(57)【要約】【課題】アナログフィルタを使用せずにベースバンド信号のＶＳＢ変調が可能であり、回路の縮小、低価格化が可能なＶＳＢ変調装置及びＶＳＢ変調波生成方法を提供する。【解決手段】本発明に係るＶＳＢ変調装置は、周波数軸上にシンボル速度ｆｓのシンボルデータを乗せたベースバンド信号を、デジタル処理部１０でＩ軸データ信号及びＱ軸データ信号に変換する。そして、通常のナイキストフィルタの周波数特性をｆｓ／４だけ周波数シフトし、かつ、その通過帯域幅をｆｓ／２とした周波数特性を有する帯域制限フィルタ２０に、このＩ軸データ信号及びＱ軸データ信号を通過させることでＶＳＢ変調波相当の信号を生成し、直交変調部３０で直交変調することでＶＳＢ変調波を生成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉ軸データ信号成分及びＱ軸データ信号成分から成り、シンボル速度ｆｓのシンボルデータを乗せたベースバンド信号をＶＳＢ（Vestigial Side Band）変調して出力するＶＳＢ変調装置において、
ベースバンド信号のＩ軸データ信号成分及びＱ軸データ信号成分それぞれを前記シンボル速度ｆｓより小さい周波数分だけシフトさせ、かつ、通過帯域が前記シンボル速度ｆｓより小さい周波数で帯域制限した帯域制限フィルタを通過させて直交変調部でＶＳＢ変調することを特徴とするＶＳＢ変調装置。
【請求項２】
前記直交変調部は、前記帯域制限フィルタで得られた信号それぞれに対し周波数変換処理を実行することを特徴とする請求項１記載のＶＳＢ変調装置。
【請求項３】
前記直交変調部は、前記帯域制限フィルタで得られた信号それぞれを無線周波数帯に直接変調することを特徴とする請求項２記載のＶＳＢ変調装置。
【請求項４】
前記帯域制限フィルタは、周波数応答のスペクトラムをその中心からｆｓ／４シフトさせ、かつ、当該スペクトラムの通過帯域幅をｆｓ／２に帯域制限した帯域通過特性を備えることを特徴とする請求項１に記載のＶＳＢ変調装置。
【請求項５】
Ｉ軸データ信号成分及びＱ軸データ信号成分から成り、シンボル速度ｆｓのシンボルデータを乗せたベースバンド信号をＶＳＢ（Vestigial Side Band）変調して出力するＶＳＢ変調装置に用いられるＶＳＢ変調波生成方法おいて、
周波数応答のスペクトラムをその中心から前記シンボル速度ｆｓより小さい周波数分だけシフトさせ、かつ、当該スペクトラムの通過帯域を前記シンボル速度ｆｓより小さい周波数で帯域制限した帯域通過特性で前記ベースバンド信号を通過させることで、当該ベースバンド信号のＩ軸データ信号成分及びＱ軸データ信号成分それぞれに対応するＶＳＢ変調波相当の信号を生成し、
前記Ｉ軸データ信号成分に対応するＶＳＢ変調波相当の信号と前記Ｑ軸データ信号成分に対応するＶＳＢ変調波相当の信号とを直交変調することを特徴とするＶＳＢ変調波生成方法。
【請求項６】
前記直交変調は、前記Ｉ軸データ信号成分に対応するＶＳＢ変調波相当の信号と前記Ｑ軸データ信号成分に対応するＶＳＢ変調波相当の信号それぞれに対し周波数変換処理を実行することを特徴とする請求項５に記載のＶＳＢ変調波生成方法。
【請求項７】
前記直交変調は、前記Ｉ軸データ信号成分に対応するＶＳＢ変調波相当の信号と前記Ｑ軸データ信号成分に対応するＶＳＢ変調波相当の信号それぞれを無線周波数帯に直接変調することを特徴とする請求項６記載のＶＳＢ変調波生成方法。
【請求項８】
前記帯域通過特性は、周波数応答のスペクトラムをその中心からｆｓ／４シフトさせ、かつ、当該スペクトラムの通過帯域幅をｆｓ／２に帯域制限することを特徴とする請求項５に記載のＶＳＢ変調波生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタルテレビジョン放送等に用いられ、ＶＳＢ（Vestigial Side Band：残留側波帯）波形を生成するＶＳＢ変調装置及びＶＳＢ変調波生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のＶＳＢ変調装置は、入力されたベースバンド信号を、デジタル処理部でＩ軸データ信号及びＱ軸データ信号に変換して処理を施し、帯域制限フィルタで、Ｉ軸データ信号及びＱ軸データ信号それぞれの周波数帯域の帯域制限を行う。そして、この帯域制限フィルタから出力されるＩ軸データ信号及びＱ軸データ信号を、直交変調部でＩＦ（Intermediated Frequency：中間周波数）帯の搬送波を用いて直交変調して両側波帯変調波とし、ＵＨＦ（Ultra High Frequency：極超短波）帯アップコンバータでＩＦ帯からＵＨＦ帯に周波数変換した後、アナログフィルタでその変調波の一部を削除することでＶＳＢ変調波に整形している。
