(57)【要約】【課題】本発明は、量子化信号に主信号と同程度のデータ量を有する複数の信号を異なる周波数帯域に重畳させることができる信号多重化システムおよび信号多重化分離方法を提供することを課題とする。【解決手段】多重化装置４１において、乗算器Ａｄ２によって周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで入力信号Ｘ２を周波数シフトし、加算器Ｃｅによって入力信号Ｘ１と周波数シフトした入力信号Ｘ２とを加算し、デルタシグマ変調装置１１ｃによって周波数０付近と周波数ｆｓ／２付近とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される多重化信号に変調して出力する。分離装置５１において、乗算器Ａｅ２によって周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで多重化信号を周波数シフトし、ＬＰＦ７ａによって多重化信号から入力信号Ｘ１を、ＬＰＦ７ｂによって周波数シフトした多重化信号から入力信号Ｘ２をそれぞれ復調する。【選択図】        図１０
2008103950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力信号に第２の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置と、当該多重化装置から出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号とに分離させる分離装置とを有する信号多重化システムであって、
前記多重化装置は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトさせる第１の周波数シフト手段と、
前記第１の入力信号と前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号とを加算する加算手段と、
該加算手段からの出力信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力する第１のデルタシグマ変調手段とを具備し、
前記分離装置は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第２の周波数シフト手段と、
前記多重化信号から前記第１の入力信号を復調させる第１の復調手段と、
前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第２の入力信号を復調させる第２の復調手段とを具備することを特徴とする信号多重化システム。
【請求項２】
前記多重化装置は、前記第１の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第２のデルタシグマ変調手段と、
前記第２の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第３のデルタシグマ変調手段とを具備し、
前記第１の周波数シフト手段は、前記第３のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第２の入力信号を周波数シフトさせ、
前記加算手段は、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号と前記第２のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第１の入力信号とを加算させることを特徴とする請求項１記載の信号多重化システム。
【請求項３】
前記第１のデルタシグマ変調手段は、出力を２サンプリング周期だけ遅延させる第１の遅延手段を有し、相互に縦続接続された複数の積分手段と、
各積分手段からの出力を加算する加算手段と、
当該加算手段からの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して前記量子化信号を出力する量子化手段と、
入力を前記量子化手段からの出力を２サンプリング周期だけ遅延させる第２の遅延手段を介して初段の前記積分手段に負帰還させる負帰還ループとを具備することを特徴とする請求項１又は２記載の信号多重化システム。
【請求項４】
第１の復調手段および前記第２の復調手段は、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させるローパスフィルタであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の信号多重化システム。
【請求項５】
第１の入力信号に第２の入力信号および第３の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置と、当該多重化装置から出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号と前記第３の入力信号とに分離させる分離装置とを有する信号多重化システムであって、
前記多重化装置は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトさせる第１の周波数シフト手段と、
周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記第３の入力信号を周波数シフトさせる第２の周波数シフト手段と、
前記第１の入力信号、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号および前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第３の入力信号を加算する加算手段と、
該加算手段からの出力信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／４付近の帯域に前記第３の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力する第１のデルタシグマ変調手段とを具備し、
前記分離装置は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第３の周波数シフト手段と、
周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第４の周波数シフト手段と、
前記多重化信号から前記第１の入力信号を復調させる第１の復調手段と、
前記第３の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第２の入力信号を復調させる第２の復調手段と、
前記第４の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第３の入力信号を復調させる第３の復調手段とを具備することを特徴とする信号多重化システム。
【請求項６】
前記多重化装置は、前記第１の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第２のデルタシグマ変調手段と、
前記第２の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第３のデルタシグマ変調手段と、
前記第３の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第４のデルタシグマ変調手段とを具備し、
前記第１の周波数シフト手段は、前記第３のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第２の入力信号を周波数シフトさせ、
前記第２の周波数シフト手段は、前記第４のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第３の入力信号を周波数シフトさせ、
前記加算手段は、前記第２のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第１の入力信号と、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号と、前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第３の入力信号とを加算させることを特徴とする請求項５記載の信号多重化システム。
【請求項７】
前記第１のデルタシグマ変調手段は、出力を４サンプリング周期だけ遅延させる第１の遅延手段を有し、相互に縦続接続された複数の積分手段と、
各積分手段からの出力を加算する加算手段と、
当該加算手段からの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して前記量子化信号を出力する量子化手段と、
入力を前記量子化手段からの出力を４サンプリング周期だけ遅延させる第２の遅延手段を介して初段の前記積分手段に負帰還させる負帰還ループとを具備することを特徴とする請求項５又は６記載の信号多重化システム。
【請求項８】
前記第１の復調手段、前記第２の復調手段および前記第３の復調手段は、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させるローパスフィルタであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の信号多重化システム。
【請求項９】
第１の入力信号に第２の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置であって、
周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトさせる第１の周波数シフト手段と、
前記第１の入力信号と前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号とを加算する加算手段と、
該加算手段からの出力信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力する第１のデルタシグマ変調手段とを具備することを特徴とする多重化装置。
【請求項１０】
前記第１の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第２のデルタシグマ変調手段と、
前記第２の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第３のデルタシグマ変調手段とを具備し、
前記第１の周波数シフト手段は、前記第３のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第２の入力信号を周波数シフトさせ、
前記加算手段は、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号と前記第２のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第１の入力信号とを加算させることを特徴とする請求項９記載の多重化装置。
【請求項１１】
前記第１のデルタシグマ変調手段は、出力を２サンプリング周期だけ遅延させる第１の遅延手段を有し、相互に縦続接続された複数の積分手段と、
各積分手段からの出力を加算する加算手段と、
当該加算手段からの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して前記量子化信号を出力する量子化手段と、
入力を前記量子化手段からの出力を２サンプリング周期だけ遅延させる第２の遅延手段を介して初段の前記積分手段に負帰還させる負帰還ループとを具備することを特徴とする請求項９又は１０記載の多重化装置。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれかに記載の多重化装置から出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号とに分離させる分離装置であって、
周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第２の周波数シフト手段と、
前記多重化信号から前記第１の入力信号を復調させる第１の復調手段と、
前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第２の入力信号を復調させる第２の復調手段とを具備することを特徴とする分離装置。
【請求項１３】
前記第１の復調手段および前記第２の復調手段は、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させるローパスフィルタであることを特徴とする請求項１２記載の分離装置。
【請求項１４】
第１の入力信号に第２の入力信号および第３の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置であって、
周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトさせる第１の周波数シフト手段と、
周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記第３の入力信号を周波数シフトさせる第２の周波数シフト手段と、
前記第１の入力信号、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号および前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第３の入力信号を加算する加算手段と、
該加算手段からの出力信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／４付近の帯域に前記第３の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力する第１のデルタシグマ変調手段とを具備することを特徴とする多重化装置。
【請求項１５】
前記第１の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第２のデルタシグマ変調手段と、
前記第２の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第３のデルタシグマ変調手段と、
前記第３の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第４のデルタシグマ変調手段とを具備し、
前記第１の周波数シフト手段は、前記第３のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第２の入力信号を周波数シフトさせ、
