JP2016092721A - Signal processor and signal processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、両側帯波を用いた放送、通信において、上側帯波帯域又は下側帯波帯域の一方の帯域にのみ雑音が重畳される環境において、復調時にこの雑音を除去するようにした信号処理装置及び信号処理方法に関する。 The present invention relates to signal processing in which noise is removed during demodulation in an environment where noise is superimposed only on one of the upper band band and the lower band band in broadcasting and communication using both side bands. The present invention relates to an apparatus and a signal processing method.
雑音が重畳された所望の放送波から雑音を除去して所望の放送波を復調する方法として、下記特許文献に記載の技術が知られている。下記特許文献1は、他方のアンテナに比べて放送波を強く受信して第1信号を得る第1アンテナと、他方のアンテナに比べて雑音を強く受信して第2信号を得る第2アンテナとを用いて、合成後の信号レベルが小さくなるように、第2信号の振幅と位相とを調整して、第1信号に合成する技術である。この技術では、第2信号の振幅と位相の調整は、所望の放送波の受信レベルがある閾値より小さい場合に行っている。すなわち、雑音電力が放送波の電力よりも大きい場合に、合成信号のレベルが小さくなるように、第2信号の振幅と位相とを調整するものである。両アンテナが同一の雑音源から雑音を受信しているので、両アンテナで受信される雑音の振幅と位相は、雑音源との各アンテナとの距離の差に応じて異なる。これを補償するために、第2信号の振幅を第1信号の振幅と一致させ、第2信号の位相を第1信号の位相に対してπだけ位相を変化させて、第1信号に対して逆相で第2信号を合成している。このように第2信号の増幅率と位相とを調整すれば、所望の放送波を受信できる状態になった場合にも、受信された放送波から雑音がキャンセルされた信号を得ることができる。
As a method for demodulating a desired broadcast wave by removing the noise from the desired broadcast wave on which the noise is superimposed, techniques described in the following patent documents are known. The following
また、下記特許文献2の技術は、車両に搭載されたラジオ受信機によるAMラジオ放送波の受信において、AMラジオ放送波に車両の電子機器から発せられるパルス性の雑音が混入するが、このパルス性の雑音を除去する技術である。この技術では、まず、AMラジオ放送波帯域以外の帯域におけるパルス雑音を検出して、そのパルス雑音の周期の大きさやレベルの変動幅を求めることで、雑音源を特定している。そして、その雑音源に応じて、パルス雑音が重畳された放送波において、放送波周波数付近のパルス雑音の高調波の帯域、雑音周期の帯域を、パルス雑音の時間幅に対応した時間だけ、減衰させることで、AMラジオ放送を聞く人に、パルス性雑音による不快感を与えないようにしている。
Further, in the technique of
特許文献1の技術は、2本のアンテナを用いて、雑音のみが受信できるようにして、2つのアンテナの受信信号の合成信号のレベルが小さくなるように、予め調整しておくという技術である。このため、特許文献1の技術は、雑音をキャンセルするために2本のアンテナを必要とし、雑音を除去するための設定は、所望の放送波の受信レベルが雑音除去の調整に影響を与えないように、受信レベルが小さい環境で行う必要がある。また、雑音の周波数特性に関係なく、一律に、第2信号の振幅と位相とを調整しているので、雑音は完全には除去されない。また、PWM方式によるDC−DCコンバータの場合には、基本周期は変わらなくとも、パルス幅の変化により雑音の周波数特性は変化する。このため、特許文献1の方法では、雑音を完全には除去できない。
The technique of
また、特許文献2の技術は、放送波帯域以外の帯域でパルス雑音を検出して、その検出タイミングで、パルス幅に応じた時間だけ、雑音の種類に応じた適性な周波数帯域を減衰させるという技術である。したがって、本質的には、放送波もパルス雑音の期間だけ減衰されることになる。これが、AMラジオ放送を聞く人に違和感を与える原因となる。
The technique of
そこで、本発明の目的は、両側帯波を用いた放送、通信において、上側帯波帯域又は下側帯波帯域の一方の帯域にのみ雑音が重畳される環境において、復調時にこの雑音を精密に除去するようにすることである。 Therefore, an object of the present invention is to accurately remove this noise during demodulation in an environment where noise is superimposed only on one of the upper band band or the lower band band in broadcasting and communication using both side band waves. Is to do.
上記課題を解決するための本第1の発明は、両側帯波信号を受信して、RF帯域における一方の側帯波にのみ重畳する雑音を除去する信号処理装置において、両側帯波信号を直交復調して、正周波数帯域と負周波数帯域とを有したベースバンド信号に復調する復調手段と、復調手段の出力する直交成分に基づいて、復調手段の出力する同相成分に含まれる雑音成分を除去する雑音除去手段とを有することを特徴とする信号処理装置である。
本発明の要旨は、直交成分には信号成分が含まれず雑音成分のみが現れることに注目して、直交成分から同相成分に重畳された雑音成分を除去することである。雑音成分の除去は時間軸上又は周波数軸上、又は、その両者の組み合わせにより行うことができる。
According to a first aspect of the present invention for solving the above problems, a double sideband signal is orthogonally demodulated in a signal processing apparatus that receives a double sideband signal and removes noise superimposed on only one sideband in the RF band. Then, based on the quadrature component output from the demodulating unit that demodulates the baseband signal having the positive frequency band and the negative frequency band, the noise component included in the in-phase component output from the demodulating unit is removed. A signal processing apparatus having a noise removing unit.
The gist of the present invention is to remove the noise component superimposed on the in-phase component from the quadrature component, paying attention to the fact that the quadrature component does not include the signal component and only the noise component appears. The noise component can be removed on the time axis, the frequency axis, or a combination of both.
また、上記本発明において、復調手段の出力する直交成分のうち正周波数帯域と負周波数帯域のうち一方の周波数帯域の片帯域雑音成分を抽出する直交成分帯域抽出手段を有し、雑音除去手段は、直交成分帯域抽出手段により抽出された片帯域雑音成分を−π/2又はπ/2だけ位相を回転させる位相回転手段と、復調手段の出力する同相成分に、位相回転手段の出力する位相回転雑音成分を合成して、同相成分に含まれる雑音成分を除去する合成手段とを有する信号処理装置とすることができる。なお、位相の符号は、正周波数帯域、負周波数帯域に係わらず、複素座標系における位相の符号、すなわち、左回転方向を正として定義する。 Further, in the present invention, there is an orthogonal component band extracting means for extracting one band noise component of one of the positive frequency band and the negative frequency band among the orthogonal components output from the demodulating means, and the noise removing means The phase rotation unit that rotates the phase of the one-band noise component extracted by the quadrature component band extraction unit by −π / 2 or π / 2, and the phase rotation that the phase rotation unit outputs to the in-phase component output by the demodulation unit It is possible to provide a signal processing apparatus having a synthesis unit that synthesizes noise components and removes noise components included in the in-phase components. Note that the sign of the phase is defined as positive in the sign of the phase in the complex coordinate system, that is, the left rotation direction regardless of the positive frequency band and the negative frequency band.
