(57)【要約】      （修正有）【課題】異なる変調方式の無線通信を単一の無線装置内に切り換え利用可能に実装する。【解決手段】フィルタ処理がなされた入力信号を基本サンプリング周波数の離散データに変換する手段と、離散データの大きさに対応した周波数偏差およびサンプリング周波数に基づき周波数偏差の移相を示す移相情報を算出し、移相情報をベースバンド信号に変換する手段と、ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分して基本サンプリング周波数に対する偏差から成る移相積分データを生成する手段を備え、入力信号に対する変調処理を行うアナログ信号処理部と、デジタル信号に対して基本サンプリング周波数に基づく直交変調を行うと共に当該直交変調された信号またはアナログ信号処理部から信号を相互に切り替えて無線通信を行う無線通信装置１。【選択図】図１
2011249901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号に対する変調処理を行うアナログ信号処理部と、予め設定されたデジタル信号に対して基本サンプリング周波数に基づく直交変調を行うと共に当該直交変調されたデジタル信号または前記アナログ信号処理部からの変調信号を相互に切り替え無線通信を行うデジタル無線部とを備えた無線通信装置であって、
前記アナログ信号処理部は、
前記入力信号に対して周波数変調用のフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
前記フィルタ処理がなされた信号を前記デジタル無線部で利用される前記基本サンプリング周波数の離散データに変換する周波数変換手段と、
前記離散データに各データ値の大きさに対応した周波数偏差および前記基本サンプリング周波数に基づき前記周波数偏差の移相を示す移相情報を算出する移相情報算出手段と、
前記移相情報を当該移相情報における正弦値および余弦値を示すベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成手段と、
前記ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分することにより前記基本サンプリング周波数に対する偏差から成る移相積分データを前記送信用信号として生成する積分データ生成手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号変調装置において、
前記移相情報算出手段は、
前記基本サンプリング周波数に対応した移相角度、前記周波数偏差、および前記移相情報の対応関係を示す移相情報算出用のテーブル情報を有し、当該テーブル情報に基づき前記移相情報の算出を行うテーブル情報参照演算機能を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の信号変調装置において、
外部から入力された複数の異なる入力信号に対応して前記変調処理を行う複数の異なるアナログ信号処理部を備えたことを特徴とする信号変調装置。
【請求項４】
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記デジタル無線部は、外部から送り込まれたデジタル無線データを復調処理用に前記基本サンプリング周波数に基づきベースバンド信号に変換する復調用ベースバンド信号変換部を備え、
前記アナログ信号処理部は、
前記復調用ベースバンド信号変換部により変換されたベースバンド信号を前記基本サンプリング周波数に基づく移相情報に変換すると共に当該移相情報に対して前記基本サンプリング周波数に基づく復調処理を行うことにより前記移相情報をアナログ出力用の信号に復調変換する復調処理部を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
入力信号に対する変調処理を行うアナログ信号処理部と、予め設定されたデジタル信号に対して基本サンプリング周波数に基づく直交変調を行うデジタル無線部とを備えた無線通信装置にあって、前記直交変調されたデジタル信号または前記アナログ信号処理部からの変調信号を相互に切り替え無線通信を行う無線通信方法において、
前記アナログ信号処理部は、前記入力信号に対して周波数変調用のフィルタ処理を行い、
前記フィルタ処理がなされた信号を前記デジタル無線部で利用される基本サンプリング周波数の離散データに変換し、
前記離散データに各データ値の大きさに対応した周波数偏差および前記基本サンプリング周波数に基づき前記周波数偏差の移相を示す移相情報を算出し、
前記移相情報を当該移相情報における正弦値および余弦値を示すベースバンド信号に変換し、
前記ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分することにより前記基本サンプリング周波数に対する偏差から成る移相積分データを前記送信用信号として生成することを特徴とした無線通信方法。
【請求項６】
入力信号に対する変調処理を行うアナログ信号処理部と、予め設定されたデジタル信号に対して基本サンプリング周波数に基づく直交変調を行うデジタル無線部とを備えた無線通信装置にあって、前記直交変調されたデジタル信号または前記アナログ信号処理部からの変調信号を相互に切り替え無線通信を行うための無線通信プログラムにおいて、
前記アナログ信号処理部は、前記入力信号に対して周波数変調用のフィルタ処理を行うフィルタ処理機能と、
