(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の情報信号から上側波帯の変調信号を取得し、第２の情報信号から下側波帯の変調信号を取得する変調装置において、
互いに位相が９０度ずれた第１の搬送波信号及び第２の搬送波信号を供給する搬送波信号供給手段と、
位相を９０度ずらした第１の情報信号と第１の搬送波信号とを乗算した結果と（−１）倍した第１の情報信号と第２の搬送波信号とを乗算した結果とを加算した結果から上側波帯の変調信号を取得する上側波帯変調信号取得手段と、
位相を９０度ずらした第２の情報信号と第１の搬送波信号とを乗算した結果と第２の情報信号と第２の搬送波信号とを乗算した結果とを加算した結果から下側波帯の変調信号を取得する下側波帯変調信号取得手段と、
を備えたことを特徴とする変調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の変調装置において、
上側波帯変調信号取得手段及び下側波帯変調信号取得手段は、第１の情報信号の位相を９０度ずらす第１の移相手段と、第２の情報信号の位相を９０度ずらす第２の移相手段と、第１の移相手段により位相を９０度ずらした第１の情報信号と第２の移相手段により位相を９０度ずらした第２の情報信号とを加算する第１の加算手段と、第１の加算手段による加算結果と第１の搬送波信号とを乗算する第１の乗算手段と、第１の情報信号を（−１）倍する第２の乗算手段と、第２の乗算手段により（−１）倍した第１の情報信号と第２の情報信号とを加算する第２の加算手段と、第２の加算手段による加算結果と第２の搬送波信号とを乗算する第３の乗算手段と、第１の乗算手段による乗算結果と第３の乗算手段による乗算結果とを加算する第３の加算手段を用いて構成され、第３の加算手段による加算結果から上側波帯の変調信号及び下側波帯の変調信号を取得する、
ことを特徴とする変調装置。
【請求項３】
請求項２に記載の変調装置において、
第１の移相手段は、第１の加算手段により加算される第１の情報信号の位相を９０度ずらす第１のヒルベルトフィルタと、当該第１のヒルベルトフィルタによる遅延に相当する遅延を第２の乗算手段により（−１）倍される第１の情報信号に対して与える第１の遅延手段を用いて構成され、
第２の移相手段は、第１の加算手段により加算される第２の情報信号の位相を９０度ずらす第２のヒルベルトフィルタと、当該第２のヒルベルトフィルタによる遅延に相当する遅延を第２の加算手段により加算される第２の情報信号に対して与える第２の遅延手段を用いて構成された、
ことを特徴とする変調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば独立側波帯（ＩＳＢ：Independent Side Band）変調方式により第１の情報及び第２の情報から上側波帯（ＵＳＢ：Upper Side Band）の変調信号及び下側波帯（ＬＳＢ：Lower Side Band）の変調信号を取得する変調装置に関し、特に、変調処理を効率的に行い、デジタル信号処理に適した変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、ＩＳＢ変調方式の基となる単側波帯（ＳＳＢ：Single Side Band）変調方式について説明する。ここでは、搬送波が抑圧された抑圧搬送波のＳＳＢ変調方式を対象として説明する。
一般のラジオ放送等では振幅変調（ＡＭ：Amplitude Modulation）方式により変調を行うことが最も一般的である。
【０００３】
図５（ａ）には、側波帯が周波数ｆｃの搬送波の上側（高い周波数側）及び下側（低い周波数側）に存在する両側波帯（ＤＳＢ：Double Side Band）のＡＭ波の周波数スペクトラムの一例を示してある。なお、図５（ａ）〜図５（ｄ）のそれぞれにおいて、横軸は周波数を示しており、縦軸は信号レベルを示している。
【０００４】
図５（ａ）に示されるようにＤＳＢのＡＭ波の信号成分は両波帯に含まれているが、片側のみでも通信が可能であり、搬送波と他方の側波帯は不要である。ここで、上下どちらかの側波帯だけで通信を行う方式を単側波帯（ＳＳＢ）通信方式と言い、通常は、搬送波を抑圧してＵＳＢ又はＬＳＢのどちらか片方の側波帯だけで通信を行う。
【０００５】
図５（ｂ）には、ＬＳＢを用いたＳＳＢ変調波の周波数スペクトラムの一例を示してあり、また、図５（ｃ）にはＵＳＢを用いたＳＳＢ変調波の周波数スペクトラムの一例を示してある。
ＳＳＢ方式は、ＤＳＢのＡＭ方式と比較すると、占有周波数帯幅がほぼ１／２であるために周波数の利用効率が高く、同じ信号対雑音（Ｓ／Ｎ：Signal to Noise）比を得るための送信電力が小さくてよく、また、電力効率もよいという利点において、ＤＳＢのＡＭ方式より優れている。
【０００６】
ＩＳＢ変調方式は、抑圧された搬送波が同じ周波数であるＳＳＢ変調波の一方のＬＳＢ変調波と他方のＵＳＢ変調波を合成したものであり、ＬＳＢ波とＵＳＢ波でそれぞれ独立して音声又はデータなどの伝送が可能となる。
図５（ｄ）には、ＩＳＢ変調波の周波数スペクトラムの一例を示してある。ＩＳＢ変調波は、見かけ上の周波数スペクトラムでは抑圧搬送波の両側波帯（ＤＳＢ）と同様に見えるが、上下の側波帯で伝送が各々独立して可能であるため、抑圧搬送波の両側波帯（ＤＳＢ）とは本質的に異なる。
【０００７】
図６には、ＩＳＢ変調処理を行う構成例を示してあり、これを参照してＩＳＢ変調処理の原理を説明する。
この構成例では、入力端１から変調対象となる音声又はデータなどがＳＳＢ（ＵＳＢ）変調処理部１０１に入力され、ＳＳＢ（ＵＳＢ）変調処理された結果の出力が合成処理部１０３の一方の入力端に入力される。また、入力端２から変調対象となる音声又はデータなどがＳＳＢ（ＬＳＢ）変調処理部１０２に入力され、ＳＳＢ（ＬＳＢ）変調処理された結果の出力が合成処理部１０３の他方の入力端に入力される。そして、ＳＳＢ（ＵＳＢ）変調処理の結果とＳＳＢ（ＬＳＢ）変調処理の結果が合成処理部１０３により合成処理され、当該合成結果がＩＳＢ変調波として合成処理部１０３から出力される。
【０００８】
図７には、アナログ処理によりＩＳＢ変調処理を行う従来例に係る具体的な構成例を示してある。
この構成例では、入力端１から変調対象となる音声又はデータなどがＳＳＢ（ＵＳＢ）変調処理部１１１に入力される。ＳＳＢ（ＵＳＢ）変調処理部１１１では、入力信号が低周波増幅器１２１により変調を行うために必要なレベルにまで増幅処理され、低周波増幅器１２１からの出力が平衡変調器１２３の一方の入力端に入力される。また、搬送波発振器１２２により必要な中間周波数（或いは、帯域）の搬送波の発振処理が行われ、当該搬送波が平衡変調器１２３の他方の入力端に入力される。平衡変調器１２３では、入力された信号同士の乗算処理が行われて当該乗算結果が出力される。そして、平衡変調器１２３からの出力がＵＳＢ用のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）１２４に入力されて、上側波帯（ＵＳＢ）のみが抽出され、当該抽出結果がＳＳＢ（ＵＳＢ）波として合成部１１３に入力される。
【０００９】
また、入力端２から変調対象となる音声又はデータなどがＳＳＢ（ＬＳＢ）変調処理部１１２に入力される。ＳＳＢ（ＬＳＢ）変調処理部１１２では、入力信号が低周波増幅器１２５により変調を行うために必要なレベルにまで増幅処理され、低周波増幅器１２５からの出力が平衡変調器１２７の一方の入力端に入力される。また、搬送波発振器１２６により必要な中間周波数（或いは、帯域）の搬送波の発振処理が行われ、当該搬送波が平衡変調器１２７の他方の入力端に入力される。平衡変調器１２７では、入力された信号同士の乗算処理が行われて当該乗算結果が出力される。そして、平衡変調器１２７からの出力がＬＳＢ用のＢＰＦ１２８に入力されて、下側波帯（ＬＳＢ）のみが抽出され、当該抽出結果がＳＳＢ（ＬＳＢ）波として合成部１１３に入力される。
【００１０】
そして、合成部１１３では、ＳＳＢ（ＵＳＢ）波及びＳＳＢ（ＬＳＢ）波が合成され、当該合成結果がＩＳＢ変調波として出力される。
なお、平衡変調器１２３、１２７は、例えば乗算器を用いて構成される。
【００１１】
図８には、ＩＳＢ復調処理を行う構成例を示してあり、これを参照してＩＳＢ復調処理の原理を説明する。