前記第２の周波数シフト手段は、前記第４のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第３の入力信号を周波数シフトさせ、
前記加算手段は、前記第２のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第１の入力信号と、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号と、前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第３の入力信号とを加算させることを特徴とする請求項１４記載の多重化装置。
【請求項１６】
前記第１のデルタシグマ変調手段は、出力を４サンプリング周期だけ遅延させる第１の遅延手段を有し、相互に縦続接続された複数の積分手段と、
各積分手段からの出力を加算する加算手段と、
当該加算手段からの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して前記量子化信号を出力する量子化手段と、
入力を前記量子化手段からの出力を４サンプリング周期だけ遅延させる第２の遅延手段を介して初段の前記積分手段に負帰還させる負帰還ループとを具備することを特徴とする請求項１４又は１５記載の多重化装置。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれかに記載の多重化装置から出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号と前記第３の入力信号とに分離させる分離装置であって、
周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第３の周波数シフト手段と、
周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第４の周波数シフト手段と、
前記多重化信号から前記第１の入力信号を復調させる第１の復調手段と、
前記第３の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第２の入力信号を復調させる第２の復調手段と、
前記第４の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第３の入力信号を復調させる第３の復調手段とを具備することを特徴とする分離装置。
【請求項１８】
前記第１の復調手段、前記第２の復調手段および前記第３の復調手段は、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させるローパスフィルタであることを特徴とする請求項１７記載の分離装置。
【請求項１９】
第１の入力信号に第２の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化工程と、当該多重化装置から出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号とに分離させる分離工程とを有する信号多重化分離方法であって、
前記多重化工程では、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトし、
前記第１の入力信号と周波数シフトした前記第２の入力信号とを加算し、
当該加算した信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力し、
前記分離工程では、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトし、
前記多重化信号から前記第１の入力信号を復調し、
周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号を復調することを特徴とする信号多重化分離方法。
【請求項２０】
前記多重化工程では、前記第１の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調すると共に、前記第２の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、
前記量子化信号に変調した前記第２の入力信号を周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、
前記量子化信号に変調した前記第１の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第２の入力信号とを加算することを特徴とする請求項１９記載の信号多重化分離方法。
【請求項２１】
前記分離工程では、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させることで、前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする請求項１９又は２０記載の信号多重化分離方法。
【請求項２２】
第１の入力信号に第２の入力信号および第３の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化工程と、当該多重化装置から出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号と前記第３の入力信号とに分離させる分離工程とを有する信号多重化分離方法であって、
前記多重化工程は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトすると共に、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記第３の入力信号を周波数シフトし、
前記第１の入力信号と、周波数シフトした前記第２の入力信号と、周波数シフトした前記第３の入力信号とを加算し、
当該加算した信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／４付近の帯域に前記第３の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力し、
前記分離工程では、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトすると共に、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトし、
前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第３の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする信号多重化分離方法。
【請求項２３】
前記多重化工程では、前記第１の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、
前記第２の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、
前記第３の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、
前記量子化信号に変調した前記第２の入力信号を周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、
前記量子化信号に変調した前記第３の入力信号を周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、
前記量子化信号に変調した前記第１の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第２の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第３の入力信号とを加算することを特徴とする請求項２２記載の信号多重化分離方法。
【請求項２４】
前記分離工程では、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させることで、前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いて周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号を、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いて周波数シフトした前記多重化信号から前記第３の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする請求項２２又は２３記載の信号多重化分離方法。
【請求項２５】
第１の入力信号に第２の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する信号多重化方法であって、
周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトし、
前記第１の入力信号と周波数シフトした前記第２の入力信号とを加算し、
当該加算した信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力することを特徴とする信号多重化方法。
【請求項２６】
前記第１の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調すると共に、前記第２の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、
前記量子化信号に変調した前記第２の入力信号を周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、
前記量子化信号に変調した前記第１の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第２の入力信号とを加算することを特徴とする請求項２５記載の信号多重化方法。
【請求項２７】
請求項２５又は２６記載の信号多重化方法によって出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号とに分離させる分離方法であって、
周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトし、
前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする分離方法。
【請求項２８】
ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させることで、前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする請求項２７記載の分離方法。
【請求項２９】
第１の入力信号に第２の入力信号および第３の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する信号多重化方法であって、
周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトすると共に、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記第３の入力信号を周波数シフトし、
前記第１の入力信号と、周波数シフトした前記第２の入力信号と、周波数シフトした前記第３の入力信号とを加算し、
当該加算した信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／４付近の帯域に前記第３の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力ことを特徴とする信号多重化方法。
【請求項３０】
前記第１の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、
前記第２の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、
前記第３の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、
前記量子化信号に変調した前記第２の入力信号を周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、
前記量子化信号に変調した前記第３の入力信号を周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、
前記量子化信号に変調した前記第１の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第２の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第３の入力信号とを加算することを特徴とする請求項２９記載の信号多重化方法。
【請求項３１】
請求項２９又は３０記載の信号多重化方法によって出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号と前記第３の入力信号とに分離させる分離方法であって、
周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトすると共に、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトし、
前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第３の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする分離方法。
【請求項３２】
ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させることで、前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いて周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号を、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いて周波数シフトした前記多重化信号から前記第３の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする請求項３１記載の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力信号にデルタシグマ変調を施して量子化信号に変調するデルタシグマ変調装置を用いて複数の信号を多重化する信号多重化システムおよび信号多重化分離方法に関し、特に量子化信号の量子化ノイズの周波数特性における量子化ノイズが小なる帯域に複数の入力信号をそれぞれ重畳する信号多重化システムおよび信号多重化分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６は、従来のデルタシグマ変調回路の構成を示すブロック図であり、図１７は、従来のデルタシグマ変調回路から出力される量子化信号の量子化ノイズ分布の周波数特性を示すグラフである。
