(57)【要約】【課題】周波数が高くなったり、並列サンプリングのサンプリング周期が狭くなったとしても、容易に、並列サンプリングが可能な並列サンプリング装置及び方法を提供することを目的とする。【解決手段】標本化関数（Ｓｉｎπｔ／πｔ）の値を記憶したメモリ１３と、低域通過フィルタ１０と、低域通過フィルタ１０を経た信号に対して、サンプリング周期Ｔｓで、サンプリングを行うサンプリング手段１１と、サンプリング手段１１の後段に設けられた並列サンプリング手段１２とを有し、並列サンプリング手段１２は、サンプリング手段１１によって得られたサンプリング値と、メモリ１３に格納された標本化関数の値とに基づいて、サンプリング周期Ｔｓ／Ｎ（Ｎは、２以上の自然数）の間隔の並列サンプリング値を生成する。【選択図】図４
2009010754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本化関数（Ｓｉｎπｔ／πｔ）の値を記憶したメモリと、
低域通過フィルタ又は帯域通過フィルタと、
該低域通過フィルタ又は帯域通過フィルタを経た信号に対して、サンプリング周期Ｔｓで、第１のサンプリングを行うサンプリング手段と、
該サンプリング手段の後段に設けられた並列サンプリング値生成手段とを有し、
該並列サンプリング値生成手段は、前記サンプリング手段によって得られた第１のサンプリング値と、前記メモリに格納された標本化関数の値とに基づいて、サンプリング周期Ｔｓの第２のサンプリングの第２のサンプリング値を生成することを特徴とする並列サンプリング装置。
【請求項２】
前記メモリは、ΔＴ（＝ＴＳ／Ｎ×Ｍ、但し、Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上の整数。）の間隔で、標本化関数の値を記憶し、
前記第２のサンプリングが、間隔Ｔｓ／Ｎ毎になされる複数のサンプリングの場合、
前記並列サンプリング値生成手段は、前記第１のサンプリング値と、ｔ＝±Ｔｓ／Ｎ、±２Ｔｓ／Ｎ、±３Ｔｓ／Ｎ、・・・の標本化関数の値とに基づいて、第２のサンプリング値を生成することを特徴とする請求項１記載の並列サンプリング装置。
【請求項３】
サンプリングされる信号をＬＰＦ処理又はＢＰＦ処理するフィルタステップと、
該フィルタステップを経た信号に対して、サンプリング周期Ｔｓで第１のサンプリングを行うサンプリングステップと、
標本化関数メモリに格納された標本化関数値と、前記サンプリングステップで得られた第１のサンプリング値とに基づいて、サンプリング周期Ｔｓの第２のサンプリングの第２のサンプリング値を生成する並列サンプリング値生成ステップとを有することを特徴とする並列サンプリング方法。
【請求項４】
前記メモリには、ΔＴ（＝ＴＳ／Ｎ×Ｍ、但し、Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上の整数。）の間隔で、標本化関数の値が記憶され、
前記第２のサンプリングが、間隔Ｔｓ／Ｎ毎になされる複数のサンプリングの場合、
前記並列サンプリング値生成ステップでは、前記第１のサンプリング値と、ｔ＝±Ｔｓ／Ｎ、±２Ｔｓ／Ｎ、±３Ｔｓ／Ｎ、・・・の標本化関数の値とに基づいて、第２のサンプリング値を生成することを特徴とする請求項３記載の並列サンプリング方法。
【請求項５】
送信装置からの無線周波数信号を受信して、ベースバンド信号の受信信号に変換する受信手段と、
標本化関数の値を記憶したメモリと、
受信手段の出力が供給される低域通過フィルタ又は帯域通過フィルタと、
該低域通過フィルタ又は帯域通過フィルタを経た受信信号に対して、サンプリング周期Ｔｓで、第１のサンプリングを行うサンプリング手段と、
該サンプリング手段の後段に設けられた並列サンプリング値生成手段と、
該並列サンプリング値生成手段の後段に設けられた信号再生手段とを有し、