この構成例では、復調対象となるＩＳＢ変調波がＳＳＢ（ＵＳＢ）復調処理部１３１とＳＳＢ（ＬＳＢ）復調処理部１３２の各々に入力され、ＳＳＢ（ＵＳＢ）復調処理部１３１とＳＳＢ（ＬＳＢ）復調処理部１３２の各々において独立に復調処理が行われ、ＵＳＢから得られた音声又はデータなど（出力１）がＳＳＢ（ＵＳＢ）復調処理部１３１から出力され、ＬＳＢから得られた音声又はデータなど（出力２）がＳＳＢ（ＬＳＢ）復調処理部１３２から出力される。
【００１２】
図９には、アナログ処理によりＩＳＢ復調処理を行う従来例に係る具体的な構成例を示してある。
この構成例では、一般的な場合の例として中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）或いは帯域のＩＳＢ変調波が、復調対象として、ＳＳＢ（ＵＳＢ）復調処理部１４１とＳＳＢ（ＬＳＢ）復調処理部１４２の各々に入力される。
【００１３】
ＳＳＢ（ＵＳＢ）復調処理部１４１に入力されたＩＳＢ変調波はＵＳＢ用のＢＰＦ１５１に入力されて、上側波帯（ＵＳＢ）のみが抽出され、当該抽出結果が平衡変調器１５３の一方の入力端に入力される。また、搬送波発振器１５２により、入力されたＩＳＢ変調波に必要な中間周波数（或いは、帯域）の搬送波の発振処理が行われ、当該搬送波が平衡変調器１５３の他方の入力端に入力される。平衡変調器１５３では、入力された信号同士の乗算処理が行われて当該乗算結果が出力される。平衡変調器１５４からの出力は低域ろ波器（ＬＰＦ：Low Pass Filter）１５４に入力されて、中間周波数（或いは、帯域）の２倍波成分の上側波帯が除去される。ＬＰＦ１５４からの出力は、低周波増幅器１５５により出力される音声又はデータなどとして再生或いは復調を行うために必要なレベルにまで増幅処理が行われる。通常は、データは音声帯域内において変調が行われた信号であり、低周波増幅器１５５の出力（出力１）はデジタル変調方式用の復調処理を行う復調器に接続される。
【００１４】
また、ＳＳＢ（ＬＳＢ）復調処理部１４２に入力されたＩＳＢ変調波はＬＳＢ用のＢＰＦ１５６に入力されて、下側波帯（ＬＳＢ）のみが抽出され、当該抽出結果が平衡変調器１５８の一方の入力端に入力される。また、搬送波発振器１５７により、入力されたＩＳＢ変調波に必要な中間周波数（或いは、帯域）の搬送波の発振処理が行われ、当該搬送波が平衡変調器１５８の他方の入力端に入力される。平衡変調器１５８では、入力された信号同士の乗算処理が行われて当該乗算結果が出力される。平衡変調器１５８からの出力はＬＰＦ１５９に入力されて、中間周波数（或いは、帯域）の２倍波成分の下側波帯が除去される。ＬＰＦ１５９からの出力は、低周波増幅器１６０により出力される音声又はデータなどとして再生或いは復調を行うために必要なレベルにまで増幅処理が行われる。通常は、データは音声帯域内において変調が行われた信号であり、低周波増幅器１６０の出力（出力２）はデジタル変調方式用の復調処理を行う復調器に接続される。
なお、平衡変調器１５３、１５８は、例えば乗算器を用いて構成される。
【００１５】
また、ＩＳＢに関する従来技術として、例えば特表２０００−５１７５１６号公報に記載の「独立側波帯信号の受信機」では、受信信号に係るデジタル化された直角位相関係のゼロＩＦバージョンの信号を生成する機能を有した構成により、ＩＳＢ信号を復調することが行われる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば上記図７に示したような従来のアナログ処理によりＩＳＢ変調を行う構成では、例えばＵＳＢ用の処理部とＬＳＢ用の処理部の各々により変調処理を行わなければならず、このため、例えば搬送波発振器や平衡変調器（乗算器）をＵＳＢ用とＬＳＢ用とで独立に備える必要があり、ハードウエアの負荷が非常に大きくなってしまうといった不具合があった。また、例えばアナログ処理と同様な構成を用いてデジタル信号処理により変調処理を行うような場合においても、同様に、ハードウエアや処理負荷が大きくなってしまうといった不具合があった。
【００１７】
本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたもので、例えばＩＳＢ変調方式により第１の情報及び第２の情報から上側波帯（ＵＳＢ）の変調信号及び下側波帯（ＬＳＢ）の変調信号を取得するに際して、変調処理を効率的に行うことができる変調装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、デジタル信号処理に適した変調装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る変調装置では、次のようにして、第１の情報信号から上側波帯の変調信号を取得し、第２の情報信号から下側波帯の変調信号を取得する。
すなわち、搬送波信号供給手段が互いに位相が９０度ずれた第１の搬送波信号及び第２の搬送波信号を供給する。上側波帯変調信号取得手段が、位相を９０度ずらした第１の情報信号と第１の搬送波信号とを乗算した結果Ａと（−１）倍した第１の情報信号と第２の搬送波信号とを乗算した結果Ｂとを加算した結果（Ａ＋Ｂ）から、上側波帯の変調信号を取得する。下側波帯変調信号取得手段が、位相を９０度ずらした第２の情報信号と第１の搬送波信号とを乗算した結果Ｃと第２の情報信号と第２の搬送波信号とを乗算した結果Ｄとを加算した結果（Ｃ＋Ｄ）から、下側波帯の変調信号を取得する。なお、前記結果（Ａ＋Ｂ）や前記結果（Ｃ＋Ｄ）を得るまでの処理手順としては、種々な処理手順が用いられてもよい。
【００１９】
従って、第１の情報信号及び第２の情報信号から上記のような上側波帯の変調信号及び下側波帯の変調信号を取得する構成により、変調処理を効率的に行うことを可能とすることができ、特に、デジタル信号処理に適しており、ＩＳＢ変調方式による変調処理に適している。また、例えば上側波帯変調信号取得手段と下側波帯変調信号取得手段とで搬送波発振器（搬送波信号供給手段）を共通化することや、例えば上側波帯変調信号取得手段と下側波帯変調信号取得手段とで第１の搬送波信号を乗算する乗算器や第２の搬送波信号を乗算する乗算器を共通化することが可能であり、これによりハードウエアや処理負荷を小さくすることが可能である。
【００２０】
ここで、変調装置としては、種々なものに適用されてもよく、例えば有線や無線の送信機或いは通信機などに適用することができる。
また、第１の情報信号や第２の情報信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば音声の情報の信号や、画像やテキストの情報（データ）の信号などを用いることができる。
【００２１】
また、第１の情報信号及び第２の情報信号としては、例えば、一方の情報信号としてＰｓｉｎ（ｐｔ）の信号及び他方の情報信号としてＱｓｉｎ（ｑｔ）の信号を用いることができる。ここで、ＰやＱは振幅を表しており、ｐやｑは角振動数を表しており、ｔは時刻を表している。
【００２２】
また、第１の搬送波信号及び第２の搬送波信号としては、例えば、一方の搬送波信号としてＡ１ｃｏｓ（ωｔ）の信号及び他方の搬送波信号としてＡ２ｓｉｎ（ωｔ）の信号を用いることができる。ここで、Ａ１やＡ２は振幅を表しており、ωは角振動数を表しており、ｔは時刻を表している。また、第１の搬送波信号と第２の搬送波信号の振幅Ａ１、Ａ２としては、例えば同一の値が用いられるが、異なる値が用いられてもよい。
また、第１の搬送波信号の位相と第２の搬送波信号の位相とが互いに９０度ずれている態様としては、例えば実用上で有効な程度であれば、当該９０度に誤差があってもよい。
【００２３】
また、位相を９０度ずらした第１の情報信号や位相を９０度ずらした第２の情報信号について、例えば実用上で有効な程度であれば、当該９０度に誤差があってもよい。
また、上側波帯変調信号取得手段により上側波帯の変調信号を取得する場合や、下側波帯変調信号取得手段により下側波帯の変調信号を取得する場合に、例えばフィルタ手段を備えてフィルタリングが行われてもよい。
【００２４】
具体的な一例として、第１の情報信号をＰｓｉｎ（ｐｔ）とし、第２の情報信号をＱｓｉｎ（ｑｔ）とし、第１の搬送波信号をｃｏｓ（ωｔ）とし、第２の搬送波信号をｓｉｎ（ωｔ）とすると、上側波帯変調信号取得手段では上側波帯の変調信号として｛Ｐｃｏｓ（ｐｔ）ｃｏｓ（ωｔ）−Ｐｓｉｎ（ｐｔ）ｓｉｎ（ωｔ）｝が取得され、下側波帯変調信号取得手段では下側波帯の変調信号として｛Ｑｃｏｓ（ｑｔ）ｃｏｓ（ωｔ）＋Ｑｓｉｎ（ｑｔ）ｓｉｎ（ωｔ）｝が取得される。
【００２５】
また、本発明に係る変調装置では、好ましい構成例として、次のようにして、上側波帯の変調信号及び下側波帯の変調信号を取得する。