入力信号にデルタシグマ変調を施して量子化信号に変調する従来のデルタシグマ変調回路２０は、例えば、図１５を参照すると、相互に縦続接続された７個の積分要素Ｆ１，…，Ｆ７と、各積分要素Ｆ１〜Ｆ７の前段にそれぞれ介在された乗算器Ａａ１〜Ａａ７とを有している。各積分要素Ｆ１〜Ｆ７は、出力を１サンプリング周期（Ｔｓ：１／サンプル周波数ｆｓ）だけ遅延する遅延器と、入力信号に遅延器からの出力を加算して出力する加算器とを備えてそれぞれ構成されており、従って、前段側からの入力信号に１サンプリング周期だけ以前の出力信号が加算されて、次段側への出力信号が作成される。
【０００３】
第１段目の積分要素Ｆ１には、入力端子Ｐ１に入力信号Ｘとして入力されたアナログ信号又はマルチビットデジタル信号が、加算器Ｃｂと第１段目の乗算器Ａａ１とを介して、第１段目の積分要素Ｆ１に入力され、各積分要素Ｆ１〜Ｆ６の出力は、乗算器Ａａ２〜Ａａ７を介して次段の積分要素Ｆ２〜Ｆ７にそれぞれ入力され、各積分要素Ｆ１〜Ｆ７からの出力は、加算器Ｃｃで相互に加算された後、量子化器１０に入力される。量子化器１０は、サンプル周波数ｆｓ毎に加算器Ｃｃからの出力と予め定める値、例えば０レベルとを比較し、加算器Ｃｃからの出力が予め定める値、例えば０レベル以上であるときには出力端子Ｐ２への出力信号Ｙを「１」とし、予め定める値未満であるときには「−１」とする。また、量子化器１０からの出力信号Ｙは、ｍサンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄ１および乗算器Ａｂを介して、第１段目の乗算器Ａａ１の前段に介在されている加算器Ｃｂに負帰還されている。
【０００４】
また、積分要素Ｆ２、Ｆ４、Ｆ６の前段には、加算器Ｃｄ１〜Ｃｄ３がそれぞれ介在されており、積分要素Ｆ３、Ｆ５、Ｆ７の出力が、１サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄ２〜Ｄ４および乗算器Ａｃ１〜Ａｃ３をそれぞれ介して、第１段目の乗算器Ａａ１の前段に介在されている加算器Ｃｄ１〜Ｃｄ３にそれぞれ負帰還される３つの部分負帰還ループが形成されている。
【０００５】
図１６には、図１５に示す従来のデルタシグマ変調装置の量子化ノイズ分布の周波数特性が示されており、量子化ノイズが高周波帯域側にシフトされて周波数０付近に量子化ノイズが小なる帯域が形成されていると共に、３つの部分負帰還ループにより、３つのディップがそれぞれ形成されている。
【０００６】
デルタシグマ変調回路では、量子化ノイズが小なる帯域に入力された信号が重畳されることになるが、付加情報信号発生回路を設け、チャネル情報としてディップが形成された周波数を搬送周波数とする信号を生成し、加算器Ｃｃに入力するように構成することにより、量子化信号の主信号（入力された信号）と共に、チャネル情報をディップが形成された周波数に重畳する信号多重化技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、従来技術では、部分負帰還ループにより形成されるディップは、主信号が重畳される量子化ノイズが小なる帯域に形成されるため、ディップが形成された周波数に重畳する信号のデータ量が制限されてしまい、主信号と同程度のデータ量を有する信号を重畳させることができないと共に、ディップが形成された周波数の信号を生成するための発振手段が必要となってしまうという問題点があった。
【特許文献１】特開平１０−３２２２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、量子化信号に主信号と同程度のデータ量を有する複数の信号を異なる周波数帯域に重畳させることができると共に、特別な発振手段を用いることなく、重畳する各信号を周波数シフトさせることができる信号多重化システムおよび信号多重化分離方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の信号多重化システムは、第１の入力信号に第２の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置と、当該多重化装置から出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号とに分離させる分離装置とを有する信号多重化システムであって、前記多重化装置は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトさせる第１の周波数シフト手段と、前記第１の入力信号と前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号とを加算する加算手段と、該加算手段からの出力信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力する第１のデルタシグマ変調手段とを具備し、前記分離装置は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第２の周波数シフト手段と、前記多重化信号から前記第１の入力信号を復調させる第１の復調手段と、前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第２の入力信号を復調させる第２の復調手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の信号多重化システムにおいては、前記多重化装置は、前記第１の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第２のデルタシグマ変調手段と、前記第２の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第３のデルタシグマ変調手段とを具備し、前記第１の周波数シフト手段は、前記第３のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第２の入力信号を周波数シフトさせ、前記加算手段は、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号と前記第２のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第１の入力信号とを加算させることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の信号多重化システムにおいては、前記第１のデルタシグマ変調手段は、出力を２サンプリング周期だけ遅延させる第１の遅延手段を有し、相互に縦続接続された複数の積分手段と、各積分手段からの出力を加算する加算手段と、当該加算手段からの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して前記量子化信号を出力する量子化手段と、入力を前記量子化手段からの出力を２サンプリング周期だけ遅延させる第２の遅延手段を介して初段の前記積分手段に負帰還させる負帰還ループとを具備することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の信号多重化システムにおいては、前記第１の復調手段および前記第２の復調手段は、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させるローパスフィルタであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の信号多重化システムは、第１の入力信号に第２の入力信号および第３の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置と、当該多重化装置から出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号と前記第３の入力信号とに分離させる分離装置とを有する信号多重化システムであって、前記多重化装置は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトさせる第１の周波数シフト手段と、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記第３の入力信号を周波数シフトさせる第２の周波数シフト手段と、前記第１の入力信号、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号および前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第３の入力信号を加算する加算手段と、該加算手段からの出力信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／４付近の帯域に前記第３の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力する第１のデルタシグマ変調手段とを具備し、前記分離装置は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第３の周波数シフト手段と、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第４の周波数シフト手段と、前記多重化信号から前記第１の入力信号を復調させる第１の復調手段と、前記第３の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第２の入力信号を復調させる第２の復調手段と、前記第４の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第３の入力信号を復調させる第３の復調手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の信号多重化システムにおいては、前記多重化装置は、前記第１の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第２のデルタシグマ変調手段と、前記第２の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第３のデルタシグマ変調手段と、前記第３の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第４のデルタシグマ変調手段とを具備し、前記第１の周波数シフト手段は、前記第３のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第２の入力信号を周波数シフトさせ、前記第２の周波数シフト手段は、前記第４のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第３の入力信号を周波数シフトさせ、前記加算手段は、前記第２のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第１の入力信号と、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号と、前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第３の入力信号とを加算させることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の信号多重化システムにおいては、前記第１のデルタシグマ変調手段は、出力を４サンプリング周期だけ遅延させる第１の遅延手段を有し、相互に縦続接続された複数の積分手段と、各積分手段からの出力を加算する加算手段と、当該加算手段からの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して前記量子化信号を出力する量子化手段と、入力を前記量子化手段からの出力を４サンプリング周期だけ遅延させる第２の遅延手段を介して初段の前記積分手段に負帰還させる負帰還ループとを具備することを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の信号多重化システムにおいては、前記第１の復調手段、前記第２の復調手段および前記第３の復調手段は、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させるローパスフィルタであることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の多重化装置は、第１の入力信号に第２の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置であって、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトさせる第１の周波数シフト手段と、前記第１の入力信号と前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号とを加算する加算手段と、該加算手段からの出力信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力する第１のデルタシグマ変調手段とを具備することを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明の多重化装置においては、前記第１の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第２のデルタシグマ変調手段と、前記第２の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第３のデルタシグマ変調手段とを具備し、前記第１の周波数シフト手段は、前記第３のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第２の入力信号を周波数シフトさせ、前記加算手段は、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号と前記第２のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第１の入力信号とを加算させることを特徴とする。
