御部２１０から入力されたサンプリング制御情報とから周波数帯域Ｂｄｅｃの信号Ｓ１及びＳ２と、周波数帯域Ｂｓｅｎｓの信号Ｓ３〜Ｓ５を復元してベースバンド信号処理部３００に出力する。すなわち、復元部２４０は、分配部２３０から入力された信号に基づいて圧縮センシングされた周波数帯域Ｂｓｅｎｓの信号Ｓ３〜Ｓ５を復元することになる。
【００４８】
ベースバンド信号処理部３００は、分配部２３０から入力されたサンプリング値に基づいて周波数帯域Ｂｄｅｃの信号Ｓ１及びＳ２に対する所望の処理を行うとともに、復元部２４０から入力された信号Ｓ１〜Ｓ５のうち信号Ｓ３〜Ｓ５に対して所望の処理を行う。
なお、時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５、…、ｔ２９、…において得られたサンプリング値は、サンプリング周波数ＢＮｙｑでサンプリングしたものであり、これらのサンプリング値からエリアシングの生じていない周波数帯域Ｂｄｅｃの信号と、エリアシングの生じている周波数帯域Ｂｓｅｎｓの一部の信号とを得ることができる。
【００４９】
上述のように、本実施形態の受信システム１は、制御部２１０が、サンプリング対象の複数の信号それぞれの重要度に応じてサンプリング部２２０におけるサンプリング周波数を算出し、サンプリングにより得られたサンプリング値のうちいずれを出力するかを示す選択パターンを決定するようにしたので、１つのサンプリング部２２０で複数の信号に対して選択的に圧縮センシングを適用することができる。すなわち、受信システム１の信号処理装置２００は、複数の信号をサンプリングする際にサンプリング部を増加させることなく、重要度を高く設定した信号に対してエリアシングの生じないサンプリングと、重要度を低く設定した信号に対して圧縮センシングとをまとめて行うことができる。
【００５０】
また、制御部２１０が算出するサンプリング周波数は、重要度の高い信号の周波数帯域幅の２倍に、重要度の低い周波数帯域の帯域幅を加えた周波数のＭ倍（Ｍは、２以上の自然数）の周波数である。そして、サンプリング部２２０は、サンプリングにより得られるサンプリング値のうちＭ個ごとに１個のサンプリング値を選択して出力するようにした。これにより、サンプリング部２２０の出力するサンプリング値を用いた信号処理では、重要度の高い信号に対してエリアシングが生じていないので誤差やノイズの少ない処理を行うことができる。サンプリング部２２０は、さらに、サンプリングにより得られるサンプリング値のうちＭ個ごとにランダム又は予め定めたパターンで選択したサンプリング値も出力する圧縮センシングを行うようにした。当該サンプリング値の選択と、前述のＭ個ごとに１個のサンプリング値の選択との両方により選択されたサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを適用することにより、重要度の低い信号に生じているエリアシングの影響を低減した復元を行うことができ、復元された重要度の低い信号に対しても処理を行うことができる。
【００５１】
また、分配部２３０は、重要度の高い信号を表すサンプリング値を復元部２４０を介さずにベースバンド信号処理部３００に直接出力するようにしたので、復元部２４０において重要度の低い信号の復元を待たずとも重要度の高い信号に対する処理を行うことができ、重要度の高い信号に対する処理遅延を短くすることができる。
【００５２】
［第２実施形態]
図１０は、第２実施形態の受信システム１ａの構成を示す概略ブロック図である。
図示するように、受信システム１ａは、無線受信部１００と、信号処理装置２００ａと、ベースバンド信号処理部３００とを具備している。信号処理装置２００ａは、制御部２１０と、サンプリング部２２０と、分配部２３０と、復元部２４０と、検波部２５０とを備えている。同図において、第１実施形態の受信システム１と同一の構成には同一の符号（１００、２２０、２３０、２４０、３００）を付し、その説明を省略する。
【００５３】
制御部２１０ａは、第１実施形態の制御部２１０の構成に加え、検波部２５０から入力される受信電力値を示す情報に基づいて、無線受信部１００から出力される複数のベースバンド信号に対する重要度を決定する。例えば、受信電力が予め定めた基準値より低いベースバンド信号に対して重要度を高くし、受信電力が基準値より高いベースバンド信号に対して重要度を低くする。
検波部２５０は、無線受信部１００から出力される複数のベースバンド信号それぞれの受信電力値を測定し、測定した受信電力値を示す情報を制御部２１０ａに出力する。
【００５４】
上述の構成により、本実施形態の受信システム１ａは、無線受信部１００が出力するベースバンド信号の受信電力値に応じて、エリアシングの生じないサンプリングと、圧縮センシングとのいずれを適用するかを選択することができる。これにより、受信電力値が低く、ノイズ等の影響を受けやすいベースバンド信号には、エリアシングの生じないサンプリングを行い、受信電力値が高くノイズ等に対する耐性が高いベースバンド信号に対して圧縮センシングを適用して、選択的に圧縮センシング適用することができる。
【００５５】
なお、本実施形態において、無線受信部１００が出力する複数のベースバンド信号それぞれの受信電力値が変動する場合、制御部２１０ａは、検波部２５０から出力される受信電力値に応じて動的に重要度を変更するようにしてもよい。
【００５６】
［第３実施形態］
図１１は、第３実施形態の受信システム５の構成を示す概略ブロック図である。