すなわち、上側波帯変調信号取得手段及び下側波帯変調信号取得手段では、第１の移相手段が第１の情報信号の位相を９０度ずらし、第２の移相手段が第２の情報信号の位相を９０度ずらし、第１の加算手段が第１の移相手段により位相を９０度ずらした第１の情報信号と第２の移相手段により位相を９０度ずらした第２の情報信号とを加算し、第１の乗算手段が第１の加算手段による加算結果と第１の搬送波信号とを乗算し、第２の乗算手段が第１の情報信号を（−１）倍し、第２の加算手段が第２の乗算手段により（−１）倍した第１の情報信号と第２の情報信号とを加算し、第３の乗算手段が第２の加算手段による加算結果と第２の搬送波信号とを乗算し、第３の加算手段が第１の乗算手段による乗算結果と第３の乗算手段による乗算結果とを加算する。そして、第３の加算手段による加算結果から、上側波帯の変調信号及び下側波帯の変調信号を取得する。
【００２６】
従って、上側波帯変調信号取得手段と下側波帯変調信号取得手段とで搬送波発振器（搬送波信号供給手段）を共通化することや、上側波帯変調信号取得手段と下側波帯変調信号取得手段とで第１の搬送波信号を乗算する乗算器や第２の搬送波信号を乗算する乗算器を共通化することが実現され、これにより、ハードウエアや処理負荷を小さくして、変調処理を効率的に行うことができ、特に、デジタル信号処理に適しており、ＩＳＢ変調方式による変調処理に適している。
【００２７】
ここで、第１の移相手段や第２の移相手段としては、種々なものが用いられてもよく、例えば信号の位相を変化させるフィルタや、信号の位相を変化させる移相器などを用いることができる。
また、第１の加算手段や第２の加算手段や第３の加算手段としては、例えば加算器を用いることができる。
また、第１の乗算手段や第２の乗算手段や第３の乗算手段としては、例えば乗算器を用いることができる。
【００２８】
また、本発明に係る変調装置では、好ましい構成例として、第１の移相手段や第２の移相手段を次のように構成した。
すなわち、第１の移相手段では、第１のヒルベルトフィルタが第１の加算手段により加算される第１の情報信号の位相を９０度ずらし、第１の遅延手段が当該第１のヒルベルトフィルタによる遅延に相当する遅延を第２の乗算手段により（−１）倍される第１の情報信号に対して与える。また、第２の移相手段では、第２のヒルベルトフィルタが第１の加算手段により加算される第２の情報信号の位相を９０度ずらし、第２の遅延手段が当該第２のヒルベルトフィルタによる遅延に相当する遅延を第２の加算手段により加算される第２の情報信号に対して与える。
【００２９】
従って、第１のヒルベルトフィルタや第２のヒルベルトフィルタにより第１の情報信号の位相や第２の情報信号の位相をずらす場合に生じる遅延を第１の遅延手段や第２の遅延手段により補償して、変調処理を行うことができる。なお、ヒルベルトフィルタは、ＩＳＢ変復調などに一般的に用いられるフィルタである。
【００３０】
ここで、第１のヒルベルトフィルタによる遅延に相当する遅延としては、当該第１のヒルベルトフィルタによる遅延を補償することができる遅延であればよく、例えば実用上で有効な程度であれば、誤差があってもよい。
同様に、第２のヒルベルトフィルタによる遅延に相当する遅延としては、当該第２のヒルベルトフィルタによる遅延を補償することができる遅延であればよく、例えば実用上で有効な程度であれば、誤差があってもよい。
また、第１の遅延手段や第２の遅延手段としては、種々なものが用いられてもよく、例えば遅延器や遅延線などを用いることができる。
【００３１】
また、本発明に係る変調装置では、好ましい構成例として、デジタル信号処理を行うＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を用いて、搬送波信号供給手段の機能と、第１の乗算手段の機能と、第３の乗算手段の機能と、第３の加算手段の機能を構成し、また、デジタル信号処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて、他のデジタル信号処理を行う機能を構成した。
【００３２】
次に、以上に示したような変調装置により取得される変調信号と同様な変調信号を復調する復調装置を説明する。
例えば上記図９に示したような従来のアナログ処理によりＩＳＢ復調を行う構成では、例えばＵＳＢ用の処理部とＬＳＢ用の処理部の各々により復調処理を行わなければならず、このため、例えば搬送波発振器や平衡変調器（乗算器）をＵＳＢ用とＬＳＢ用とで独立に備える必要があり、ハードウエアの負荷が非常に大きくなってしまうといった不具合があった。また、例えばアナログ処理と同様な構成を用いてデジタル信号処理により復調処理を行うような場合においても、同様に、ハードウエアや処理負荷が大きくなってしまうといった不具合があった。
【００３３】
以下に示す技術思想は、このような従来の事情に鑑みなされたもので、例えばＩＳＢ変調方式により取得された上側波帯（ＵＳＢ）及び下側波帯（ＬＳＢ）の変調信号から第１の情報及び第２の情報を取得するに際して、復調処理を効率的に行うことができる復調装置を提供することを目的とする。
また、以下に示す技術思想は、デジタル信号処理に適した復調装置を提供することを目的とする。
【００３４】
上記目的を達成するため、本例に係る復調装置では、次のようにして、上側波帯及び下側波帯の変調信号を復調して上側波帯の変調信号に対応した第１の情報信号及び下側波帯の変調信号に対応した第２の情報信号を取得する。
すなわち、搬送波信号供給手段が互いに位相が９０度ずれた第１の搬送波信号及び第２の搬送波信号を供給する。上側波帯情報信号取得手段が、上側波帯及び下側波帯の変調信号と第１の搬送波信号とを乗算した結果の位相を９０度ずらした結果Ｅと上側波帯及び下側波帯の変調信号と第２の搬送波信号とを乗算した結果Ｆとを加算した結果（Ｅ＋Ｆ）から、第１の情報信号を取得する。下側波帯情報信号取得手段が、上側波帯及び下側波帯の変調信号と第１の搬送波信号とを乗算した結果の位相を９０度ずらした結果Ｇと上側波帯及び下側波帯の変調信号と第２の搬送波信号とを乗算した結果Ｈとを減算した結果（Ｇ−Ｈ、又は、Ｈ−Ｇ）から、第２の情報信号を取得する。なお、前記結果（Ｅ＋Ｆ）や前記結果（Ｇ−Ｈ、又は、Ｈ−Ｇ）を得るまでの処理手順としては、種々な処理手順が用いられてもよい。
【００３５】
従って、上記のような上側波帯及び下側波帯の変調信号から第１の情報信号及び第２の情報信号を取得する構成により、復調処理を効率的に行うことを可能とすることができ、特に、デジタル信号処理に適しており、ＩＳＢ変調方式に対応した復調処理に適している。また、例えば上側波帯情報信号取得手段と下側波帯情報信号取得手段とで搬送波発振器（搬送波信号供給手段）を共通化することや、例えば上側波帯情報信号取得手段と下側波帯情報信号取得手段とで第１の搬送波信号を乗算する乗算器や第２の搬送波信号を乗算する乗算器を共通化することが可能であり、これによりハードウエアや処理負荷を小さくすることが可能である。
【００３６】
ここで、復調装置としては、種々なものに適用されてもよく、例えば有線や無線の受信機或いは通信機などに適用することができる。
また、第１の情報信号や第２の情報信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば音声の情報の信号や、画像やテキストの情報（データ）の信号などを用いることができる。
【００３７】
また、第１の情報信号及び第２の情報信号としては、例えば、一方の情報信号としてＰｓｉｎ（ｐｔ）の信号及び他方の情報信号としてＱｓｉｎ（ｑｔ）の信号を用いることができる。ここで、ＰやＱは振幅を表しており、ｐやｑは角振動数を表しており、ｔは時刻を表している。
また、上側波帯及び下側波帯の変調信号としては、例えば、上側波帯の変調信号と下側波帯の変調信号とを加算した結果が用いられる。
【００３８】
また、第１の搬送波信号及び第２の搬送波信号としては、例えば、一方の搬送波信号としてＡ１ｃｏｓ（ωｔ）の信号及び他方の搬送波信号としてＡ２ｓｉｎ（ωｔ）の信号を用いることができる。ここで、Ａ１やＡ２は振幅を表しており、ωは角振動数を表しており、ｔは時刻を表している。また、第１の搬送波信号と第２の搬送波信号の振幅Ａ１、Ａ２としては、例えば同一の値が用いられるが、異なる値が用いられてもよい。また、第１の搬送波信号や第２の搬送波信号としては、例えば、復調対象となる変調信号を取得した変調装置により用いられた第１の搬送波信号や第２の搬送波信号と同一の信号が用いられる。
