JP2009027699A - Ｓｓｂ信号受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＳＢ信号の復調信号を得るための除算処理において、如何なる場合も零でない除数で演算するようにし、従来よりも原信号を正確に復調し、聴感上の雑音を除去可能なＳＳＢ信号受信装置を提供する。
【解決手段】 ＳＳＢ信号受信装置１は、除算器１９０の除数信号Ｓ１８１が零でないとして導出した以下の式を用いて、雑音除去回路９００の出力信号である搬送波成分Ｓ９１１の最大振幅及びＳＳＢ信号成分Ｓ９１２の最大振幅を、振幅比調整器９１０，９２０（増幅器または減衰器）により調整する。ここで、搬送波成分Ｓ９１１の最大振幅をＡ、ＳＳＢ信号成分Ｓ９１２の最大振幅をＢ、移相器５０の増幅度をＧ、移相量をφとする。

【選択図】図２

Description

本発明は、振幅歪を含むＳＳＢ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｉｄｅ Ｂａｎｄ：単側波帯）信号の受信装置に関し、特に、中波放送、短波放送、無線電話、無線呼出、無線操縦、無線標識などに用いる受信装置に関するものである。

従来、中波放送、短波放送、無線電話、無線呼出、無線操縦、無線標識などに用いるＳＳＢ信号受信装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このＳＳＢ信号は、被変調波をキャリア成分、ＬＳＢ成分及びＵＳＢ成分に展開した場合に、ＬＳＢ成分及びＵＳＢ成分のみの側帯波信号をいう。このようなＳＳＢ信号による通信方式では、送信時にキャリア成分を含まないため、送信電力量を低減することができ、送信電力の効率化を図ることができる。

図１は、従来のＳＳＢ信号受信装置の構成を示す図である。このＳＳＢ信号受信装置２は、搬送波付きのＳＳＢ信号を直交復調する装置であり、搬送波付きのＳＳＢ信号を搬送波成分の信号（以下、「搬送波成分」という。）Ｓ３１とＳＳＢ信号成分の信号（以下、「ＳＳＢ信号成分」という。）Ｓ３２とに分離した後、これらの振幅比の調整を行うことなく、再合成、直交検波及び信号演算を行い、ＳＳＢ信号の復調信号Ｓ１９１を出力するものである。図１において、ＳＳＢ信号受信装置２は、周波数変換回路２０、搬送波／信号分離回路３０、増幅器４０、搬送波／信号再合成回路８０、直交検波回路１００，１１０、検波信号演算回路２００及び除算器１９０を備えている。各回路などの詳細な説明については後述する。

このようなＳＳＢ信号受信装置２において、除算器１９０は、被除数である信号Ｓ１７１を、除数である信号Ｓ１８１で除算し、その除算結果をＳＳＢ信号の復調信号Ｓ１９１として出力する（特許文献１、段落番号００２４を参照）。

特開２００７−８１６５３号公報

しかし、従来のＳＳＢ信号受信装置２は、除算器１９０の除算処理において除数である信号Ｓ１８１が零の場合、除算器１９０の除算結果である復調信号Ｓ１９１が不定となり、原信号を正確に復調することができないという問題があった。この問題を解決するために、除算器１９０による除算処理と併せ、複数のサンプリング値を用いて補完処理などを行うことが想定される。しかしながら、このような補完処理などを行った場合には、復調信号Ｓ１９１には聴感上著しい雑音を含んでしまうという欠点があった。したがって、このような補完処理などでは十分に対処することができない。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ＳＳＢ信号の復調信号を得るための除算処理において、如何なる場合も零でない除数で演算するようにし、従来よりも原信号を正確に復調し、聴感上の雑音を除去可能なＳＳＢ信号受信装置を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、ＳＳＢ信号の復調信号を得るための除算処理において、如何なる場合も零でない除数を生成するための手段を見出した。すなわち、ＳＳＢ信号受信装置において、搬送波成分の最大振幅及びＳＳＢ信号の最大振幅を、後述する式（９００）の条件を満たすように調整することにより、如何なる場合も除数が零にならないことを見出した。

まず、前記本発明が適用されるＳＳＢ信号受信装置の例について説明する。図２は、本発明によるＳＳＢ信号受信装置の例を説明するための図である。このＳＳＢ信号受信装置１は、搬送波が付加されたＳＳＢ信号を直交検波により復調する装置であり、周波数変換回路２０、搬送波／信号分離回路３０、増幅器４０、雑音除去回路９００、搬送波／信号再合成回路８０、直交検波回路１００，１１０、検波信号演算回路２００及び除算器１９０を備えている。

周波数変換回路２０は、搬送波が付加されたＳＳＢ信号について、一定の中間周波数の信号に変換する。搬送波／信号分離回路３０は、中間周波数の信号から搬送波成分Ｓ３１及びＳＳＢ信号成分Ｓ３２を分離する。増幅器４０は、搬送波成分Ｓ３１の振幅を増幅して搬送波成分Ｓ４１を出力する。

雑音除去回路９００は、後述する式（９００）の条件を満たすように、搬送波成分Ｓ４１及びＳＳＢ信号成分Ｓ３２を振幅比調整器９１０，９２０により増幅または減衰し、搬送波成分Ｓ９１１及びＳＳＢ信号成分Ｓ９１２を出力する。搬送波／信号再合成回路８０は、搬送波成分Ｓ９１１とＳＳＢ信号成分Ｓ９１２とを合成器６０により合成し、合成信号Ｓ６１を出力する。また、搬送波成分Ｓ９１１を移相器５０によって所定分増幅及び移相させた搬送波成分Ｓ５１とＳＳＢ信号成分Ｓ９１２とを合成器７０により合成し、合成信号Ｓ７１を出力する。ここで、搬送波成分Ｓ９１１と搬送波成分Ｓ５１とは、移相器５０により、符号、振幅または移相が異なる信号である。