前記フィルタ処理がなされた信号を前記デジタル無線部で利用される基本サンプリング周波数の離散データに変換する周波数変換機能と、
前記離散データに各データ値の大きさに対応した周波数偏差および前記基本サンプリング周波数に基づき前記周波数偏差の移相を示す移相情報を算出する移相情報算出機能と、
前記移相情報を当該移相情報における正弦値および余弦値を示すベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成機能と、
前記ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分することにより前記基本サンプリング周波数に対する偏差から成る移相積分データを前記送信用信号として生成する送信用信号生成機能とをコンピュータに実行させることを特徴とした無線通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログ信号およびデジタル信号を選択的に通信可能な無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信装置や基地局における通信方式が、周波数の利用効率の向上のためや、データ通信との親和性の良さといった観点から、アナログ通信方式からデジタル通信方式へと移行していきている。
その一方で、ＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）通信やＦＭ（Ｆｒｅｑｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）通信に代表されるアナログ変調への依存性や、デジタル方式のインフラ整備の遅れなどが通信方式移行の妨げとなっている。
【０００３】
また、アナログ変調器では、音声電圧信号の帯域制限やリミッタなどが決められた構成でしか処理できず、また、アナログの直接変調器では、ＦＭ変調器といった限られた用途においてしか対応できないといった不都合がある。
更には、デジタル変調器を使用するような他の方式との無線システムの混在を考えると、２つ以上の変調器やＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：高周波アナログ回路）を装備した場合、これらを切り替える機構を設ける必要があり、既存装置に対する流用が困難であることや、既存装置に対して適用した場合に基盤実装面積が増大してしまう、といった不都合が生じてしまう。
【０００４】
これに対する関連技術として、ＦＭ通信部およびデジタル無線通信部を備えたデュアル無線機で、デジタル・アナログ変調の方式が選択可能に装備され、デジタル無線通信部が利用する変調器を利用してアナログＦＭ信号をデジタル化し、ＦＭ通信を行う技術が開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−１６２９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の関連技術では、デジタル・アナログ変調の方式を選択することが可能であるが、ループフィルタでの周波数移相器を可変する係数範囲がアナログデバイスの制限値に依存してしまう構成となっており、更には、アナログ変調のための回路構成が煩雑であることから、装置基板への実装面積をより小さく設定することが困難であるといった不都合ある。
【０００７】
［発明の目的］
本発明は、上記関連技術の有する不都合を改善し、異なる変調方式の無線通信を切り換え利用可能に実装する無線通信装置、無線通信方法、および無線通信プログラムを提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る備えた構成を有する。
【０００９】
また、本発明に係る無線通信装置は、入力信号に対する変調処理を行うアナログ信号処理部と、予め設定されたデジタル信号に対して基本サンプリング周波数に基づく直交変調を行うと共に当該直交変調されたデジタル信号または前記アナログ信号処理部からの変調信号を相互に切り替え無線通信を行うデジタル無線部とを備えた無線通信装置であって、前記アナログ信号処理部は、前記入力信号に対して周波数変調用のフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、前記フィルタ処理がなされた信号を前記デジタル無線部で利用される前記基本サンプリング周波数の離散データに変換する周波数変換手段と、前記離散データに各データ値の大きさに対応した周波数偏差および前記基本サンプリング周波数に基づき前記周波数偏差の移相を示す移相情報を算出する移相情報算出手段と、前記移相情報を当該移相情報における正弦値および余弦値を示すベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成手段と、前記ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分することにより前記基本サンプリング周波数に対する偏差から成る移相積分データを前記送信用信号として生成する積分データ生成手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明に係る無線通信方法は、入力信号に対する変調処理を行うアナログ信号処理部と、予め設定されたデジタル信号に対して基本サンプリング周波数に基づく直交変調を行うデジタル無線部とを備えた無線通信装置にあって、