また、第１の搬送波信号の位相と第２の搬送波信号の位相とが互いに９０度ずれている態様としては、例えば実用上で有効な程度であれば、当該９０度に誤差があってもよい。
【００３９】
また、上側波帯及び下側波帯の変調信号と第１の搬送波信号とを乗算した結果の位相を９０度ずらした結果について、例えば実用上で有効な程度であれば、当該９０度に誤差があってもよい。
また、上側波帯情報信号取得手段により第１の情報信号を取得する場合や、下側波帯情報信号取得手段により第２の情報信号を取得する場合に、例えばフィルタ手段を備えてフィルタリングが行われてもよい。
【００４０】
具体的な一例として、上側波帯及び下側波帯の変調信号を［｛Ｐｃｏｓ（ｐｔ）ｃｏｓ（ωｔ）−Ｐｓｉｎ（ｐｔ）ｓｉｎ（ωｔ）｝＋｛Ｑｃｏｓ（ｑｔ）ｃｏｓ（ωｔ）＋Ｑｓｉｎ（ｑｔ）ｓｉｎ（ωｔ）｝］とし、第１の搬送波信号をｃｏｓ（ωｔ）とし、第２の搬送波信号をｓｉｎ（ωｔ）とすると、上側波帯情報信号取得手段では第１の情報信号としてＰｓｉｎ（ｐｔ）が取得され、下側波帯情報信号取得手段では第２の情報信号としてＱｓｉｎ（ｑｔ）が取得される。なお、この場合、第１の情報信号や第２の情報信号を取得するに際して、角振動数が（２ω）となる信号成分をフィルタリングにより除去する。
【００４１】
また、本例に係る復調装置では、好ましい構成例として、次のようにして、上側波帯及び下側波帯の変調信号を復調する。
すなわち、上側波帯情報信号取得手段及び下側波帯情報信号取得手段では、第１の乗算手段が上側波帯及び下側波帯の変調信号と第１の搬送波信号とを乗算し、移相手段が第１の乗算手段による乗算結果の位相を９０度ずらし、第２の乗算手段が上側波帯及び下側波帯の変調信号と第２の搬送波信号とを乗算し、加算手段が移相手段により位相を９０度ずらした乗算結果と第２の乗算手段による乗算結果とを加算し、減算手段が移相手段により位相を９０度ずらした乗算結果と第２の乗算手段による乗算結果とを減算する。そして、加算手段による加算結果から第１の情報信号を取得し、減算手段による減算結果から第２の情報信号を取得する。
【００４２】
従って、上側波帯情報信号取得手段と下側波帯情報信号取得手段とで搬送波発振器（搬送波信号供給手段）を共通化することや、上側波帯情報信号取得手段と下側波帯情報信号取得手段とで第１の搬送波信号を乗算する乗算器や第２の搬送波信号を乗算する乗算器を共通化することが実現され、これにより、ハードウエアや処理負荷を小さくして、変調処理を効率的に行うことができ、特に、デジタル信号処理に適しており、ＩＳＢ変調方式に対応した復調処理に適している。
【００４３】
ここで、移相手段としては、種々なものが用いられてもよく、例えば信号の位相を変化させるフィルタや、信号の位相を変化させる移相器などを用いることができる。
また、第１の乗算手段や第２の乗算手段としては、例えば乗算器を用いることができる。
また、加算手段としては、例えば加算器を用いることができる。
また、減算手段としては、例えば減算器を用いることができる。
【００４４】
また、本例に係る復調装置では、好ましい構成例として、移相手段を次のように構成した。
すなわち、移相手段では、ヒルベルトフィルタが第１の乗算手段による乗算結果の位相を９０度ずらし、遅延手段が当該ヒルベルトフィルタによる遅延に相当する遅延を第２の乗算手段による乗算結果に対して与える。
【００４５】
従って、ヒルベルトフィルタにより第１の乗算手段による乗算結果の位相をずらす場合に生じる遅延を遅延手段により補償して、復調処理を行うことができる。なお、ヒルベルトフィルタは、ＩＳＢ変復調などに一般的に用いられるフィルタである。
【００４６】
ここで、ヒルベルトフィルタによる遅延に相当する遅延としては、当該ヒルベルトフィルタによる遅延を補償することができる遅延であればよく、例えば実用上で有効な程度であれば、誤差があってもよい。
また、遅延手段としては、種々なものが用いられてもよく、例えば遅延器や遅延線などを用いることができる。
【００４７】
また、本発明に係る復調装置では、好ましい構成例として、デジタル信号処理を行うＦＰＧＡを用いて、搬送波信号供給手段の機能と、第１の乗算手段の機能と、第２の乗算手段の機能を構成し、また、デジタル信号処理を行うＤＳＰを用いて、他のデジタル信号処理を行う機能を構成した。
【００４８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
まず、本実施例に係るＩＳＢ変復調を行う場合に基本となるデジタル信号処理によるＳＳＢ変復調について説明する。
図３には、デジタル信号処理によりＳＳＢ変調処理を行う変調装置の構成例を示してある。
本例の変調装置には、ＬＰＦ６１と、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換器６２と、デジタル信号処理部６３と、Ｄ／Ａ（Digital to Analog）変換器６４と、ＬＰＦ６５とが備えられている。デジタル信号処理部６３には、ヒルベルトフィルタ７１と、ＣＯＳテーブル７２と、乗算器７３と、乗算器７４と、遅延器７５と、ＳＩＮテーブル７６と、乗算器７７と、加算器７８とが備えられている。
【００４９】
本例の変調装置により行われる動作の一例を示す。
変調対象となる音声やデータなどがＬＰＦ６１に入力される。ここで、音声やデータなどとしては、例えば変調を行うために必要なレベルにまであらかじめ増幅された信号が用いられる。ＬＰＦ６１により低域ろ波された入力信号がＡ／Ｄ変換器６２によりアナログ信号からデジタル信号へ変換され、当該デジタル信号がヒルベルトフィルタ７１と乗算器７４に入力される。
【００５０】
ヒルベルトフィルタ７１では入力信号に対して９０度（＝π／２）の移相処理が行われ、当該移相結果が乗算器７３の一方の入力端に入力される。ＣＯＳテーブル７２では、後述するＳＩＮテーブル７６と比べて９０度移相された（例えば、位相が進んだ）所要の搬送波信号ｃｏｓ｛（ωｃ）ｔ｝がデジタルデータとして出力される。ここで、ωｃは角振動数を表しており、ｔは時刻を表している。ＣＯＳテーブル７２からの出力は乗算器７３の他方の入力端に入力される。乗算器７３では、入力された信号同士の乗算処理が行われ、当該乗算結果が加算器７８の一方の入力端へ出力される。
【００５１】
また、乗算器７４では、ＵＳＢの変調を行う場合には入力信号の符号（±）を反転させるために入力信号に対して（−１）を乗算し、また、ＬＳＢの変調を行う場合には入力信号の符号（±）を変化させないために特に処理を行わない或いは入力信号に対して（＋１）を乗算する。乗算器７４からの出力は遅延器７５に入力される。
【００５２】
遅延器７５では、入力信号に対してヒルベルトフィルタ７１による遅延と等しい遅延の処理を行い、当該遅延後の信号が乗算器７７の一方の入力端に入力される。ＳＩＮテーブル７６では、ＣＯＳテーブル７２と比べて９０度移相された（例えば、位相が遅れた）所要の搬送波信号ｓｉｎ｛（ωｃ）ｔ｝がデジタルデータとして出力される。ＳＩＮテーブル７６からの出力は乗算器７７の他方の入力端に入力される。乗算器７７では、入力された信号同士の乗算処理が行われ、当該乗算結果が加算器７８の他方の入力端へ出力される。
【００５３】
加算器７８では、入力された信号同士の加算処理が行われ、当該加算結果がＤ／Ａ変換器６４へ出力される。Ｄ／Ａ変換器６４では、入力信号がデジタル信号からアナログ信号へ変換される。Ｄ／Ａ変換器６４からの出力は、ＬＰＦ６５に入力される。ＬＰＦ６５では、当該ＬＰＦ６５がスムージングフィルタとして作用し、フィルタリング後の入力信号が所要の周波数のＳＳＢ変調波として出力される。
【００５４】
なお、上記図３に示した変調装置では、信号の位相を９０度シフトさせる手段として、一般にＩＳＢ変復調などにおいて使用されるフィルタであるヒルベルトフィルタ７１を用いており、また、このようなフィルタを使用することによる信号の遅延が生じることから、当該遅延を実信号パスにおいて補償する遅延器７５を備えて、好ましい構成としたが、他の構成例として、ヒルベルトフィルタ７１の代わりに例えば遅延を生じさせずに信号の位相を９０度シフトさせるような移相手段を備えて、遅延器７５を省略したような構成を有する変調装置を実施することも可能である。
【００５５】
図４には、デジタル信号処理によりＳＳＢ復調処理を行う復調装置の構成例を示してある。
本例の復調装置には、ＢＰＦ８１と、Ａ／Ｄ変換器８２と、デジタル信号処理部８３と、Ｄ／Ａ変換器８４と、ＬＰＦ８５とが備えられている。デジタル信号処理部８３には、ＣＯＳテーブル９１と、乗算器９２と、ヒルベルトフィルタ９３と、ＳＩＮテーブル９４と、乗算器９５と、遅延器９６と、加減算器９７とが備えられている。