直交検波回路１００，１１０は、合成信号Ｓ６１，Ｓ７１を直交検波する。検波信号演算回路２００は、直交検波回路１００，１１０から同相成分及び直交成分の直交検波信号をそれぞれ入力し、所定の演算を行い、復調信号Ｓ１９１を得るための被除数信号Ｓ１７１、及び除数信号Ｓ１８１を出力する。除算器１９０は、被除数信号Ｓ１７１及び除数信号Ｓ１８１により除算を行い、ＳＳＢ信号の復調信号Ｓ１９１を出力する。

このようなＳＳＢ信号受信装置１において、本発明は、除算器１９０の除数信号Ｓ１８１が零にならないように、雑音除去回路９００の出力信号である搬送波成分Ｓ９１１の最大振幅及びＳＳＢ信号成分Ｓ９１２の最大振幅を、振幅比調整器９１０，９２０（増幅器または減衰器）により調整することを特徴とする。つまり、ＳＳＢ信号受信装置１は、除数信号Ｓ１８１が零でないとして導出した条件式（後述する式（９００））を用いる。

具体的には、搬送波成分Ｓ９１１の最大振幅をＡ、ＳＳＢ信号成分Ｓ９１２の最大振幅をＢ、搬送波／信号再合成回路８０に備えた移相器５０の増幅度をＧ、移相量をφとした場合に、以下の式（９００）の条件を満たすようにする。

つまり、この式（９００）は除数信号Ｓ１８１が零でないときの条件式であるから、この式（９００）を満たすように、搬送波成分Ｓ９１１の最大振幅及びＳＳＢ信号成分Ｓ９１２の最大振幅を調整する。これにより、除数信号Ｓ１８１は零になることがない。

すなわち、本発明によるＳＳＢ信号受信装置は、搬送波が付加されたＳＳＢ信号を直交検波により復調するＳＳＢ信号受信装置において、搬送波が付加されたＳＳＢ信号を、搬送波成分及びＳＳＢ信号成分に分離する搬送波／信号分離手段と、前記搬送波成分及びＳＳＢ信号成分に基づいて、最大振幅を調整する振幅調整手段と、前記最大振幅が調整された搬送波成分及びＳＳＢ信号成分を入力し、該搬送波成分とＳＳＢ信号成分とを合成すると共に、搬送波成分から符号、振幅または位相が異なる搬送波成分を生成し、該生成した搬送波成分とＳＳＢ信号成分とを合成し、これら２つの合成信号を出力する搬送波／信号合成手段と、前記２つの合成信号をそれぞれ直交検波して直交検波信号を出力する直交検波手段と、前記直交検波手段により出力された直交検波信号を用いて除算演算によりＳＳＢ信号の復調信号を生成する検波信号演算手段とを備え、前記振幅調整手段による搬送波成分及びＳＳＢ信号成分の最大振幅の調整により、検波信号演算手段の除算演算における除数が零にならないようにしたことを特徴とする。

また、本発明によるＳＳＢ信号受信装置は、前記搬送波／信号合成手段が、符号、振幅または位相が異なる搬送波成分を生成するための移相器を有し、前記振幅調整手段が、振幅調整後の搬送波成分の最大振幅をＡ、振幅調整後のＳＳＢ信号成分の最大振幅をＢ、前記移相器の増幅度をＧ、移相量をφとした場合に、前述した式（９００）の条件を満たすように、搬送波成分の最大振幅及びＳＳＢ信号成分の最大振幅を調整することを特徴とする。

この場合、前記移相器の移相量φを、−３π／２または−π／２とすることが望ましい。また、前記移相器の移相量φを、−２π＜φ≦０（但し、φ≠−π，０）とすることが望ましい。

以上のように、本発明によれば、ＳＳＢ信号の復調信号を得るための除算処理において、零でない除数で演算するようにした。これにより、復調信号は不定になることがなく、従来よりも原信号を正確に復調し、聴感上の雑音を除去することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。実施例１は、搬送波／信号再合成回路８０に備えた移相器５０において、増幅度Ｇ＝１及び移相量φ＝−３π／２（３π／２の遅相）を設定した場合の例を示し、実施例２は、移相器５０において、増幅度Ｇ＝１及び移相量φ＝−π／２（π／２の遅相）を設定した場合の例を示し、実施例３は、実施例１及び実施例２を一般化したものであり、移相器５０において、任意の増幅度Ｇを設定し、かつ移相量φを−２π＜φ≦０（但し、φ≠−π，０）の範囲で設定した場合の例を示している。以下、実施例１〜実施例３について説明する。尚、数式の番号は、図中に示す信号Ｓと同一の番号で示してある。

〔実施例１〕
まず、実施例１について説明する。実施例１は、搬送波／信号再合成回路８０に備えた移相器５０において、増幅度Ｇ＝１及び移相量φ＝−３π／２（３π／２の遅相）を設定した場合の例である。図３は、本発明の実施の形態によるＳＳＢ信号受信装置（実施例１）の構成を示す図である。

〔実施例１／構成〕
まず、ＳＳＢ信号受信装置１−１の構成について説明する。このＳＳＢ信号受信装置１−１は、周波数変換回路２０、搬送波／信号分離回路３０、増幅器４０、雑音除去回路９００、搬送波／信号再合成回路８０、直交検波回路１００，１１０、検波信号演算回路２００−１及び除算器１９０を備えている。また、雑音除去回路９００は、増幅器または減衰器である振幅比調整器９１０，９２０を備え、搬送波／信号再合成回路８０は、移相器５０及び合成器６０，７０を備え、直交検波回路１００は、移相器１０１、乗算器１０２，１０３及びＬＰＦ（低域通過フィルタ）１０４，１０５を備え、直交検波回路１１０は、移相器１１１、乗算器１１２，１１３及びＬＰＦ１１４，１１５を備え、検波信号演算回路２００−１は、乗算器１３０，１４０，１５０及び減算器１７０，１８０を備えている。