前記並列サンプリング値生成手段は、前記サンプリング手段によって得られた第１のサンプリング値と、前記メモリに格納された標本化関数の値とに基づいて、サンプリング周期Ｔｓの第２のサンプリングの第２のサンプリング値を生成し、
前記信号再生手段は、前記第１のサンプリング値と前記第２のサンプリング値とに基づいて、信号を再生することを特徴とする受信装置。
【請求項６】
送信装置からの無線周波数信号を受信して、ベースバンド信号の受信信号に変換する受信ステップと、
該受信ステップでベースバンド信号の受信信号に変換された受信信号を、ＬＰＦ処理又はＢＰＦ処理するフィルタステップと、
該フィルタステップを経た信号に対して、サンプリング周期Ｔｓで第１のサンプリングを行うサンプリングステップと、
標本化関数メモリに格納された標本化関数値と、前記サンプリングステップで得られた第１のサンプリング値と、に基づいて、サンプリング周期Ｔｓの第２のサンプリングの第２のサンプリング値を生成する並列サンプリング値生成ステップと、
前記第１のサンプリング値と前記第２のサンプリング値とに基づいて、信号を再生する信号再生ステップとを有することを特徴とする受信方法。
【請求項７】
前記メモリに標本化関数を記憶する代わりに、補間関数を記憶したことを特徴とする請求項１又は２記載の並列サンプリング装置。
【請求項８】
前記メモリに標本化関数を記憶する代わりに、補間関数を記憶したことを特徴とする請求項５記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列サンプリング装置、並列サンプリング方法、受信装置及び受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変調信号からＩ信号およびＱ信号を、オーバサンプリングして、Ｉ信号，Ｑ信号の位相ずれを補正したり（特許文献１参照）、受信機において、ＯＦＤＭ信号、テレビ信号をオーバサンプリングして受信信号を受信する技術が開発されている（特許文献２，３参照）。
【特許文献１】特開２００５−３０３３８６
【特許文献２】特開２００１−２６８０４１
【特許文献３】特開２００５−３０３３８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、扱う信号の周波数が高くなったり、オーバサンプリングのサンプリング周期が狭くなったりすると、オーバサンプリングを行うことが困難となるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、周波数が高くなったり、オーバサンプリングのサンプリング周期が狭くなったとしても、容易に、オーバサンプリングが可能な並列サンプリング装置及び方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の並列サンプリング装置は、標本化関数（Ｓｉｎπｔ／πｔ）の値を記憶したメモリと、低域通過フィルタ又は帯域通過フィルタと、該低域通過フィルタ又は帯域通過フィルタを経た信号に対して、サンプリング周期Ｔｓで、第１のサンプリングを行うサンプリング手段と、該サンプリング手段の後段に設けられた並列サンプリング値生成手段とを有し、該並列サンプリング値生成手段は、前記サンプリング手段によって得られた第１のサンプリング値と、前記メモリに格納された標本化関数の値とに基づいて、サンプリング周期Ｔｓの第２のサンプリングの第２のサンプリング値を生成することを特徴とする。
【０００６】
なお、並列サンプリングは、サンプリングされた結果を用いて、更に、同じサンプリング周期のサンプリングを行うものであって、結果として、オーバサンプリングをすることとなる。
【０００７】
オーバサンプリングは、一つのサンプリングで、オーバサンプリングを行うが、並列サンプリングは、最初のサンプリングの結果を用いて、更に、同じサンプリング周期のサンプリング値を得るものであり、最初のサンプリングと、並列サンプリングとを合わせて、オーバサンプリングと同じ結果となる。