【０００３】
ところで、上記ＶＳＢ変調装置では、回路規模の縮小及び低価格化が強く望まれている。しかし、正確なＶＳＢ変調波を整形するに当たり、アナログフィルタへの要求性能が厳しいため、ＶＳＢ変調装置におけるアナログフィルタの搭載は、回路規模の縮小及び低価格化を図る上での大きな制約となっていた。また、複数チャンネルのベースバンド信号を送信する場合、チャンネル毎に専用のアナログフィルタを用意する必要があった。
【０００４】
なお、２進デジタル信号をベースバンド整形フィルタに提供し、ベースバンド整形フィルタにおいてその信号をサンプリングして演算を行い、２進デジタル信号を実部と虚部とを持つベースバンド信号に変換することにより、アナログフィルタの使用を回避してデジタル信号をＶＳＢ変調する例もある（例えば、特許文献１参照）。また、入力される映像信号を振幅変調信号及び位相変調信号に変換し、位相変調信号に応じて搬送波を位相変調し、振幅変調信号に応じて位相変調された搬送波を振幅変調することで、アナログフィルタを用いることなく、ＶＳＢ変調波を得るようにする例もある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−２７０９４５号公報
【特許文献２】特開平６−２１７２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記各例では、アナログフィルタを不要にすることで回路規模の縮小及び低価格化が可能になるが、ＶＳＢ変調波を生成するために、処理が複雑となる。この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、複雑な処理とならず精度良くＶＳＢ変調波を生成することが可能であり、しかも回路規模の縮小及び低価格化が可能なＶＳＢ変調装置及びＶＳＢ変調波生成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】
上記目的を達成するため、本発明は、Ｉ軸データ信号成分及びＱ軸データ信号成分から成り、シンボル速度ｆｓのシンボルデータを乗せたベースバンド信号をＶＳＢ（Vestigial Side Band）変調して出力するＶＳＢ変調装置において、スペクトラムをその中心から前記シンボル速度ｆｓより小さい周波数分だけシフトさせ、かつ、当該スペクトラムの通過帯域を前記シンボル速度ｆｓより小さい周波数で帯域制限した帯域通過特性を備え、前記ベースバンド信号を前記特性で通過させることで、当該ベースバンド信号のＩ軸データ信号成分及びＱ軸データ信号成分それぞれに対応するＶＳＢ変調波相当の信号を得る帯域制限フィルタと、この帯域制限フィルタで得られた、前記Ｉ軸データ信号成分に対応するＶＳＢ変調波相当の信号と前記Ｑ軸データ信号成分に対応するＶＳＢ変調波相当の信号とを直交変調する直交変調部とを具備する。
【０００７】
上記構成によるＶＳＢ変調装置では、帯域制限フィルタに、周波数応答のスペクトラムをその中心からシンボル速度ｆｓより小さい周波数分だけシフトし、かつ、スペクトラムの通過帯域をシンボル速度ｆｓより小さい周波数で帯域制限した帯域通過特性を持たせるようにし、この帯域通過特性によりベースバンド信号からＩ軸データ信号成分及びＱ軸データ信号成分に対応するＶＳＢ変調波相当の信号を生成することで、既知のアナログフィルタの機能の少なくとも一部を実現するようにしている。以後、直交変調部では、Ｉ軸データ信号成分及びＱ軸データ信号成分に対応するＶＳＢ変調波相当の信号を直交変調するだけでよい。これにより、ＶＳＢ変調波の生成にアナログフィルタを使用する必要がなくなる。
【発明の効果】
【０００８】