図１に示した従来のＳＳＢ信号受信装置２と図３に示す実施例１のＳＳＢ信号受信装置１−１とを比較すると、両装置は、周波数変換回路２０、搬送波／信号分離回路３０、増幅器４０、直交検波回路１００，１１０、検波信号演算回路２００（２００−１）及び除算器１９０を備えている点で共通するが、ＳＳＢ信号受信装置１−１は、ＳＳＢ信号受信装置２の構成に加えて雑音除去回路９００を備えている点で相違する。

ＳＳＢ信号受信装置１−１が、搬送波が付加されたＳＳＢ信号を受信すると、周波数変換回路２０は、その搬送波が付加されたＳＳＢ信号について、一定の中間周波数の信号に変換する。搬送波／信号分離回路３０は、周波数変換回路２０により周波数変換された中間周波数の信号を入力し、その信号から搬送波成分Ｓ３１及びＳＳＢ信号成分Ｓ３２を分離する。増幅器４０は、搬送波／信号分離回路３０により分離された搬送波成分Ｓ３１の振幅を増幅する。

雑音除去回路９００は、増幅器４０により増幅された搬送波成分Ｓ４１、及び、搬送波／信号分離回路３０により分離されたＳＳＢ信号成分Ｓ３２をそれぞれ入力し、前述した式（９００）の条件に合致するように、搬送波成分Ｓ４１及びＳＳＢ信号成分Ｓ３２を増幅または減衰し、搬送波成分Ｓ９１１及びＳＳＢ信号成分Ｓ９１２を出力する。具体的には、振幅比調整器９１０は、搬送波成分Ｓ４１を式（９００）の条件に合致するように増幅または減衰し、搬送波成分Ｓ９１１を出力する。また、振幅比調整器９２０は、ＳＳＢ信号成分Ｓ３２を、式（９００）の条件に合致するように増幅または減衰し、ＳＳＢ信号成分Ｓ９１２を出力する。ここで、式（９００）において、Ａは搬送波成分Ｓ９１１の最大振幅、ＢはＳＳＢ信号成分Ｓ９１２の最大振幅、Ｇは搬送波／信号再合成回路８０に備えた移相器５０の増幅度、φは移相器５０の移相量をそれぞれ示す。本実施例１の場合、Ｇ＝１及びφ＝−３π／２であるから、Ａ／Ｂ＞√２となる。

雑音除去回路９００の出力信号である搬送波成分Ｓ９１１は、搬送波／信号再合成回路８０の移相器５０及び合成器６０、並びに、直交検波回路１００の移相器１０１、乗算器１０３及び直交検波回路１１０の移相器１１１、乗算器１１３へそれぞれ供給される。また、雑音除去回路９００の出力信号であるＳＳＢ信号成分Ｓ９１２は、搬送波／信号再合成回路８０の合成器６０，７０へそれぞれ供給される。

搬送波／信号再合成回路８０は、雑音除去回路９００から搬送波成分Ｓ９１１及びＳＳＢ信号成分Ｓ９１２を入力し、搬送波成分Ｓ９１１とＳＳＢ信号成分Ｓ９１２とを合成し、合成信号Ｓ６１を出力すると共に、搬送波成分Ｓ９１１を−３π／２移相させた搬送波成分Ｓ５１とＳＳＢ信号成分Ｓ９１２とを合成し、合成信号Ｓ７１を出力する。具体的には、合成器６０は、搬送波成分Ｓ９１１とＳＳＢ信号成分Ｓ９１２とを合成し、合成信号Ｓ６１を出力する。移相器５０は、搬送波成分Ｓ９１１を−３π／２分移相させて、搬送波成分Ｓ５１を出力し、合成器７０は、移相器５０からの搬送波成分Ｓ５１とＳＳＢ信号成分Ｓ９１２とを合成し、合成信号Ｓ７１を出力する。

搬送波／信号再合成回路８０の出力信号である合成信号Ｓ６１は、直交検波回路１００の乗算器１０２，１０３へそれぞれ供給され、合成信号Ｓ７１は、直交検波回路１１０の乗算器１１２，１１３へそれぞれ供給される。

直交検波回路１００は、搬送波／信号再合成回路８０から合成信号Ｓ６１を入力し、雑音除去回路９００から搬送波成分Ｓ９１１を入力し、合成信号Ｓ６１を直交検波して、同相成分の直交検波信号Ｓ１０１及び直交成分の直交検波信号Ｓ１０２を出力する。具体的には、乗算器１０２は、移相器１０１により搬送波成分Ｓ９１１を−π／２移相させた信号と合成信号Ｓ６１とを乗算し、ＬＰＦ１０４は、乗算器１０２により乗算された信号にフィルタ処理を施して高域周波数成分を除去し、直交成分の直交検波信号Ｓ１０２を出力する。また、乗算器１０３は、搬送波成分Ｓ９１１と合成信号Ｓ６１とを乗算し、ＬＰＦ１０５は、乗算器１０３により乗算された信号にフィルタ処理を施して高域周波数成分を除去し、同相成分の直交検波信号Ｓ１０１を出力する。

直交検波回路１００の出力信号である同相成分の直交検波信号Ｓ１０１は、検波信号演算回路２００−１の乗算器１３０，１５０へそれぞれ供給され、直交成分の直交検波信号Ｓ１０２は、検波信号演算回路２００−１の乗算器１４０へ供給される。