本発明は、次の原理を用いて、復調後の信号から雑音を除去するものである。直交多重化していない両側帯波(例えば、AM放送波)を直交復調した場合に、ベースバンドの同相成分には信号成分と雑音成分が現れ、直交成分には信号成分が現れず、雑音成分のみが現れる。 The present invention removes noise from a demodulated signal using the following principle. When quadrature demodulation is performed on both sideband waves (for example, AM broadcast waves) that are not orthogonally multiplexed, a signal component and a noise component appear in the in-phase component of the baseband, no signal component appears in the orthogonal component, and only the noise component Appears.
1.上側帯波帯域にのみ雑音が重畳され、直交成分の正周波数帯域の雑音成分を抽出する場合。
雑音成分に関して、直交復調後の同相成分も直交成分も実関数であるので、ベースバンドにおける雑音成分のスペクトルは、正周波数帯域と負周波数帯域とで、互いに複素共役の関係にある。すなわち、同相成分の雑音成分について、スペクトルの周波数ωでの振幅A(ω)と位相φr (ω)は、周波数(−ω)での振幅A(−ω)と位相{−φr (−ω)}に等しい。また、直交成分の雑音成分のスペクトルに関して、振幅は同相成分の雑音成分の振幅に等しく、周波数ωでの振幅A(ω)と位相φi (ω)は、周波数(−ω)での振幅A(−ω)と位相{−φi (−ω)}に等しい。そして、RF帯域において上側帯波帯域にのみ雑音が重畳される場合には、直交成分の雑音成分は、同相成分の雑音成分に対して、正周波数帯域も負周波数帯域も、時間軸上において、位相がπ/2だけ遅れている。すなわち、次式が成立する。
1. When noise is superimposed only on the upper sideband and the noise component in the positive frequency band of the orthogonal component is extracted.
Regarding the noise component, since the in-phase component and the quadrature component after quadrature demodulation are real functions, the spectrum of the noise component in the baseband is in a complex conjugate relationship between the positive frequency band and the negative frequency band. That is, for the noise component of the in-phase component, the amplitude A (ω) and the phase φ r (ω) at the frequency ω of the spectrum are the amplitude A (−ω) and the phase {−φ r (− ω)}. Further, regarding the spectrum of the noise component of the quadrature component, the amplitude is equal to the amplitude of the noise component of the in-phase component, and the amplitude A (ω) and the phase φ i (ω) at the frequency ω are the amplitude A at the frequency (−ω). Equal to (−ω) and phase {−φ i (−ω)}. When noise is superimposed only on the upper side band in the RF band, the noise component of the quadrature component is the same as the noise component of the in-phase component in both the positive frequency band and the negative frequency band on the time axis. The phase is delayed by π / 2. That is, the following equation is established.
φi (ω)=φr (ω)−π/2、
−φi (−ω)=−φr (−ω)−π/2、
φi (−ω)=φr (−ω)+π/2=−φr (ω)+π/2
ただし、位相φは、複素座標系における左回転方向を正としている。正周波数領域では波動ベクトルは正方向に回転し、負周波数帯域では、波動ベクトルは負方向に回転していると定義する。
φ i (ω) = φ r (ω) −π / 2,
−φ i (−ω) = − φ r (−ω) −π / 2,
φ i (−ω) = φ r (−ω) + π / 2 = −φ r (ω) + π / 2
However, the phase φ is positive in the left rotation direction in the complex coordinate system. It is defined that the wave vector rotates in the positive direction in the positive frequency region, and the wave vector rotates in the negative direction in the negative frequency band.
この関係は、全正周波数帯域の周波数に対して成立する。したがって、正周波数帯域の直交成分の雑音成分A(ω)exp(j φi (ω))の時間波形(複素関数)fi + (t)が分かれば、その雑音成分の各周波数成分の位相をπ/2だけ進めた時間波形を、正周波数帯域の同相成分(信号成分+雑音成分)から、減算すれば、同相成分の雑音成分A(ω)exp(j φr (ω))の時間波形(複素関数)fr + (t)を除去できる。具体的には、正周波数帯域の同相成分(すなわち、信号成分F+ (t)+雑音成分fr + (t))から、jfi + (t)を減算すれば、同相成分の信号成分F+ (t)が得られる。両側帯波では、片帯域の成分だけでも、信号を復調できるので、F+ (t)の実部により、上記の処理により信号の復調が可能となる。 This relationship is established for all positive frequency band frequencies. Therefore, if the time waveform (complex function) f i + (t) of the noise component A (ω) exp (j φ i (ω)) of the orthogonal component in the positive frequency band is known, the phase of each frequency component of the noise component is obtained. Is subtracted from the in-phase component of the positive frequency band (signal component + noise component), the time of the noise component A (ω) exp (j φ r (ω)) of the in-phase component The waveform (complex function) f r + (t) can be removed. Specifically, the signal component F of the in-phase component can be obtained by subtracting jf i + (t) from the in-phase component of the positive frequency band (that is, the signal component F + (t) + the noise component f r + (t)). + (T) is obtained. In the double sideband wave, the signal can be demodulated with only one band component, and therefore the signal can be demodulated by the above processing by the real part of F + (t).
2.上側帯波帯域にのみ雑音が重畳され、直交成分の負周波数帯域の雑音成分を抽出する場合。
直交成分の雑音成分の抽出は、負周波数帯域について行っても良い。すなわち、負周波数帯域の直交成分の雑音成分A(−ω)exp(j φi (−ω))の時間波形(複素関数)fi - (t)が分かれば、その雑音成分の各周波数成分の位相をπ/2だけ進めた時間波形を、負周波数帯域の同相成分(信号成分+雑音成分)から、減算すれば、同相成分の雑音成分A(−ω)exp(j φr (−ω))の時間波形(複素関数)fr - (t)を除去できる。具体的には、負周波数帯域の同相成分(すなわち、信号成分F- (t)+雑音成分f- (t))から、−jfi - (t)を減算すれば、同相成分の信号成分F- (t)が得られる。このように、直交成分の雑音成分の抽出は、正周波数帯域、負周波数帯域の何れか一方の帯域で行うことができる。
2. When noise is superimposed only on the upper sideband and noise components in the negative frequency band of the orthogonal component are extracted.
Extraction of the noise component of the orthogonal component may be performed for the negative frequency band. That is, if the time waveform (complex function) f i − (t) of the noise component A (−ω) exp (j φ i (−ω)) of the orthogonal component in the negative frequency band is known, each frequency component of the noise component Is subtracted from the in-phase component (signal component + noise component) of the negative frequency band by subtracting the time waveform obtained by advancing the phase of π / 2 from the in-phase component noise component A (−ω) exp (j φ r (−ω )) of the time waveform (complex function) f r - a (t) can be removed. Specifically, by subtracting −jf i − (t) from the in-phase component in the negative frequency band (that is, signal component F − (t) + noise component f − (t)), the signal component F of the in-phase component is obtained. - (T) is obtained. As described above, the extraction of the noise component of the orthogonal component can be performed in either the positive frequency band or the negative frequency band.