【００１９】
さらに、本発明の多重化装置においては、前記第１のデルタシグマ変調手段は、出力を２サンプリング周期だけ遅延させる第１の遅延手段を有し、相互に縦続接続された複数の積分手段と、各積分手段からの出力を加算する加算手段と、当該加算手段からの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して前記量子化信号を出力する量子化手段と、入力を前記量子化手段からの出力を２サンプリング周期だけ遅延させる第２の遅延手段を介して初段の前記積分手段に負帰還させる負帰還ループとを具備することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の分離装置においては、前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号とに分離させる分離装置であって、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第２の周波数シフト手段と、前記多重化信号から前記第１の入力信号を復調させる第１の復調手段と、前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第２の入力信号を復調させる第２の復調手段とを具備することを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明の分離装置においては、第１の復調手段および前記第２の復調手段は、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させるローパスフィルタであることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の多重化装置は、第１の入力信号に第２の入力信号および第３の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置であって、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトさせる第１の周波数シフト手段と、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記第３の入力信号を周波数シフトさせる第２の周波数シフト手段と、前記第１の入力信号、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号および前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第３の入力信号を加算する加算手段と、該加算手段からの出力信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／４付近の帯域に前記第３の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力する第１のデルタシグマ変調手段とを具備することを特徴とする。
【００２３】
さらに、本発明の多重化装置においては、前記第１の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第２のデルタシグマ変調手段と、前記第２の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第３のデルタシグマ変調手段と、前記第３の入力信号を前記第１のデルタシグマ変調手段と同一の帯域に量子化ノイズが小なる帯域が形成される前記量子化信号に変調する第４のデルタシグマ変調手段とを具備し、前記第１の周波数シフト手段は、前記第３のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第２の入力信号を周波数シフトさせ、前記第２の周波数シフト手段は、前記第４のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第３の入力信号を周波数シフトさせ、前記加算手段は、前記第２のデルタシグマ変調手段によって前記量子化信号に変調された前記第１の入力信号と、前記第１の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第２の入力信号と、前記第２の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記第３の入力信号とを加算させることを特徴とする。
【００２４】
さらに、本発明の多重化装置においては、前記第１のデルタシグマ変調手段は、出力を４サンプリング周期だけ遅延させる第１の遅延手段を有し、相互に縦続接続された複数の積分手段と、各積分手段からの出力を加算する加算手段と、当該加算手段からの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して前記量子化信号を出力する量子化手段と、入力を前記量子化手段からの出力を４サンプリング周期だけ遅延させる第２の遅延手段を介して初段の前記積分手段に負帰還させる負帰還ループとを具備することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の分離装置は、前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号と前記第３の入力信号とに分離させる分離装置であって、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第３の周波数シフト手段と、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトさせる第４の周波数シフト手段と、前記多重化信号から前記第１の入力信号を復調させる第１の復調手段と、前記第３の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第２の入力信号を復調させる第２の復調手段と、前記第４の周波数シフト手段によって周波数シフトされた前記多重化信号から前記第３の入力信号を復調させる第３の復調手段とを具備することを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明の分離装置においては、前記第１の復調手段、前記第２の復調手段および前記第３の復調手段は、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させるローパスフィルタであることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の信号多重化分離方法は、第１の入力信号に第２の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化工程と、当該多重化装置から出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号とに分離させる分離工程とを有する信号多重化分離方法であって、前記多重化工程では、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトし、前記第１の入力信号と周波数シフトした前記第２の入力信号とを加算し、当該加算した信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力し、前記分離工程では、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトし、前記多重化信号から前記第１の入力信号を復調し、周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号を復調することを特徴とする。
【００２８】
さらに、本発明の信号多重化分離方法においては、前記多重化工程では、前記第１の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調すると共に、前記第２の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、前記量子化信号に変調した前記第２の入力信号を周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、前記量子化信号に変調した前記第１の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第２の入力信号とを加算することを特徴とする。
【００２９】
さらに、本発明の信号多重化分離方法においては、前記分離工程では、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させることで、前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の信号多重化分離方法は、第１の入力信号に第２の入力信号および第３の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化工程と、当該多重化装置から出力された前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号と前記第３の入力信号とに分離させる分離工程とを有する信号多重化分離方法であって、前記多重化工程は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトすると共に、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記第３の入力信号を周波数シフトし、前記第１の入力信号と、周波数シフトした前記第２の入力信号と、周波数シフトした前記第３の入力信号とを加算し、当該加算した信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／４付近の帯域に前記第３の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力し、前記分離工程では、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトすると共に、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトし、前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第３の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする。
【００３１】
さらに、本発明の信号多重化分離方法においては、前記多重化工程では、前記第１の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、前記第２の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、前記第３の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、前記量子化信号に変調した前記第２の入力信号を周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、前記量子化信号に変調した前記第３の入力信号を周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、前記量子化信号に変調した前記第１の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第２の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第３の入力信号とを加算することを特徴とする。
【００３２】
さらに、本発明の信号多重化分離方法においては、前記分離工程では、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させることで、前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いて周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号を、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いて周波数シフトした前記多重化信号から前記第３の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の信号多重化方法は、第１の入力信号に第２の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する信号多重化方法であって、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトし、前記第１の入力信号と周波数シフトした前記第２の入力信号とを加算し、当該加算した信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力することを特徴とする。
【００３４】
さらに、本発明の信号多重化方法においては、前記第１の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調すると共に、前記第２の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、前記量子化信号に変調した前記第２の入力信号を周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、前記量子化信号に変調した前記第１の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第２の入力信号とを加算することを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の分離方法は、前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号とに分離させる分離方法であって、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトし、前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする。
【００３６】
