(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ送信のためにデジタル信号を処理する方法であって：
デジタル信号をアップサンプリングして、第１ナイキスト帯域と前記第１ナイキスト帯域よりも高い周波数における複数のスーパーナイキスト帯域とを含む複数のナイキスト帯域において信号成分を有するデジタルのアップサンプリング済み信号を生成する段階であって、前記第１ナイキスト帯域がベースバンド信号成分と複数のエイリアス信号成分とを含む複数の信号成分を含む、前記生成する段階；
前記のデジタルのアップサンプリング済み信号から、前記第１ナイキスト帯域における前記複数の信号成分のうち１つの信号成分を選択する段階；および
前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分を、デジタル−アナログ変換器に、前記ベースバンド信号成分により生成される前記スーパーナイキスト帯域内のエイリアス信号成分よりも、前記デジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数において出力する段階；
帯域フィルタによって、前記濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域において前記エイリアス信号成分を選択する段階；
を備えるデジタル信号処理方法。
【請求項２】
前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分を、デジタル−アナログ変換器に、前記ベースバンド信号成分により生成される前記スーパーナイキスト帯域内のエイリアス信号成分よりも、前記デジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数に周波数転換する段階であって、
周波数転換済みの信号成分が生成される段階；および
前記周波数転換済み信号成分を出力する段階；
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のデジタル信号処理方法。
【請求項３】
前記第１ナイキスト帯域内の前記複数の信号成分のうち１つの信号成分を選択する前記段階が、前記ベースバンド信号成分を選択する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２記載のデジタル信号処理方法。
【請求項４】
前記第１ナイキスト帯域内の前記複数の信号成分のうち１つの信号成分を選択する前記段階が、前記ベースバンド信号成分を低域通過濾波する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３記載のデジタル信号処理方法。
【請求項５】
前記第１ナイキスト帯域内の前記複数の信号成分のうち１つの信号成分を選択する前記段階が、前記エイリアス信号成分の１つを選択する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のデジタル信号処理方法。
【請求項６】
前記第１ナイキスト帯域内の前記エイリアス信号成分のうち１つを選択する前記段階が、前記複数のエイリアス信号成分のうち１つの信号成分を帯域濾波する段階をさらに含むことを特徴とする請求項５記載のデジタル信号処理方法。
【請求項７】
前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分を、デジタル−アナログ変換器に、前記ベースバンド信号成分により生成される前記スーパーナイキスト帯域内のエイリアス信号成分よりも、前記デジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数に周波数転換する段階であって、周波数転換済み信号成分が生成される前記段階が、前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分をミキシングして、デジタル−アナログ変換器に、前記ベースバンド信号成分により生成される前記スーパーナイキスト帯域内のエイリアス信号成分よりも、前記デジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数として、周波数転換済み信号成分を生成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２記載のデジタル信号処理方法。
【請求項８】
前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分をミキシングする前記段階が、前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分を、前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分のサンプル速度の１／２に等しい周波数を有する信号とミキシングして、周波数転換済み信号成分を生成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項７記載のデジタル信号処理方法。