3.上側帯波帯域に雑音が重畳された場合において、抽出した直交成分の帯域とは別の帯域の同相成分を補正する場合
直交成分の雑音成分の負周波数帯域を抽出して、同相成分の正周波数帯域の信号を補正するようにしても良い。φr (ω)=−{φi (−ω)−π/2}の関係があるので、負周波数帯域の直交成分の雑音成分A(−ω)exp(j φi (−ω))の時間波形fi - (t)の各周波数成分の位相をπ/2だけ進めた時間波形の複素共役を、正周波数帯域の同相成分から、減算すれば、同相成分の雑音成分の時間波形(複素関数)fr + (t)を除去できる。具体的には、正周波数帯域の同相成分(すなわち、信号成分F+ (t)+雑音成分f+ (t))から、{−jfi - (t)}* を減算すれば、同相成分の信号成分F+ (t)が得られる。ただし、*は、複素共役演算を表す。
3. When noise is superimposed on the upper band band, when correcting the in-phase component in a band other than the extracted quadrature component band Extract the negative frequency band of the quadrature noise component and extract the positive frequency of the in-phase component You may make it correct | amend the signal of a zone | band. Since there is a relationship of φ r (ω) = − {φ i (−ω) −π / 2}, the noise component A (−ω) exp (j φ i (−ω)) of the orthogonal component in the negative frequency band time waveform f i - the complex conjugate of the phase of [pi / 2 by advancing the time waveform of each frequency component of the (t), from the in-phase component of the positive frequency bands, is subtracted, the time waveform of the noise component of the in-phase component (complex The function f r + (t) can be removed. Specifically, if {−jf i − (t)} * is subtracted from the in-phase component in the positive frequency band (that is, signal component F + (t) + noise component f + (t)), the in-phase component A signal component F + (t) is obtained. However, * represents a complex conjugate operation.
逆に、直交成分の雑音成分の正周波数帯域を抽出して、同相成分の負周波数帯域の信号を補正するようにしても良い。φr (−ω)=φi (−ω)−π/2=−{φi (ω)+π/2}の関係があるので、正周波数帯域の直交成分の雑音成分A(ω)exp(j φi (ω))の時間波形fi + (t)の各周波数成分の位相をπ/2だけ進めた時間波形の複素共役を、負周波数帯域の同相成分(信号成分+雑音成分)から、減算すれば、同相成分の雑音成分A(−ω)exp(j φr (−ω))の時間波形(複素関数)fr - (t)を除去できる。具体的には、負周波数帯域の同相成分から、{jfi + (t)}* を減算すれば、同相成分の信号成分F- (t)が得られる。
このように、直交成分の雑音成分の抽出は、正周波数帯域、負周波数帯域の何れか一方の帯域で行い、π/2の位相を進ませた直交成分を同一符号の帯域の同相成分に、又は、π/2位相を進ませた直交成分の複素共役を異符号の帯域の同相成分に、それぞれ合成することで同相成分に重畳された雑音が除去できる。
Conversely, the positive frequency band of the noise component of the quadrature component may be extracted to correct the signal of the negative frequency band of the in-phase component. Since there is a relationship φ r (−ω) = φ i (−ω) −π / 2 = − {φ i (ω) + π / 2}, the noise component A (ω) exp ( j φ i (ω)) of the time waveform f i + (t), the complex conjugate of the time waveform obtained by advancing the phase of each frequency component by π / 2 from the in-phase component (signal component + noise component) of the negative frequency band By subtracting, the time waveform (complex function) f r − (t) of the noise component A (−ω) exp (j φ r (−ω)) of the in-phase component can be removed. Specifically, by subtracting {jf i + (t)} * from the in-phase component in the negative frequency band, the signal component F − (t) of the in-phase component is obtained.
As described above, the extraction of the noise component of the quadrature component is performed in either the positive frequency band or the negative frequency band, and the quadrature component in which the phase of π / 2 is advanced to the in-phase component of the same code band, Alternatively, the noise superimposed on the in-phase component can be removed by synthesizing the complex conjugate of the quadrature component with the π / 2 phase advanced to the in-phase component of the band of the different sign.
4.下側帯波帯域にのみ雑音が重畳され、直交成分の正周波数帯域の雑音成分を抽出する場合。
上側帯波にのみ雑音が重畳される場合と比較して、正周波数帯域と負周波数帯域との関係が逆になるだけである。したがって、上式のωを−ωに置換して、次の式が成立する。
4). When noise is superimposed only on the lower sideband and the noise component in the positive frequency band of the orthogonal component is extracted.
Compared with the case where noise is superimposed only on the upper side band, the relationship between the positive frequency band and the negative frequency band is only reversed. Therefore, the following equation is established by replacing ω in the above equation with -ω.
−φi (−ω)=−φr (−ω)+π/2、
φi (ω)=φr (ω)+π/2、
φi (ω)=φr (ω)+π/2=−φr (−ω)+π/2
そして、RF帯域において下側帯波帯域にのみ雑音が重畳される場合には、直交成分の雑音成分は、同相成分の雑音成分に対して、正周波数帯域も負周波数帯域も、時間軸上において、位相がπ/2だけ進んでいる。したがって、上側帯波帯域に雑音が重畳した場合に比べて、抽出した直交成分に掛ける因子(j)、(−j)が逆になるだけで、同様に、同相成分に重畳した雑音を除去できる。
−φ i (−ω) = − φ r (−ω) + π / 2,
φ i (ω) = φ r (ω) + π / 2,
φ i (ω) = φ r (ω) + π / 2 = −φ r (−ω) + π / 2
When noise is superimposed only on the lower sideband in the RF band, the noise component of the quadrature component is the same as the noise component of the in-phase component. The phase is advanced by π / 2. Therefore, compared with the case where noise is superimposed on the upper sideband, the factors (j) and (−j) to be applied to the extracted orthogonal component are reversed, and similarly, the noise superimposed on the in-phase component can be removed. .
正周波数帯域の直交成分の雑音成分の時間波形fi + (t)が分かれば、その雑音成分の各周波数成分の位相をπ/2だけ遅らせた時間波形を、正周波数帯域の同相成分から、減算すれば、同相成分の雑音成分の時間波形(複素関数)fr + (t)を除去できる。具体的には、正周波数帯域の同相成分から、−jfi + (t)を減算すれば、同相成分の信号成分F+ (t)が得られる。 If the time waveform f i + (t) of the noise component of the orthogonal component in the positive frequency band is known, the time waveform obtained by delaying the phase of each frequency component of the noise component by π / 2 is calculated from the in-phase component of the positive frequency band. By subtracting, the time waveform (complex function) f r + (t) of the noise component of the in-phase component can be removed. Specifically, by subtracting −jf i + (t) from the in-phase component in the positive frequency band, the signal component F + (t) of the in-phase component is obtained.