直交検波回路１１０は、搬送波／信号再合成回路８０から合成信号Ｓ７１を入力し、雑音除去回路９００から搬送波成分Ｓ９１１を入力し、合成信号Ｓ７１を直交検波して、同相成分の直交検波信号Ｓ１１１及び直交成分の直交検波信号Ｓ１１２を出力する。具体的には、乗算器１１２は、移相器１１１により搬送波成分Ｓ９１１を−π／２移相させた信号と合成信号Ｓ７１とを乗算し、ＬＰＦ１１４は、乗算器１１２により乗算された信号にフィルタ処理を施して高域周波数成分を除去し、直交成分の直交検波信号Ｓ１１２を出力する。また、乗算器１１３は、搬送波成分Ｓ９１１と合成信号Ｓ７１とを乗算し、ＬＰＦ１１５は、乗算器１１３により乗算された信号にフィルタ処理を施して高域周波数成分を除去し、同相成分の直交検波信号Ｓ１１１を出力する。

直交検波回路１１０の出力信号である同相成分の直交検波信号Ｓ１１１は、検波信号演算回路２００−１の乗算器１４０，１５０へそれぞれ供給され、直交成分の直交検波信号Ｓ１１２は、検波信号演算回路２００−１の乗算器１３０へ供給される。

検波信号演算回路２００−１は、直交検波回路１００から同相成分の直交検波信号Ｓ１０１及び直交成分の直交検波信号Ｓ１０２、並びに、直交検波回路１１０から同相成分の直交検波信号Ｓ１１１及び直交成分の直交検波信号Ｓ１１２を入力し、所定の演算を行い、復調信号Ｓ１９１を得るための被除数信号Ｓ１７１及び除数信号Ｓ１８１を出力する。具体的には、乗算器１３０は、同相成分の直交検波信号Ｓ１０１と直交成分の直交検波信号Ｓ１１２とを乗算し、信号Ｓ１３１を出力する。乗算器１４０は、直交成分の直交検波信号Ｓ１０２と同相成分の直交検波信号Ｓ１１１とを乗算し、信号Ｓ１４１を出力する。乗算器１５０は、同相成分の直交検波信号Ｓ１０１と同相成分の直交検波信号Ｓ１１１とを乗算し、信号Ｓ１５１を出力する。また、減算器１７０は、乗算器１５０により出力された信号Ｓ１５１から乗算器１４０により出力された信号Ｓ１４１を減算し、被除数信号Ｓ１７１を出力する。減算器１８０は、乗算器１４０により出力された信号Ｓ１４１から乗算器１３０により出力された信号Ｓ１３１を減算し、除数信号Ｓ１８１を出力する。

検波信号演算回路２００−１の出力信号である被除数信号Ｓ１７１及び除数信号Ｓ１８１は、除算器１９０へ供給される。

除算器１９０は、検波信号演算回路２００−１から被除数信号Ｓ１７１及び除数信号Ｓ１８１を入力し、除算を行い、ＳＳＢ信号の復調信号Ｓ１９１を出力する。

〔実施例１／信号〕
次に、図３に示したＳＳＢ信号受信装置１−１における信号について説明する。雑音除去回路９００により出力される搬送波成分Ｓ９１１は、最大振幅を１とした場合の時間ｔに対する波形をｃｏｓ（ωｔ）とし、最大振幅をＡとすると、以下の式で表される。
Ａ×ｃｏｓ（ωｔ） (911)
また、雑音除去回路９００により出力されるＳＳＢ信号成分Ｓ９１２は、最大振幅を１とした場合の時間ｔに対する波形をｆ（ｔ）とし、最大振幅をＢとすると、以下の式で表される。
Ｂ×ｆ（ｔ） (912)
ここで、搬送波が付加されたＳＳＢ信号を送信する送信装置において、変調前のベースバンド信号をｇ（ｔ）とし、これにヒルベルト変換を施した信号をｈ（ｔ）とすると、搬送波を分離除去したＳＳＢ信号、すなわちｆ（ｔ）は、以下の式で表される。
ｆ（ｔ）＝ｇ（ｔ）×ｃｏｓ（ωｔ）＋ｈ（ｔ）×ｓｉｎ（ωｔ）
したがって、合成器６０により出力される合成信号Ｓ６１及び合成器７０により出力される合成信号Ｓ７１は、移相器５０の増幅度をＧとし、移相量をφとすると、以下の式で表される。
Ａｃｏｓ（ωｔ）＋Ｂ｛ｇ（ｔ）ｃｏｓ（ωｔ）＋ｈ（ｔ）ｓｉｎ（ωｔ）｝ (61)
ＡＧｃｏｓ（ωｔ＋φ）＋Ｂ｛ｇ（ｔ）ｃｏｓ（ωｔ）＋ｈ（ｔ）ｓｉｎ（ωｔ）｝ (71)

直交検波回路１００により出力される同相成分の直交検波信号Ｓ１０１及び直交成分の直交検波信号Ｓ１０２、並びに、直交検波回路１１０による出力される同相成分の直交検波信号Ｓ１１１及び直交成分の直交検波信号Ｓ１１２は、以下の式で表される。