さらに、本発明の分離方法においては、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させることで、前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の信号多重化方法は、第１の入力信号に第２の入力信号および第３の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する信号多重化方法であって、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記第２の入力信号を周波数シフトすると共に、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記第３の入力信号を周波数シフトし、前記第１の入力信号と、周波数シフトした前記第２の入力信号と、周波数シフトした前記第３の入力信号とを加算し、当該加算した信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に前記第１の入力信号が、周波数ｆｓ／４付近の帯域に前記第３の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に前記第２の入力信号がそれぞれ重畳された前記多重化信号として出力ことを特徴とする。
【００３８】
さらに、本発明の信号多重化方法においては、前記第１の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、前記第２の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、前記第３の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される前記量子化信号に変調し、前記量子化信号に変調した前記第２の入力信号を周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、前記量子化信号に変調した前記第３の入力信号を周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで周波数シフトし、前記量子化信号に変調した前記第１の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第２の入力信号と、前記量子化信号に変調して周波数シフトした前記第３の入力信号とを加算することを特徴とする。
【００３９】
また、本発明の分離方法は、前記多重化信号を前記第１の入力信号と前記第２の入力信号と前記第３の入力信号とに分離させる分離方法であって、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトすると共に、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで前記多重化信号を周波数シフトし、前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号を、周波数シフトした前記多重化信号から前記第３の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする。
【００４０】
さらに、本発明の分離方法においては、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させることで、前記多重化信号から前記第１の入力信号を、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いて周波数シフトした前記多重化信号から前記第２の入力信号を、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いて周波数シフトした前記多重化信号から前記第３の入力信号をそれぞれ復調することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の信号多重化システムおよび信号多重化分離方法は、第１の入力信号に第２の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置において、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで第２の入力信号を周波数シフトし、第１の入力信号と周波数シフトした第２の入力信号とを加算し、当該加算した信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に第１の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に第２の入力信号がそれぞれ重畳された多重化信号として出力するように構成し、多重化装置から出力された多重化信号を第１の入力信号と第２の入力信号とに分離させる分離装置において、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで多重化信号を周波数シフトし、多重化信号から第１の入力信号を復調すると共に、周波数シフトした多重化信号から第２の入力信号を復調するように構成することにより、簡単な構成で量子化信号の周波数０付近の帯域に第１の入力信号を、同程度のデータ量を有する第２の入力信号を周波数ｆｓ／２付近の帯域にそれぞれ重畳させることができると共に、簡単な構成で量子化信号から第１の入力信号と第２の入力信号とにそれぞれ復調させることができ、さらに、周波数ｆｓ／２付近への第２の入力信号の周波数シフトをサンプリング周波数ｆｓから作成することができる方形波を用いて行うことができるため、特別な発振手段を用いることなく、第１の入力信号に多重化させる第２の入力信号の周波数シフトを行うことができるという効果を奏する。
【００４２】
さらに、本発明の信号多重化システムおよび信号多重化分離方法は、多重化装置において、第１の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調するすると共に、第２の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調し、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで量子化信号に変調された第２の入力信号を周波数シフトし、量子化信号に変調した第１の入力信号と、量子化信号に変調して周波数シフトした第２の入力信号とを加算するように構成することにより、取り扱いが容易なデジタル信号として第２の入力信号を周波数シフトさせることできと共に、第１の入力信号と第２の入力信号を加算することができるという効果を奏する。
【００４３】
さらに、本発明の信号多重化システムおよび信号多重化分離方法は、多重化装置において、出力を２サンプリング周期だけ遅延させる第１の遅延手段を有し、相互に縦続接続された複数の積分手段と、各積分手段からの出力を加算する加算手段と、当該加算手段からの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して量子化信号を出力する量子化手段と、入力を量子化手段からの出力を２サンプリング周期だけ遅延させる第２の遅延手段を介して初段の積分手段に負帰還させる負帰還ループとを有する第１のデルタシグマ変調手段によって、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調するように構成することにより、積分手段と負帰還ループとに２サンプリング周期だけ遅延させる遅延手段をそれぞれ設けるという簡単な構成のデルタシグマ変調手段によって、周波数０付近の量子化ノイズが小なる帯域に第１の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の量子化ノイズが小なる帯域に第２の入力信号がそれぞれ重畳された量子化信号に変調させることができるという効果を奏する。
【００４４】
さらに、本発明の信号多重化システムおよび信号多重化分離方法は、分離装置において、ローパスフィルタを用いてベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させることで、多重化信号から第１の入力信号を復調し、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いて周波数シフトした多重化信号から第２の入力信号を復調するに構成することにより、簡単な構成で量子化信号から第１の入力信号と第２の入力信号とにそれぞれ復調させることができるという効果を奏する。
【００４５】
また、本発明の信号多重化システムおよび信号多重化分離方法は、第１の入力信号に第２の入力信号および第３の入力信号を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置において、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで第２の入力信号を周波数シフトすると共に、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで第３の入力信号を周波数シフトし、第１の入力信号、周波数シフトした第２の入力信号および周波数シフトした第３の入力信号を加算し、当該加算信号を、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に第１の入力信号が、周波数ｆｓ／４付近の帯域に第３の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に第２の入力信号がそれぞれ重畳された多重化信号として出力するように構成し、多重化装置から出力された多重化信号を第１の入力信号と第２の入力信号と第３の入力信号とに分離させる分離装置において、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで多重化信号を周波数シフトすると共に、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで多重化信号を周波数シフトし、多重化信号から第１の入力信号を復調し、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いて周波数シフトした多重化信号から第２の入力信号を復調し、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いて周波数シフトした多重化信号から第３の入力信号を復調するように構成することにより、簡単な構成で量子化信号の周波数０付近の帯域に第１の入力信号を、同程度のデータ量を有する第２の入力信号を周波数ｆｓ／２付近の帯域に、同程度のデータ量を有する第３の入力信号を周波数ｆｓ／４付近の帯域にそれぞれ重畳させることができると共に、簡単な構成で量子化信号から第１の入力信号と第２の入力信号と第３の入力信号とにそれぞれ復調させることができ、さらに、周波数ｆｓ／２付近への第２の入力信号の周波数シフトと周波数ｆｓ／４付近への第３の入力信号の周波数シフトとをサンプリング周波数ｆｓから作成することができる方形波を用いて行うことができるため、特別な発振手段を用いることなく、第１の入力信号に多重化させる第２の入力信号および第３の入力信号の周波数シフトを行うことができるという効果を奏する。
【００４６】
さらに、本発明の信号多重化システムおよび信号多重化分離方法は、多重化装置において、第１の入力信号、第２の入力信号および第３の入力信号を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号にそれぞれ変調し、
周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで量子化信号に変調した第２の入力信号を周波数シフトすると共に、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで量子化信号に変調した第３の入力信号を周波数シフトし、
量子化信号に変調した第１の入力信号と、量子化信号に変調して周波数シフトした第２の入力信号と、量子化信号に変調して周波数シフトした第３の入力信号とを加算する取り扱いが容易なデジタル信号として第２の入力信号および第３の入力信号を周波数シフトさせることできと共に、第１の入力信号と第２の入力信号と第３の入力信号とを加算することができるという効果を奏する。
【００４７】
さらに、本発明の信号多重化システムおよび信号多重化分離方法は、多重化装置において、出力を４サンプリング周期だけ遅延させる第１の遅延手段を有し、相互に縦続接続された複数の積分手段と、各積分手段からの出力を加算する加算手段と、当該加算手段からの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して量子化信号を出力する量子化手段と、入力を量子化手段からの出力を４サンプリング周期だけ遅延させる第２の遅延手段を介して初段の積分手段に負帰還させる負帰還ループとを有する第１のデルタシグマ変調手段によって、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調するように構成することにより、積分手段と負帰還ループとに４サンプリング周期だけ遅延させる遅延手段をそれぞれ設けるという簡単な構成のデルタシグマ変調手段によって、周波数０付近の量子化ノイズが小なる帯域に第１の入力信号が、周波数ｆｓ／４付近の量子化ノイズが小なる帯域に第３の入力信号が、周波数ｆｓ／２付近の量子化ノイズが小なる帯域に第２の入力信号がそれぞれ重畳された量子化信号に変調させることができるという効果を奏する。
【００４８】
さらに、本発明の信号多重化システムおよび信号多重化分離方法は、分離装置において、ローパスフィルタを用いてベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させることで、多重化信号から第１の入力信号を復調し、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いて周波数シフトした多重化信号から第２の入力信号を復調し、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いて周波数シフトした多重化信号から第３の入力信号を復調するように構成することにより、簡単な構成で量子化信号から第１の入力信号と第２の入力信号と第３の入力信号とにそれぞれ復調させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００５０】