5.下側帯波帯域にのみ雑音が重畳され、直交成分の負周波数帯域の雑音成分を抽出する場合。
直交成分の雑音成分の抽出は、負周波数帯域について行っても良い。この場合も、直交成分の雑音成分は、同相成分の雑音成分に対して、時間軸上において、位相がπ/2だけ進んでいるので、上側帯波帯域に雑音が重畳した場合に比べて、抽出した直交成分に掛ける因子(j)、(−j)が逆になるだけで、同様に、同相成分に重畳した雑音を除去できる。負周波数帯域の直交成分の雑音成分の時間波形(複素関数)fi - (t)が分かれば、その雑音成分の各周波数成分の位相をπ/2だけ遅らせた時間波形を、負周波数帯域の同相成分から、減算すれば、同相成分の雑音成分の時間波形(複素関数)fr - (t)を除去できる。具体的には、負周波数帯域の同相成分から、jfi - (t)を減算すれば、同相成分の信号成分F- (t)が得られる。このように、直交成分の雑音成分の抽出は、正周波数帯域、負周波数帯域の何れか一方の帯域で行うことができる。
5. When noise is superimposed only in the lower sideband, and the noise component in the negative frequency band of the orthogonal component is extracted.
Extraction of the noise component of the orthogonal component may be performed for the negative frequency band. Also in this case, since the noise component of the quadrature component is advanced by π / 2 on the time axis with respect to the noise component of the in-phase component, compared to the case where noise is superimposed on the upper sideband, Similarly, the noise superimposed on the in-phase component can be removed only by reversing the factors (j) and (−j) to be applied to the extracted orthogonal component. If the time waveform (complex function) f i − (t) of the noise component of the orthogonal component in the negative frequency band is known, the time waveform obtained by delaying the phase of each frequency component of the noise component by π / 2 is obtained. in-phase component, is subtracted, the time waveform (complex function) of the noise component of the phase component f r - a (t) can be removed. Specifically, by subtracting jf i − (t) from the in-phase component in the negative frequency band, the signal component F − (t) of the in-phase component is obtained. As described above, the extraction of the noise component of the orthogonal component can be performed in either the positive frequency band or the negative frequency band.
6.下側帯波帯域に雑音が重畳された場合において、抽出した直交成分の帯域とは別の帯域の同相成分を補正する場合
上側帯波に雑音が重畳した場合と同様に、直交成分の雑音成分の負周波数帯域を抽出して、同相成分の正周波数帯域の信号を補正するようにしても良い。φr (ω)=−{φi (−ω)+π/2}の関係があるので、負周波数帯域の直交成分の雑音成分の時間波形(複素関数)fi - (t)の各周波数成分の位相をπ/2だけ遅らせた時間波形の複素共役を、正周波数帯域の同相成分から、減算すれば、同相成分の雑音成分の時間波形(複素関数)fr + (t)を除去できる。具体的には、正周波数帯域の同相成分から、{jfi - (t)}* を減算すれば、同相成分の信号成分F+ (t)が得られる。
6). When noise is superimposed on the lower sideband, when correcting the in-phase component in a band other than the extracted quadrature component, the noise component of the quadrature component is corrected in the same way as when noise is superimposed on the upper sideband. The negative frequency band may be extracted to correct the positive frequency band signal of the in-phase component. Since there is a relationship φ r (ω) = − {φ i (−ω) + π / 2}, each frequency component of the time waveform (complex function) f i − (t) of the noise component of the orthogonal component in the negative frequency band By subtracting the complex conjugate of the time waveform delayed by π / 2 from the in-phase component of the positive frequency band, the time waveform (complex function) f r + (t) of the noise component of the in-phase component can be removed. Specifically, by subtracting {jf i − (t)} * from the in-phase component in the positive frequency band, the signal component F + (t) of the in-phase component is obtained.
逆に、直交成分の雑音成分の正周波数帯域を抽出して、同相成分の負周波数帯域の信号を補正するようにしても良い。φr (−ω)=−φi (ω)+π/2の関係があるので、正周波数帯域の直交成分の雑音成分の時間波形fi + (t)の各周波数成分の位相をπ/2だけ遅らせた時間波形の複素共役を、負周波数帯域の同相成分から、減算すれば、同相成分の雑音成分の時間波形fr - (t)を除去できる。具体的には、負周波数帯域の同相成分から、{−jfi + (t)}* を減算すれば、同相成分の信号成分F- (t)が得られる。
このように、直交成分の雑音成分の抽出は、正周波数帯域、負周波数帯域の何れか一方の帯域で行い、π/2の位相を遅らせた直交成分を同一符号の帯域の同相成分に、又は、π/2位相を遅らせた直交成分の複素共役を異符号の帯域の同相成分に、それぞれ合成することで同相成分に重畳された雑音が除去できる。
Conversely, the positive frequency band of the noise component of the quadrature component may be extracted to correct the signal of the negative frequency band of the in-phase component. Since there is a relationship of φ r (−ω) = − φ i (ω) + π / 2, the phase of each frequency component of the time waveform f i + (t) of the noise component of the orthogonal component in the positive frequency band is represented by π / 2. the complex conjugate of only delayed the time waveform, the phase component of the negative frequency band, is subtracted, the time waveform f r of the noise component of the in-phase component - a (t) can be removed. Specifically, by subtracting {−jf i + (t)} * from the in-phase component in the negative frequency band, the signal component F − (t) of the in-phase component is obtained.
As described above, the extraction of the noise component of the quadrature component is performed in either the positive frequency band or the negative frequency band, and the quadrature component delayed by the phase of π / 2 is changed to the in-phase component of the band of the same code, or By combining the complex conjugate of the quadrature component with the π / 2 phase delayed with the in-phase component of the band of the different sign, the noise superimposed on the in-phase component can be removed.
7.位相回転処理と合成処理を周波数空間で行う場合。
次のように、位相回転処理と合成処理は、周波数空間で行って、結果をフーリエ逆変換することで、雑音が除去された時間軸上の復調信号を得るようにしても良い。
直交成分の正周波数帯域における雑音成分をフーリエ変換してスペクトルを求めて、直交成分のスペクトルを求めることができる。このスペクトルにj、又は、−jを掛ければ、雑音成分の同相成分のスペクトルが得られる。正周波数帯域における同相成分(信号+雑音)をフーリエ変換して、同相成分のスペクトルを求めることができる。同相成分のスペクトルから同相成分の雑音成分のスペクトルを減算して、フーリエ逆変換すれば、雑音が除去された正周波数帯域の信号波形を得ることができる。負周波数帯域においても同様である。
本発明は上記の原理に基づくものである。
7). When performing phase rotation processing and synthesis processing in frequency space.
As described below, the phase rotation process and the synthesis process may be performed in a frequency space, and the result may be inversely Fourier transformed to obtain a demodulated signal on the time axis from which noise has been removed.
The spectrum of the orthogonal component can be obtained by Fourier-transforming the noise component in the positive frequency band of the orthogonal component to obtain the spectrum. By multiplying this spectrum by j or -j, the spectrum of the in-phase component of the noise component is obtained. The spectrum of the in-phase component can be obtained by Fourier-transforming the in-phase component (signal + noise) in the positive frequency band. If the spectrum of the noise component of the in-phase component is subtracted from the spectrum of the in-phase component and inverse Fourier transform is performed, a signal waveform in the positive frequency band from which noise is removed can be obtained. The same applies to the negative frequency band.