同相成分の直交検波信号Ｓ１０１は、(101)=(61)×(911)であるから、

また、直交検波回路１００のＬＰＦ１０５により高次周波数信号（２ωｔを含む項）が除去されるから、以下の式で表される。

直交成分の直交検波信号Ｓ１０２は、(102)=(61)×(911)であるから（但し、(911)は９０°遅れの信号である。）、

また、直交検波回路１００のＬＰＦ１０４により高次周波数信号（２ωｔを含む項）が除去されるから、以下の式で表される。

同相成分の直交検波信号Ｓ１１１は、(111)=(71)×(911)であるから、

また、直交検波回路１１０のＬＰＦ１１５により高次周波数信号（２ωｔを含む項）が除去されるから、以下の式で表される。

直交成分の直交検波信号Ｓ１１２は、(112)=(71)×(911)であるから（但し、(911)は９０°遅れの信号である。）、

また、直交検波回路１１０のＬＰＦ１１４により高次周波数信号（２ωｔを含む項）が除去されるから、以下の式で表される。

したがって、除算器１９０の被除数信号Ｓ１７１は、(171-1)=(101)×(111)-(102)×(111)={(101)-(102)}×(111)であるから、以下の式で表される。

また、除算器１９０の除数信号Ｓ１８１は、(181)=(102)×(111)-(101)×(112)であるから、以下の式で表される。

実施例１では、移相器５０の増幅度Ｇ＝１、移相量φ＝−３π／２であるから、これらを式（１７１−１）及び式（１８１）に代入すると、それぞれ以下の式で表される。

したがって、除算器１９０により出力される復調信号Ｓ１９１は、(191-1)=(171-1’)÷(181-1’)であるから、以下の式で表される。

この式により、復調信号Ｓ１９１から変調前のベースバンド信号ｇ（ｔ）の成分が得られることがわかる。また、振幅情報を使用することなく、正確なＳＳＢ信号の復調信号が得られることがわかる。

ところで、除数信号Ｓ１８１が零にならないための条件は、(181)≠０であるから、以下の式で表される。

ここで、ｆ（ｔ）＝ｇ（ｔ）ｃｏｓ（ωｔ）＋ｈ（ｔ）ｓｉｎ（ωｔ）より

で、表されるから、式（１８１−０）にｇ（ｔ）,ｈ（ｔ）を代入して、

となる。ここで、ｆ（ｔ）は１を最大振幅とするから、時間ｔの変化により、

は、

の範囲をとり、最大値は１である。
また、ｓｉｎ｛θ（ｔ）+α｝は、−１≦ｓｉｎ｛θ（ｔ）+α｝≦＋１の範囲の値をとり、絶対値の最大値は１である。したがって、どのようなｇ（ｔ）,ｈ（ｔ）であっても上式が成立するための条件は、以下の式で表される。

本実施例１の場合、Ｇ＝１及びφ＝−３π／２であるから、Ａ／Ｂ＞√２となる。

図７は、図３に示した実施例１のＳＳＢ信号受信装置１−１により出力される復調信号Ｓ１９１の波形図である。また、図６は、図１に示した従来のＳＳＢ信号受信装置２により出力される復調信号Ｓ１９１の波形図である。図６によれば、従来のＳＳＢ信号受信装置２の復調信号Ｓ１９１には著しい雑音が含まれていることがわかる。これに対し、図７によれば、実施例１のＳＳＢ信号受信装置１−１の復調信号Ｓ１９１には著しい雑音が含まれておらず、ＳＳＢ信号受信装置１−１により除去されていることがわかる。

以上のように、実施例１のＳＳＢ信号受信装置１−１によれば、その設計値である移相器５０の増幅度Ｇ＝１及び移相量φ＝−３π／２が設定される場合、雑音除去回路９００の出力信号である搬送波成分Ｓ９１１の最大振幅Ａ及びＳＳＢ信号成分Ｓ９１２の最大振幅Ｂの比が式（９００）の条件に合致するように、雑音除去回路９００の振幅比調整器９１０，９２０である増幅器の増幅度または減衰器の減衰度を設定することにより、除算器１９０の除数信号Ｓ１８１は、如何なる場合も零になることがない。したがって、除算器１９０の出力信号である復調信号Ｓ１９１は如何なる場合も不定になることがないから、従来よりも原信号を正確に復調し、聴感上の雑音を除去することができる。

また、実施例１のＳＳＢ信号受信装置１−１によれば、移相量φ＝−３π／２であるから、式（９００）の右辺は最小になる。これにより、他の移相量のときに比べて、Ａ／Ｂを小さくすることができるから、復調信号Ｓ１９１の振幅を大きくすることができる（式（１９１−１）を参照）。したがって、復調信号Ｓ１９１を用いた処理において、信号対雑音電力比を大きくすることができる。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。実施例２は、搬送波／信号再合成回路８０に備えた移相器５０において、増幅度Ｇ＝１及び移相量φ＝−π／２（π／２の遅相）を設定した場合の例である。図４は、本発明の実施の形態によるＳＳＢ信号受信装置（実施例２）の構成を示す図である。

〔実施例２／構成〕
まず、ＳＳＢ信号受信装置１−２の構成について説明する。このＳＳＢ信号受信装置１−２は、周波数変換回路２０、搬送波／信号分離回路３０、増幅器４０、雑音除去回路９００、搬送波／信号再合成回路８０、直交検波回路１００，１１０、検波信号演算回路２００−２及び除算器１９０を備えている。また、雑音除去回路９００は、振幅比調整器９１０，９２０を備え、搬送波／信号再合成回路８０は、移相器５０及び合成器６０，７０を備え、直交検波回路１００は、移相器１０１、乗算器１０２，１０３及びＬＰＦ１０４，１０５を備え、直交検波回路１１０は、移相器１１１、乗算器１１２，１１３及びＬＰＦ１１４，１１５を備え、検波信号演算回路２００−２は、乗算器１３０，１４０，１５０、符号反転器１６０及び減算器１７０，１８０を備えている。