【０００８】
また、上記目的を達成するために、本発明の並列サンプリング方法は、サンプリングされる信号をＬＰＦ処理又はＢＰＦ処理するフィルタステップと、該フィルタステップを経た信号に対して、サンプリング周期Ｔｓで第１のサンプリングを行うサンプリングステップと、標本化関数メモリに格納された標本化関数値と、前記サンプリングステップで得られた第１のサンプリング値とに基づいて、サンプリング周期Ｔｓの第２のサンプリングの第２のサンプリング値を生成する並列サンプリング値生成ステップとを有することを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明の受信装置は、送信装置からの無線周波数信号を受信して、ベースバンド信号の受信信号に変換する受信手段と、標本化関数の値を記憶したメモリと、受信手段の出力が供給される低域通過フィルタ又は帯域通過フィルタと、該低域通過フィルタ又は帯域通過フィルタを経た受信信号に対して、サンプリング周期Ｔｓで、第１のサンプリングを行うサンプリング手段と、該サンプリング手段の後段に設けられた並列サンプリング値生成手段と、該並列サンプリング値生成手段の後段に設けられた信号再生手段とを有し、前記並列サンプリング値生成手段は、前記サンプリング手段によって得られた第１のサンプリング値と、前記メモリに格納された標本化関数の値とに基づいて、サンプリング周期Ｔｓの第２のサンプリングの第２のサンプリング値を生成し、前記信号再生手段は、前記第１のサンプリング値と前記第２のサンプリング値とに基づいて、信号を再生することを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明の受信方法は、送信装置からの無線周波数信号を受信して、ベースバンド信号の受信信号に変換する受信ステップと、該受信ステップでベースバンド信号の受信信号に変換された受信信号を、ＬＰＦ処理又はＢＰＦ処理するフィルタステップと、該フィルタステップを経た信号に対して、サンプリング周期Ｔｓで第１のサンプリングを行うサンプリングステップと、標本化関数メモリに格納された標本化関数値と、前記サンプリングステップで得られた第１のサンプリング値と、に基づいて、サンプリング周期Ｔｓの第２のサンプリングの第２のサンプリング値を生成する並列サンプリング値生成ステップと、前記第１のサンプリング値と前記第２のサンプリング値とに基づいて、信号を再生する信号再生ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、周波数が高くなったり、オーバサンプリングのサンプリング周期が狭くなったとしても、容易に、オーバサンプリングが可能な並列サンプリング装置、並列サンプリング方法、受信装置及び受信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（標本化定理）
図１に標本化関数Ｆｓ（ｔ）を示す。標本化関数Ｆｓ（ｔ）は、次の式（１）で表せられる。
【００１３】
Ｆｓ（ｔ）＝Ａｓｉｎ２πＷｔ／２πＷｔ                  ・・・（１）
この標本化関数Ｆｓ（ｔ）は、
ｔ＝０で、振幅Ａの値を有し、
ｔ＝±１／Ｗ、±２／Ｗ、±３／Ｗ、・・・
で、ゼロの値をとる。
【００１４】
なお、Ｗ＝１／Ｔｓで、Ｔｓは、サンプリング周期である。
【００１５】
この標本化関数Ｆｓ（ｔ）を用いて、周波数Ｗ／２以下に帯域が制限された信号ｘ（ｔ）は、標本化定理により、次のように表すことができる。
2009010754.tif 000003
なお、x（ｋＴｓ）は、ｘ（ｔ）のサンプル間隔Ｔｓ毎のサンプル値である。
【００１６】
つまり、信号ｘ（ｔ）は、サンプル間隔Ｔｓ毎の標本化関数Ｆｓ（ｔ）の値とサンプル間隔Ｔｓ毎のサンプル値とによって、表すことができる。