【００５６】
本例の復調装置により行われる動作の一例を示す。
復調対象として、例えば中間周波数（或いは、帯域）などの所定の周波数のＳＳＢ変調波がＢＰＦ８１に入力される。ここで、ＳＳＢ変調波としては、ＵＳＢの変調波又はＬＳＢの変調波が入力される。ＢＰＦ８１では、当該ＢＰＦ８１がアンチエリアシングフィルタとして作用し、フィルタリング後の入力信号がＡ／Ｄ変換器８２に入力される。なお、帯域ろ波を行うＢＰＦ８１の代わりに、低域ろ波を行うＬＰＦを用いることも可能である。Ａ／Ｄ変換器８２では、入力信号がアナログ信号からデジタル信号へ変換される。Ａ／Ｄ変換器８２からの出力は、乗算器９２の一方の入力端と乗算器９５の一方の入力端に入力される。
【００５７】
ＣＯＳテーブル９１では、後述するＳＩＮ テーブル９４と比べて９０度移相された（例えば、位相が進んだ）所要の搬送波信号ｃｏｓ｛（ωｃ）ｔ｝がデジタルデータとして出力される。ＣＯＳテーブル９１からの出力は、乗算器９２の他方の入力端に入力される。乗算器９２では、入力された信号同士の乗算処理が行われ、当該乗算結果がヒルベルトフィルタ９３へ出力される。ヒルベルトフィルタ９３では、入力信号に対して９０度の移相処理が行われ、当該移相結果が加減算器９７の一方の入力端に入力される。
【００５８】
ここで、ＵＳＢの復調を行う場合にはヒルベルトフィルタ９３からの出力の符号（±）を変化させないために当該出力がそのまま加減算器９７に入力されるようにし、また、ＬＳＢの復調を行う場合にはヒルベルトフィルタ９３からの出力の符号（±）を反転させて（つまり、（−１）倍して）当該反転結果が加減算器９７に入力されるようにする。
【００５９】
ＳＩＮテーブル９４では、ＣＯＳテーブル９１と比べて９０度移相された（例えば、位相が遅れた）所要の搬送波信号ｓｉｎ｛（ωｃ）ｔ｝がデジタルデータとして出力される。ＳＩＮテーブル９４からの出力は、乗算器９５の他方の入力端に入力される。乗算器９５では、入力された信号同士の乗算処理が行われ、当該乗算結果が遅延器９６に入力される。遅延器９６では、入力信号に対してヒルベルトフィルタ９３による遅延と等しい遅延の処理を行い、当該遅延後の信号が加減算器９７の他方の入力端に入力される。
【００６０】
加減算器９７では、入力された信号同士の加算処理が行われ、当該加算結果がＤ／Ａ変換器９７へ出力される。Ｄ／Ａ変換器９７では、入力信号がデジタル信号からアナログ信号へ変換される。Ｄ／Ａ変換器８４からの出力は、ＬＰＦ８５に入力される。ＬＰＦ８５では、当該ＬＰＦ８５がスムージングフィルタとして作用し、フィルタリング後の入力信号がＳＳＢ復調信号として出力される。
【００６１】
なお、上記図４に示した復調装置では、信号の位相を９０度シフトさせる手段として、一般にＩＳＢ変復調などにおいて使用されるフィルタであるヒルベルトフィルタ９３を用いており、また、このようなフィルタを使用することによる信号の遅延が生じることから、当該遅延を実信号パスにおいて補償する遅延器９６を備えて、好ましい構成としたが、他の構成例として、ヒルベルトフィルタ９３の代わりに例えば遅延を生じさせずに信号の位相を９０度シフトさせるような移相手段を備えて、遅延器９６を省略したような構成を有する復調装置を実施することも可能である。
【００６２】
ここで、例えば、上記図３に示したような変調装置によりＵＳＢ用のＳＳＢ変調処理とＬＳＢ用のＳＳＢ変調処理の各々を行い、各々のＳＳＢ変調処理結果（ＵＳＢのＳＳＢ変調信号とＬＳＢのＳＳＢ変調信号）を合成することにより、当該合成結果をＩＳＢ変調信号とみなして、ＩＳＢ変調処理を行うことが可能である。
また、例えば、上記図４に示したような復調装置によりＵＳＢ用のＳＳＢ復調処理とＬＳＢ用のＳＳＢ復調処理の各々を行い、これらのＳＳＢ復調処理結果（ＵＳＢのＳＳＢ復調信号とＬＳＢのＳＳＢ復調信号）をＩＳＢ復調信号とみなして、ＩＳＢ復調処理を行うことが可能である。
【００６３】
なお、上記図３に示したような変調装置や上記図４に示したような復調装置をＵＳＢ用とＬＳＢ用とで共用する構成とすると、ハードウエアや処理負荷が小さくなって効率的である。また、上記図３に示したような変調装置や上記図４に示したような復調装置をＵＳＢ用とＬＳＢ用とで別個に設ける構成とすることも可能であるが、この構成では、例えば搬送波に関する乗算処理を行う処理部（乗算器）や搬送波の生成処理を行う処理部（ＣＯＳテーブル、ＳＩＮテーブル）が２系統必要となり、搬送波の周波数が高くなるにつれて、デジタル信号処理においても、例えば従来技術として示したようなアナログ信号処理と同様に、ハードウエアや処理負荷が大きくなる。
【００６４】
次に、具体的な数式の例を用いて、ＩＳＢ変調処理を説明する。
変調対象として入力されるＵＳＢの信号及びＬＳＢの信号がそれぞれＥｐ｛ｓｉｎ（ｐｔ）｝及びＥｑ｛ｓｉｎ（ｑｔ）｝であるとし、搬送波発振器（ＣＯＳテーブル、ＳＩＮテーブル）から出力される搬送波がＥｃ［｛ｃｏｓ（ωｃ）ｔ｝］（＝Ｅｃ［｛ｓｉｎ（ωｃ）ｔ＋９０度｝］）及びＥｃ［｛ｓｉｎ（ωｃ）ｔ｝］であるとすると、ＩＳＢ変調波Ｅは式１のように示される。ここで、ＥｐとＥｑとＥｃは振幅を表しており、ｐとｑとωｃは角振動数を表しており、ｔは時刻を表している。
【００６５】
【数１】
0003927450.tif 000002
【００６６】
ここで、上記式１において、Ｋ１やＫ２は、乗算処理やフィルタ処理等の誤差に関する係数である。
本例では、説明を簡単にするために、デジタル信号処理による誤差が無いものとして、Ｋ１・Ｅｐ・Ｅｃ＝Ｋ２・Ｅｑ・Ｅｃ＝１であるとする。
この場合、上記式１は式２のように示される。
【００６７】
【数２】
0003927450.tif 000003
【００６８】
上記式２の右辺の１項目はＵＳＢに対応した信号成分であり、式３のように変換される。また、上記式２の右辺の２項目はＬＳＢに対応した信号成分であり、式４のように変換される。
【００６９】
【数３】
0003927450.tif 000004
【００７０】
【数４】
0003927450.tif 000005
【００７１】
上記式３の右辺及び上記式４の右辺を上記式２の右辺に代入すると、式５のように示される。
【００７２】
【数５】
0003927450.tif 000006
【００７３】
上記式５によると、搬送波に相当する｛ｃｏｓ（ωｃ）ｔ｝及び｛ｓｉｎ（ωｃ）ｔ｝に関する乗算処理を各々１回行うことにより、ＩＳＢ変調処理を実現することが可能であることが示される。
【００７４】
また、具体的な数式の例を用いて、ＩＳＢ復調処理を説明する。
復調対象として入力されるＩＳＢ変調信号Ｅが上記式２のように示されるとする。なお、本例においても、説明を簡単にするために、誤差及び伝送路による帯域偏差等に関する比例定数は無いものとしている。
【００７５】
また、乗算処理において供給される搬送波（第１の搬送波及び第２の搬送波）を各々Ｅｃ［｛ｃｏｓ（ωｃ）ｔ｝］（＝Ｅｃ［｛ｓｉｎ（ωｃ）ｔ＋９０度｝］）及びＥｃ［｛ｓｉｎ（ωｃ）ｔ｝］とし、説明を簡単にするために、比例定数のＥｃ＝１とする。
この場合、復調対象となる入力信号Ｅに対して各々の搬送波を乗算すると、第１の搬送波との第１の乗算結果Ｊ１は式６のように示され、第２の搬送波との第２の乗算結果Ｊ２は式７のように示される。
【００７６】
【数６】
0003927450.tif 000007
【００７７】
【数７】
0003927450.tif 000008
【００７８】
また、第１の搬送波との第１の乗算結果Ｊ１に含まれる２倍波の成分をＬＰＦの低域ろ波処理により除去した結果Ｌ１が式８のように示され、第２の搬送波との第２の乗算結果Ｊ２に含まれる２倍波の成分をＬＰＦの低域ろ波処理により除去した結果Ｌ２が式９のように示される。
【００７９】
【数８】
0003927450.tif 000009
【００８０】
【数９】
0003927450.tif 000010
【００８１】
上記式８に示した信号Ｌ１を９０度移相した結果Ｌ３は、式１０のように示される。
【００８２】
【数１０】
0003927450.tif 000011
【００８３】
上記式９に示した信号Ｌ２と上記式１０に示した信号Ｌ３を加算した結果Ｌ４は式１１のように示され、これにより、上側波帯（ＵＳＢ）に相当する復調出力が得られる。また、上記式９に示した信号Ｌ２から上記式１０に示した信号Ｌ３を減算した結果Ｌ５は式１２のように示され、これにより、下側波帯（ＬＳＢ）に相当する復調出力が得られる。