前記直交変調されたデジタル信号または前記アナログ信号処理部からの変調信号を相互に切り替え無線通信を行う無線通信方法において、前記アナログ信号処理部は、前記入力信号に対して周波数変調用のフィルタ処理を行い、前記フィルタ処理がなされた信号を前記デジタル無線部で利用される基本サンプリング周波数の離散データに変換し、前記離散データに各データ値の大きさに対応した周波数偏差および前記基本サンプリング周波数に基づき前記周波数偏差の移相を示す移相情報を算出し、前記移相情報を当該移相情報における正弦値および余弦値を示すベースバンド信号に変換し、前記ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分することにより前記基本サンプリング周波数に対する偏差から成る移相積分データを前記送信用信号として生成することを特徴としている。
【００１１】
また、本発明に係るライセンス管理プログラムは、入力信号に対する変調処理を行うアナログ信号処理部と、予め設定されたデジタル信号に対して基本サンプリング周波数に基づく直交変調を行うデジタル無線部とを備えた無線通信装置にあって、前記直交変調されたデジタル信号または前記アナログ信号処理部からの変調信号を相互に切り替え無線通信を行うための無線通信プログラムにおいて、前記アナログ信号処理部は、前記入力信号に対して周波数変調用のフィルタ処理を行うフィルタ処理機能と、前記フィルタ処理がなされた信号を前記デジタル無線部で利用される基本サンプリング周波数の離散データに変換する周波数変換機能と、前記離散データに各データ値の大きさに対応した周波数偏差および前記基本サンプリング周波数に基づき前記周波数偏差の移相を示す移相情報を算出する移相情報算出機能と、前記移相情報を当該移相情報における正弦値および余弦値を示すベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成機能と、前記ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分することにより前記基本サンプリング周波数に対する偏差から成る移相積分データを前記送信用信号として生成する送信用信号生成機能とをコンピュータに実行させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上述したように、
アナログ信号処理部とデジタル信号処理部を有する無線装置にあって、入力信号をデジタル信号処理部で使用される基本サンプリング周波数の離散データに変換する手段１−３−２と、離散データの大きさに対応した周波数偏差およびサンプリング周波数に基づき周波数偏差の移相を示す移相情報を算出し、移相情報をベースバンド信号に変換する手段１−３−４と、ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分して基本サンプリング周波数に対する偏差から成る移相積分データを生成する手段１−３−６を備えた構成としたことにより、単一の装置内に異なる通信方式を利用可能に実装した無線通信装置、無線通信方法、および無線通信プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信装置の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図２】図１で示した無線通信装置の入力信号処理部の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図３】図１で示した無線通信装置における送信ＩＱ変換部の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図４】図１で示した無線通信装置の出力信号処理部の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図５】図１で示した無線通信装置における受信ＩＱ変換部の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図６】図１で示した無線通信装置における電圧量をサンプリング周波数に基づき移相情報に変換するための相互対応関係を示す説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る無線通信装置の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図８】本発明の実施形態に係る無線通信装置の一実施形態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】
【００１４】
［実施形態］
次に、本発明を実施するための実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
本発明の実施形態である信号変調システム１は、ＦＭ通信構成およびデジタル無線通信構成を有するデュアル無線通信装置であって、図１に示すように、入力された音声信号などの元信号を量子化ビット変換するＡ／Ｄ変換器（以下「ＡＤ変換器」という）１−１と、ＡＤ変換器１−１から入力された信号の帯域外ノイズ除去、および、信号に対してのＦＭ変調時に行われる特有な処理を行う信号処理部１−２と、間接ＦＭ変換を行うにあたって、直接ＦＭ変換前の信号（振幅と移相をもつ複素数で表される信号（ＩＱ信号））を位相変化情報に変換し、且つベースバンド信号に変換する送信ＩＱ変換処理（ＩＱ変換）部１−３と、ベースバンド信号で処理される送信側デジタル信号処理部１−４と、送信側デジタル信号処理部１−４または送信ＩＱ変換処理（ＩＱ変換）部１−３から入力されるデータ信号を選択しＤ／Ａ変換を行い出力するスイッチ部１−５と、スイッチ部１−５から出力された信号をＦＭ搬送波（キャリア）に変換するＩＦ（中間周波数）信号変換機１０６と、ＦＭ搬送波を実際のキャリア周波数に変換するキャリア変換部１０を備えた構成を有する（送信側本体部）。