【００１７】
これを、図２及び図３を用いて説明する。
【００１８】
図２には、信号ｘ（ｔ）が、サンプル間隔Ｔｓ毎（・・・−２Ｔｓ、−Ｔｓ、０、Ｔｓ、２Ｔｓ、・・・）にサンプルされて、サンプリング値（・・・ｘ（−２Ｔｓ）、ｘ（−Ｔｓ）、ｘ（０）、ｘ（Ｔｓ）、ｘ（２Ｔｓ）、ｘ（３Ｔｓ）、・・・）が得られている様子が示されている。
【００１９】
式（２）は、図３に示すように、ｘ(ｔ)が、・・・、ｘ（−２Ｔｓ）Ｆｓ(−２Ｔｓ)、ｘ（−Ｔｓ）Ｆｓ(−Ｔｓ)、ｘ（０）Ｆｓ(０)、ｘ（Ｔｓ）Ｆｓ(Ｔｓ)、ｘ（２Ｔｓ）Ｆｓ(２Ｔｓ)、ｘ（３Ｔｓ）Ｆｓ(３Ｔｓ)、・・・の和であることを示している。
（並列サンプリング装置）
図４に並列サンプリング装置の例を示す。図４の並列サンプリング装置は、ＬＰＦ(Low  Pass  Filter)１０、サンプリング手段１１、並列サンプリング手段及びｓｉｎｃ関数(標本化関数)メモリ１３から構成されている。なお、ＬＰＦの代わりに、ＢＰＦ(Band  Pass  Filter)を用いてもよい。
【００２０】
ＬＰＦ１０は、印加された信号から、所定周波数ｆ１を超える周数の信号を遮断し、周波数ｆ１以下の周波数の信号を通過させるものである。
【００２１】
サンプリング手段１１は、ＬＰＦ１０を通過した信号に対して、サンプリング周期１／２ｆ１以下の間隔で、サンプリングを行い、サンプリング周期とサンプリング値を、並列サンプリング手段１２に出力する。
【００２２】
並列サンプリング手段では、サンプリング手段１１からのサンプリング周期とサンプリング値及びｓｉｎｃ関数メモリ１３に格納されているｓｉｎｃ関数に基づいて、並列サンプリングを行う。
【００２３】
並列サンプリングは、等間隔でサンプリングを行う必要はない。ここでは、説明を簡単にするために、当間隔で、並列サンプリングを行う場合について説明する。
【００２４】
ここでは、図５に示すように、当初のサンプリング期間をＴｓとした場合、５倍のオーバサンプリング値を得たいのであれば、Ｔｓ／５のサンプリングの間隔の並列サンプリングを行うものである。
【００２５】
Ｎ倍のオーバサンプリングを行うには、図６に示すように、Ｔｓ／Ｎのサンプリング期間で並列サンプリングを行う必要がある。
【００２６】
ところで、図３に示したように、ｘ（ｔ）は、標本値と標本化関数Ｆｓ（ｔ）とによって、再現することができる。
【００２７】
してみると、標本値と標本化関数Ｆｓ（ｔ）とによって、再現されたｘ（ｔ）から、並列サンプリングの値も得られることができる。
【００２８】
例えば、図７に示すように、Ｎ倍のオーバサンプリングの場合、当初のサンプリング点の次のサンプリング点（Ｔｓ／Ｎ）である並列サンプリング値は、
ｘ（０）Ｆｓ（０）のｔ＝Ｔｓ／Ｎの値
ｘ（−Ｔｓ）Ｆｓ（−Ｔｓ）のｔ＝Ｔｓ／Ｎの値
ｘ（−２Ｔｓ）Ｆｓ（−２Ｔｓ）のｔ＝Ｔｓ／Ｎの値
ｘ（−３Ｔｓ）Ｆｓ（−３Ｔｓ）のｔ＝Ｔｓ／Ｎの値
・
・
ｘ（Ｔｓ）Ｆｓ（Ｔｓ）のｔ＝Ｔｓ／Ｎの値
ｘ（２Ｔｓ）Ｆｓ（２Ｔｓ）のｔ＝Ｔｓ／Ｎの値
ｘ（３Ｔｓ）Ｆｓ（２Ｔｓ）のｔ＝Ｔｓ／Ｎの値
・
・
・
の和で表すことができる。
【００２９】
また、標本化関数Ｆｓ（ｔ）は偶関数であることを考慮し、更に、Ｆｓ（０）に正規化して表現すると、当初のサンプリング点の次のサンプリング点（Ｔｓ／Ｎ）である並列サンプリング値は、
ｘ（０）Ｆｓ（０）のｔ＝Ｔｓ／Ｎの値
ｘ（−Ｔｓ）Ｆｓ（０）のｔ＝Ｔｓ＋Ｔｓ／Ｎの値
ｘ（−２Ｔｓ）Ｆｓ（０）のｔ＝２Ｔｓ＋Ｔｓ／Ｎの値
ｘ（−３Ｔｓ）Ｆｓ（０）のｔ＝３Ｔｓ＋Ｔｓ／Ｎの値
・
・
ｘ（Ｔｓ）Ｆｓ（０）のｔ＝Ｔｓ−Ｔｓ／Ｎの値
ｘ（２Ｔｓ）Ｆｓ（０）のｔ＝２Ｔｓ−Ｔｓ／Ｎの値
ｘ（３Ｔｓ）Ｆｓ（０）のｔ＝３Ｔｓ−Ｔｓ／Ｎの値
・
・
・
の和で表すことができる。
【００３０】