図示するように、受信システム５は、中央局装置６と、リモート局装置７とを具備し、中央局装置６及びリモート局装置７が伝送路８を介して接続されている。中央局装置６は、分配部２３０と、復元部２４０と、中央局制御部２６０と、ベースバンド信号処理部３００とを備えている。リモート局装置７は、無線受信部１００と、サンプリング部２２０と、リモート局制御部２７０とを備えている。同図において、第１実施形態の受信システム１と同一の構成には同一の符号（１００、２２０、２３０、２４０、３００）を付し、その説明を省略する。
【００５７】
中央局制御部２６０は、第１実施形態の制御部２１０と同様に、予め設定された情報又は入力された情報に基づいて、無線信号に含まれるいずれの周波数帯域の信号を選択するか、及び、選択した信号に対して重要度を定める。また、中央局制御部２６０は、重要度の高いベースバンド信号の周波数帯域と、重要度の低いベースバンド信号の周波数帯域とから、サンプリング部２２０におけるサンプリング周波数を算出するとともに、サンプリング部２２０においてサンプリングにより得られたサンプリング値のいずれを出力するかを選択する選択パターンを決定する。
【００５８】
また、中央局制御部２６０は、選択した周波数帯域、及び定めた重要度を示す情報を含む受信制御信号と、算出したサンプリング周波数を示す情報、及び決定した選択パターンを示す情報を含むサンプリング制御信号とを伝送路８を介してリモート局装置７のリモート局制御部２７０に送信する。また、中央局制御部２６０は、サンプリング制御信号を分配部２３０、復元部２４０、及びベースバンド信号処理部３００に出力する。
リモート局制御部２７０は、中央局制御部２６０から受信した受信制御信号を無線受信部１００に出力し、中央局制御部２６０から受信したサンプリング制御信号をサンプリング部２２０に出力する。
【００５９】
上述のように構成された、受信システム５において、リモート局装置７は、受信する無線信号に含まれる複数の信号をベースバンド信号に周波数変換し、重要度の高いベースバンド信号に対してエリアシングの生じないサンプリングを行い、重要度の低いベースバンド信号に対して圧縮センシングを行い、得られたサンプリング値を中央局装置６に送信する。また、中央局装置６において、圧縮センシングされた重要度の低い信号を所定のアルゴリズムを用いて復元する。その結果、重要度の低いベースバンド信号を復元するためのサンプリング値を削減することができるので、無線信号に含まれる複数の信号それぞれに対して設定された重要度に応じて、中央局装置６に伝送するサンプリング値のデータ量を削減することができる。
【００６０】
なお、本実施形態において、リモート局装置７が１つの場合を示して説明したが、これに限らず、中央局装置６に対して複数のリモート局装置７を接続してもよい。この場合、中央局装置６には、接続するリモート局装置７ごとに対応する分配部２３０、復元部２４０、及びベースバンド信号処理部３００が設けられ、各リモート局装置７から送信されるサンプリング値を含むパケットを処理する。
また、本実施形態において、第２実施形態と同様に、検波部２５０をリモート局装置７に設けて、無線受信部１００が出力する各ベースバンド信号の受信電力値を検出して伝送路８を介して中央局制御部２６０に送信し、中央局制御部２６０が受信した受信電力値に応じて重要度を変更するようにしてもよい。これにより、受信システム５においても受信電力値に応じて重要度を変更することができ、受信する無線信号の変動に適応したサンプリング値の伝送を行うことができる。
また、本実施形態の構成を示す図１１には、サンプリング値を含むパケットを送る伝送路８と、受信制御信号及びサンプリング制御信号を送る伝送路８とを異なる線を用いて表しているが、物理的に１つの伝送線路に重畳して伝送してもよい。
【００６１】
また、上述の各実施形態において、重要度を決定する指標としてベースバンド信号に対する処理の許容遅延を用いてもよい。この場合、許容遅延の小さい信号処理、例えば、ＶｏＩＰなどの処理に対して重要度を高くし、許容遅延の大きい信号処理、例えば、ファイル転送などの処理に対して重要度を低くする。これにより、許容遅延に応じてベースバンド信号に対する信号処理を行うことができる。
また、上述の各実施形態において、無線受信部１００が受信する無線信号の周波数帯域ごとに予め定められた重要度に応じて、サンプリングを行うようにしてもよい。
【００６２】
また、上述の各実施形態において、ベースバンド信号処理部３００が、分配部２３０から入力された重要度の高いベースバンド信号のサンプリング値（信号の成分）を分配部２３０に出力する。そして、分配部２３０が、サンプリング部２２０より入力されるサンプリング値から、ベースバンド信号処理部３００より入力されるサンプリング値を除いたサンプリング値を復元部２４０に出力するようにしてもよい。すなわち、重要度の低いベースバンド信号に対応するサンプリング値のみを復元部２４０に出力するようにしてもよい。これにより、復元部２４０は、重要度の低いベースバンド信号のみを復元することができ、復元の処理における計算量を削減することができる。
【００６３】
上述の受信システム１、中央局装置６は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した分配部２３０、復元部２４０、ベースバンド信号処理部３００が行う処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本願発明は、複数のアナログ信号をデジタル化し、デジタル化した信号を伝送路を介して伝送する場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１、１ａ、５…受信システム
６…中央局装置
７…リモート局装置
８…伝送路
１０…局部信号生成部