【００１６】
尚、信号変調システム１では、送信側デジタル処理部（混在デジタル無線システム：図１）１−４、スイッチ部１−５、ＩＦ信号変換機１０６、キャリア変換部１０からなるデジタル送信機（「デジタル無線部」に対応）が形成されているものとする。また、当該デジタル送信機は送信用のデジタル信号に対する直交変調を行う直交変調器を備えているものとする。
【００１７】
また、信号変調システム１は、受信側本体部として、図１に示すように、アンテナ（受信用アンテナ）を介して無線信号を受信し、予め設定されたＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ：ロウバスフィルタ）、ＭＩＸ（フィルタ混合器）、およびＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ：バンドパスフィルタ）を用いて処理用の信号であるＲＦ信号に変換する無線受信部２０と、無線受信部２０からのＲＦ信号をベースバンド信号に変換するＩＦ信号変換機２−５と、ベースバンド信号を用いた処理（デジタル処理）を行う受信側デジタル処理部２−４と、ベースバンド信号を位相変化情報に基づきＦＭ復調する受信ＩＱ復調部２−１と、ＦＭ復調後の信号を帯域外ノイズ除去、およびＦＭ変調時に行われる特有な処理を行う信号処理部２−２と、ＦＭ復調後の信号（デジタル信号）をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器（以下「ＤＡ変換器」という）２−３を備えている。
【００１８】
入力信号処理部１−２は、図２に示すように、ＡＤ変換器１−１を介して入力された元信号に対して主信号（音声周波数など）を抽出して通過させる帯域制限器１−２−１と、ＦＭ処理を行う上での音声の入力ボリューム調整やプリエンファシス（高域通過フィルタ）などの処理を行う信号処理部１−２−２と、直接ＦＭ変調時に信号の電圧を周波数偏差に変換するために、最大周波数偏差の制限を行うリミッタ部１−２−３を備えている。
【００１９】
尚、入力信号処理部１−２は、音声信号に対してＦＭ変調用の信号処理を行う。
これに対して、例えば上記特許文献３では、この後にＦＭ変調における周波数偏差の積分処理が実施される構成を有するが、本実施形態では、入力信号処理部１−２における信号処理により、元信号に対するＦＭ変調によらない処理までを実施することができる。
【００２０】
送信ＩＱ変換部１−３は、送信側本体部における間接ＦＭ変調用に処理されるベースバンド信号変換部であって、ＡＤ変換後にＦＭ送信用の処理を行った際の離散データを、信号変調システム１内に内蔵されたデジタル無線通信機である送信側デジタル処理部１−４での基本サンプリングレート（基本サンプリング周波数）で離散データに変換するためインターポーレーターフィルタ１−３−１と、入力信号の電圧（入力電圧）に対する周波数偏差を入力信号おける位相の進み・遅れ（移相）に基づき移相角度に変換するブロック電圧移相変換手段１−３−２と、入力電圧に対する周波数偏差を、デジタル送信用のサンプリング周波数（中間周波数）に対する移相角度に変換する情報を保持するＲＯＭテーブル手段（電圧移相変換テーブル）１−３−３と、抽出された移相角度を積分するブロックＩＱ変換手段１−３−４である。角度情報をベースバンド信号に変換する手段としてのベースバンド変換テーブル手段１−３−５と、角度情報（θ）からベースバンドのＩ（＝ｃｏｓθ）、Ｑ（＝ｓｉｎθ）信号を抽出するＲＯＭテーブルとしての移相積分器１−３−６を備えている。
【００２１】
これにより、送信ＩＱ変換部１−３は、入力された元信号（音声信号）の電圧の大きさに応じたＦＭ変調における周波数偏移を送信側デジタル処理部１−４で利用される基本サンプリングレートに応じた移相情報に変換することができ、このため、デジタル送信機が使用する直交変調器をそのまま使用してＦＭアナログ送信を行うことが可能となる。
【００２２】
受信ＩＱ復調部２−１は、図４に示すように、受信側デジタル処理部２−４での処理で使用されるサンプリング周波数（中間周波数という）に基づき抽出されたベースバンド信号を角度情報に変換する移相検出器２−１−１と、ベースバンド信号のＩ（=ｃｏｓθ）、およびＱ（=ｓｉｎθ）から角度情報（θ）を抽出する移相変換手段２−１−２と、移相変換手段２−１−２で処理される信号の移相情報から移相角度を抽出するための参照用情報を保持する移相変換テーブル２−１−３と、抽出された移相角度情報を電圧を示す情報（電圧情報）に変換する移相・電圧変換手段２−１−４と、中間周波数に対する移相角度から電圧量に変換する情報を持つＲＯＭテーブルとしての移相・電圧変換テーブル２−１−５と、受信側デジタル処理部２−４でのサンプリング周波数での離散データを、ＦＭ受信処理用にＤＡ変換する際の離散データに変換するための間引き手段（デシメーションフィルタ）２―１−６を有する。
【００２３】