図３に示した実施例１のＳＳＢ信号受信装置１−１と図４に示す実施例２のＳＳＢ信号受信装置１−２とを比較すると、両装置の基本構成は同じであるが、ＳＳＢ信号受信装置１−２の検波信号演算回路２００−２が符号反転器１６０を備えている点で相違する。この相違は、実施例１では、移相器５０において増幅度Ｇ＝１及び移相量φ＝−３π／２が設定され、実施例２では、移相器５０において増幅度Ｇ＝１及び移相量φ＝−π／２が設定されている点に起因するものである。以下、図４において、図３と共通する部分には図３と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。尚、搬送波／信号再合成回路８０の移相器５０は、搬送波成分Ｓ９１１を−π／２分移相させて、搬送波成分Ｓ５１を出力する。

図４において、除数信号Ｓ１８１が零にならないように、雑音除去回路９００が、増幅器４０により増幅された搬送波成分Ｓ４１、及び、搬送波／信号分離回路３０による分離されたＳＳＢ信号成分Ｓ３２をそれぞれ入力し、前述した式（９００）の条件に合致するように、搬送波成分Ｓ３２及び搬送波成分Ｓ４１を増幅または減衰し、搬送波成分Ｓ９１１及びＳＳＢ信号成分Ｓ９１２を出力する点は、実施例１と同様である。この場合、Ｇ＝１及びφ＝−π／２であるから、Ａ／Ｂ＞√２となる。

また、検波信号演算回路２００−２は、直交検波回路１００から同相成分の直交検波信号Ｓ１０１及び直交成分の直交検波信号Ｓ１０２、並びに、直交検波回路１１０から同相成分の直交検波信号Ｓ１１１及び直交成分の直交検波信号Ｓ１１２を入力し、所定の演算を行い、復調信号Ｓ１９１を得るための被除数信号Ｓ１７１及び除数信号Ｓ１８１を出力する。具体的には、乗算器１３０は、同相成分の直交検波信号Ｓ１０１と直交成分の直交検波信号Ｓ１１２とを乗算し、信号Ｓ１３１を出力する。乗算器１４０は、直交成分の直交検波信号Ｓ１０２と同相成分の直交検波信号Ｓ１１１とを乗算し、信号Ｓ１４１を出力する。乗算器１５０は、同相成分の直交検波信号Ｓ１０１と同相成分の直交検波信号Ｓ１１１とを乗算し、信号Ｓ１５１を出力する。また、符号反転器１６０は、乗算器１５０により出力された信号Ｓ１５１を入力し、符号を反転し、信号Ｓ１６１を出力する。減算器１７０は、符号反転器１６０により出力された信号Ｓ１６１から乗算器１４０により出力された信号Ｓ１４１を減算し、被除数信号Ｓ１７１を出力する。減算器１８０は、乗算器１４０により出力された信号Ｓ１４１から乗算器１３０により出力された信号Ｓ１３１を減算し、除数信号Ｓ１８１を出力する。ここで、除数信号Ｓ１８１の生成ルートは、実施例１の生成ルートと同様である。したがって、除数信号Ｓ１８１を示す式（１８１）は、実施例１と同様になる。

〔実施例２／信号〕
次に、図４に示したＳＳＢ信号受信装置１−２における信号について説明する。実施例１において説明した式（９１１）（９１２）（６１）（７１）（１０１）（１０２）（１１１）（１１２）（１８１）は、実施例２においても同様である。これらの式の信号は、実施例１と生成ルートが同様だからである。

実施例２において、除算器１９０の被除数信号Ｓ１７１は、(171-2)=-(101)×(111)-(102)×(111)={-(101)-(102)}×(111)であるから、以下の式で表される。

実施例２では、移相器５０の増幅度Ｇ＝１、移相量φ＝−π／２であるから、これらを式（１７１−２）及び式（１８１）に代入すると、それぞれ以下の式で表される。

したがって、除算器１９０により出力される復調信号Ｓ１９１は、(191-2)=(171-2’)÷(181-2’)であるから、以下の式で表される。

ここで、この復調信号Ｓ１９１を示す式（１９１−２）は、実施例１の復調信号Ｓ１９１を示す式（１９１−１）と同じである。これにより、実施例１と同様に、復調信号Ｓ１９１から変調前のベースバンド信号ｇ（ｔ）の成分が得られることがわかる。また、振幅情報を使用することなく、正確なＳＳＢ信号の復調信号が得られることがわかる。

ところで、除数信号Ｓ１８１が零にならないためには、(181)≠0が必要となる。式（１８１）は実施例１と同様であるから、その条件は前述した式（９００）で表される。本実施例２の場合、Ｇ＝１及びφ＝−π／２であるから、Ａ／Ｂ＞√２となる。

以上のように、実施例２のＳＳＢ信号受信装置１−２によれば、その設計値である移相器５０の増幅度Ｇ＝１及び移相量φ＝−π／２が設定される場合、雑音除去回路９００の出力信号である搬送波成分Ｓ９１１の最大振幅Ａ及びＳＳＢ信号成分Ｓ９１２の最大振幅Ｂの比が式（９００）の条件に合致するように、雑音除去回路９００の振幅比調整器９１０，９２０である増幅器の増幅度または減衰器の減衰度を設定することにより、除算器１９０の除数信号Ｓ１８１は、如何なる場合も零になることがない。したがって、除算器１９０の出力信号である復調信号Ｓ１９１は如何なる場合も不定になることがないから、従来よりも原信号を正確に復調し、聴感上の雑音を除去することができる。

また、実施例２のＳＳＢ信号受信装置１−２によれば、移相量φ＝−π／２であるから、式（９００）の右辺は最小になる。これにより、他の移相量のときに比べて、Ａ／Ｂを小さくすることができるから、復調信号Ｓ１９１の振幅を大きくすることができる（式（１９１−２）を参照）。したがって、復調信号Ｓ１９１を用いた処理において、信号対雑音電力比を大きくすることができる。