同様に、他の並列サンプリング点の値も、サンプリング値と、標本化関数Ｆｓ（ｔ）とによって、得ることができる。
【００３１】
次に、並列サンプリングを行う受信装置の例について、図８を用いて説明する。
【００３２】
図８の受信装置は、受信手段１４、ＬＰＦ１５、サンプリング手段１６、並列サンプリング値生成手段１７、信号再生手段１８及び標本化関数値メモリ１９から構成されている。
【００３３】
受信手段１４は、送信装置からの無線周波数信号を受信して、高周波数の受信信号をベースバンド信号の受信信号に変換する。
【００３４】
ＬＰＦ１５は、ベースバンド信号が供給されて、周波数ｆ０以上の高周波数成分を除去する。
【００３５】
サンプリング手段１６は、サンプリング周期Ｔｓで、ＬＰＦ１５の出力をサンプリングする。サンプリング周波数（＝１／ＴＳ）は、２ｆ０以上の周波数である必要がある。
【００３６】
並列サンプリング値生成手段１７は、サンプリング手段１６によって得られたサンプリング値と、標本化関数値メモリ１９に格納された標本化関数の値とに基づいて、図４で説明した方法と同様に、サンプリング周期Ｔｓの並列サンプリング値を生成とする。
【００３７】
信号再生手段１８は、サンプリング手段１６のサンプリング値と並列サンプリング値生成手段１７で生成された並列サンプリング値とに基づいて、信号を再生する。
【００３８】
なお、ＬＰＦ１５に代えて、ＢＰＦを用いてもよい。
【００３９】
次に、並列サンプリングを行う受信方法の例について、図９を用いて説明する。
【００４０】
図９の受信方法は、送信装置からの無線周波数信号を受信して、ベースバンド信号の受信信号に変換する受信ステップＳ１１と、受信ステップＳ１１でベースバンド信号の受信信号に変換された受信信号を、ＬＰＦ処理又はＢＰＦ処理するフィルタステップＳ１２と、フィルタステップＳ１２を経た信号に対して、サンプリング周期Ｔｓでサンプリングを行うサンプリングステップＳ１３と、標本化関数メモリに格納された標本化関数値と、サンプリングステップＳ１３で得られたサンプリング値とに基づいて、サンプリング周期Ｔｓの並列サンプリング値を生成する並列サンプリング値生成ステップＳ１４と、サンプリングステップＳ１３で得られたサンプリング値と並列サンプリング値生成ステップＳ１４で得られた並列サンプリング値とに基づいて、信号を再生する信号再生ステップＳ１５とを有する。
【００４１】
なお、本願発明は、一般のオーバサンプリングに適用できると共に、本発明者が提案している、特願２００６−１５３４３０号、特願２００６−１８１３７２号、特願２００７−４７５７６号、特願２００７−１０３０７８号等の発明のオーバサンプリングにも適用できる。
【００４２】
次に、これらの出願で説明されているオーバサンプリングによる仮想チャネルについて説明する。
（オーバサンプリング）
先ず、信号Ｐ（１、-1、１、１）のオーバサンプリングについて、図１０を用いて説明する。
【００４３】
図１０（Ａ）に示すように、信号Ｐのピッチ間隔をτ（ピッチ周波数１／τ）としたとき、ピッチ周波数の４倍の周波数（τ／４の間隔）で、オーバサンプリングを行うと、図１０（Ｂ）に示すように、
信号Ａ（１、−１、１、１）が、信号Ｂ（１、１、１、１、-1、-1、-1、-1、１、１、１、１、１、１、１、１）となる。
【００４４】
なお、オーバサンプリングのタイミングが固定されていれば、オーバサンプリングの間隔は、同一でなくてもよい。
【００４５】
ここでは、オーバサンプリングのサンプリング毎に、回線があるとみなして、考察する。
【００４６】