以上詳述したように本発明によれば、アナログフィルタが不要となる分、ＶＳＢ変調装置の小型化、低価格化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係るＶＳＢ変調装置の機能構成を示すブロック図である。図１において、周波数軸上にシンボル速度ｆｓのシンボルデータを乗せたベースバンド信号は、デジタル処理部１０でＩ軸データ信号及びＱ軸データ信号に変換され、帯域制限フィルタ２０で帯域制限される。このとき、この帯域制限フィルタ２０の周波数応答のスペクトラムは、その中心からｆｓ／４だけシフトし、通過帯域幅をｆｓ／２に狭めたものとなる。Ｉ軸データ信号及びＱ軸データ信号は、この帯域制限フィルタ２０を通過することで、Ｉ軸データ信号及びＱ軸データ信号それぞれに対応するＶＳＢ変調波相当の信号となり、直交変調部３０でそれぞれがＵＨＦ帯の搬送波で直交変調されることで、ＵＨＦ帯のＶＳＢ変調波となり出力される。
【００１１】
また、帯域制限フィルタ２０は、複素フィルタ２１を備え、この複素フィルタ２１の通過帯域幅をｆｓ／２相当の帯域幅に狭めるようにしている。
【００１２】
次に、本実施形態におけるＶＳＢ変調装置の帯域制限フィルタ２０の周波数応答及びインパルス応答について、ＡＴＳＣ（ＡＴＳＣ：Advanced Television Systems Committee）方式を例に詳細に説明する。図２は、通常のナイキストフィルタの周波数特性を示す概念図である。また、図３は、本発明に係るＶＳＢ変調装置の帯域制限フィルタ２０の周波数特性を示す概念図である。
【００１３】
まず、通常のナイキストフィルタの周波数応答Ｎ（ｆ）は次式で表される。  
【００１４】
【数１】
2008294658.tif 000003
【００１５】
ここで、ｆは周波数、ｆｓはシンボル速度、αはロールオフ率である。このナイキストフィルタの周波数特性は図２に示される。
【００１６】
この周波数特性を複素フィルタにより、ｆｓ／２だけ周波数シフトさせたものがＡＴＳＣ方式の帯域制限フィルタ２０の周波数特性となる。このとき、この複素フィルタの帯域幅はｆｓである。したがって、ＡＴＳＣ方式の帯域制限フィルタ２０の周波数応答Ｇ（ｆ）は次式で表せる。  
【００１７】
【数２】
2008294658.tif 000004
【００１８】
一方、ルートナイキストフィルタの場合、帯域制限フィルタ２０の周波数応答は次式の通りとなる。  
【００１９】
【数３】
2008294658.tif 000005
【００２０】
したがって、帯域制限フィルタ２０の周波数応答は次式で表せる。  
【００２１】
【数４】
2008294658.tif 000006
【００２２】
これを逆フーリエ変換したものが帯域制限フィルタ２０のインパルス応答であり、次式で表される。  
【００２３】
【数５】
2008294658.tif 000007
【００２４】
ただし、ＡＴＳＣ方式で用いられるシンボル速度ｆｓ´は、ここで用いられているシンボル速度ｆｓの半分となるため（ｆｓ´＝ｆｓ／２）、次式に定義しなおす。
【００２５】
【数６】
2008294658.tif 000008
【００２６】
これにより、本実施形態におけるＡＴＳＣ方式の帯域制限フィルタ２０の周波数特性は図３に示されるように得られる。
【００２７】
次に、従来のＶＳＢ変調装置の信号処理の一例と、本実施形態におけるＶＳＢ変調装置の信号処理との相違を示す。図４は従来のＶＳＢ変調装置の信号処理の一例を示し、図５は本発明の一実施形態に係るＶＳＢ変調装置の信号処理を示す。
【００２８】
図４において、ベースバンド信号は、デジタル処理部１０でＩ軸データ信号とＱ軸データ信号とに変換される。Ｉ軸データ信号及びＱ軸データ信号それぞれは、通常のナイキストフィルタと同様の周波数特性を有する帯域制限フィルタ４０で帯域制限される。帯域制限されたＩ軸データ信号及びＱ軸データ信号は、直交変調部３０でＩＦ帯の搬送波で直交変調され、両側波帯変調波としてＵＨＦ帯アップコンバータ５０に出力される。両側波帯変調波は、ＵＨＦ帯アップコンバータ５０でＩＦ帯からＵＨＦ帯に周波数変換され、アナログフィルタ６０で、その一部を削除されることでＶＳＢ変調波に整形されて出力される。
【００２９】