【００８４】
【数１１】
0003927450.tif 000012
【００８５】
【数１２】
0003927450.tif 000013
【００８６】
以上によると、搬送波に相当する｛ｃｏｓ（ωｃ）ｔ｝及び｛ｓｉｎ（ωｃ）ｔ｝に関する乗算処理を各々１回行うことにより、ＩＳＢ復調処理を実現することが可能であることが示される。
【００８７】
次に、本実施例に係るＩＳＢ変調処理を行う変調装置を説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る変調装置の構成例を示してある。
本例の変調装置には、ＵＳＢに対応したＬＰＦ１及びＡ／Ｄ変換器２と、ＬＳＢに対応したＬＰＦ３及びＡ／Ｄ変換器４と、ＵＳＢとＬＳＢとで共通なデジタル信号処理部５と、ＵＳＢとＬＳＢとで共通なＤ／Ａ変換器６及びＬＰＦ７とが備えられている。デジタル信号処理部５には、ヒルベルトフィルタ１１と、ヒルベルトフィルタ１２と、加算器１３と、ＣＯＳテーブル１４と、乗算器１５と、遅延器１６と、乗算器１７と、遅延器１８と、加算器１９と、ＳＩＮテーブル２０と、乗算器２１と、加算器２２とが備えられている。
【００８８】
本例の変調装置により行われる動作の一例を示す。
ＵＳＢの変調対象として、音声やデータなどがＬＰＦ１に入力される。ここで、入力される音声やデータなどは、例えば変調を行うために必要なレベルにまであらかじめ増幅された信号である。ＬＰＦ１により低域ろ波された入力信号が、Ａ／Ｄ変換器２によりアナログ信号からデジタル信号へ変換されて、ヒルベルトフィルタ１１と遅延器１６に入力される。
【００８９】
ＬＳＢの変調対象として、音声やデータなどがＬＰＦ３に入力される。ここで、入力される音声やデータなどは、例えば変調を行うために必要なレベルにまであらかじめ増幅された信号である。ＬＰＦ３により低域ろ波された入力信号が、Ａ／Ｄ変換器４によりアナログ信号からデジタル信号へ変換されて、ヒルベルトフィルタ１２と遅延器１８に入力される。
【００９０】
ヒルベルトフィルタ１１では、入力信号に対して９０度の移相処理が行われ、当該移相結果が加算器１３の一方の入力端に入力される。ヒルベルトフィルタ１２では、入力信号に対して９０度の移相処理が行われ、当該移相結果が加算器１３の他方の入力端に入力される。加算器１３では、入力された信号同士の加算処理が行われ、当該加算結果が乗算器１５の一方の入力端に入力される。ＣＯＳテーブル１４では、後述するＳＩＮテーブル２０と比べて９０度移相された（例えば、位相が進んだ）所要の搬送波信号ｃｏｓ｛（ωｃ）ｔ｝がデジタルデータとして出力される。ＣＯＳテーブル１４からの出力は、乗算器１５の他方の入力端に入力される。乗算器１５では、入力された信号同士の乗算処理が行われ、当該乗算結果が加算器２２の一方の入力端に入力される。
【００９１】
また、遅延器１６では、入力信号に対してヒルベルトフィルタ１１による遅延と等しい遅延の処理を行い、当該遅延後の信号が乗算器１７に入力される。乗算器１７では、入力信号の符号（±）を反転させるために入力信号に対して（−１）を乗算し、当該乗算結果が加算器１９の一方の入力端に入力される。遅延器１８では、入力信号に対してヒルベルトフィルタ１２による遅延と等しい遅延の処理を行い、当該遅延後の信号が加算器１９の他方の入力端に入力される。加算器１９では、入力された信号同士の加算処理が行われ、当該加算結果が乗算器２１の一方の入力端へ出力される。ＳＩＮテーブル２０では、ＣＯＳテーブル１４と比べて９０度移相された（例えば、位相が遅れた）所要の搬送波信号ｓｉｎ｛（ωｃ）ｔ｝がデジタルデータとして出力される。ＳＩＮテーブル２０からの出力は、乗算器２１の他方の入力端に入力される。乗算器２１では、入力された信号同士の乗算処理が行われ、当該乗算結果が加算器２２の他方の入力端に入力される。
【００９２】
加算器２２では、入力された信号同士の加算処理が行われ、当該加算結果がＤ／Ａ変換器６へ出力される。Ｄ／Ａ変換器６では、入力信号がデジタル信号からアナログ信号へ変換される。Ｄ／Ａ変換器６からの出力は、ＬＰＦ７に入力される。ＬＰＦ７では、当該ＬＰＦ７がスムージングフィルタとして作用し、フィルタリング後の信号が所要の周波数のＩＳＢ変調波として出力される。
ここで、ＬＰＦ７から出力されるＩＳＢ変調波としては、例えば上記式５に示したのと同様な信号を取得することができる。
【００９３】
なお、一般的に、搬送波の乗算処理では当該搬送波の周波数（搬送周波数）が高くなるにしたがって処理負荷が大きくなるため、例えば、このような部分についてはＦＰＧＡを使用して構成し、その他の部分についてはＤＳＰを使用して構成することが好ましい。
【００９４】
また、上記図１に示した変調装置では、信号の位相を９０度シフトさせる手段として、一般にＩＳＢ変復調などにおいて使用されるフィルタであるヒルベルトフィルタ１１、１２を用いており、また、このようなフィルタを使用することによる信号の遅延が生じることから、当該遅延を実信号パスにおいて補償する遅延器１６、１８を備えて、好ましい構成としたが、他の構成例として、ヒルベルトフィルタ１１、１２の代わりに例えば遅延を生じさせずに信号の位相を９０度シフトさせるような移相手段を備えて、遅延器１６、１８を省略したような構成を有する変調装置を実施することも可能である。
【００９５】
以上のように、本例の変調装置では、次のようにして、抑圧搬送波のＩＳＢ（独立側波帯）変調方式による変調信号（ＩＳＢ変調信号）を生成する処理を行う。
すなわち、第１のＡ／Ｄ変換器２が一方の音声やデータなどをアナログ信号からデジタル信号へ変換し、これに際して、第１のＡ／Ｄ変換器２の前段に設けられた第１のＬＰＦ１がアンチエリアシングフィルタの目的をもって低域ろ波処理を行う。また、第２のＡ／Ｄ変換器４が他方の音声やデータなどをアナログ信号からデジタル信号へ変換し、これに際して、第２のＡ／Ｄ変換器４の前段に設けられた第２のＬＰＦ４がアンチエリアシングフィルタの目的をもって低域ろ波処理を行う。
【００９６】
また、第１のヒルベルトフィルタ１１が第１のＡ／Ｄ変換器２からの出力の一方を９０度移相し、第２のヒルベルトフィルタ１２が第２のＡ／Ｄ変換器４からの出力の一方を９０度移相し、第１の加算器１３が第１のヒルベルトフィルタ１１からの出力を一方の入力として第２のヒルベルトフィルタ１２からの出力を他方の入力として加算処理を行い、ＣＯＳテーブル１４がデジタルデータによる搬送波発生処理を行い、第１の乗算器１５が第１の加算器１３からの出力を一方の入力としてＣＯＳテーブル１４からの出力を他方の入力として乗算処理を行う。
【００９７】
また、第１の遅延器１６が第１のＡ／Ｄ変換器２からの出力の他方を入力して第１のヒルベルトフィルタ１１と同一の遅延時間を与え、第２の乗算器１７が第１の遅延器１６からの出力と“−1”値を入力して乗算処理を行い、第２の遅延器１８が第２のＡ／Ｄ変換器４からの出力の他方を入力して第２のヒルベルトフィルタ１２と同一の遅延時間を与え、第２の加算器１９が第２の乗算器１７からの出力を一方の入力として第２の遅延器１８からの出力を他方の入力として加算処理を行い、ＳＩＮテーブル２０がＣＯＳテーブル１４におけるデジタルデータによる搬送波発生処理に対して９０度位相が遅れたデジタルデータによる搬送波発生処理を行い、第３の乗算器２１が第２の加算器１９からの出力を一方の入力としてＳＩＮテーブル２０からの出力を他方の入力として乗算処理を行う。
【００９８】
また、第３の加算器２２が第１の乗算器１５からの出力を一方の入力として第３の乗算器２１からの出力を他方の入力として加算処理を行い、Ｄ／Ａ変換器６が第３の加算器２２からの出力を入力してデジタル信号からアナログ信号へ変換し、第３のＬＰＦ７がＤ／Ａ変換器６からのの出力を入力してスムージングフィルタの目的をもって低域ろ波処理を行う。
【００９９】
また、本例の変調装置では、好ましい構成例として、第１の乗算器１５による乗算処理と、ＣＯＳテーブル１４による搬送波発生処理と、第３の乗算器２１による乗算処理と、ＳＩＮテーブル２０による搬送波発生処理と、第３の加算器２２による加算処理をＦＰＧＡにより実現し、また、その他のデジタル信号処理をＤＳＰにより実現する。
【０１００】
なお、本例の変調装置では、第１のＬＰＦ１及び第１のＡ／Ｄ変換器２や第２のＬＰＦ３及び第２のＡ／Ｄ変換器４を備えて、音声やデータなどのアナログ信号を入力してデジタル信号へ変換し、変換したデジタル信号に対してデジタル変調処理を行う構成としたが、他の構成例として、音声やデータなどのデジタル信号を入力し、入力したデジタル信号に対してデジタル変調処理を行うような構成として、第１のＡ／Ｄ変換器２や第２のＡ／Ｄ変換器４を省略することも可能である。