【請求項９】
前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分をミキシングする前記段階が、前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分を、前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分のサンプル速度の１／４に等しい周波数を有する信号とミキシングして、周波数転換済み信号成分を生成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項７記載のデジタル信号処理方法。
【請求項１０】
アナログ送信のためにデジタル信号を処理するシステムであって：
デジタル信号をアップサンプリングして、第１ナイキスト帯域と前記第１ナイキスト帯域よりも高い周波数における複数のスーパーナイキスト帯域とを含む複数のナイキスト帯域において信号成分を有するデジタルのアップサンプリング済み信号を生成する手段であって、前記第１ナイキスト帯域がベースバンド信号成分と複数のエイリアス信号成分とを含む複数の信号成分を含む、前記生成する手段；
前記デジタルのアップサンプリング済み信号から、前記第１ナイキスト帯域における前記複数の信号成分のうち１つの信号成分を選択する手段；
前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分を、デジタル−アナログ変換器に、前記ベースバンド信号成分により生成される前記スーパーナイキスト帯域内のエイリアス信号成分よりも、前記デジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数において出力する手段；
前記濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域において前記エイリアス信号成分を選択する帯域フィルタ；
を備えるデジタル信号処理システム。
【請求項１１】
前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分を、デジタル−アナログ変換器に、前記ベースバンド信号成分により生成される前記スーパーナイキスト帯域内のエイリアス信号成分よりも、前記デジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数に周波数転換する手段であって、周波数転換済み信号成分が生成される手段；および
前記周波数転換済み信号成分を出力する手段；
をさらに含むことを特徴とする請求項１０記載のデジタル信号処理システム。
【請求項１２】
前記第１ナイキスト帯域内の前記複数の信号成分のうち１つの信号成分を選択する前記手段が、前記ベースバンド信号成分を選択する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載のデジタル信号処理システム。
【請求項１３】
前記第１ナイキスト帯域内の前記複数の信号成分のうち１つの信号成分を選択する前記手段が、前記ベースバンド信号成分を低域通過濾波する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１２記載のデジタル信号処理システム。
【請求項１４】
前記第１ナイキスト帯域内の前記複数の信号成分のうち１つの信号成分を選択する前記手段が、前記エイリアス信号成分の１つを選択する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１０記載のデジタル信号処理システム。
【請求項１５】
前記第１ナイキスト帯域内の前記エイリアス信号成分のうち１つを選択する前記手段が、前記複数のエイリアス信号成分のうち１つの信号成分を帯域濾波する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１４記載のデジタル信号処理システム。
【請求項１６】
前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分を、デジタル−アナログ変換器に、前記ベースバンド信号成分により生成される前記スーパーナイキスト帯域内のエイリアス信号成分よりも、前記デジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数に周波数転換する手段であって、このとき周波数転換済み信号成分が生成される前記手段が、前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分をミキシングして、デジタル−アナログ変換器に、前記ベースバンド信号成分により生成される前記スーパーナイキスト帯域内のエイリアス信号成分よりも、前記デジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数とし、周波数転換済み信号成分を生成する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載のデジタル信号処理システム。