１１−１、１１−２、１１−Ｎ…局発信号部
２０…電力位相調整部
２１−１、２１−２、２１−Ｎ…可変減衰部
３０…周波数変換部
３１…バンドパスフィルタ
３２…ローノイズアンプ
３３…合成部
３４…ミキサ
４０…帯域制限部
５０…可変利得増幅部
１００…無線受信部
２００、２００ａ…信号処理装置
２１０、２１０ａ…制御部
２２０…サンプリング部
２３０…分配部
２４０…復元部
２５０…検波部
２６０…中央局制御部
２７０…リモート局制御部
３００…ベースバンド信号処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１信号が第２信号より低い周波数帯域に配置された第３信号に対して、前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数をサンプリング周波数とし、サンプリングにより得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１つのサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す選択パターンを決定する制御部と、
前記制御部が算出する前記サンプリング周波数で前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値を前記制御部が決定した選択パターンに基づいて出力するサンプリング部と、
前記サンプリング部が出力するサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第２信号を復元する復元部と、
前記サンプリング部が出力するサンプリング値のうち前記第１の選択により選択されたサンプリング値に基づいて前記第１信号に対する第１の処理を行うとともに、前記復元部が復元した前記第２信号に対して前記第１の処理と異なる第２の処理を行う信号処理部と
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記選択パターンで選択されるサンプリング値のうち、ランダム又は予め定められたパターンで選択されるサンプリング値の個数は、前記第２の信号に対して要求される復元の精度により定められる
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】
請求項１又は請求項２に記載の信号処理装置と、
受信した無線信号に含まれる前記第１信号及び前記第２信号に対して周波数変換を行い、前記第１信号を前記第２信号より低い周波数帯域に配置した前記第３の信号を出力する無線受信部と、
前記信号処理装置により復元された前記第１信号及び前記第２信号に基づいて前記第１信号及び前記第２信号の重要度の変更を行う信号処理部と
を備えることを特徴とする受信システム。
【請求項４】
リモート局装置と中央局装置とが伝送線で接続された受信システムであって、
前記リモート局装置が、
受信した無線信号に含まれる第１信号及び第２信号に対して周波数変換を行い、前記第１信号を前記第２信号より低い周波数帯域に配置した第３信号を出力する無線受信部と、
前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値のいずれのサンプリング値を出力するかを示す選択パターンに基づいて送信するサンプリング部と
を備え、
前記中央局装置が、
前記サンプリング部から受信したサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第１信号及び前記第２信号を復元する復元部と、
前記復元部が復元した前記第１信号及び前記第２信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、
前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数を前記サンプリング部におけるサンプリング周波数にする制御を行うとともに、サンプリングして得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１個のサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す前記選択パターンを決定して前記サンプリング部に送信する制御部と
を備える
ことを特徴とする受信システム。
【請求項５】
第１信号が第２信号より低い周波数帯域に配置された第３信号に対して、前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数をサンプリング周波数とし、サンプリングにより得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１つのサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す選択パターンを決定する制御過程と、
前記制御過程において算出する前記サンプリング周波数で前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値を前記制御部が決定した選択パターンに基づいて出力するサンプリング過程と、
前記サンプリング過程において出力されるサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第２信号を復元する復元過程と、
前記サンプリング過程において出力されるサンプリング値のうち前記第１の選択により選択されたサンプリング値に基づいて前記第１信号に対する第１の処理を行うとともに、前記復元過程において復元された前記第２信号に対して前記第１の処理と異なる第２の処理を行う信号処理過程と