一方、図５では、ベースバンド信号は、デジタル処理部１０でＩ軸データ信号とＱ軸データ信号とに変換される。Ｉ軸データ信号及びＱ軸データ信号それぞれは、帯域制限フィルタ２０で、通常のナイキストフィルタの周波数応答スペクトラムをｆｓ／４だけ周波数シフトし、かつ、通過帯域幅をｆｓ／２相当の帯域幅に狭めた周波数特性により帯域制限される。帯域制限されたＩ軸データ信号及びＱ軸データ信号は、直交変調部３０でＵＨＦ帯の搬送波で直交変調され、ＵＨＦ帯のＶＳＢ変調波として出力される。
【００３０】
以上のように、上記一実施形態において、帯域制限フィルタ２０は、通常のナイキストフィルタの周波数特性をｆｓ／４だけ周波数シフトし、かつ、その通過帯域幅をｆｓ／２とした周波数特性を有している。ＶＳＢ変調装置は、デジタル処理部１０でＩ軸データ信号及びＱ軸データ信号に変換されたベースバンド信号を、上記周波数特性を有する帯域制限フィルタ２０に通過させることでＩ軸データ信号及びＱ軸データ信号に対応するＶＳＢ変調波相当の信号を生成する。そして、直交変調部３０で直交変調することでＶＳＢ変調波を生成する。このとき、帯域制限フィルタ２０の周波数特性により、Ｉ軸データ信号及びＱ軸データ信号に対応するＶＳＢ変調波相当の信号を生成することができるため、従来、回路規模、装置価格の面で大きな制約となっていたアナログフィルタを使用しなくてもＶＳＢ変調波を生成することが可能となる。また、帯域制限フィルタ２０における周波数特性の周波数シフト量及び、帯域幅を変化させることで、ＶＳＢ変調波を生成することが可能であるため、複雑な処理は必要ない。
【００３１】
したがって、ＶＳＢ変調装置におけるアナログフィルタが不要になるため、ＶＳＢ変調装置の小型化、低価格化が可能となる。また、複数チャンネルのベースバンド信号を送信する場合に、チャンネル毎に専用のアナログフィルタを用意する必要がなくなるため、より低価格となることが望まれる。
【００３２】
なお、上記実施形態では、ベースバンド信号を、デジタル処理部１０でＩ軸データ信号とＱ軸データ信号とに分割する例について説明したが、帯域制限フィルタ２０内でベースバンド信号からＩ軸データ信号成分及びＱ軸データ信号成分をそれぞれ抽出し、これらＩ軸データ信号成分及びＱ軸データ信号成分から上記ＶＳＢ変調波相当の信号を得る場合でも同様に実施可能である。
【００３３】
また、上記実施形態では、帯域制限フィルタ２０において、スペクトラムをその中心からｆｓ／４だけ高域側にシフトする例について説明したが、このスペクトラムのシフトは、高域側へのｆｓ／４のシフトに限らず、スペクトラムを中心からシンボル速度ｆｓより小さい周波数で高域側又は低域側に周波数シフトする場合でも同様に実施可能である。
【００３４】
また、上記実施形態では、帯域制限フィルタ２０において、通過帯域幅をｆｓ／２に狭める例について説明したが、帯域幅はｆｓ／２に限らず、シンボル速度ｆｓより小さい帯域幅でも同様に実施可能である。
【００３５】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、デジタルテレビジョン放送システム以外の他の通信系のシステムであっても同様に実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るＶＳＢ変調装置の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】通常のナイキストフィルタの周波数特性を示す概念図。
【図３】上記一実施形態の帯域制限フィルタの周波数特性を示す概念図。
【図４】従来のＶＳＢ変調装置の各構成による信号処理の一例を示す概念図。
【図５】上記一実施形態のＶＳＢ変調装置の各構成による信号処理を示す概念図。
【符号の説明】
【００３７】
１０…デジタル処理部、２０，４０…帯域制限フィルタ、２１…複素フィルタ、３０…直交変調部、５０…ＵＨＦ帯アップコンバータ、６０…アナログフィルタ。
【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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