【請求項１７】
前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分をミキシングする前記手段が、前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分を、前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分のサンプル速度の１／２に等しい周波数を有する信号とミキシングして、周波数転換済み信号成分を生成する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１６記載のデジタル信号処理システム。
【請求項１８】
前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分をミキシングする前記手段が、前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分を、前記複数の信号成分のうち前記の選択された１つの信号成分のサンプル速度の１／４に等しい周波数を有する信号とミキシングして、周波数転換済み信号成分を生成する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１６記載のデジタル信号処理システム。
【請求項１９】
デジタル信号を送信のためにアナログ信号に変換する前に、前記デジタル信号を処理する信号処理システムであって：
前記デジタル信号をアップサンプリングして、ベースバンド信号成分と複数のエイリアス信号成分とを含む複数の信号成分を有するデジタルのアップサンプリング済み信号を生成するアップサンプラ；
前記デジタルのアップサンプリング済み周波数に結合され、前記複数の信号成分の選択される信号成分を選択し、前記被選択信号成分を処理するデジタル−アナログ変換器に、前記ベースバンド信号成分を処理する前記デジタル−アナログ変換器により出力されるスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分よりも、前記デジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数において、前記被選択信号成分を出力する信号成分および周波数セレクタ；
前記デジタル−アナログ変換器の出力から前記エイリアス信号成分を選択する帯域フィルタであって、前記帯域フィルタの帯域は、前記スーパーナイキスト帯域のうちの１つの帯域において、前記濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域における１つのエイリアス信号成分を選択可能な程度の狭さに設定される、前記帯域フィルタ；
を備える信号処理システム。
【請求項２０】
前記信号成分および周波数セレクタが：
ベースバンド信号成分を選択する低域通過フィルタ；および
前記ベースバンド信号成分を、前記被選択信号成分を処理するデジタル−アナログ変換器に、前記ベースバンド信号成分を処理する前記デジタル−アナログ変換器により出力される前記スーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分よりも、前記デジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数に周波数転換するデジタル・ミキサ；
によってさらに構成されることを特徴とする請求項１９記載の信号処理システム。
【請求項２１】
前記信号成分および周波数セレクタが、前記被選択信号成分を処理するデジタル−アナログ変換器に、前記ベースバンド信号成分を処理する前記デジタル−アナログ変換器により出力される前記スーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分よりも、前記デジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数を有する信号成分を選択する帯域フィルタによってさらに構成されることを特徴とする請求項１９記載の信号処理システム。
【発明の詳細な説明】
（発明の分野）
本発明は、一般にデジタル信号処理に関し、さらに詳しくは、デジタル信号を処理し、その後でアナログ送信を行うための改善された方法およびシステムに関する。
【０００１】
（発明の背景）
デジタル−アナログ（D/A）変換は、デジタル・コードをアナログ信号に変換する工程である。アナログ−デジタル（A/D）変換は、連続する範囲のアナログ信号をデジタル・コードに変換する、その相補的な工程である。このような変換工程は、通常、連続的に変化するアナログ信号を監視する実際的なシステムを、アナログ値を処理，格納，解釈および操作するデジタル・システムとインタフェースするために必要である。
【０００２】
セルラ電話，手持ち式カムコーダ，携帯コンピュータおよびセットトップ・ケーブルテレビ・ボックスが高度になるにつれて、D/AおよびA/D回路の要件または性能規準が上がってきた。これらやその他同様の用途では、一般的に低電力でバッテリ寿命の長いことが要求される。また、このような用途では、高速で高解像度が要求される。