The present invention is based on the above principle.
本発明において、復調手段の出力する同相成分のうち正周波数帯域と負周波数帯域のうち一方の周波数帯域を抽出する同相成分帯域抽出手段を有し、位相回転手段は、直交成分帯域抽出手段により抽出された片帯域雑音成分と、同相成分帯域抽出手段により抽出された片帯域信号成分との相互相関値を演算する相互相関演算手段を有し、相互相関演算手段の出力する値の符号に基づいて、位相の回転方向を決定することが望ましい。この特徴は、同相成分の雑音成分と直交成分の雑音成分の相互相関の結果は、j、又は、−jとなる。同相成分の雑音成分を、検出された直交成分の雑音成分から除去するに当たり、π/2の位相の符号を決定するものである。上述したように、正周波数帯域の同相成分の雑音成分の位相は、直交成分の位相、負周波数帯域における直交成分の位相、負周波数帯域の同相成分の雑音成分の位相とは、一意的関係にある。したがって、相互相関値の演算は、必ずしも、同一符号の周波数帯域間で行う必要はない。 In the present invention, it has in-phase component band extraction means for extracting one of the positive frequency band and negative frequency band from the in-phase component output from the demodulation means, and the phase rotation means is extracted by the quadrature component band extraction means. A cross-correlation calculating means for calculating a cross-correlation value between the generated single-band noise component and the single-band signal component extracted by the in-phase component band extracting means, and based on a sign of a value output from the cross-correlation calculating means It is desirable to determine the rotation direction of the phase. This feature is that the result of cross-correlation between the noise component of the in-phase component and the noise component of the quadrature component is j or -j. In removing the noise component of the in-phase component from the detected noise component of the quadrature component, the sign of the phase of π / 2 is determined. As described above, the phase of the noise component of the in-phase component in the positive frequency band is uniquely related to the phase of the quadrature component, the phase of the quadrature component in the negative frequency band, and the phase of the noise component of the in-phase component in the negative frequency band. is there. Therefore, the calculation of the cross correlation value is not necessarily performed between the frequency bands of the same code.
また、本発明において、相互相関演算手段は、同相成分帯域抽出手段の出力する片帯域信号成分と直交成分帯域抽出手段により抽出された片帯域雑音成分とにおいて、一方と他方の複素共役との積の移動時間平均により相互相関値を演算するようにしても良い。複素演算による相互相関演算の具体例である。 Also, in the present invention, the cross-correlation calculating means is a product of one and the other complex conjugate of the one-band signal component output from the in-phase component band extracting means and the one-band noise component extracted by the quadrature component band extracting means. The cross-correlation value may be calculated based on the moving time average. It is a specific example of cross-correlation calculation by complex calculation.
また、本発明において、合成手段は、位相回転雑音成分と、同相成分帯域抽出手段により抽出された片帯域信号成分とを合成するようにしても良い。すなわち、正周波数帯域と負周波数帯域の何れか一方の帯域について、雑音を除去する。この場合には雑音の除去されたSSBが得られる。 In the present invention, the synthesizing unit may synthesize the phase rotation noise component and the one-band signal component extracted by the in-phase component band extracting unit. That is, noise is removed from either the positive frequency band or the negative frequency band. In this case, an SSB from which noise is removed is obtained.
また、本発明において、同相成分帯域抽出手段は、片帯域信号成分を第1片帯域信号成分として抽出する第1同相成分帯域抽出手段と、第1片帯域信号成分に対して、他方の周波数帯域の第2片帯域信号成分を抽出する第2同相成分帯域抽出手段とを有し、位相回転手段は、直交成分帯域抽出手段により抽出された片帯域雑音成分を−π/2又はπ/2だけ位相を回転させる第1位相回転手段と、第1位相回転手段の出力する信号の複素共役を演算する位相反転手段とを有し、合成手段は、第1片帯域信号成分を、第1位相回転手段の出力する第1位相回転雑音成分に基づいて、第1片帯域信号成分に重畳された雑音を除去する第1合成手段と、第2片帯域信号成分を、位相反転手段の出力する位相反転雑音成分に基づいて、第2片帯域信号成分に重畳された雑音を除去する第2合成手段とを有する構成とすることができる。 Further, in the present invention, the in-phase component band extracting means includes a first in-phase component band extracting means for extracting the one-band signal component as the first one-band signal component, and the other frequency band for the first one-band signal component. And a second in-phase component band extracting means for extracting the second one-band signal component of the first half-band signal component, and the phase rotation means outputs the one-band noise component extracted by the quadrature component band extracting means by −π / 2 or π / 2. A first phase rotation unit for rotating the phase; and a phase inversion unit for calculating a complex conjugate of the signal output from the first phase rotation unit. The combining unit converts the first one-band signal component into the first phase rotation. A first synthesizing unit for removing noise superimposed on the first one-band signal component based on the first phase rotation noise component output from the unit; and a phase inversion for outputting the second one-band signal component from the phase inversion unit. Based on the noise component, the second one-band signal generation And a second combining unit that removes noise superimposed on the minutes.
片帯域雑音成分と、同相成分の正周波数帯域の雑音成分と負周波数帯域の雑音成分とは、π/2の位相回転や、位相回転後の複素共役(すなわち、位相反転)で、一意的に決定される。したがって、この態様では、直交成分において、正周波数帯域又は負周波数帯域のうちの一方の帯域から抽出された片帯域雑音成分に基づいて、同相成分の片帯域又は両帯域の信号から雑音を除去することができる。 The single-band noise component, the in-phase component noise component in the positive frequency band and the noise component in the negative frequency band are uniquely determined by π / 2 phase rotation or complex conjugate (ie, phase inversion) after phase rotation. It is determined. Therefore, in this aspect, in the quadrature component, noise is removed from the signal of one or both bands of the in-phase component based on the one-band noise component extracted from one of the positive frequency band and the negative frequency band. be able to.