図１は、本発明に係る信号多重化システムの実施の形態に用いるデルタシグマ変調装置の電気的構成を示すブロック図であり、図２は、図１に示す遅延器の構成例を示すブロック図であり、図３は、図１に示すデルタシグマ変調装置における量子化ノイズ分布の周波数特性を示すグラフであり、図４は、デルタシグマ変調回路をモデル化したブロック図であり、図５は、図４に示すデルタシグマ変調回路から出力される量子化信号の量子化ノイズ分布の周波数特性を説明するための説明図であり、図６は、２サンプリング周期だけ遅延する遅延器を用いた２次のデルタシグマ変調装置をモデル化したブロック図であり、図７は、図６に示す２次のデルタシグマ変調装置から出力される量子化信号の量子化ノイズ分布の周波数特性を示すグラフである。
【００５１】
本実施の形態の信号多重化システムに用いるデルタシグマ変調装置１は、図１を参照すると、入力端子Ｐ１に入力信号Ｘとして入力されるアナログ信号又はマルチビットで表されるデジタル信号を、異なるＮ種類（Ｎは整数）の代表値で表される量子化信号に変換し、変換した量子化信号を出力信号Ｙとして出力端子Ｐ２から出力するｎ次（ｎ：１以上の整数）のデルタシグマ変調回路であり、相互に縦続接続されたｎ個の積分要素Ｆａ１，…，Ｆａｎと、各積分要素Ｆａ１〜Ｆａｎの前段にそれぞれ介在された乗算器Ａａ１〜Ａａｎとを有している。各積分要素Ｆａ１〜Ｆａｎは、出力をｍサンプリング周期（Ｔｓ：１／サンプル周波数ｆｓ）（ｍ：２以上の整数）だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎと、入力に遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎからの出力を加算して出力する加算器Ｃａ１〜Ｃａｎとを備えてそれぞれ構成されており、従って、前段側からの入力信号にｍサンプリング周期だけ以前の出力信号が加算されて、次段側への出力信号が作成される。
【００５２】
第１段目の積分要素Ｆａ１には、入力端子Ｐ１に入力信号Ｘとして入力されたアナログ信号又はマルチビットデジタル信号が、加算器Ｃｂと第１段目の乗算器Ａａ１とを介して入力され、各積分要素Ｆａ１〜Ｆａ（ｎ−１）の出力は、乗算器Ａａ２〜Ａａｎを介して次段の積分要素Ｆａ２〜Ｆａｎにそれぞれ入力され、各積分要素Ｆａ１〜Ｆａｎからの出力は、加算器Ｃｃで相互に加算された後、量子化器１０に入力される。量子化器１０は、入力された信号を異なるＮ種類（Ｎは整数）の代表値で表される信号に量子化信号に変換する機能を有するものであり、本実施の形態では、入力された信号を２種類（＋１とー１）の代表値で表される信号（１ビット信号）に変換する。具体的には、サンプル周波数ｆｓ毎に加算器Ｃｃからの出力と予め定める値、例えば０レベルとを比較し、加算器Ｃｃからの出力が予め定める値、例えば０レベル以上であるときには出力端子Ｐ２への出力信号Ｙを「１」とし、予め定める値未満であるときには「−１」とする。また、量子化器１０からの出力信号Ｙは、ｍサンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄｂおよび乗算器Ａｂを介して、第１段目の乗算器Ａａ１の前段に介在されている加算器Ｃｂに負帰還されている。
【００５３】
なお、積分要素Ｆａ１，…，Ｆａｎの遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎおよび負帰還ループの遅延器Ｄｂとしては、例えば、図２に示すように、出力を１サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄをｍ個縦続接続したものを用いることができる。
【００５４】
積分要素Ｆａ１，…，Ｆａｎの遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎおよび負帰還ループの遅延器Ｄｂの代わりに、出力を１サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄを用いた従来のデルタシグマ変調回路は、図１６に示すように、量子化ノイズを高周波帯域側にシフトするデルタシグマ変調回路に特有のノイズシェーピング効果を有することになるが、本実施の形態の信号多重化システムに用いるデルタシグマ変調装置１は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、周波数分布上で量子化ノイズが小なる帯域が複数箇所形成される。図３（ａ）は、２個の遅延器Ｄを縦続接続した、２サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎおよび遅延器Ｄｂを用いた場合の量子化ノイズ分布の周波数特性が示されており、周波数ｆｓ／２付近に新たな量子化ノイズが小なる帯域が形成され、周波数ｆｓ／４で折り返した位置に、２箇所の量子化ノイズが小なる帯域が形成される。図３（ｂ）は、３個の遅延器Ｄを縦続接続した、３サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎおよび遅延器Ｄｂを用いた場合の量子化ノイズ分布の周波数特性が示されており、周波数ｆｓ／３付近に新たな量子化ノイズが小なる帯域が形成され、周波数ｆｓ／６で折り返した位置に、２箇所の量子化ノイズが小なる帯域が形成される。図３（ｃ）は、４個の遅延器Ｄを縦続接続した、４サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎおよび遅延器Ｄｂを用いた場合の量子化ノイズ分布の周波数特性が示されており、周波数ｆｓ／４付近と、周波数ｆｓ／２付近に新たな量子化ノイズが小なる帯域が形成され、周波数ｆｓ／８と周波数ｆｓ／４とで折り返したそれぞれの位置に、３箇所の量子化ノイズが小なる帯域が形成される。このようにｍ＝２ｎ個の遅延器Ｄを縦続接続した、２ｎサンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎおよび遅延器Ｄｂ、もしくは、ｍ＝２ｎ＋１個の遅延器Ｄを縦続接続した、２ｎ＋１サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎおよび遅延器Ｄｂｍ＝２ｎ＋１サンプル遅延器を用いることで、周波数分布上で量子化ノイズが小なる帯域が、量子化ノイズが大なる帯域を間に挟んだ折り返し位置、すなわちｆｓ＊ｋ／Ｎ（Ｎは自然数、ｋは０≦ｋ＜（Ｎ＋１）／２の範囲にある整数)にある周波数帯域にｎ＋１箇所形成されることになる。
【００５５】
次に、デルタシグマ変調回路をモデル化した図４に示すブロック図を用いて、本実施の形態の信号多重化システムに用いるデルタシグマ変調装置１における量子化ノイズ分布の周波数特性を検証する。なお、図４において、Ｇは、積分要素Ｆａ１，…，Ｆａｎに、Ｈは、遅延器Ｄｂにそれぞれ対応すると共に、量子化器１０には、各帯域において均一なノイズＮが加わるものする。
【００５６】
図４に示すモデルにおいて、ノイズＮの伝達関数Ｑは、Ｑ＝Ｇ／（１＋ＧＨ）で、入力信号ｘの伝達関数Ｐは、Ｐ＝１／（１＋ＧＨ）でそれぞれ表すことができ、Ｐ＝１の場合には、Ｇ＝１／Ｑ、Ｈ＝１−Ｑとなる。
【００５７】
ここで、１次のデルタシグマ変調回路において、図５（ａ）に示すような高周波帯域側にシフトする量子化ノイズ分布の周波数特性は、Ｑ＝（１−Ｚ−１）で表すことができ、Ｇ＝１／（１−Ｚ−１）、Ｈ＝Ｚ−１となり、積分要素Ｆａ１，…，Ｆａｎの遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎおよび負帰還ループの遅延器Ｄｂの代わりに、出力を１サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄを用いた従来のデルタシグマ変調回路に相当する。
【００５８】
これに対し、１次のデルタシグマ変調回路において、図５（ｂ）に示すような低周波数帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域が形成される量子化ノイズ分布の周波数特性は、Ｑ＝（１−Ｚ−１）（１＋Ｚ−１）で表すことができ、Ｇ＝１／（１−Ｚ−２）、Ｈ＝Ｚ−２となり、２個の遅延器Ｄを縦続接続した、２サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎおよび遅延器Ｄｂを用いた１次のデルタシグマ変調装置１に相当する。
【００５９】
また、２次のデルタシグマ変調回路において、図５（ｃ）に示すような低周波数帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域が形成される量子化ノイズ分布の周波数特性は、Ｑ＝（１−Ｚ−１）２（１＋Ｚ−１）２で表すことができ、Ｇ＝１／（１−Ｚ−２）２、Ｈ＝１−（１−Ｚ−２）２となり、２個の遅延器Ｄを縦続接続した、２サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎおよび遅延器Ｄｂを用いた２次のデルタシグマ変調装置１に相当する。
【００６０】
２次のデルタシグマ変調装置１は、図６に示すようにモデル化することができ、図６に示すモデルを用い、サンプリング周波数ｆｓ＝２．８ＭＨｚでシミュレートした量子化ノイズ分布の周波数特性は、図７に示すように、低周波数（０）帯域と周波数ｆｓ／２＝１．４ＭＨｚ付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域が形成されることが実証された。
【００６１】
次に、デルタシグマ変調装置１において７個の積分要素Ｆａ１〜Ｆａ７を用いた７次のデルタシグマ変調装置２について図８および図９を参照して詳細に説明する。
図８は、図１に示すデルタシグマ変調装置において７個の積分要素を用いた７次のデルタシグマ変調装置の構成を示すブロック図であり、図９は、図８に示す７次のデルタシグマ変調装置から出力される量子化信号の量子化ノイズ分布の周波数特性を示すグラフである。
【００６２】
デルタシグマ変調装置２は、図８を参照すると、相互に縦続接続された７個の積分要素Ｆａ１，…，Ｆａ７と、各積分要素Ｆａ１〜Ｆａ７の前段にそれぞれ介在された乗算器Ａａ１〜Ａａ７とを有している。各積分要素Ｆａ１〜Ｆａ７は、出力をｍサンプリング周期（Ｔｓ：１／サンプル周波数ｆｓ）（ｍ：２以上の整数）だけ遅延する遅延器と、当該遅延器からの出力を入力に加算して出力する加算器とを備えてそれぞれ構成されており、従って、前段側からの入力信号にｍサンプリング周期だけ以前の出力信号が加算されて、次段側への出力信号が作成される。
【００６３】
第１段目の積分要素Ｆａ１には、入力端子Ｐ１に入力信号Ｘとして入力されたアナログ信号又はマルチビットデジタル信号が、加算器Ｃｂと第１段目の乗算器Ａａ１とを介して、第１段目の積分要素Ｆａ１に入力され、各積分要素Ｆａ１〜Ｆａ６の出力は、乗算器Ａａ２〜Ａａ７を介して次段の積分要素Ｆａ２〜Ｆａ７にそれぞれ入力され、各積分要素Ｆａ１〜Ｆａ７からの出力は、加算器Ｃｃで相互に加算された後、量子化器１０に入力される。量子化器１０は、サンプル周波数ｆｓ毎に加算器Ｃｃからの出力と予め定める値、例えば０レベルとを比較し、加算器Ｃｃからの出力が予め定める値、例えば０レベル以上であるときには出力端子Ｐ２への出力信号Ｙを「１」とし、予め定める値未満であるときには「−１」とする。また、量子化器１０からの出力信号Ｙは、ｍサンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄｂおよび乗算器Ａｂを介して、第１段目の乗算器Ａａ１の前段に介在されている加算器Ｃｂに負帰還されている。
【００６４】
また、積分要素Ｆａ２、Ｆａ４、Ｆａ６の前段には、加算器Ｃｄ１〜Ｃｄ３がそれぞれ介在されており、積分要素Ｆａ３、Ｆａ５、Ｆａ７の出力が、ｍサンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄｃ１〜Ｄｃ３および乗算器Ａｃ１〜Ａｃ３をそれぞれ介して、第１段目の乗算器Ａａ１の前段に介在されている加算器Ｃｄ１〜Ｃｄ３にそれぞれ負帰還される３つの部分負帰還ループが形成されている。
【００６５】
図９は、４個の遅延器Ｄを縦続接続した、４サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎ、遅延器Ｄｂおよび遅延器Ｄｃ１、Ｄｃ２、Ｄｃ３を用いたデルタシグマ変調装置２の量子化ノイズ分布の周波数特性が示されており、周波数ｆｓ／４付近と、周波数ｆｓ／２付近に新たな量子化ノイズが小なる帯域が形成され、周波数ｆｓ／８と周波数ｆｓ／４とで折り返したそれぞれの位置に、３箇所の量子化ノイズが小なる帯域が形成されていると共に、３つの部分負帰還ループにより、量子化ノイズが小なる各帯域における量子化ノイズ分布の立ち上がりおよび立ち下がりに３つのディップがそれぞれ形成されている。ディップの形状は、各乗算器Ａａ１〜Ａａ７、乗算器ＡｂおよびＡｃ１〜Ａｃ３の乗算係数を適宜選択することで変更することができ、有効周波数帯域となる量子化ノイズが小なる各帯域の幅と、帯域内でのダイナミックレンジを適宜設定することが可能になる。
【００６６】
（第１の実施の形態）
次に、本実施の形態の信号多重化システムについて図１０乃至図１２を参照して詳細に説明する。
図１０は、本発明に係る信号多重化システムの第１の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図１１は、図１０に示す多重化変調装置における多重化変調動作を説明するための説明図であり、図１２は、図１０に示す分離復調装置における分離復調動作を説明するための説明図である。
【００６７】
第１の実施の形態の信号多重化システム３１は、図１０を参照すると、入力端子Ｐ１１〜Ｐ１２にそれぞれ入力される２つの入力信号Ｘ１〜Ｘ２を多重化して量子化信号に変調し、変調した量子化信号を出力する多重化変調装置４１と、２つの入力信号Ｘ１〜Ｘ２が多重化された量子化信号を分離復調させ、出力端子Ｐ２１から入力信号Ｘ１に対応する出力信号Ｙ１を、出力端子Ｐ２２から入力信号Ｘ２に対応する出力信号Ｙ２をそれぞれ出力する分離復調装置５１とからなり、処理装置６によって多重化変調装置４１から出力された量子化信号に対して何らかの処理を行うことにより、多重化された２つの入力信号Ｘ１〜Ｘ２を一括して処理を行うことができるように構成されている。
【００６８】