復調信号処理部２−２は、直接ＦＭ復調時に電圧変換可能な最大周波数偏差で電圧量の制限を行うリミッタ部２−２−１と、ＦＭ処理を行う上での音声の出力ボリューム調整やデエンファシス（低域通過フィルタ：プリエンファシスの逆特性）などの信号処理を行う信号処理手段２−２−２と、信号処理手段２−２−２から入力された信号から主信号（音声周波数など）を抽出して通過させるためのフィルタリング処理を行なう帯域制限器２−２−３を備えている。
【００２４】
尚、一般的なアナログＦＭ変調機器では、Ａ／Ｄ変換を行うことなく、入力信号処理部１−２での信号処理と同様な信号処理を電気回路により施した後、電圧の変動量を直接搬送波の周波数偏差に変換してＦＭ変調が行われる。
【００２５】
これに対して、本実施形態では、アナログ信号（音声信号）をデジタル信号に変換した後、このデジタル信号に対してデジタル処理により入力信号の処理を行う。
処理されたデジタル信号は、信号変調システム１内に予め装備された送信側デジタル処理部１−４で使用するための中心周波数（サンプリング周波数）に対して、位相シフトによる間接ＦＭ変調処理が行われ、デジタル処理部１−４で使用するためにベースバンド信号に変換される。
更に、スイッチ部１−５にて送信側デジタル処理部１−４からのデータ信号にスイッチされ、この信号をＩＦ信号変換部１−６にて搬送波周波数変換前の中間周波数であるＩＦ信号に落とし、キャリア変換部１０が搬送波に変換して送信する。
【００２６】
また、受信側本体部では、ＦＭ変調された信号を無線受信部２０およびＩＦ信号変換部２−５にてベースバンド信号に変換した後、受信ＩＱ服兆部２−１によりＦＭ復調され、出力信号処理部２−２が、デジタル処理を行った後、ＤＡ変換器２−３がアナログ信号として出力する。
尚、ＩＦ信号変換部２−５は、無線受信部２０からの信号をＡ／Ｄ変換して取得するものとする。
【００２７】
ところで、デジタル無線装置としては、ダイレクトコンバージョンなどによりベースバンド信号を直接キャリア周波数に変換し、送信するデジタル無線機が広く利用されている。
このようなデジタル無線装置やデジタル処理部１−４などの他のシステムにおけるデジタル無線装置では、ベースバンド信号により無線信号変調を行う場合が多く、そのため、ベースバンド信号を直接キャリアに変換したり、キャリア信号を直接ベースバンド信号に変換したりするような、ダイレクトコンバージョンに対応したＲＦ装置や、これを使用する構成においても、本実施形態を適用することができる。
【００２８】
尚、これらの別の無線装置が予め設けられている場合には、サンプリング周波数を
このデジタル無線装置における処理周波数と同一のものとして離散データを生成する必要がある。
【００２９】
また、ベースバンド信号は、予め設定された特定のサンプリング周波数間隔によって変化する位相変化を、Ｉ（＝ｃｏｓθ）、Ｑ（＝ｓｉｎθ）に落とす処理により生成される。
つまり、位相変化の無いサンプリング周波数のサイン波であれば、ＩおよびＱは共に常時に固定された値となる。
【００３０】
また、ＦＭ間接変調方式では、位相変化を周波数偏差として捉えることができるので、本実施形態では、サンプリング周波数を搬送波（キャリア）の中間周波数として設定し、この中間周波数に基づく移相の変化量をＦＭ周波数偏差とすることでＦＭ変調を行うものとする。
【００３１】
尚、本実施形態における内部構成について、デジタル方式向けのＬＰＦ（ローパスフィルタ）によらないように、移相積分器（図３）の後ろおよび、移相検出器２−１−１（図４）前には、±ΔＦのカットオフを行うＬＰＦ手段を備えた構成であってもよい。
【００３２】
また、本実施形態では、図７に示すように、入力信号処理部１−２が音声信号などのアナログ信号を取得し、アナログ信号に対するフィルタリング処理を行う設定とすると共に、この入力信号処理部１−２から出力された信号をＡＤ変換器１−１がＡＤ変換し、デジタル化されたデータ信号を送信ＩＱ変換部に入力する構成としてもよい。
また、図７に示すように、ＤＡ変換器２−３が受信ＩＱ復調部２−１から送り込まれた復調データをＤＡ変換し、出力信号処理部１−２が変換されたアナログ信号を取得し、アナログ信号に対するフィルタリング処理を行う設定としてもよい。
【００３３】
更に、図８に示すように、アナログモデム３０やその他のアナログ通信信号処理装置４０といったアナログ通信信号処理装置をスイッチ部１−５に対して並列に接続して設けた構成であってもよい。
この場合、異なる複数のアナログ変調装置で共通のデジタル変調器を利用することができ、これにより、信号変調システム１単体で変調方式の異なる種々のアナログ変調装置を切り換えながら使用することが可能となる。
【００３４】
［実施形態の動作説明］
次に、上記の実施形態の全体的な動作について説明する。
【００３５】
まず、入力信号処理部１−２が、入力信号としての音声信号に対して周波数変調用のフィルタ処理を行い（フィルタ処理工程）、
次いで、送信ＩＱ変換部１−３のインターポーレーションフィルタ１−３−１が、フィルタ処理がなされた信号をデジタル処理部（デジタル無線部）で利用されるサンプリング周波数の離散データに変換し（周波数変換工程）、電圧・移相変換手段１−３−２が、離散データに各データ値の大きさに対応した周波数偏差および前記サンプリング周波数に基づき前記周波数偏差の移相を示す移相情報を算出し（移相情報算出工程）、ＩＱ変換手段１−３−４が、移相情報を当該移相情報における正弦値および余弦値を示すベースバンド信号に変換する（ベースバンド信号生成工程）。