本発明において、同相成分帯域抽出手段は、片帯域信号成分を第1片帯域信号成分として抽出する第1同相成分帯域抽出手段と、第1片帯域信号成分に対して、他方の周波数帯域の第2片帯域信号成分を抽出する第2同相成分帯域抽出手段とを有し、直交成分帯域抽出手段は、第1片帯域信号成分と同一符号の周波数帯域の雑音成分を第1片帯域雑音成分として抽出する第1直交成分帯域抽出手段と、第1片帯域雑音成分に対して、他方の周波数帯域の第2片帯域雑音成分を抽出する第2直交成分帯域抽出手段とを有し、位相回転手段は、第1直交成分帯域抽出手段により抽出された第1片帯域雑音成分を−π/2又はπ/2だけ位相を回転させる第1位相回転手段と、第2直交成分帯域抽出手段により抽出された第2片帯域雑音成分をπ/2又は−π/2だけ位相を回転させる第2位相回転手段とを有し、合成手段は、第1片帯域信号成分を、第1位相回転手段の出力する第1位相回転雑音成分に基づいて、第1片帯域信号成分に重畳された雑音を除去する第1合成手段と、第2片帯域信号成分を、第2位相回転手段の出力する第2位相回転雑音成分に基づいて、第2片帯域信号成分に重畳された雑音を除去する第2合成手段とを有していても良い。この場合には、正周波数帯域と負周波数帯域の同相成分から、雑音を共に除去することができる。したがって、雑音が除去された両側帯波として復調することができるので、受信感度が向上する。 In the present invention, the in-phase component band extracting means extracts the first in-phase component band extracting means for extracting the one-band signal component as the first one-band signal component, and the first one-band signal component in the other frequency band. A second in-phase component band extracting unit that extracts a two-single band signal component, and the quadrature component band extracting unit uses a noise component in a frequency band having the same sign as the first one-band signal component as a first one-band noise component. A first orthogonal component band extracting means for extracting; a second orthogonal component band extracting means for extracting a second single band noise component of the other frequency band with respect to the first single band noise component; Are extracted by the first phase rotation means for rotating the phase of the first one-band noise component extracted by the first orthogonal component band extraction means by −π / 2 or π / 2, and by the second orthogonal component band extraction means. The second one-band noise component is π / 2. Includes a second phase rotation unit that rotates the phase by −π / 2, and the combining unit converts the first one-band signal component based on the first phase rotation noise component output from the first phase rotation unit, First synthesis means for removing noise superimposed on the first one-band signal component, and second second-band signal component based on the second phase rotation noise component output from the second phase rotation means. You may have the 2nd synthetic | combination means which removes the noise superimposed on the signal component. In this case, both noises can be removed from the in-phase components of the positive frequency band and the negative frequency band. Therefore, since it can demodulate as a double sideband wave from which noise was removed, reception sensitivity improves.
また、第1位相回転手段及び第2位相回転手段による回転位相の符号は、一方の位相回転手段により決定された相互相関値の符号により、他方の位相回転手段による位相の回転の符号も決定しても良い。すなわち、ベースバンドにおける一方の周波数帯域の直交成分の雑音成分により決定された位相の回転符号は、他方の周波数帯域の直交成分の雑音成分により決定された位相の回転符号とは異付号であるので、一方の周波数帯域の信号処理により位相の回転符号を決定することができる。 Further, the sign of the rotation phase by the first phase rotation means and the sign of the cross-correlation value determined by one phase rotation means also determines the sign of the phase rotation by the other phase rotation means. May be. That is, the phase rotation code determined by the noise component of the orthogonal component in one frequency band in the baseband is a different sign from the phase rotation code determined by the noise component of the orthogonal component in the other frequency band. Therefore, the phase rotation code can be determined by signal processing in one frequency band.
また、第1位相回転手段は、第1片帯域雑音成分と第1片帯域信号成分とから相互相関値を演算する相互相関演算手段としての第1相互相関演算手段を有し、第1相互相関演算手段の出力する第1の値に基づいて位相の回転方向を決定し、第2位相回転手段は、第2片帯域雑音成分と第2片帯域信号成分との相互相関値を演算する相互相関演算手段としての第2相互相関演算手段を有し、第2相互相関演算手段の出力する第2の値に基づいて位相の回転方向を決定するようにしても良い。この場合には、それぞれの周波数帯域から直交成分の雑音成分の位相の回転符号を決定している。 The first phase rotation means includes first cross-correlation calculation means as a cross-correlation calculation means for calculating a cross-correlation value from the first one-band noise component and the first one-band signal component. The phase rotation direction is determined based on the first value output from the calculating means, and the second phase rotating means calculates the cross-correlation value between the second one-band noise component and the second one-band signal component. There may be provided a second cross-correlation calculating means as the calculating means, and the phase rotation direction may be determined based on the second value output from the second cross-correlation calculating means. In this case, the rotation code of the phase of the noise component of the orthogonal component is determined from each frequency band.
本発明において、復調手段は、直交復調後の直交成分に含まれる、変調搬送波に対する復調搬送波の誤差周波数のビート信号が零となるように、復調搬送波の周波数と位相を制御するフェーズロックドループ部を有することが望ましい。同期検波を実行でき、雑音を確実に除去することができる。 In the present invention, the demodulating means includes a phase-locked loop unit for controlling the frequency and phase of the demodulated carrier so that the beat signal of the error frequency of the demodulated carrier contained in the quadrature component after quadrature demodulation becomes zero. It is desirable to have. Synchronous detection can be performed, and noise can be reliably removed.
また、復調手段は、ベースバンド信号の移動平均から、変調搬送波に対する復調搬送波の誤差周波数のビート信号を求め、そのビート信号に基づいてベースバンド信号のビート信号による変動を補正した信号を新たにベースバンド信号とする同期手段を有することが望ましい。ベースバンドにおけるスペクトルは、同相成分も直交成分も、ビート周波数だけ周波数がシフトするので、これ周波数シフトを補正することで、信号成分の復調と、雑音の除去を確実に実行することができる。 In addition, the demodulation means obtains a beat signal of the error frequency of the demodulated carrier wave with respect to the modulated carrier wave from the moving average of the baseband signal, and based on the beat signal, a signal obtained by correcting the fluctuation due to the beat signal of the baseband signal It is desirable to have synchronization means for making a band signal. Since the spectrum in the baseband is shifted in frequency by the beat frequency for both the in-phase component and the quadrature component, the signal component can be demodulated and noise can be reliably removed by correcting this frequency shift.
また、本方法発明は、両側帯波信号を受信して、RF帯域における一方の側帯波にのみ重畳する雑音を除去する信号処理方法において、両側帯波信号を直交復調して、正周波数帯域と負周波数帯域とを有したベースバンド信号に復調し、復調された直交成分に基づいて、復調された同相成分に含まれる雑音成分を除去することを特徴とする信号処理方法である。本方法発明において、さらに、復調された直交成分のうち正周波数帯域と負周波数帯域のうち一方の周波数帯域の雑音成分を片帯域雑音成分として抽出し、抽出された雑音成分を−π/2又はπ/2だけ位相を回転させ、復調された同相成分であるベースバンドの信号成分を、位相回転された位相回転雑音成分に基づいて、信号成分に重畳された雑音を除去することができる。また、本発明において、同相成分における正周波数帯域と負周波数帯域のうち一方の周波数帯域の信号成分を片帯域信号成分として抽出し、位相の回転の符号は、片帯域信号成分と片帯域雑音成分との相互相関値に基づいて決定しても良い。要するに、本発明は、信号の復調には直交復調する必要がないところ、直交復調して得られる直交成分から、同相成分に含まれる雑音を消去するようにしたことが特徴である。 Further, the present invention is a signal processing method for receiving a double sideband signal and removing noise superimposed only on one sideband wave in the RF band. The signal processing method is characterized in that a baseband signal having a negative frequency band is demodulated and a noise component included in the demodulated in-phase component is removed based on the demodulated quadrature component. In the method invention, a noise component in one of the positive frequency band and the negative frequency band among the demodulated orthogonal components is further extracted as a one-band noise component, and the extracted noise component is −π / 2 or By rotating the phase by π / 2 and demodulating the baseband signal component, which is the demodulated in-phase component, the noise superimposed on the signal component can be removed based on the phase-rotated noise component. In the present invention, the signal component of one of the positive frequency band and the negative frequency band in the in-phase component is extracted as a single band signal component, and the sign of phase rotation is the single band signal component and the single band noise component. It may be determined based on the cross-correlation value. In short, the present invention is characterized in that noise contained in the in-phase component is eliminated from the quadrature component obtained by quadrature demodulation, although it is not necessary to perform quadrature demodulation for signal demodulation.