多重化変調装置４１は、入力端子Ｐ１１に入力される入力信号Ｘ１を量子化信号に変調するデルタシグマ変調装置１１ａと、入力端子Ｐ１２に入力される入力信号Ｘ２を量子化信号に変調するデルタシグマ変調装置１１ｂと、キャリア信号を用いてデルタシグマ変調装置１１ｂからの出力を位相・周波数変調する乗算器Ａｄ２と、デルタシグマ変調装置１１ａからの出力および乗算器Ａｄ２によって周波数変調されたデルタシグマ変調装置１１ｂからの出力を加算する加算器Ｃｅと、加算器Ｃｅから出力される多ビット信号を量子化信号に変調するデルタシグマ変調装置１１ｃとからなる。
【００６９】
デルタシグマ変調装置１１ａ〜１１ｂは、２個の遅延器Ｄを縦続接続した、２サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎ、遅延器Ｄｂが用いられており、出力される量子化信号は、図３（ａ）に示すような、周波数０付近と、周波数ｆｓ／２付近に量子化ノイズが小なる帯域が形成された量子化ノイズ分布の周波数特性を有し、図１１に示すように、入力信号Ｘ１〜Ｘ４が周波数０付近の帯域に重畳される。なお、入力信号Ｘ１〜Ｘ４は、デルタシグマ変調装置１１ａ〜１１ｄの前段に設けられた図示しない帯域制限ローパスフィルタによって、（ｆｓ／２）／２以内に帯域制限されているものとする。
【００７０】
乗算器Ａｄ２は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで、図１１に示すように、デルタシグマ変調装置１１ｂから出力される量子化信号に重畳されている入力信号Ｘ２を、周波数ｆｓ／２に周波数シフトさせる。
【００７１】
加算器Ｃｅは、入力信号Ｘ１が周波数０付近の量子化ノイズが小なる帯域に重畳されたデルタシグマ変調装置１１ａからの出力と、入力信号Ｘ２が周波数ｆｓ／２付近の量子化ノイズが小なる帯域に重畳された乗算器Ａｄ２からの出力とを加算する。
【００７２】
デルタシグマ変調装置１１ｃは、２個の遅延器Ｄを縦続接続した、２サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎ、遅延器Ｄｂが用いられており、加算器Ｃｅからの多ビット出力に対してデルタシグマ変調を施すことで、図１１に示すような、入力信号Ｘ１が周波数０付近の量子化ノイズが小なる帯域に、入力信号Ｘ２が周波数ｆｓ／２付近の量子化ノイズが小なる帯域にそれぞれ重畳された量子化信号を出力する。
【００７３】
このように、デルタシグマ変調装置１１ｃの出力は、２つの入力信号Ｘ１〜Ｘ２が多重化されたデジタル信号である量子化信号となり、伝送路などの影響を受けにくく、エラーに強いという利点を有している。また、処理装置６によって量子化信号に処理（増幅等）を行うことにより、多重化された２つの入力信号Ｘ１〜Ｘ２を一括して処理すること可能になる。
【００７４】
分離復調装置５１は、キャリア信号を用いてデルタシグマ変調装置１１ｃの出力を周波数変調する乗算器Ａｅ２と、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみをアナログ信号として通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）７ａ〜７ｂとからなる。
【００７５】
乗算器Ａｅ２は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで、デルタシグマ変調装置１１ｃから出力される量子化信号に重畳されている入力信号Ｘ１〜Ｘ２を、周波数シフトさせる。これにより、乗算器Ａｅ２からの出力は、図１２に示すように、入力信号Ｘ２が周波数０付近の量子化ノイズが小なる帯域に、入力信号Ｘ１が周波数ｆｓ／２付近の量子化ノイズが小なる帯域にそれぞれ重畳された量子化信号となる。
【００７６】
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７ａは、デルタシグマ変調装置１１ｃの出力における周波数０付近の帯域のみをアナログ信号として通過させることで、図１２に示すように、デルタシグマ変調装置１ｅの出力から入力信号Ｘ１のみをアナログ信号として取り出し、出力端子Ｐ２１から出力信号Ｙ１として出力する。
【００７７】
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７ｂは、乗算器Ａｅ２の出力における周波数０付近の帯域のみをアナログ信号として通過させることで、図１２に示すように、乗算器Ａｅ２の出力から入力信号Ｘ２のみをアナログ信号として取り出し、出力端子Ｐ２３から出力信号Ｙ４として出力する。
【００７８】
このように、乗算器Ａｅ２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７ａ〜７ｂとからなる簡単な構成の分離復調装置５１によって、多重化変調装置４１から出力される量子化信号に多重化された２つの入力信号Ｘ１〜Ｘ２を簡単に分離させることができる。
【００７９】
なお、第１の実施の形態では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７ａ〜７ｂによって多重化信号をアナログ信号に復調させるように構成したが、デジタルローパスフィルタを用いることで多重化信号をマルチビットデジタル信号であるＰＣＭ（Pulse-Code Modulation）信号に変調させるようにしても良い。
【００８０】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、入力信号Ｘ１に入力信号Ｘ２を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置４１において、乗算器Ａｄ２によって周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで入力信号Ｘ２を周波数シフトし、加算器Ｃｅによって入力信号Ｘ１と周波数シフトした入力信号Ｘ２とを加算し、当該加算した信号を、デルタシグマ変調装置１１ｃによって周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に入力信号Ｘ１が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に入力信号Ｘ２がそれぞれ重畳された多重化信号として出力するように構成し、多重化装置４１から出力された多重化信号を入力信号Ｘ１と入力信号Ｘ２とに分離させる分離復調装置５１において、乗算器Ａｅ２によって周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで多重化信号を周波数シフトし、ローパスフィルタ７ａによって多重化信号から入力信号Ｘ１を復調すると共に、ローパスフィルタ７ｂによって周波数シフトした多重化信号から入力信号Ｘ２を復調するように構成することにより、簡単な構成で量子化信号の周波数０付近の帯域に入力信号Ｘ１を、同程度のデータ量を有する入力信号Ｘ２を周波数ｆｓ／２付近の帯域にそれぞれ重畳させることができると共に、簡単な構成で量子化信号から入力信号Ｘ１と入力信号Ｘ２とにそれぞれ復調させることができ、さらに、周波数ｆｓ／２付近への入力信号Ｘ２の周波数シフトをサンプリング周波数ｆｓから作成することができる方形波を用いて行うことができるため、特別な発振手段を用いることなく、入力信号Ｘ１に多重化させる入力信号Ｘ２の周波数シフトを行うことができるという効果を奏する。
【００８１】
さらに、第１の実施の形態によれば、多重化装置４１において、デルタシグマ変調装置１１ａによって入力信号Ｘ１を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調するすると共に、入力信号Ｘ２をデルタシグマ変調装置１１ｂによって周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調し、乗算器Ａｄ２によって周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで量子化信号に変調された入力信号Ｘ２を周波数シフトし、加算器Ｃｅによって量子化信号に変調した入力信号Ｘ１と、量子化信号に変調して周波数シフトした入力信号Ｘ２とを加算するように構成することにより、取り扱いが容易なデジタル信号として入力信号Ｘ２を周波数シフトさせることできと共に、入力信号Ｘ１と入力信号Ｘ２を加算することができるという効果を奏する。
【００８２】
さらに、第１の実施の形態によれば、多重化装置４１において、出力を２サンプリング周期だけ遅延させる遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎを有し、相互に縦続接続された複数の積分要素Ｆａ１〜Ｆａｎと、各積分要素Ｆａ１〜Ｆａｎからの出力を加算する加算器Ｃｃと、加算器Ｃｃからの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して量子化信号を出力する量子化器１０と、入力を量子化器１０からの出力を２サンプリング周期だけ遅延させる遅延器Ｄｂを介して初段の積分要素Ｆａ１に負帰還させる負帰還ループとを有するデルタシグマ変調装置１によって、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調するように構成することにより、
積分要素Ｆａ１〜Ｆａｎと負帰還ループとに２サンプリング周期だけ遅延させる遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎ、Ｄｂをそれぞれ設けるという簡単な構成のデルタシグマ変調装置１によって、周波数０付近の量子化ノイズが小なる帯域に入力信号Ｘ１が、周波数ｆｓ／２付近の量子化ノイズが小なる帯域に入力信号Ｘ２がそれぞれ重畳された量子化信号に変調させることができるという効果を奏する。
【００８３】
さらに、第１の実施の形態によれば、分離復調装置５１において、ローパスフィルタ７ａ〜７ｂをそれぞれ用いてベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみをアナログ信号として通過させることで、多重化信号から入力信号Ｘ１を復調し、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いて周波数シフトした多重化信号から入力信号Ｘ２を復調するに構成することにより、簡単な構成で量子化信号から入力信号Ｘ１と入力信号Ｘ２とにそれぞれ復調させることができるという効果を奏する。
【００８４】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態の信号多重化システムについて図１３乃至図１５を参照して詳細に説明する。
図１３は、本発明に係る信号多重化システムの第２の実施の形態の構成を示すブロック図であり、図１４は、図１３に示す多重化変調装置における多重化変調動作を説明するための説明図であり、図１５は、図１３に示す分離復調装置における分離復調動作を説明するための説明図である。
【００８５】
第２の実施の形態の信号多重化システム３２は、図１３を参照すると、入力端子Ｐ１１〜Ｐ１３にそれぞれ入力される３つの入力信号Ｘ１〜Ｘ３を多重化して量子化信号に変調し、変調した量子化信号を出力する多重化変調装置４２と、３つの入力信号Ｘ１〜Ｘ３が多重化された量子化信号を分離復調させ、出力端子Ｐ２１から入力信号Ｘ１に対応する出力信号Ｙ１を、出力端子Ｐ２２から入力信号Ｘ２に対応する出力信号Ｙ２を、出力端子Ｐ２３から入力信号Ｘ３に対応する出力信号Ｙ３をそれぞれ出力する分離復調装置５２とからなり、処理装置６によって多重化変調装置４１から出力された量子化信号に対して何らかの処理を行うことにより、多重化された３つの入力信号Ｘ１〜Ｘ３を一括して処理を行うことができるように構成されている。
【００８６】
多重化変調装置４２は、入力端子Ｐ１１に入力される入力信号Ｘ１を量子化信号に変調するデルタシグマ変調装置１２ａと、入力端子Ｐ１２に入力される入力信号Ｘ２を量子化信号に変調するデルタシグマ変調装置１２ｂと、入力端子Ｐ１３に入力される入力信号Ｘ３を量子化信号に変調するデルタシグマ変調装置１２ｃと、キャリア信号を用いてデルタシグマ変調装置１２ｂからの出力を周波数変調する乗算器Ａｄ２と、キャリア信号を用いてデルタシグマ変調装置１２ｃからの出力を周波数変調する乗算器Ａｄ３と、デルタシグマ変調装置１２ｂからの出力、乗算器Ａｄ２によって周波数変調されたデルタシグマ変調装置１２ｂからの出力および乗算器Ａｄ３によって周波数変調されたデルタシグマ変調装置１２ｃからの出力を加算する加算器Ｃｅと、加算器Ｃｅから出力される多ビット信号を量子化信号に変調するデルタシグマ変調装置１２ｄとからなる。
【００８７】
デルタシグマ変調装置１２ａ〜１２ｃは、４個の遅延器Ｄを縦続接続した、４サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎ、遅延器Ｄｂが用いられており、出力される量子化信号は、図３（ｃ）に示すような、周波数０付近と、周波数ｆｓ／４付近と、周波数ｆｓ／２付近に量子化ノイズが小なる帯域が形成された量子化ノイズ分布の周波数特性を有し、図１４に示すように、入力信号Ｘ１〜Ｘ３が周波数０付近の帯域に重畳される。なお、入力信号Ｘ１〜Ｘ３は、デルタシグマ変調装置１２ａ〜１２ｄの前段に設けられた図示しない帯域制限ローパスフィルタによって、（ｆｓ／２）／４以内に帯域制限されているものとする。
【００８８】
乗算器Ａｄ２は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで、図１４に示すように、デルタシグマ変調装置１２ｂから出力される量子化信号に重畳されている入力信号Ｘ２を、周波数ｆｓ／２に周波数シフトさせる。
【００８９】
乗算器Ａｄ３は、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで、図１４に示すように、デルタシグマ変調装置１２ｃから出力される量子化信号に重畳されている入力信号Ｘ３を周波数ｆｓ／４に周波数シフトさせる。
【００９０】
加算器Ｃｅは、入力信号Ｘ１が周波数０付近の量子化ノイズが小なる帯域に重畳されたデルタシグマ変調装置１２ａからの出力と、入力信号Ｘ２が周波数ｆｓ／２付近の量子化ノイズが小なる帯域に重畳された乗算器Ａｄ２からの出力と、入力信号Ｘ３が周波数ｆｓ／４付近の量子化ノイズが小なる帯域に重畳された乗算器Ａｄ３からの出力とを加算する。
【００９１】
デルタシグマ変調装置１２ｄは、４個の遅延器Ｄを縦続接続した、４サンプリング周期だけ遅延する遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎ、遅延器Ｄｂが用いられており、加算器Ｃｅからの多ビット出力に対してデルタシグマ変調を施すことで、図１４に示すような、入力信号Ｘ１が周波数０付近の量子化ノイズが小なる帯域に、入力信号Ｘ２が周波数ｆｓ／２付近の量子化ノイズが小なる帯域に、入力信号Ｘ３が周波数ｆｓ／４付近の量子化ノイズが小なる帯域にそれぞれ重畳された量子化信号を出力する。