図１１に示されているように、信号（ａ０、ａ１、・・・、ａ（Ｍ−１））が受信され、かつ、オーバサンプリングされる。このとき、信号ａ０に対するオーバサンプリング＃１の信号をａ０−１とし、信号ａ０に対するオーバサンプリング＃２の信号をａ０−２とし、・・・信号ａ０に対するオーバサンプリング＃Ｍの信号をａ０−Ｍとし、信号ａ１に対するオーバサンプリング＃１の信号をａ１−１とし、信号ａ１に対するオーバサンプリング＃２の信号をａ１−２とし、・・・信号ａ１に対するオーバサンプリング＃Ｍの信号をａ１−Ｍとし、・・・・信号ａ（Ｍ−１）に対するオーバサンプリング＃１の信号をａ（Ｍ−１）−１とし、信号ａ（Ｍ−１）に対するオーバサンプリング＃２の信号をａ（Ｍ−１）−２とし、・・・信号ａ（Ｍ−１）に対するオーバサンプリング＃Ｍの信号をａ（Ｍ−１）−Ｍとする。
【００４７】
これを、サンプリング点での信号の系列で見ると、図１２のように示せる。
【００４８】
サンプリング点＃０の系列      ａ０―０          ａ１―０          ・・・・ａ（Ｍ−１）―０
サンプリング点＃１の系列      ａ０―１          ａ１―１          ・・・・ａ（Ｍ−１）―１
・・・・
サンプリング点＃Ｕ−１の系列  ａ０―（Ｕ−１）    ａ１―（Ｕ−１）  ・・・ ａ（Ｍ−１）−（Ｕ−１）
これによれば、サンプリング点毎に、送信信号に対応する信号系列が存在しており、換言すれば、サンプリング点毎に、仮想的なチャネルが存在していると言える。
【００４９】
なお、上記説明では、標本化関数を用いた場合について説明したが、厳密な並列サンプリングで無い場合は、常用されている補間関数（例えば、スプライン関数、ラグランジェ関数、レイズトコサイン関数等）を用いても良い。
【００５０】
以上、発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、この最良の形態で述べた実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】標本化関数を説明するための図である。
【図２】サンプリングを説明するための図である。
【図３】信号は、標本値と標本化関数とによって、再現することができることを説明するための図である。
【図４】並列サンプリング装置を説明するための図である。
【図５】並列サンプリングを説明するための図（その１）である。
【図６】並列サンプリングを説明するための図（その２）である。
【図７】並列サンプリング値が、標本値と標本化関数とによって、得られることを説明するための図である
【図８】受信装置を説明するための図である。
【図９】受信方法を説明するための図である。
【図１０】オーバサンプリングを説明するための図である。
【図１１】オーバサンプリングに基づく仮想チャネルを説明するための図（その１）である。
【図１２】オーバサンプリングに基づく仮想チャネルを説明するための図（その２）である。
【符号の説明】
【００５２】
１０、１５    ＬＰＦ
１１、１６    サンプリング手段
１２、１７    並列サンプリング値生成手段
１３、１９    標本化関数値メモリ
１４    受信手段
１８    信号再生手段
２１    アンテナ
２２    受信部
２３    仮想チャネル分離部
２４    パイロット信号抽出部
３５    マルチパス特許検出部
３６    マルチパス補正部
３７    送信信号予測部
３８    チャネル間漏洩特性検出部
【図１】
2009010754.tif 000004
【図２】
2009010754.tif 000005
【図３】
2009010754.tif 000006
【図４】
2009010754.tif 000007
【図５】
2009010754.tif 000008
【図６】
2009010754.tif 000009
【図７】
2009010754.tif 000010
【図８】
2009010754.tif 000011
【図９】
2009010754.tif 000012
【図１０】
2009010754.tif 000013
【図１１】
2009010754.tif 000014
【図１２】
2009010754.tif 000015