本発明によると、上側帯波帯域又は下側帯波帯域の一方の帯域にのみ雑音が重畳される環境において、復調時にこの雑音を精度よく除去することができるので、所望信号の検出精度、復調精度を向上させることができる。 According to the present invention, in an environment where noise is superimposed only on one of the upper sideband band or the lower sideband band, this noise can be accurately removed during demodulation. Can be improved.
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on specific examples. The present invention is not limited to the following examples.
本発明の具体的な一実施例に係る信号処理装置1の構成を図1に示す。本実施例は、HV(ハイブリッド車)におけるAMラジオ受信機に混入する雑音を抑制する信号処理装置である。HVには、100kHzのキャリア周波数で制御されるDC−DCコンバータが搭載されていると仮定する。AMラジオ放送波は、531kHzから1602kHzの周波数帯域が割り当てられている。DC−DCコンバータから発生するスイッチング雑音は、基本的には、周波数空間では、基本周波数100kHzの整数倍の線スペクトル列となる。この雑音が、AMラジオ放送帯域に入り込み、AMラジオ放送波に雑音を与える。このような雑音の場合に、雑音のスペクトルは、100kHzの間隔が存在するので、AMラジオ放送の上側帯波帯域と下側帯波帯域とに、共に、雑音が存在することはない。本実施例は、AMラジオ放送帯域に入り込むこの種の雑音をキャンセルする信号処理装置である。しかしながら、本発明は、このような雑音に限定されることなく、直交多重化されていない両側帯波伝送において、上側帯波帯域と下側帯波帯域との一方の帯域にのみ雑音が混入する全ての環境において用いることができる。また、スペクトルが互いに複素共役の関係にある両側帯波伝送であれば、各帯域の信号は、AM変調、FM変調、位相変調、その他の変調方式であっても良い。
A configuration of a
本実施例の信号処理装置1は、アンテナ11により受信されたAMラジオ放送信号が増幅器12により増幅され、A/Dコンバータ13により、一定の周期Δtでサンプリングされて、ディジタル値に変換された後、CPUにより処理される装置である。図1の構成は、ディジタル処理の各機能部毎にブロックで表現されている。A/Dコンバータ13の出力する信号は実数であるが、直交復調部20及びその後段のデータ処理は全て複素数で行われる。復調手段である直交復調部20は、ミキサー21と復調搬送波発生部22と同相成分抽出部23と直交成分抽出部24とを有している。直交復調部20によりベースバンド信号が得られる。複素信号で取り扱う関係上、このベースバンドは、上側帯波帯域に対応する正周波数帯域と下側帯波帯域に対応する負周波数帯域とを有する。フィルタ部30は同相成分のベースバンド信号を入力して、正周波数帯域を抽出するフィルタ31と、直交成分のベースバンド信号を入力して、正周波数帯域を抽出するフィルタ32とを有している。フィルタ31は、同相成分の片周波数帯域を抽出する同相成分帯域抽出手段を、フィルタ32は直交成分の片周波数帯域を抽出する直交成分帯域抽出手段を構成している。
In the
また、位相回転手段を構成する位相回転部40は、フィルタ32の出力する直交成分の正周波数帯域のベースバンド信号に、切換スイッチ42の設定に応じて、−j又はjを掛ける乗算器41を有している。すなわち、この乗算は、全周波数、一律に−π/2又はπ/2だけ位相を回転することに相当する。そして、合成手段を構成する合成部60により、フィルタ31の出力する同相成分の正周波数帯域のベースバンド信号と、位相回転部40の出力信号(位相回転雑音成分)とを加算合成する。フィルタ31、32は、正周波数帯域を抽出するフィルタで、ヒルベルトフィルタと全域通過遅延回路との並列回路である。すなわち、このフィルタは、実関数I(t)から、I(t)+jQ(t)={(δ(t)+jh(t)}*I(t)を得るフィルタである。ただし、h(t)はヒルベルトフィルタのインパルス応答、*は、畳み込み積分を意味する。δ(t)+jh(t)の伝達関数は、ωが負では0、ωが正では2となる、正帯域通過フィルタである。雑音除去手段は、フィルタ32、位相回転部40、合成部60とで構成されている。
Further, the
なお、本実施例では、受信信号を直接、サンプリングしているが、帯域をシフトさせる復調部は、アナログ回路で構成して、一旦、中間周波数帯域に落として、IF信号をサンプリングするようにしても良い。また、直交復調は、数値演算で行い、実部と虚部を抽出することで実行しているが、直交復調は、cos(ωc t)、sin(ωc t)を用いた復調であっても良い。 In this embodiment, the received signal is directly sampled. However, the demodulator that shifts the band is configured by an analog circuit and temporarily drops to the intermediate frequency band to sample the IF signal. Also good. In addition, orthogonal demodulation is performed by numerical calculation and is performed by extracting a real part and an imaginary part. However, orthogonal demodulation is demodulation using cos (ω c t) and sin (ω c t). May be.
次に本装置の作用を説明する。
雑音は、放送局から受信装置に至る間に上側帯波帯域に重畳されるものとする。アンテナ11の出力する受信信号r(t)は、(1)式で表される。
It is assumed that noise is superimposed on the upper sideband band from the broadcasting station to the receiving device. The reception signal r (t) output from the
空間を伝搬する波は、r(t)の実部で表される。したがって、A/Dコンバータ13から出力されるサンプリングされた受信信号(データ)は、実数列である。次に、この受信信号を直交復調する。信号成分の直交成分は存在しないので、複素空間では、直交復調は、(1)式で表される複素関数の実部の受信信号にexp(−jωc t)掛ける演算を行うことに等しい。したがって、復調した後のベースバンドの信号は、(2)式で表される。なお、復調結果には1/2の係数が係るので、表現を簡単にするために、x(t)は、直交復調の結果の2倍で定義する。すなわち、ミキサー21の出力信号x(t)は、(2)式で表現でき、そのスペクトルは図2(b)に示すようになり、ベースバンドの正周波数帯域と負周波数帯域とを有している。雑音は正周波数帯域にのみ存在する。
(2)式の実部が直交復調における同相成分、虚部が直交復調における直交成分である。
同相成分は、(3)式で、直交成分は、(4)式で表される。
The in-phase component is expressed by equation (3), and the quadrature component is expressed by equation (4).