〔実施例３〕
次に、実施例３について説明する。実施例３は、前述した実施例１及び実施例２を一般化したものであり、搬送波／信号再合成回路８０に備えた移相器５０において、任意の増幅度Ｇを設定し、かつ移相量φを−２π＜φ≦０（但し、φ≠−π，０）の範囲で設定した場合の例を示している。この実施例３には、実施例１及び実施例２が含まれる。図５は、本発明の実施の形態によるＳＳＢ信号受信装置（実施例３）の構成を示す図である。

まず、ＳＳＢ信号受信装置１−３の構成について説明する。このＳＳＢ信号受信装置１−３は、周波数変換回路２０、搬送波／信号分離回路３０、増幅器４０、雑音除去回路９００、搬送波／信号再合成回路８０、直交検波回路１００，１１０、検波信号演算回路２００−３及び除算器１９０を備えている。また、雑音除去回路９００は、振幅比調整器９１０，９２０を備え、搬送波／信号再合成回路８０は、移相器５０及び合成器６０，７０を備え、直交検波回路１００は、移相器１０１、乗算器１０２，１０３及びＬＰＦ１０４，１０５を備え、直交検波回路１１０は、移相器１１１、乗算器１１２，１１３及びＬＰＦ１１４，１１５を備え、検波信号演算回路２００−３は、乗算器１３０，１４０，１５０、増幅器１５２，１５４、加算器１５６及び減算器１７０，１８０を備えている。

図３及び図４に示した実施例１及び実施例２のＳＳＢ信号受信装置１−１，１−２と図５に示す実施例３のＳＳＢ信号受信装置１−３とを比較すると、両装置の基本構成は同じであるが、ＳＳＢ信号受信装置１−３の検波信号演算回路２００−３が、ＳＳＢ信号受信装置１−１の検波信号演算回路２００−１及びＳＳＢ信号受信装置１−２の検波信号演算回路２００−２の構成を一般化している点で相違する。以下、図５において、図３及び図４と共通する部分には同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。尚、搬送波／信号再合成回路８０の移相器５０は、搬送波成分Ｓ９１１を増幅度Ｇ分増幅し、移相量φ分移相させて、搬送波成分Ｓ５１を出力する。この場合、搬送波成分Ｓ９１１と搬送波成分Ｓ５１とは、移相器５０により、符号、振幅または移相が異なる信号になる。

図５において、除数信号Ｓ１８１が零にならないように、雑音除去回路９００が、増幅器４０により増幅された搬送波成分Ｓ４１、及び、搬送波／信号分離回路３０による分離されたＳＳＢ信号成分Ｓ３２をそれぞれ入力し、前述した式（９００）の条件に合致するように、搬送波成分Ｓ３２及び搬送波成分Ｓ４１を増幅または減衰し、搬送波成分Ｓ９１１及びＳＳＢ信号成分Ｓ９１２を出力する点は、実施例１及び実施例２と同様である。

また、検波信号演算回路２００−３は、直交検波回路１００から同相成分の直交検波信号Ｓ１０１及び直交成分の直交検波信号Ｓ１０２、並びに、直交検波回路１１０から同相成分の直交検波信号Ｓ１１１及び直交成分の直交検波信号Ｓ１１２を入力し、所定の演算を行い、復調信号Ｓ１９１を得るための被除数信号Ｓ１７１及び除数信号Ｓ１８１を出力する。具体的には、乗算器１３０は、同相成分の直交検波信号Ｓ１０１と直交成分の直交検波信号Ｓ１１２とを乗算し、信号Ｓ１３１を出力する。乗算器１４０は、直交成分の直交検波信号Ｓ１０２と同相成分の直交検波信号Ｓ１１１とを乗算し、信号Ｓ１４１を出力する。乗算器１５０は、同相成分の直交検波信号Ｓ１０１と同相成分の直交検波信号Ｓ１１１とを乗算し、信号Ｓ１５１を出力する。また、増幅器１５２は、乗算器１５０により出力された信号Ｓ１５１を入力し、信号Ｓ１５１とｓｉｎφとを乗算する。増幅器１５４は、乗算器１３０により出力された信号Ｓ１３１を入力し、信号Ｓ１３１とｃｏｓφとを乗算する。加算器１５６は、増幅器１５２により乗算された信号と増幅器１５４により乗算された信号とを加算し、信号Ｓ１５７を出力する。減算器１７０は、加算器１５６により出力された信号Ｓ１５７から乗算器１４０により出力された信号Ｓ１４１を減算し、被除数信号Ｓ１７１を出力する。減算器１８０は、乗算器１４０により出力された信号Ｓ１４１から乗算器１３０により出力された信号Ｓ１３１を減算し、除数信号Ｓ１８１を出力する。

実施例１の場合、移相量φ＝−３π／２であるから、増幅器１５２においてｓｉｎφ＝１、増幅器１５４においてｃｏｓφ＝０となる。したがって、検波信号演算回路２００−３の構成は、図３に示した検波信号演算回路２００−１の構成と同様になる。また、実施例２の場合、移相量φ＝−π／２であるから、増幅器１５２においてｓｉｎφ＝−１、増幅器１５４においてｃｏｓφ＝０となる。したがって、検波信号演算回路２００−３の構成は、図４に示した検波信号演算回路２００−２の構成と同様になる。

図５において、除数信号Ｓ１８１の生成ルートは、実施例１及び実施例２の生成ルートと同様であるから、除数信号Ｓ１８１を示す式（１８１）は、実施例１及び実施例２と同様になる。したがって、除数信号Ｓ１８１が零にならないためには、(181)≠0が必要となり、その条件は前述した式（９００）で表される。尚、移相量φが−２π＜φ≦０においてφ＝−πまたは０のときは、式（９００）は解を持たないため、ＳＳＢ信号受信装置１−３では、雑音を除去することはできない。