【０１０１】
このように、本例の変調装置では、例えばデジタル信号処理によりＩＳＢ変調処理を行う場合などにおいて、乗算処理の簡素化を図ることができ、例えば、従来例に係るアナログ信号処理によりＩＳＢ変調処理を行う方式ではＵＳＢとＬＳＢとの各々について個別に変調処理を行う必要がありハードウエアや処理負荷が非常に大きいという欠点があったが、本例の変調装置では、ハードウエアの負荷を小さくすることができ、また、処理負荷を軽減することができる。具体的には、本例の変調装置では、搬送波の乗算処理をＵＳＢとＬＳＢとで共通化することにより、例えば従来のように搬送波の乗算処理をＵＳＢとＬＳＢとで独立に行うような場合と比べて１／２の演算負荷で処理することが可能となり、また、このような効果は搬送波が高い周波数になるほど有効であり、デジタル信号処理に適している。
【０１０２】
ここで、本例の変調装置では、ＬＰＦ１に入力される音声やデータなどの信号から第１の情報信号が構成されており、ＬＰＦ３に入力される音声やデータなどの信号から第２の情報信号が構成されており、ＣＯＳテーブル１４から出力される信号から第１の搬送波信号が構成されており、ＳＩＮテーブル２０から出力される信号から第２の搬送波信号が構成されている。
また、本例の変調装置では、ＣＯＳテーブル１４の機能やＳＩＮテーブル２０の機能により搬送波信号供給手段が構成されており、デジタル信号処理部５などの機能により上側波帯変調信号取得手段や下側波帯変調信号取得手段が構成されている。
【０１０３】
また、本例の変調装置では、ヒルベルトフィルタ１１の機能や遅延器１６の機能により第１の移相手段が構成されており、ヒルベルトフィルタ１２の機能や遅延機１８の機能により第２の移相手段が構成されており、加算器１３の機能により第１の加算手段が構成されており、乗算器１５の機能により第１の乗算手段が構成されており、乗算器１７の機能により第２の乗算手段が構成されており、加算器１９の機能により第２の加算手段が構成されており、乗算器２１の機能により第３の乗算手段が構成されており、加算器２２の機能により第３の加算手段が構成されている。
【０１０４】
また、本例の変調装置では、ヒルベルトフィルタ１１の機能により第１のヒルベルトフィルタが構成されており、遅延器１６の機能により第１の遅延手段が構成されており、ヒルベルトフィルタ１２の機能により第２のヒルベルトフィルタが構成されており、遅延器１８の機能により第２の遅延手段が構成されている。
【０１０５】
次に、本実施例に係る変調装置に対応して、当該変調装置により取得されるＩＳＢ変調信号を復調するＩＳＢ復調処理を行う復調装置を説明する。
図２には、本例に係る復調装置の構成例を示してある。
本例の復調装置には、ＢＰＦ３１と、Ａ／Ｄ変換器３２と、デジタル信号処理部３３と、ＵＳＢに対応したＤ／Ａ変換器３４及びＬＰＦ３５と、ＬＳＢに対応したＤ／Ａ変換器３６及びＬＰＦ３７とが備えられている。デジタル信号処理部３３には、ＣＯＳテーブル４１と、乗算器４２と、ＬＰＦ４３と、ヒルベルトフィルタ４４と、ＳＩＮテーブル４５と、乗算器４６と、ＬＰＦ４７と、遅延器４８と、加算器４９と、減算器５０とが備えられている。
【０１０６】
本例の復調装置により行われる動作の一例を示す。
復調対象として、例えば中間周波数（或いは、帯域）などの所定の周波数のＩＳＢ変調波がＢＰＦ３１に入力される。ＢＰＦ３１では、当該ＢＰＦ３１がアンチエリアシングフィルタとして作用し、フィルタリング後の信号がＡ／Ｄ変換器３２に入力される。なお、帯域ろ波を行うＢＰＦ３１の代わりに、低域ろ波を行うＬＰＦを用いることも可能である。Ａ／Ｄ変換器３２では、入力信号がアナログ信号からデジタル信号へ変換される。Ａ／Ｄ変換器３２からの出力は、乗算器４２の一方の入力端と乗算器４６の一方の入力端に入力される。
【０１０７】
ＣＯＳテーブル４１では、後述するＳＩＮテーブル４５と比べて９０度移相された（例えば、位相が進んだ）所要の搬送波信号ｃｏｓ｛（ωｃ）ｔ｝がデジタルデータとして出力される。ＣＯＳテーブル４１からの出力は、乗算器４２の他方の入力端に入力される。乗算器４２では、入力された信号同士の乗算処理が行われ、当該乗算結果がＬＰＦ４３へ出力される。ＬＰＦ４３では、入力される当該乗算結果に含まれる搬送波の２倍波の成分が除去され、当該除去結果がヒルベルトフィルタ４４へ出力される。ヒルベルトフィルタ４４では、入力信号に対して９０度の移相処理が行われ、当該移相結果が加算器４９の一方の入力端と減算器５０の一方の入力端に入力される。
【０１０８】
ＳＩＮテーブル４５では、ＣＯＳテーブル４１と比べて９０度移相された（例えば、位相が遅れた）所要の搬送波信号ｓｉｎ｛（ωｃ）ｔ｝がデジタルデータとして出力される。ＳＩＮテーブル４５からの出力は、乗算器４６の他方の入力端に入力される。乗算器４６では、入力された信号同士の乗算処理が行われ、当該乗算結果がＬＰＦ４７へ出力される。ＬＰＦ４７では、入力される当該乗算結果に含まれる搬送波の２倍波の成分が除去され、当該除去結果が遅延器４８へ出力される。遅延器４８では、入力信号に対してヒルベルトフィルタ４４による遅延と等しい遅延の処理を行い、当該遅延後の信号が加算器４９の他方の入力端と減算器５０の他方の入力端に入力される。
【０１０９】
加算器４９では、入力された信号同士の加算処理が行われ、当該加算結果がＤ／Ａ変換器３４へ出力される。Ｄ／Ａ変換器３４では、入力信号がデジタル信号からアナログ信号へ変換される。Ｄ／Ａ変換器３４からの出力は、ＬＰＦ３５に入力される。ＬＰＦ３５では、当該ＬＰＦ３５がスムージングフィルタとして作用し、フィルタリング後の信号が上側波帯（ＵＳＢ）に相当するＩＳＢ復調信号として出力される。
【０１１０】
減算器５０では、ヒルベルトフィルタ４４からの出力信号を遅延器４８からの出力信号から減算する処理が行われ、当該減算結果がＤ／Ａ変換器３６へ出力される。Ｄ／Ａ変換器３６では、入力信号がデジタル信号からアナログ信号へ変換される。Ｄ／Ａ変換器３６からの出力は、ＬＰＦ３７に入力される。ＬＰＦ３７では、当該ＬＰＦ３７がスムージングフィルタとして作用し、フィルタリング後の信号が下側波帯（ＬＳＢ）に相当するＩＳＢ復調信号として出力される。
【０１１１】
ここで、ＬＰＦ３５から出力されるＩＳＢ復調波としては、例えば上記式１１に示したのと同様な信号を取得することができ、また、ＬＰＦ３７から出力されるＩＳＢ復調波としては、例えば上記式１２に示したのと同様な信号を取得することができる。
【０１１２】
なお、一般的に、搬送波の乗算処理では当該搬送波の周波数（搬送周波数）が高くなるにしたがって処理負荷が大きくなるため、例えば、このような部分についてはＦＰＧＡを使用して構成し、その他の部分についてはＤＳＰを使用して構成することが好ましい。
【０１１３】
また、上記図２に示した復調装置では、信号の位相を９０度シフトさせる手段として、一般にＩＳＢ変復調などにおいて使用されるフィルタであるヒルベルトフィルタ４４を用いており、また、このようなフィルタを使用することによる信号の遅延が生じることから、当該遅延を実信号パスにおいて補償する遅延器４８を備えて、好ましい構成としたが、他の構成例として、ヒルベルトフィルタ４４の代わりに例えば遅延を生じさせずに信号の位相を９０度シフトさせるような移相手段を備えて、遅延器４８を省略したような構成を有する復調装置を実施することも可能である。
【０１１４】
以上のように、本例の復調装置では、次のようにして、抑圧搬送波のＩＳＢ（独立側波帯）復調方式により、ＩＳＢ変調方式による変調信号（ＩＳＢ変調信号）を復調する処理を行う。
すなわち、Ａ／Ｄ変換器３２が入力されたＩＳＢ変調波（例えば、中間周波数信号、或いは、帯域信号）をアナログ信号からデジタル信号へ変換し、これに際して、Ａ／Ｄ変換器３２の前段に設けられたＢＰＦ３１がアンチエリアシングフィルタの目的をもって帯域ろ波処理を行う。なお、ＢＰＦ３１の代わりに、低域ろ波処理を行うＬＰＦを用いることも可能である。
【０１１５】
また、ＣＯＳテーブル４１がデジタルデータによる搬送波発生処理を行い、第１の乗算器４２がＡ／Ｄ変換器３２からの出力の一方を一方の入力としてＣＯＳテーブル４１からの出力を他方の入力として乗算処理を行い、第１のＬＰＦ４３が第１の乗算器４２からの出力を入力して低域ろ波処理を行い、第１のヒルベルトフィルタ４４が第１のＬＰＦ４３からの出力信号の位相を９０度移相する。