【０００３】
高性能デジタル・アナログ変換器（DAC：digital-to-analog converter）に関する用途の一例では、デジタル送信機内に所望の被変調出力信号を表すデジタル信号を、比較的高い中間周波数を有するアナログ信号に変換する。比較的高い中間周波数が望ましいのは、その後のミキサ画像の濾波が、アナログ信号が最終的な無線周波数にミキシングされた後では容易になるためである。
【０００４】
従来は、低価格のDACから有用な高い中間周波数信号を得ることは困難であった。これは、DACのサンプル−ホールド作用に特有のsinx/x濾波特性が、より高い中間信号を伴う信号の振幅を低くするためである。
【０００５】
図１は、被変調デジタル中間周波数信号を、無線周波数送信などの送信に適するアナログ信号に変換するために用いられるDACの従来技術による用例を示す。図１に示すように、デジタル信号源２０は、送信すべきデータを表す被変調デジタル中間周波数信号を提供する。このようなデータは、音声，ビデオまたはデータ・ファイルを表し、これらはソフトウェアまたは文書などのある種のユーザ・データである。被変調デジタル中間周波数信号は、通常は、チャネル上での送信のために処理された記号によって構成されるデジタル・ビットのシリアル・ストリームである。この処理には、チャネル上での送信の効率を改善するための挟み込みおよびエラー・コーディングが含まれる。
【０００６】
デジタル信号源２０の出力は、デジタル−アナログ変換器（DAC）２２に結合される。DAC２２は、デジタル・コードを個別のアナログ電圧を有する信号に変換する。
【０００７】
DAC２２の出力は、低域通過フィルタ２４の入力に結合される。フィルタ２４は、DAC２２により出力されるアナログ信号において、第１ベースバンド画像以外のすべてを減衰する。低域通過フィルタ２４は、当技術で周知の表面弾性波装置または他の周波数選択装置により構築することができる。
【０００８】
低域通過フィルタ２４の出力に続いて、アナログ信号は周波数FLO1の局部発振器からの入力を有するミキサ２６によりミキシングされて、中間周波数（IF）となる。このミキシング関数は、「周波数転換関数」と考えることもできる。なぜなら、信号成分の周波数が新たな周波数に向かって上方にあるいは下方に転換されるためである。ある実施例においては、２００MHz付近のIF（局部発振器周波数FLO1）が用いられる。ミキサ２６は、ニューヨーク州ブルックリンMini-Circuits社から部品番号JYM-20Hとして販売される集積回路により構築することができる。
【０００９】
ミキサ２６の後には、帯域フィルタ２７と、ミキサ２６の中間周波数出力をミキシングして無線周波数（RF）である最終送信周波数とする第２ミキサ２８が続く。ある実施例においては、２GHz付近のRF（局部発振器周波数FL02）が用いられる。ミキサ２８も、Mini-Circuits社から部品番号JYM-20Hとして販売される集積回路により構築することができる。帯域フィルタ２７は、ミキサ２６が生成するミキシング産物信号の１つを選択する、あるいは通過させる。
【００１０】
２００MHzの第１段IFで２つのミキシング段を利用することで、ミキサ２８の出力においてミキシング産物信号対の間に４００MHzの周波数間隔ができる。この多少広い間隔により、ミキサ２８（図示せず）の後に経済的な低次のフィルタを利用して、ミキサ画像対の信号の１つを選択し、最終的な振幅と送信を行うことができる。
【００１１】
次にミキサ２８の出力は、信号をチャネル上に送信することのできるレベルまで増幅する増幅器（図示せず）に送られる。このチャネルは、無線周波数チャネルとすることができるが、その場合、信号は送信機から受信機にワイヤレスに送信される。あるいは、このチャネルは同軸ケーブルまたは光ファイバなどの他の媒体でもよい。このような代替の媒体においては、DAC２２が出力する信号は、分周多重の目的でミキシングされ、さらに別の周波数となることもある。
【００１２】
次に図２を参照して、DAC２２が出力するアナログ信号内に存在する周波数成分とその振幅のグラフを示す。
【００１３】
グラフ４０では、振幅が周波数に対して描かれる。周波数軸上では、FLはデジタル信号源２０のサンプル周波数である。ベースバンド信号成分４２とエイリアス信号成分（aliased signal component）４４とを含む複数の信号成分が様々な周波数において示される。各信号成分は、別個のナイキスト帯域（Nyquist band）内にある。第１ナイキスト帯域は参照番号４６に示され、ベースバンド信号成分４２を含む。デジタル信号源２０が複素デジタル信号を与える場合、第１ナイキスト帯域４６は、２倍の大きさになり、ゼロからサンプル周波数FLまで広がる。第１ナイキスト帯域の周波数よりも高い周波数を有するナイキスト帯域を「スーパーナイキスト帯域（super-Nyquist band）」と呼ぶ。このスーパーナイキスト帯域は、参照番号４８に示される。
【００１４】