【００９２】
このように、デルタシグマ変調装置１２ｄの出力は、３つの入力信号Ｘ１〜Ｘ３が多重化されたデジタル信号である量子化信号となり、伝送路などの影響を受けにくく、エラーに強いという利点を有している。また、処理装置６によって量子化信号に処理（増幅等）を行うことにより、多重化された３つの入力信号Ｘ１〜Ｘ３を一括して処理すること可能になる。
【００９３】
分離復調装置５２は、キャリア信号を用いてデルタシグマ変調装置１２ｄの出力を周波数変調する乗算器Ａｅ２および乗算器Ａｅ３と、ベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみをアナログ信号として通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）７ａ〜７ｃとからなる。
【００９４】
乗算器Ａｅ２は、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで、デルタシグマ変調装置１２ｄから出力される量子化信号に重畳されている入力信号Ｘ１〜Ｘ３を、周波数シフトさせる。これにより、乗算器Ａｅ２からの出力は、図１５に示すように、入力信号Ｘ２が周波数０付近の量子化ノイズが小なる帯域に、入力信号Ｘ３が周波数ｆｓ／４付近の量子化ノイズが小なる帯域に、入力信号Ｘ１が周波数ｆｓ／２付近の量子化ノイズが小なる帯域にそれぞれ重畳された量子化信号となる。
【００９５】
乗算器Ａｅ３は、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで、デルタシグマ変調装置１２ｄから出力される量子化信号に重畳されている入力信号Ｘ１〜Ｘ３を周波数シフトさせる。これにより、乗算器Ａｅ３からの出力は、図１５に示すように、入力信号Ｘ３が周波数０付近の量子化ノイズが小なる帯域に、入力信号Ｘ２と入力信号Ｘ１とが周波数ｆｓ／４付近の量子化ノイズが小なる帯域に、入力信号Ｘ３が周波数ｆｓ／２付近の量子化ノイズが小なる帯域にそれぞれ重畳された量子化信号となる。
【００９６】
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７ａは、デルタシグマ変調装置１２ｄの出力における周波数０付近の帯域のみをアナログ信号として通過させることで、図１５に示すように、デルタシグマ変調装置１２ｄの出力から入力信号Ｘ１のみをアナログ信号として取り出し、出力端子Ｐ２１から出力信号Ｙ１として出力する。
【００９７】
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７ｂは、乗算器Ａｅ２の出力における周波数０付近の帯域のみをアナログ信号として通過させることで、図１５に示すように、乗算器Ａｅ２の出力から入力信号Ｘ２のみをアナログ信号として取り出し、出力端子Ｐ２２から出力信号Ｙ２として出力する。
【００９８】
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７ｃは、乗算器Ａｅ３の出力における周波数０付近の帯域のみをアナログ信号として通過させることで、図１５に示すように、乗算器Ａｅ３の出力から入力信号Ｘ３のみをアナログ信号として取り出し、出力端子Ｐ２３から出力信号Ｙ３として出力する。
【００９９】
このように、乗算器Ａｅ２〜Ａｅ３と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７ａ〜７ｃとからなる簡単な構成の分離復調装置５２によって、多重化変調装置４２から出力される量子化信号に多重化された３つの入力信号Ｘ１〜Ｘ３を簡単に分離させることができる。
【０１００】
なお、本実施の形態では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７ａ〜７ｃによって多重化信号をアナログ信号に復調させるように構成したが、デジタルローパスフィルタを用いることで多重化信号をマルチビットデジタル信号であるＰＣＭ（Pulse-Code Modulation）信号に変調させるようにしても良い。
【０１０１】
以上説明したように、第２の実施の形態によれば、入力信号Ｘ１に入力信号Ｘ２および入力信号Ｘ３を多重化した多重化信号をサンプリング周波数ｆｓによって量子化した量子化信号として出力する多重化装置４２において、乗算器Ａｄ２によって周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで入力信号Ｘ２を周波数シフトすると共に、乗算器Ａｄ３によって周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで入力信号Ｘ３を周波数シフトし、加算器Ｃｅによって入力信号Ｘ１、周波数シフトした入力信号Ｘ２および周波数シフトした入力信号Ｘ３を加算し、当該加算した信号を、デルタシグマ変調装置１２ｄによって周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調することで、当該量子化信号を周波数０付近の帯域に入力信号Ｘ１が、周波数ｆｓ／４付近の帯域に入力信号Ｘ３が、周波数ｆｓ／２付近の帯域に入力信号Ｘ２がそれぞれ重畳された多重化信号として出力するように構成し、多重化装置４２から出力された多重化信号を入力信号Ｘ１と入力信号Ｘ２と入力信号Ｘ３とに分離させる分離復調装置５２において、乗算器Ａｅ２によって周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで多重化信号を周波数シフトすると共に、乗算器Ａｅ３によって周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで多重化信号を周波数シフトし、ローパスフィルタ７ａによって多重化信号から入力信号Ｘ１を復調し、ローパスフィルタ７ｂによって周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いて周波数シフトした多重化信号から入力信号Ｘ２を復調し、ローパスフィルタ７ｃによって周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いて周波数シフトした多重化信号から入力信号Ｘ３を復調するように構成することにより、簡単な構成で量子化信号の周波数０付近の帯域に入力信号Ｘ１を、同程度のデータ量を有する入力信号Ｘ２を周波数ｆｓ／２付近の帯域に、同程度のデータ量を有する入力信号Ｘ３を周波数ｆｓ／４付近の帯域にそれぞれ重畳させることができると共に、簡単な構成で量子化信号から入力信号Ｘ１と入力信号Ｘ２と入力信号Ｘ３とにそれぞれ復調させることができ、さらに、周波数ｆｓ／２付近への入力信号Ｘ２の周波数シフトと周波数ｆｓ／４付近への入力信号Ｘ３の周波数シフトとをサンプリング周波数ｆｓから作成することができる方形波を用いて行うことができるため、特別な発振手段を用いることなく、入力信号Ｘ１に多重化させる入力信号Ｘ２および入力信号Ｘ３の周波数シフトを行うことができるという効果を奏する。
【０１０２】
さらに、第２の実施の形態によれば、多重化装置４２において、デルタシグマ変調装置１２ａ〜１２ｃによって入力信号Ｘ１、入力信号Ｘ２および入力信号Ｘ３を周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号にそれぞれ変調し、乗算器Ａｄ２によって周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いることで量子化信号に変調した入力信号Ｘ２を周波数シフトすると共に、乗算器Ａｄ３によって周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いることで量子化信号に変調した入力信号Ｘ３を周波数シフトし、加算器Ｃｅによって量子化信号に変調した入力信号Ｘ１と、量子化信号に変調して周波数シフトした入力信号Ｘ２と、量子化信号に変調して周波数シフトした入力信号Ｘ３とを加算する取り扱いが容易なデジタル信号として入力信号Ｘ２および入力信号Ｘ３を周波数シフトさせることできと共に、入力信号Ｘ１と入力信号Ｘ２と入力信号Ｘ３とを加算することができるという効果を奏する。
【０１０３】
さらに、第２の実施の形態によれば、多重化装置４２において、出力を４サンプリング周期だけ遅延させる遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎを有し、相互に縦続接続された複数の積分要素Ｆａ１〜Ｆａｎと、各積分要素Ｆａ１〜Ｆａｎからの出力を加算する加算器Ｃｃと、加算器Ｃｃからの出力をサンプリング周波数ｆｓに基づいて量子化して量子化信号を出力する量子化器１０と、入力を量子化器１０からの出力を４サンプリング周期だけ遅延させる遅延器Ｄｂを介して初段の積分要素Ｆａ１に負帰還させる負帰還ループとを有するデルタシグマ変調装置１によって、周波数０付近の帯域と周波数ｆｓ／４付近の帯域と周波数ｆｓ／２付近の帯域とに量子化ノイズが小なる帯域がそれぞれ形成される量子化信号に変調するように構成することにより、積分要素Ｆａ１〜Ｆａｎと負帰還ループとに４サンプリング周期だけ遅延させる遅延器Ｄａ１〜Ｄａｎ、Ｄｂをそれぞれ設けるという簡単な構成のデルタシグマ変調装置１によって、周波数０付近の量子化ノイズが小なる帯域に入力信号Ｘ１が、周波数ｆｓ／４付近の量子化ノイズが小なる帯域に入力信号Ｘ３が、周波数ｆｓ／２付近の量子化ノイズが小なる帯域に入力信号Ｘ２がそれぞれ重畳された量子化信号に変調させることができるという効果を奏する。
【０１０４】
さらに、第２の実施の形態によれば、分離復調装置５２において、ローパスフィルタ７ａ〜７ｃをそれぞれ用いてベースバンドである周波数０付近の低域帯域のみの信号を通過させることで、多重化信号から入力信号Ｘ１を復調し、周波数ｆｓ／２のキャリア信号を用いて周波数シフトした多重化信号から入力信号Ｘ２を復調し、周波数ｆｓ／４のキャリア信号を用いて周波数シフトした多重化信号から入力信号Ｘ３を復調するように構成することにより、簡単な構成で量子化信号から入力信号Ｘ１と入力信号Ｘ２と入力信号Ｘ３とにそれぞれ復調させることができるという効果を奏する。
【０１０５】
なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明に係る信号多重化システムの実施の形態に用いるデルタシグマ変調装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す遅延器の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示すデルタシグマ変調装置における量子化ノイズ分布の周波数特性を示すグラフである。
【図４】デルタシグマ変調回路をモデル化したブロック図である。
【図５】図４に示すデルタシグマ変調回路から出力される量子化信号の量子化ノイズ分布の周波数特性を説明するための説明図である。
【図６】２サンプリング周期だけ遅延する遅延器を用いた２次のデルタシグマ変調装置をモデル化したブロック図である。
【図７】図６に示す２次のデルタシグマ変調装置から出力される量子化信号の量子化ノイズ分布の周波数特性を示すグラフである。
【図８】図１に示すデルタシグマ変調装置において７個の積分要素を用いた７次のデルタシグマ変調装置の構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示す７次のデルタシグマ変調装置から出力される量子化信号の量子化ノイズ分布の周波数特性を示すグラフである。
【図１０】本発明に係る信号多重化システムの第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す多重化変調装置における多重化変調動作を説明するための説明図である。
【図１２】図１０に示す分離復調装置における分離復調動作を説明するための説明図である。
【図１３】本発明に係る信号多重化システムの第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示す多重化変調装置における多重化変調動作を説明するための説明図である。
【図１５】図１３に示す分離復調装置における分離復調動作を説明するための説明図である。
【図１６】従来のデルタシグマ変調回路の構成を示すブロック図である。
【図１７】従来のデルタシグマ変調回路から出力される量子化信号の量子化ノイズ分布の周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０７】
１、２、１１ａ〜１１ｃ、１２ａ〜１２ｄ、  デルタシグマ変調装置
３１、３２  信号多重化システム
４１、４２  多重化変調装置
５１、５２  分離復調装置
６  処理装置
７ａ〜７ｃ  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１０  量子化器
Ｐ１〜Ｐ３  入力端子
Ｘ  入力信号
Ｙ  出力信号
Ａａ１〜Ａａｎ、Ａｂ、Ａｃ１〜Ａｃ３、Ａｄ２〜Ａｄ３、Ａｅ２〜Ａｅ３  乗算器
Ｃａ１〜Ｃａｎ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄ１〜Ｃｄ３、Ｃｅ  加算器
Ｄ１〜Ｄ４、Ｄａ１〜Ｄａｎ、Ｄｂ、Ｄｃ１〜Ｄｃ３  遅延器
Ｆ１〜Ｆｎ、Ｆａ１〜Ｆａｎ  積分要素
Ｐ１１〜Ｐ１４  入力端子
Ｐ２１〜Ｐ２４  出力端子
Ｘ１〜Ｘ４  入力信号
Ｙ１〜Ｙ４  出力信号
２０、２０ａ〜２０ｄ  従来のデルタシグマ変調回路
【図１】
2008103950.tif 000003
【図２】
2008103950.tif 000004
【図３】
2008103950.tif 000005
【図４】
2008103950.tif 000006
【図５】
2008103950.tif 000007
【図６】
2008103950.tif 000008
【図７】
2008103950.tif 000009
【図８】
2008103950.tif 000010
【図９】
2008103950.tif 000011
【図１０】
2008103950.tif 000012
【図１１】
2008103950.tif 000013
【図１２】
2008103950.tif 000014
【図１３】
2008103950.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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