次に、移相積分器１−３−６が、ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分することにより、基本サンプリング周波数に対する偏差から成る移相積分データを送信用信号として生成する（積分データ生成工程）。
【００３６】
ここで、上記フィルタ処理工程、周波数変換工程、移相情報算出工程、ベースバンド信号生成工程、および積分データ生成工程については、その実行内容をプログラム化し、コンピュータに実行させる構成としてもよい。
【００３７】
次に、本実施形態である信号変調システム１の動作について詳説する。
ここでは、送信側本体部における信号送信処理の動作について、説明する。
【００３８】
まず、ＡＤ変換器１−１が、入力された音声信号を、デジタル処理用に離散信号であるデジタル信号データに変換し（ステップＳ１０１：デジタル信号変換）、変換したデジタル信号データ（離散信号）を入力信号処理部１−２（図２）に入力する。
ここで、ＡＤ変換器１−１が行うＡ／Ｄ変換におけるサンプリング周波数は、サンプリング定理により、入力された元データである音声信号の有効最大周波数の２倍以上であるものとする。
【００３９】
次いで、入力信号処理部１−２の帯域制限器（帯域制限手段）１−２−１（図２）は、予め設定された有効帯域のみを抽出して通過させる、帯域通過フィルタ処理を行う。
次に、信号処理手段１−２−２が、帯域通過フィルタ処理が行われた信号に対して、音声処理などで一般に行われるボリューム調整機能（図２）によってゲインが掛け、更には、ＦＭ変調でのＳ／Ｎ（シグナル／ノイズ）比改善用にプリエンファシス（高域周波数強調フィルタ）を通すフィルタ処理を行う。
【００４０】
次に、リミッタ制御手段（リミッタ手段）１−２−３が、ＦＭ変調を行う上での最大周波数偏差を超えてしまうような場合を考慮し、電圧レベルが最大周波数偏差に達するような場合はリミッタをかける処理を行い、波形整形フィルタを通して出力する（リミッタ機能：図２）。
【００４１】
尚、入力信号処理部１−２における動作処理は、図２に示すように、基本動作としてはフィルタリング処理でありＦＩＲフィルタ等に代表されるデジタルフィルタにて処理が可能である。
また、これらの処理は、デジタルでの可変処理に対応させることで、さまざまなアナログＦＭ無線装置に適用することができるものとする。
【００４２】
尚、入力信号処理部１−２における信号処理により生成出力される信号は、そのままＤ／Ａ変換することにより、直接ＦＭ変調が可能であるものとする。
【００４３】
次に、ＩＱ変換部１−３における処理動作について、図３に基づき説明する。
【００４４】
まず、インポーレーションフィルタ手段１−３−１は、図３に示すように、入力信号処理部１−２から入力された離散データ（フィルタ離散データ）に対し、予め設定されたインターポーレーションフィルタに基づきフィルタリング処理を行う。
これにより、上記フィルタ離散データは、送信側デジタル処理部１−４で使用されるサンプリング周波数の離散データ（「中間離散データ」という）に変換される。
【００４５】
次いで、電圧移相変換手段１−３−２は、この中間離散データにおける各データの大きさ（電圧量）を周波数偏差として捉え、この周波数偏差を位相の変換量を示す値に変換する。
この時、電圧移相変換手段１−３−２は、電圧移相変換テーブル１−３−３に予め設定された位相特性を示すテーブル情報に基づき、図６に示すように、中間離散データにおける各データの電圧量を移相の変換量を示す値へと変換する。
【００４６】
ここでは、サンプリング周波数に基づき移相角度が変動する。つまり、サンプリング周波数Ｆｓの周期を±Πとしたとき、周波数偏差ΔＦの移相は、「ΔＦ／Ｆｓ×Π」となる。
ここで、１／Ｆｓを電圧・移相変換１−３−３でテーブル（ｔａｂｌｅ）化し、電圧移相変換手段１−３−２で、ΔＦ／Ｆｓ×Πを計算することで移相角度を求める。
尚、変換テーブル１−３−３は、「ΔＦ／Ｆｓ×Π」をテーブル化する設定であってもよく、また演算をそのまま行う設定であってもよいものとする。
【００４７】
次いで、ＩＱ変換手段１−３−４は、電圧移相変換手段１−３−２で求められた移相情報を、ベースバンドテーブル情報に基づきベースバンド信号に変換する。
ここで、ベースバンド信号は、位相情報θを、Ｉ（=ｃｏｓθ）、Ｑ（=ｓｉｎθ）に変換するための信号であって、ベースバンド変換テーブル１−３−５には、０〜９０度までのｓｉｎθ、ｃｏｓθとの対応を示すベースバンドテーブル情報が設定されているものする。
【００４８】
次いで、移相積分器１−３−６が、変換されたベースバンド信号を使用して、連続して送り込まれるデータに対する積分処理を行う。
ここで、移相積分器１−３−６は、図３に示すように、前後隣り合うデータ（ｎ−１，ｎ）を積分する処理を行うことで、中間周波数（サンプリング周波数）に対する周波数偏差が生じる。
ここでの積分処理は、前回情報（移相）に対して位相を加算することになり、これは、ベースバンド信号をそのまま乗算することと等価となる。
【００４９】
これにより、送信ＩＱ変換部１−３における処理の後にＦＭ送信データとして出力される離散データ（ＦＭ離散データ）と、送信側デジタル処理部１−４から出力される離散データ（デジタル処理離散データ）とはサンプリング周波数が等価となる。
【００５０】
このため、スイッチ部１−５でのスイッチにより選択して、ＩＦ信号変換器１−６およびキャリア変換部１０（デジタル送信機）に対して直接出力することが可能となる。デジタル送信機に出力された離散データは、キャリア変換部１０でキャリア周波数に変換され送信される。