エイリアス信号成分４４の振幅は、DAC２２の濾波特性（filtering characteristics）により決まる。図２に破線で示す濾波特性５０は、数学関数sinx/xの形をもつ。このような濾波関数は、サンプル−ホールド出力信号を有するDACには典型的なものである。このため、エイリアス信号成分４４の振幅は、エイリアス信号成分の特定の周波数における濾波特性関数の値により決まる。
【００１５】
信号成分４２〜４４はグラフ４０において単独の周波数を有するものとして表現されるが、これらの信号成分は、ある有限帯域幅を有することもある。これは、信号がこのような帯域幅に広がるいくつかの周波数成分を有することがあるためである。
【００１６】
従来技術のある実施例においては、FLは１００MHzに等しいことがある。DAC２２の出力において、低域通過フィルタ２４はベースバンド信号４２を選択し、エイリアス信号成分４４を除去する。ミキサ２６，２８は共に、ベースバンド信号４２をミキシングして２GHz周波数とする。これはFLの周波数の２０倍である。２つのミキサが通常必要とされるのは、送信周波数においては、ミキサ画像を被送信信号から濾波する必要があり、その周波数が被送信信号の周波数に近い場合、このようなミキサ画像を濾波することが困難なためである。２つのミキサを用いて、２段階でミキシングすることにより、被送信信号とそのミキサ画像とが周波数において隔てられる。それによってミキサ画像フィルタが実現し易くなる。これは、このフィルタをより少ない極で構成できるためである。
【００１７】
極数の多いフィルタは構成と実現がより難しくなるので、DACの前にアップサンプラ（upsampler）を用いて、エイリアス信号成分からベースバンド信号を分離することもできる。これにより、より少ない極を持つフィルタで、エイリアス信号成分をベースバンド信号から濾波することができる。
【００１８】
図３に示すように、アップサンプラ６０と低域通過デジタル・フィルタ６２を用いて、デジタル信号源２０が出力する信号がDAC６６に入力される前に処理する。アップサンプラ６０は、「ゼロスタッフィング（zero stuffing）」関数を実行し、１つのデジタル記号がアップサンプラ６０に入力され、たとえば３つのデジタル記号がアップサンプラ６０から出力される。これらの出力記号のうち、１つの記号は本来の入力記号であり、それに続く記号はゼロ値の記号である。図３および図４に示す例では、アップサンプラ６０は、因子Ｍでアップサンプリングを行う。ただし、Ｍは３である。
【００１９】
低域通過デジタル・フィルタ６２は、新たな、より大きな第１ナイキスト帯域６４内でアップサンプラ６０により出力されるエイリアス信号成分を除去する。図４のナイキスト帯域は、アップサンプリング関数のためにより大きく、すなわち広くなっていることに留意されたい。
【００２０】
低域通過デジタル・フィルタ６２の出力がDAC６６に入力される。DAC６６は、この例では、図１に示すDAC２２よりも３倍速いサンプリング周波数FHにおいて動作する。図４に示すグラフは、DAC６６の出力の周波数成分を示す。ベースバンド信号成分４２は、第１ナイキスト帯域６４内に位置する。エイリアス信号成分４４は、スーパーナイキスト帯域６８に位置する。図４のナイキスト帯域は、図２のナイキスト帯域の３倍の幅があることに注目されたい。ナイキスト帯域の幅が広くなったのは、アップサンプラ６０と、３倍速く動作するDAC６６の結果である。
【００２１】
DAC６６の出力は、スーパーナイキスト帯域６８内のエイリアス信号成分４４を除去するために低域通過フィルタ７０により濾波される。低域通過フィルタ７０に続き、ミキサ２６，２８がベースバンド信号成分４２を、所望の送信周波数に周波数転換する。低域通過フィルタ７０は、低域通過フィルタ２４（図１参照）よりも少ない極を有するフィルタで構築することができることに注目されたい。これにより、低域通過フィルタ７０の構築が、より安価でより容易になる。少ない極で済むのは、ベースバンド信号４２が図２と図４との差により示すように、エイリアス信号成分４４から周波数においてさらに離れているためである。
【００２２】
図３に示すデジタル信号処理は、DACの出力においてより簡単な低域通過フィルタで済むが、図３の回路は、DAC出力を所望の送信周波数に転換するために２つのミキサを必要とする。従って、DACの出力をミキシングして所望の送信周波数とするために２つのミキサを必要とせず、より簡単な低次のフィルタを利用して、ミキサ画像を濾波し送信用の信号を生成する、デジタル信号をアナログ周波数送信のために処理する改善された方法およびシステムが従来技術においては必要とされる。
【００２３】
（好適な実施例の説明）
図５を参照して、本発明の方法およびシステムによる、アナログ送信のためにデジタル信号を処理するシステムが図示される。図示される如く、データ源２０は、変調された波形の電圧サンプルを表す記号のシーケンスによって構成される被変調デジタル中間周波数信号を出力する。データ源２０の記号速度はFLである。デジタル信号源２０が出力する記号は、アップサンプラ６０に結合され、アップサンプラ６０は、この信号を因子Ｍによりアップサンプリングする。このアップサンプリング関数は、通常、１つの記号を受け取り、その記号の後にＭ−１個のゼロ値記号を付けて出力する。これについては、従来技術を参照して上記に説明した。アップサンプリング済みの記号速度はFHである。