【０１１６】
また、ＳＩＮテーブル４５がＣＯＳテーブル４１におけるデジタルデータによる搬送波発生処理に対して９０度位相が遅れたデジタルデータによる搬送波発生処理を行い、第２の乗算器４６がＡ／Ｄ変換器３２からの出力の他方を一方の入力としてＳＩＮテーブル４５からの出力を他方の入力として乗算処理を行い、第２のＬＰＦ４７が第２の乗算器４６からの出力を入力して低域ろ波処理を行い、遅延器４８が第２のＬＰＦ４７からの出力信号の遅延時間をヒルベルトフィルタ４４と同じ遅延時間とする。
【０１１７】
また、加算器４９がヒルベルトフィルタ４４からの出力の一方を一方の入力として遅延器４８からの出力の一方を他方の入力として加算処理を行い、減算器５０がヒルベルトフィルタ４４からの出力の他方を一方の入力として遅延器４８からの出力の他方を他方の入力として当該遅延器４８からの入力から当該ヒルベルトフィルタ４４からの入力を減算する。
【０１１８】
また、第１のＤ／Ａ変換器３４が加算器４９からの出力を入力してデジタル信号からアナログ信号へ変換し、第３のＬＰＦ３５が第１のＤ／Ａ変換器３４からの出力を入力してスムージングフィルタの目的をもって低域ろ波処理を行う。そして、第３のＬＰＦ３５からの出力をＵＳＢに対応した復調信号出力とする。
また、第２のＤ／Ａ変換器３６が減算器５０からの出力を入力してデジタル信号からアナログ信号へ変換し、第４のＬＰＦ３７が第２のＤ／Ａ変換器３６からの出力を入力してスムージングフィルタの目的をもって低域ろ波処理を行う。そして、第４のＬＰＦ３７からの出力をＬＳＢに対応した復調信号出力とする。
【０１１９】
また、本例の復調装置では、好ましい構成例として、第１の乗算器４２による乗算処理と、ＣＯＳテーブル４１による搬送波発生処理と、第２の乗算器４６による乗算処理と、ＳＩＮテーブル４５による搬送波発生処理をＦＰＧＡにより実現し、また、その他のデジタル信号処理をＤＳＰにより実現する。
【０１２０】
なお、本例の復調装置では、第１のＤ／Ａ変換器３４及び第３のＬＰＦ３５や第２のＤ／Ａ変換器３６及び第４のＬＰＦ３７を備えて、デジタル復調処理により得られる音声やデータなどのデジタル信号をアナログ信号へ変換して出力する構成としたが、他の構成例として、デジタル復調処理により得られる音声やデータなどのデジタル信号を出力するような構成として、第１のＤ／Ａ変換器３４や第２のＤ／Ａ変換器３６を省略することも可能である。
【０１２１】
このように、本例の復調装置では、例えばデジタル信号処理によりＩＳＢ復調処理を行う場合などにおいて、乗算処理の簡素化を図ることができ、例えば、従来例に係るアナログ信号処理によりＩＳＢ復調処理を行う方式ではＵＳＢとＬＳＢとの各々について個別に復調処理を行う必要がありハードウエアや処理負荷が非常に大きいという欠点があったが、本例の復調装置では、ハードウエアの負荷を小さくすることができ、また、処理負荷を軽減することができる。具体的には、本例の復調装置では、搬送波の乗算処理をＵＳＢとＬＳＢとで共通化することにより、例えば従来のように搬送波の乗算処理をＵＳＢとＬＳＢとで独立に行うような場合と比べて１／２の演算負荷で処理することが可能となり、また、このような効果は搬送波が高い周波数になるほど有効であり、デジタル信号処理に適している。
【０１２２】
ここで、本例の復調装置では、ＢＰＦ３１に入力されるＩＳＢ変調信号から上側波帯及び下側波帯の変調信号が構成されており、ＬＰＦ３５から出力される復調信号から第１の情報信号が構成されており、ＬＰＦ３７から出力される復調信号から第２の情報信号が構成されており、ＣＯＳテーブル４１から出力される信号から第１の搬送波信号が構成されており、ＳＩＮテーブル４５から出力される信号から第２の搬送波信号が構成されている。
また、本例の復調装置では、ＣＯＳテーブル４１の機能やＳＩＮテーブル４５の機能により搬送波信号供給手段が構成されており、デジタル信号処理部３３などの機能により上側波帯情報信号取得手段や下側波帯情報信号取得手段が構成されている。
【０１２３】
また、本例の復調装置では、乗算器４２の機能により第１の乗算手段が構成されており、ヒルベルトフィルタ４４の機能や遅延器４８の機能により移相手段が構成されており、乗算器４６の機能により第２の乗算手段が構成されており、加算器４９の機能により加算手段が構成されており、減算器５０の機能により減算手段が構成されている。
また、本例の復調装置では、遅延器４８の機能により遅延手段が構成されている。
【０１２４】
ここで、本発明に係る変調装置や復調装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
【０１２５】
また、本発明に係る変調装置や復調装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Read Only Memory）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【０１２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る変調装置によると、第１の情報信号から上側波帯の変調信号を取得し、第２の情報信号から下側波帯の変調信号を取得するに際して、例えば、互いに位相が９０度ずれた第１の搬送波信号及び第２の搬送波信号を供給し、第１の移相処理により第１の情報信号の位相を９０度ずらし、第２の移相処理により第２の情報信号の位相を９０度ずらし、第１の加算処理により第１の移相処理により位相を９０度ずらした第１の情報信号と第２の移相処理により位相を９０度ずらした第２の情報信号とを加算し、第１の乗算処理により第１の加算処理による加算結果と第１の搬送波信号とを乗算し、第２の乗算処理により第１の情報信号を（−１）倍し、第２の加算処理により第２の乗算処理により（−１）倍した第１の情報信号と第２の情報信号とを加算し、第３の乗算処理により第２の加算処理による加算結果と第２の搬送波信号とを乗算し、第３の加算処理により第１の乗算処理による乗算結果と第３の乗算処理による乗算結果とを加算し、第３の加算処理による加算結果から上側波帯の変調信号及び下側波帯の変調信号を取得するようにしたため、例えば、上側波帯変調信号取得処理と下側波帯変調信号取得処理とで搬送波発振器を共通化することや、上側波帯変調信号取得処理と下側波帯変調信号取得処理とで第１の搬送波信号を乗算する乗算器や第２の搬送波信号を乗算する乗算器を共通化することが実現され、これにより、ハードウエアや処理負荷を小さくして、変調処理を効率的に行うことができ、特に、デジタル信号処理に適しており、ＩＳＢ変調方式による変調処理に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例に係る変調装置の構成例を示す図である。
【図２】  復調装置の構成例を示す図である。
【図３】  変調処理を説明するための構成例を示す図である。
【図４】  復調処理を説明するための構成例を示す図である。
【図５】  各変調方式による変調波の周波数スペクトラムの一例を示す図である。
【図６】  ＩＳＢ変調処理を説明するための構成例を示す図である。
【図７】  従来例に係るＩＳＢ変調処理を行う構成例を示す図である。
【図８】  ＩＳＢ復調処理を説明するための構成例を示す図である。
【図９】  従来例に係るＩＳＢ復調処理を行う構成例を示す図である。
【符号の説明】
１、３、７、３５、３７、４３、４７、６１、６５、８５・・ＬＰＦ、
２、４、３２、６２、８２・・Ａ／Ｄ変換器、
５、３３、６３、８３・・デジタル信号処理部、
６、３４、３６、６４、８４・・Ｄ／Ａ変換器、
１１、１２、４４、７１、９３・・ヒルベルトフィルタ、
１３、１９、２２、４９、７８・・加算器、
１４、４１、７２、９１・・ＣＯＳテーブル、
１５、１７、２１、４２、４６、７３、７４、７７、９２、９５・・乗算器、
１６、１８、４８、７５、９６・・遅延器、
２０、４５、７６、９４・・ＳＩＮテーブル、  ３１、８１・・ＢＰＦ、
５０・・減算器、  ９７・・加減算器、
【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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【図９】
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