【００５１】
次に、受信側本体部における受信処理動作について、説明する。
受信側本体部では、まず、無線受信部２０が、アンテナを介して受信したデジタル無線通信データを信号処理用にＩＦ信号に変換する。
次いで、ＩＦ信号変換部２−５が、このＩＦ信号を、受信側デジタル処理部２−４で使用するサンプリング周波数でベースバンド信号に変換した後、受信ＩＱ復調部２−１および受信側デジタル処理部２−４それぞれに対して入力する。
【００５２】
ここで、ＩＦ信号変換機能の実行前にＩＦ信号変換部２−５で取得される中間周波数は受信ＩＱ復調部２−１および受信側デジタル部２−４で使用される周波数と共通の周波数であるものとする。
【００５３】
また、無線受信部２０で使用されるＲＦ機能は、受信ＩＱ復調部２−１用と受信側デジタル部２−４用とに相互切り替えが可能な設定であってもよい。
また、別の無線機を利用してＩＦ信号変換部２−５に対して中間周波数を通知する設定であってもよい。
これにより、ＩＦ信号変換部２−５によりベースバンド信号に変換される信号は、受信側デジタル処理部２−４で使用するサンプリング周波数の離散データとして設定される。
【００５４】
受信ＩＱ復調部２−１が入力されたベースバンド信号に対するＦＭ復調処理を行い元信号に戻す復調処理について、図４に基づき説明する。
【００５５】
まず、移相検出器２−１−１は、入力されたベースバンド信号から移相角の抽出を行う（移相角抽出機能）。
この移相角抽出機能では、特定の移相データに対応する位相からのどれだけの周波数偏差であるかを求めることにより抽出する。
具体的には、隣り合うデータ（前回「ｎ−１」と今回「ｎ」とする）の移相について、前回位相に対して今回（ｎ）の位相の共役乗算を行うことで、移相が抽出できる。
【００５６】
次に、移相変換手段２−１−２は、抽出した移相情報のベースバンド信号を、予め設定されたテーブル情報に基づき、移相角度情報に変換する。ここで、ベースバンド信号は、位相情報θ、Ｉ（＝ｃｏｓθ），Ｑ（＝ｓｉｎθ）であるものとする。
尚、移相変換テーブル２−１−３は、０〜９０度までのｓｉｎθ、ｃｏｓθに対応するベースバンド信号を表すテーブル情報を有する。
【００５７】
ここで、移相角度情報は、中心周波数（サンプリング周波数）に対する周波数偏差と捉えることができるため、移相電圧変換手段２−１−４が、移相角度情報の周波数偏差を電圧情報に変換する。変換された電圧情報は、受信側デジタル処理部２−４と共通のサンプリング周波数の離散データとなる。
【００５８】
次いで、デシメーション手段２−１−６は、入力された離散データ（電圧情報）を、デシメーションフィルタをフィルタリング処理により、出力信号処理部２−２（図５）で使用されるサンプリング周波数の離散データに変換する。
【００５９】
次に、出力信号処理部２−２におけるＦＭ復調処理について、図４に基づき説明する。
尚、本実施形態では、一般的なＦＭ復調処理が行われる場合を例示しているが、ＦＭ通信変調にかかる他の信号処理が行われる設定であってもよい。
【００６０】
リミッタ手段２−２−１は、受信ＩＱ復調部２−１から送り込まれた離散データに対して、リミッタ手段１−２−３（図２）と同様に、リミッタ処理を行う。
このリミッタ処理では、入力されたデータの大きさが予め設定されたリミッタ値を超えていた場合にリミッタを掛けることにより波形整形フィルタリング処理を行う。
【００６１】
次に、システム処理手段２−２−２が、リミッタ処理が成された離散データに対して、システム処理手段１−２−２（図２）と同様に、ボリューム調整処理、および、高域周波数除去フィルタリングを行うことにより、プリエンファシスの逆特性を取る（デエンファシス）処理を行う。
【００６２】
次いで、帯域制限手段２−２−３は、帯域制限手段１−２−１（図２）同様に、出力する有効帯域のみを抽出する帯域通過フィルタリング処理を行う。
ここで、帯域制限手段２−２−３による処理が行われた離散データ（音声信号離散データ）は、ＤＡ変換器２−３により音声信号に変換され、出力される。
【００６３】
以上のように、本実施形態である信号変調システムでは、アナログ信号変調部において、デジタル信号変調部の変調器で使用されるサンプリング周波数に基づく移相シフトが行われる設定としたことにより、デジタル信号変調部の変調器をアナログ信号変調部でも利用（共用）することができ、これにより、システム基板における、デジタル信号変調部およびアナログ信号変調部の実装面積（実装体積）を軽減することができる。
【００６４】
上述した実施形態については、その新規な技術的内容の要点をまとめると、以下のようになる。
尚、上記の実施形態の一部又は全部は、新規な技術として以下のようにまとめられるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６５】
（付記１）
入力信号に対する変調処理を行うアナログ信号処理部と、予め設定されたデジタル信号に対して基本サンプリング周波数に基づく直交変調を行うと共に当該直交変調されたデジタル信号または前記アナログ信号処理部からの変調信号を相互に切り替え無線通信を行うデジタル無線部とを備えた無線通信装置であって、
前記アナログ信号処理部は、
前記入力信号に対して周波数変調用のフィルタ処理を行うフィルタ処理手段と、
前記フィルタ処理がなされた信号を前記デジタル無線部で利用されるサンプリング周波数の離散データに変換する周波数変換手段と、