【００２４】
アップサンプラ６０の出力は、スーパーナイキスト画像プロセッサ８０の入力に結合される。このプロセッサは修正済みのデジタル信号を出力する。この被修正デジタル信号については、下記にさらに詳細に説明する。
【００２５】
スーパーナイキスト画像プロセッサ８０の出力は、DAC６６の入力に結合される。DAC６６は、アップサンプラ６０の出力と同じ速度で、デジタル信号入力をアナログ信号出力に変換する。DAC６６は、アリゾナ州タクソンのBurr-Brown社から部品番号DAC６００として販売される集積回路により構築することができる。
【００２６】
DAC６６の出力は、帯域フィルタ２７に結合される。帯域フィルタ２７の目的は、ベースバンド信号成分８６の画像である、エイリアス信号成分８４（図６を参照）の１つを選択することである。帯域フィルタ２７の帯域幅は、スーパーナイキスト帯域６８のうちの１つの帯域で１つのエイリアス信号成分８４を選択できる程度に小さくなければならない。
【００２７】
帯域フィルタ２７の出力はミキサ２８に結合され、ミキサ２８は選択されたエイリアス信号成分をミキシングして送信周波数とする。このミキシングを、周波数転換（frequency translating）とも呼ぶ。ミキサ２８は、周波数FLO2で動作する局部発振器からの入力を有する。
【００２８】
図６を参照して、DAC６６が出力するアナログ信号の信号成分の周波数を示すグラフが図示される。これらの信号成分は、第１ナイキスト帯域６４に示されるベースバンド信号成分８６と、各々が第１ナイキスト帯域６４よりも高い周波数を有する種々のスーパーナイキスト帯域６８に示されるエイリアス信号成分８４とを含む。ベースバンド信号成分８６も、エイリアス信号成分８４も、DAC６６の濾波特性７２により決定される振幅を有する。濾波特性７２は、それぞれ参照番号８８，９０で表される周波数に示すピーク振幅とヌル振幅とを有する。本明細書で用いる「ヌル」という語は、デジタル−アナログ変換器の濾波特性７２を表すプロットまたは曲線における局所極小を指す。
【００２９】
本発明は、実数デジタル信号を利用する例で示されるが、複素デジタル信号を処理するためにも利用することができる。複素デジタル信号を利用する場合、第１ナイキスト帯域は２倍の大きさになり、ゼロからサンプル周波数まで広がる。
【００３０】
図５においてスーパーナイキスト画像プロセッサ８０が実行する関数を再び参照して、この関数はDAC６６などの後続のデジタル−アナログ変換器に、ベースバンド信号成分４２により生成される可能性があったのと同じスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分よりも、DAC６６の濾波特性７２の予想されるピーク振幅に近いスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数において、選択された信号成分を出力するものとして説明することができる。
【００３１】
図４を参照して図示および説明されるように、DAC６６はベースバンド画像成分４２からエイリアス画像成分４４を出力し、このエイリアス信号成分４４は濾波特性７２において、ヌル付近あるいはピークからさらに遠くに位置する。図４に示すように、濾波特性７２は、サンプル−ホールド出力信号の結果としてDAC内に得られる典型的なsinx/x濾波関数である。本発明の重要な局面により、スーパーナイキスト画像プロセッサ８０により出力される信号成分は、濾波特性７２のスーパーナイキスト帯域６８において、ピーク８８（図６を参照）により近く位置する。対照的に、図３においてDAC６６に入力される周波数成分は、図４においては、濾波特性７２内でヌルにより近いもの（すなわち周波数FH，２FH...）として示される。
【００３２】
図７を参照して、本発明の方法およびシステムによる、デジタル信号をアナログ送信のために処理するシステムの第２実施例が図示される。図示される如く、図７は、アップサンプラ６０に結合されるデジタル信号源２０を備える。アップサンプラ６０の出力は、スーパーナイキスト画像プロセッサ８０に結合され、プロセッサ８０はデジタル・ミキサ９４に結合されるデジタル低域通過フィルタ６２を備える。ミキサ９４は、周波数FD1の局部発振器からの入力を有する。この実施例では、低域通過デジタル・フィルタ６２は、図２に示すベースバンド信号成分４２などのベースバンド信号成分を選択し、この信号成分がより高い周波数に周波数転換されて、DAC６６の出力が、DACの濾波特性の予想されるピーク振幅により近いスーパーナイキスト帯域においてエイリアス信号成分を生成することができるようにする。このようにして、スーパーナイキスト画像プロセッサ８０は、複数の信号成分のうち選択される１つの信号成分を、デジタル−アナログ変換器に、ベースバンド信号成分が生成するスーパーナイキスト帯域におけるエイリアス信号成分よりもデジタル−アナログ変換器の濾波特性の予想されるピーク振幅に近い帯域におけるエイリアス信号成分を出力させる周波数において出力する。言い換えると、ベースバンド信号成分をより高い周波数に周波数転換することによって、新たに生成されるエイリアス信号成分を、DACの濾波関数のピーク付近に置く。