また、実施例１及び実施例２で説明したように、同様にして復調信号Ｓ１９１が生成されるから、変調前のベースバンド信号ｇ（ｔ）の成分を得ることができ、振幅情報を使用することなく、正確なＳＳＢ信号の復調信号を得ることができる。尚、復調信号Ｓ１９１を生成する式の説明は省略する。

以上のように、実施例３のＳＳＢ信号受信装置１−３によれば、その設計値である移相器５０の増幅度Ｇ及び移相量φが設定される場合、雑音除去回路９００の出力信号である搬送波成分Ｓ９１１の最大振幅Ａ及びＳＳＢ信号成分Ｓ９１２の最大振幅Ｂの比が式（９００）の条件に合致するように、雑音除去回路９００の振幅比調整器９１０，９２０である増幅器の増幅度または減衰器の減衰度を設定することにより、除算器１９０の除数信号Ｓ１８１は、如何なる場合も零になることがない。したがって、除算器１９０の出力信号である復調信号Ｓ１９１は如何なる場合も不定になることがないから、従来よりも原信号を正確に復調し、聴感上の雑音を除去することができる。

尚、前述した実施例１〜実施例３のいずれの場合においても、雑音除去回路９００に備えた振幅比調整器９１０，９２０は、増幅度が１より大きいときは増幅器であり、増幅度が１より小さいときは減衰器である。また、増幅器または減衰器を省略することは、当該増幅器または減衰器の増幅度を１とすることと同じである。

以上、実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施例１〜３に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

また、実施例１〜３では、ＳＳＢ信号受信装置１−１〜１−３が、図３〜図５に示した回路により構成されているが、本発明は、必ずしもハードウェアで構成する必要はなく、その一部または全部をＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）またはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及び記憶装置により構成し、記憶装置にその一部または全部の機能を実現するためのプログラムを格納するようにしてもよい。この場合、その機能は、記憶装置に記憶されたプログラムをＤＳＰまたはＣＰＵに実行させることにより実現される。

従来のＳＳＢ信号受信装置の構成を示す図である。 本発明のＳＳＢ信号受信装置を説明するための図である。 本発明の実施の形態によるＳＳＢ信号受信装置（実施例１）の構成を示す図である。 本発明の実施の形態によるＳＳＢ信号受信装置（実施例２）の構成を示す図である。 本発明の実施の形態によるＳＳＢ信号受信装置（実施例３）の構成を示す図である。 従来のＳＳＢ信号受信装置による復調信号の波形図である。 本発明の実施の形態によるＳＳＢ信号受信装置（実施例１）による復調信号の波形図である。

符号の説明

１，２ ＳＳＢ信号受信装置
２０ 周波数変換回路
３０ 搬送波／信号分離回路
４０ 増幅器
５０ 移相器
６０，７０ 合成器
８０ 搬送波／信号再合成回路
１００，１１０ 直交検波回路
１０１，１１１ 移相器
１０２，１０３，１１２，１１３ 乗算器
１０４，１０５，１１４，１１５ ＬＰＦ
１３０，１４０，１５０ 乗算器
１５２，１５４ 増幅器
１５６ 加算器
１６０ 符号反転器
１７０，１８０ 減算器
１９０ 除算器
２００ 検波信号演算回路
９００ 雑音除去回路
９１０，９２０ 振幅比調整器

Claims (4)

1. 搬送波が付加されたＳＳＢ信号を直交検波により復調するＳＳＢ信号受信装置において、
   搬送波が付加されたＳＳＢ信号を、搬送波成分及びＳＳＢ信号成分に分離する搬送波／信号分離手段と、
   前記搬送波成分及びＳＳＢ信号成分に基づいて、最大振幅を調整する振幅調整手段と、
   前記最大振幅が調整された搬送波成分及びＳＳＢ信号成分を入力し、該搬送波成分とＳＳＢ信号成分とを合成すると共に、搬送波成分から符号、振幅または位相が異なる搬送波成分を生成し、該生成した搬送波成分とＳＳＢ信号成分とを合成し、これら２つの合成信号を出力する搬送波／信号合成手段と、
   前記２つの合成信号をそれぞれ直交検波して直交検波信号を出力する直交検波手段と、
   前記直交検波手段により出力された直交検波信号を用いて除算演算によりＳＳＢ信号の復調信号を生成する検波信号演算手段とを備え、
   前記振幅調整手段による搬送波成分及びＳＳＢ信号成分の最大振幅の調整により、検波信号演算手段の除算演算における除数が零にならないようにしたことを特徴とするＳＳＢ信号受信装置。
2. 請求項１に記載のＳＳＢ信号受信装置において、
   前記搬送波／信号合成手段は、符号、振幅または位相が異なる搬送波成分を生成するための移相器を有し、
   前記振幅調整手段は、振幅調整後の搬送波成分の最大振幅をＡ、振幅調整後のＳＳＢ信号成分の最大振幅をＢ、前記移相器の増幅度をＧ、移相量をφとした場合に、
   

   

   の条件を満たすように、搬送波成分の最大振幅及びＳＳＢ信号成分の最大振幅を調整することを特徴とするＳＳＢ信号受信装置。
3. 請求項２に記載のＳＳＢ信号受信装置において、
   前記移相器の移相量φを、−３π／２または−π／２としたことを特徴とするＳＳＢ信号受信装置。
4. 請求項２に記載のＳＳＢ信号受信装置において、
   前記移相器の移相量φを、−２π＜φ≦０（但し、φ≠−π，０）としたことを特徴とするＳＳＢ信号受信装置。

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