前記離散データに各データ値の大きさに対応した周波数偏差および前記サンプリング周波数に基づき前記周波数偏差の移相を示す移相情報を算出する移相情報算出手段と、
前記移相情報を当該移相情報における正弦値および余弦値を示すベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成手段と、
前記ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分することにより前記中間周波数に対する偏差から成る移相積分データを前記送信用信号として生成する積分データ生成手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【００６６】
（付記２）
付記１に記載の信号変調装置において、
前記移相情報算出手段は、
前記サンプリング周波数に対応した移相角度、前記周波数偏差、および前記移相情報の対応関係を示す移相情報算出用のテーブル情報を有し、当該テーブル情報に基づき前記移相情報の算出を行うテーブル情報参照演算機能を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【００６７】
（付記３）
請求項１に記載の信号変調装置において、
外部から入力された複数の異なる入力信号に対応して前記変調処理を行う複数の異なるアナログ信号処理部を備えたことを特徴とする信号変調装置。
【００６８】
（付記４）
請求項１に記載の無線通信装置において、
前記デジタル無線部は、外部から送り込まれたデジタル無線データを復調処理用に前記サンプリング周波数に基づきベースバンド信号に変換する復調用ベースバンド信号変換部を備え、
前記アナログ信号処理部は、
前記復調用ベースバンド信号変換部により変換されたベースバンド信号を前記基本サンプリング周波数に基づく移相情報に変換すると共に当該移相情報に対して前記サンプリング周波数に基づく復調処理を行うことにより前記移相情報をアナログ出力用の信号に復調変換する復調処理部を備えたことを特徴とする無線通信装置。
【００６９】
（付記５）
入力信号に対する変調処理を行うアナログ信号処理部と、予め設定されたデジタル信号に対して基本サンプリング周波数に基づく直交変調を行うデジタル無線部とを備えた無線通信装置にあって、前記直交変調されたデジタル信号または前記アナログ信号処理部からの変調信号を相互に切り替え無線通信を行う無線通信方法において、
前記アナログ信号処理部は、前記入力信号に対して周波数変調用のフィルタ処理を行い、
前記フィルタ処理がなされた信号を前記デジタル無線部で利用されるサンプリング周波数の離散データに変換し、
前記離散データに各データ値の大きさに対応した周波数偏差および前記サンプリング周波数に基づき前記周波数偏差の移相を示す移相情報を算出し、
前記移相情報を当該移相情報における正弦値および余弦値を示すベースバンド信号に変換し、
前記ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分することにより前記中間周波数に対する偏差から成る移相積分データを前記送信用信号として生成することを特徴とした無線通信方法。
【００７０】
（付記６）
入力信号に対する変調処理を行うアナログ信号処理部と、予め設定されたデジタル信号に対して基本サンプリング周波数に基づく直交変調を行うデジタル無線部とを備えた無線通信装置にあって、前記直交変調されたデジタル信号または前記アナログ信号処理部からの変調信号を相互に切り替え無線通信を行うための無線通信プログラムにおいて、
前記アナログ信号処理部は、前記入力信号に対して周波数変調用のフィルタ処理を行うフィルタ処理機能と、
前記フィルタ処理がなされた信号を前記デジタル無線部で利用されるサンプリング周波数の離散データに変換する周波数変換機能と、
前記離散データに各データ値の大きさに対応した周波数偏差および前記サンプリング周波数に基づき前記周波数偏差の移相を示す移相情報を算出する移相情報算出機能と、
前記移相情報を当該移相情報における正弦値および余弦値を示すベースバンド信号に変換するベースバンド信号生成機能と、
前記ベースバンド信号における前後に隣り合う信号値を積分することにより前記中間周波数に対する偏差から成る移相積分データを前記送信用信号として生成する送信用信号生成機能とをコンピュータに実行させることを特徴とした無線通信プログラム。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、アナログＦＭ変調通信を利用するアマチュア無線機器や、消防・救急無線装置、列車などの基地局における無線端末装置に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  信号変調システム（無線通信装置）
１−１  Ａ／Ｄ変換器
１−２  入力信号処理部
１−３  送信ＩＱ変換部
１−４  送信デジタル処理部
１−５  スイッチ部
１−６、２−５  ＩＦ信号変換部、ＩＦ信号変換部
１０  キャリア変換部
２０  無線受信部
２−１  送信ＩＱ復調部
２−２  出力信号処理部
２−３  Ｄ／Ａ変換器
２−４  受信デジタル処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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