【００３３】
デジタル・ミキサ９４に与えられる周波数転換信号の周波数FD1は、アップサンプリング済みの記号速度FHの１／２に等しいことが好ましい。この周波数を選択することにより、デジタル・ミキサ９４に与えられるデジタル転換信号は、数列｛１，−１，１，−１，１，−１，．．．｝によって構成される。この数列は、デジタル・ミキサ９４を実現するために必要な回路構成を大幅に削減する。
【００３４】
代替の実施例において、FD1はアップサンプリング済みの記号速度FHの１／４に等しい。これを選択すると、デジタル・ミキサ９４に与えられるデジタル転換信号は、数列｛１，０，−１，０，１，０，−１，０，１，．．．｝によって構成される。
【００３５】
図８を参照して、本発明の方法およびシステムによる、アナログ送信のためにデジタル信号を処理するシステムの第３実施例が図示される。図示される如く、このシステムは図７に示すシステムと似ているが、スーパーナイキスト画像プロセッサ８０の実施例が異なる。この実施例では、スーパーナイキスト画像プロセッサ８０は、中心周波数FDを有するデジタル帯域フィルタ９６を利用することにより信号成分を選択および出力し、第１ナイキスト帯域のエイリアス信号成分を選択して、選択した成分をDAC６６に出力する。第１ナイキスト帯域６４内の任意のエイリアス信号成分を選択すると、DACはベースバンド信号成分４２がDAC６６に直接入力された場合に出力されるエイリアス信号成分よりも、濾波特性７２のピークに近いエイリアス信号成分を出力することになる。
【００３６】
スーパーナイキスト画像プロセッサ８０の利点は、ミキシングされて送信周波数となる、信号対雑音比を伴う振幅を有するエイリアス信号成分を含む出力をDACが生成することである。すなわち、エイリアス信号成分は、図４に示す従来技術による信号よりも高い信号対雑音比を有するので有用な信号であり、これによって信号が送信に適する。
【００３７】
エイリアス信号成分の信号対雑音比が高いだけでなく、このエイリアス信号成分は、ベースバンド信号成分４２の周波数よりも高い周波数において発生するので、RFミキサ２８が出力するミキシング済み画像対から送信信号を選択または濾波することが容易になる。ミキサ産物の対の間の距離が大きくなるということは、より低次のフィルタを用いて送信のために成分の１つを選択することができるということである。
【００３８】
かくして、図７に示す実施例は、信号成分を選択しそれを移動させる。デジタル低域通過フィルタを用いて信号成分を選択すると、ベースバンド信号成分が選択され移動される。あるいは、第１ナイキスト帯域のエイリアス信号成分が図８に示す帯域フィルタを用いて選択され、次に周波数転換により移動される。
【００３９】
要するに、本発明は、単独段のミキサでミキシングされ、濾波されてアナログ送信信号を生成する周波数において、充分な信号対雑音比を有する信号をDACが出力するように、信号をデジタルに処理するという利点を有する。
【００４０】
本発明の好適な実施例の上記の説明は、図示および説明のために提示されたものである。本発明を、排他的なものとしたり、開示される特定の形式に制限する意図はない。上記の教義に照らして明らかな修正または変形が可能である。実施例は本発明の原理とその実際的な用途を最良に説明するために選択され説明されたものであり、また当業者が種々の実施例において、企図する特定の用途に適するように種々の修正を加えて本発明を利用することを可能にするために選択され、説明されたものである。これらすべての修正および変形は、正当に、合法的にまた公正に権利を与えられる範囲により解釈される場合、添付の請求項により定められる本発明の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  被変調デジタル中間周波数信号を送信に適するアナログ信号に変換する従来技術による回路を示す。
【図２】  図１のDACにより出力されるアナログ信号の信号成分に関して、周波数と振幅とを対比するグラフである。
【図３】  デジタル信号をアナログ送信のために処理するアップサンプラと低域通過デジタル・フィルタとを備える従来技術による回路である。
【図４】  図３のDACにより出力される信号の周波数成分のグラフである。
【図５】  本発明の方法およびシステムによる、アナログ送信のためにデジタル信号を処理するシステムである。
【図６】 本発明の方法およびシステムによる、図５のDACにより出力されるアナログ信号の信号成分に関して、周波数と振幅とを対比するグラフである。
【図７】  本発明の方法およびシステムによる、図５の回路の代替実施例を示す。
【図８】  本発明の方法およびシステムによる、図５の回路のさらに別の代替実施例を示す。
【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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