を備えることを特徴とする信号処理方法。
【請求項１】
第１信号が第２信号より低い周波数帯域に配置された第３信号に対して、前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数をサンプリング周波数とし、サンプリングにより得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１つのサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す選択パターンを決定する制御部と、
前記制御部が算出する前記サンプリング周波数で前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値を前記制御部が決定した選択パターンに基づいて出力するサンプリング部と、
前記サンプリング部が出力するサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第２信号を復元する復元部と、
前記サンプリング部が出力するサンプリング値のうち前記第１の選択により選択されたサンプリング値に基づいて前記第１信号に対する第１の処理を行うとともに、前記復元部が復元した前記第２信号に対して前記第１の処理と異なる第２の処理を行う信号処理部と
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【請求項２】
前記選択パターンで選択されるサンプリング値のうち、ランダム又は予め定められたパターンで選択されるサンプリング値の個数は、前記第２の信号に対して要求される復元の精度により定められる
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】
請求項１又は請求項２に記載の信号処理装置と、
受信した無線信号に含まれる前記第１信号及び前記第２信号に対して周波数変換を行い、前記第１信号を前記第２信号より低い周波数帯域に配置した前記第３の信号を出力する無線受信部と、
前記信号処理装置により復元された前記第１信号及び前記第２信号に基づいて前記第１信号及び前記第２信号の重要度の変更を行う信号処理部と
を備えることを特徴とする受信システム。
【請求項４】
リモート局装置と中央局装置とが伝送線で接続された受信システムであって、
前記リモート局装置が、
受信した無線信号に含まれる第１信号及び第２信号に対して周波数変換を行い、前記第１信号を前記第２信号より低い周波数帯域に配置した第３信号を出力する無線受信部と、
前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値のいずれのサンプリング値を出力するかを示す選択パターンに基づいて送信するサンプリング部と
を備え、
前記中央局装置が、
前記サンプリング部から受信したサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第１信号及び前記第２信号を復元する復元部と、
前記復元部が復元した前記第１信号及び前記第２信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部と、
前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数を前記サンプリング部におけるサンプリング周波数にする制御を行うとともに、サンプリングして得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１個のサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す前記選択パターンを決定して前記サンプリング部に送信する制御部と
を備える
ことを特徴とする受信システム。
【請求項５】
第１信号が第２信号より低い周波数帯域に配置された第３信号に対して、前記第１信号の帯域幅の２倍に前記第２信号の帯域幅を加えた周波数のＭ（Ｍは、２以上の自然数）倍の周波数をサンプリング周波数とし、サンプリングにより得られるサンプリング値のうち、Ｍ個のサンプリング値ごとに１つのサンプリング値を選択する第１の選択と、Ｍ個のサンプリング値ごとにランダム又は予め定めたパターンでサンプリング値を選択する第２の選択とを表す選択パターンを決定する制御過程と、
前記制御過程において算出する前記サンプリング周波数で前記第３信号をサンプリングし、サンプリングで得られたサンプリング値を前記制御部が決定した選択パターンに基づいて出力するサンプリング過程と、
前記サンプリング過程において出力されるサンプリング値に対して所定のアルゴリズムを用いて前記第２信号を復元する復元過程と、
前記サンプリング過程において出力されるサンプリング値のうち前記第１の選択により選択されたサンプリング値に基づいて前記第１信号に対する第１の処理を行うとともに、前記復元過程において復元された前記第２信号に対して前記第１の処理と異なる第２の処理を行う信号処理過程と
を備えることを特徴とする信号処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１４６８１３（Ｐ２０１１−１４６８１３Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４３２９（Ｐ２０１０−４３２９）
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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