(4)式の直交成分xi (t)のスペクトルは図3(b)に示すようになる。正周波数帯域には、直交成分の雑音成分のスペクトル(−jρ/2)が現れている。すなわち、この雑音成分は、同相成分の雑音成分と振幅は等しいが、同相成分に対して、位相が−π/2だけ回転している(時間軸上ではπ/2だけ遅れている)。負周波数帯域には、直交成分の雑音成分のスペクトル(jρ* /2)が現れている。すなわち、この雑音成分は、同相成分の雑音成分と振幅は等しいが、同相成分に対して位相がπ/2だけ回転している(時間軸上ではπ/2だけ遅れている)。また、同相成分も、直交成分も、正周波数帯域と負周波数帯域のスペクトルは、相互に、複素共役の関係、すなわち、位相が反転した関係にある。 The spectrum of the orthogonal component x i (t) in the equation (4) is as shown in FIG. In the positive frequency band, a spectrum (−jρ / 2) of the noise component of the orthogonal component appears. That is, the noise component has the same amplitude as the noise component of the in-phase component, but the phase is rotated by −π / 2 with respect to the in-phase component (delayed by π / 2 on the time axis). The spectrum (jρ * / 2) of the noise component of the orthogonal component appears in the negative frequency band. That is, the noise component has the same amplitude as the noise component of the in-phase component, but the phase is rotated by π / 2 with respect to the in-phase component (delayed by π / 2 on the time axis). Further, in both the in-phase component and the quadrature component, the spectra in the positive frequency band and the negative frequency band are in a complex conjugate relationship, that is, a relationship in which the phases are inverted.
次に、フィルタ31により、ベースバンドの正周波数帯域における同相成分xr + (t)(片帯域信号成分)が抽出される。xr + (t)は、(5)式で表され、そのスペクトルは図4(a)に示すようになる。また、フィルタ32により、ベースバンドの正周波数帯域における直交成分の雑音成分xi + (t)(片帯域雑音成分)が抽出される。xi + (t)は、(6)式で表され、そのスペクトルは図4(b)に示すようになる。xr + (t)とxi + (t)は複素関数である。
次に、位相回転部40の乗算器41により、フィルタ32の出力する雑音成分xi + (t)に、−jが掛け算されて、位相回転雑音成分(−jxi + (t))が出力される。この処理は、直交成分の正周波数帯域の雑音成分の位相をπ/2だけ遅延させ(−π/2だけ回転させ)、同相成分の正周波数帯域の雑音成分との位相差がπとなるように位相が制御されることを意味する。すなわち、直交雑音成分が、同相雑音成分の反転波形となるように制御される。そして、合成部60において、正周波数帯域の同相成分xr + (t)に、位相回転雑音成分(−jxi + (t))が加算される。合成部60の出力は、(7)式となる。
すなわち、図4(a)、(c)のスペクトルで示すように、正周波数帯域の同相雑音成分(ρ/2)が消去されて、同相成分の信号成分A+S+ (t)が得られる。A+S+ (t)は複素関数である。両側帯波放送は、片帯域だけで復調できるので、この信号成分S+ (t)の実部により、AM放送の復調が可能となる。
上側帯波帯域にのみ雑音が重畳された場合における上記の処理手順は、図5において示された、各処理部での入力信号、出力信号の数式及びスペクトルにより、理解が容易である。
That is, as shown in the spectra of FIGS. 4A and 4C, the in-phase noise component (ρ / 2) in the positive frequency band is eliminated, and the signal component A + S + (t) of the in-phase component is obtained. A + S + (t) is a complex function. Since double-sideband broadcasting can be demodulated only in one band, the AM broadcast can be demodulated by the real part of this signal component S + (t).
The above processing procedure in the case where noise is superimposed only on the upper side band is easy to understand from the input signal and the mathematical expression and spectrum of the output signal shown in FIG.
RF帯域において、雑音が、下側帯波帯域にのみ重畳した場合には、xr (t)とxi (t)は、(3)式と(4)式において、ωn =−ωn と置いた式で表される。しかし、上側帯波帯域に雑音が重畳した場合と(3)、(4)式の表現を同一にするために、ωn =−ωn とおき、さらに、ρをρ* 、ρ* をρに置換する。すなわち、下側帯波帯域に雑音が重畳した場合の(1)式のρをρ* とする。このように雑音のスペクトルを定義することで、同相成分の雑音成分は、図3(a)と同一になり、負周波数帯域では、ρ* /2となり、正周波数帯域では、ρ/2となり、相互に複素共役の関係にある。 In the RF band, when noise is superimposed only on the lower sideband band, x r (t) and x i (t) are expressed as ω n = −ω n in the expressions (3) and (4). It is expressed by a set expression. However, in order to make the expressions of the expressions (3) and (4) the same as when noise is superimposed on the upper sideband, ω n = −ω n is set , and ρ is ρ * and ρ * is ρ Replace with. That is, ρ in Equation (1) when noise is superimposed on the lower sideband band is ρ * . By defining the noise spectrum in this manner, the noise component of the in-phase component is the same as that in FIG. 3A, and is ρ * / 2 in the negative frequency band, and ρ / 2 in the positive frequency band. They are in a complex conjugate relationship.
直交成分の雑音成分は、正周波数帯域では、スペクトル(jρ/2)、負周波数帯域では、スペクトル(−jρ* /2)となる。すなわち、正周波数帯域及び負周波数帯域において、直交成分の雑音成分は、同相成分の雑音成分に対して、時間軸上において位相がπ/2だけ進んでいる。したがって、正周波数帯域において、同相成分の雑音成分(ρ/2)を除去するためには、正周波数帯域の直交成分の雑音成分(jρ/2)に(j)を掛けて、同相成分に加算する必要がある。この場合には、乗算器41による演算は、(j)の掛け算となる。このように、上側帯波帯域に雑音が重畳した場合と下側帯波帯域に雑音が重畳した場合とで、乗算器41による掛け算因子(j)の符号が異なる。切換スイッチ42は、AM放送の聴者が再生音声における雑音の混入度を判断して聴者により雑音が消去される側に操作される。
The noise component of the orthogonal component is a spectrum (jρ / 2) in the positive frequency band and a spectrum (−jρ * / 2) in the negative frequency band. That is, in the positive frequency band and the negative frequency band, the phase of the noise component of the quadrature component is advanced by π / 2 on the time axis with respect to the noise component of the in-phase component. Therefore, in order to remove the noise component (ρ / 2) of the in-phase component in the positive frequency band, the noise component (jρ / 2) of the quadrature component in the positive frequency band is multiplied by (j) and added to the in-phase component. There is a need to. In this case, the calculation by the
以上、正周波数帯域の直交成分の雑音成分を抽出する場合を説明したが、負周波数帯域の直交成分を抽出して、負周波数帯域の同相成分から、同相成分の雑音成分を除去するようにしても良い。上側帯波帯域に雑音が重畳される場合には、負周波数帯域の直交成分の雑音成分のスペクトルは(jρ* /2)であるので、乗算器41での掛け算因子は(j)となる。また、下側帯波帯域に雑音が重畳される場合には、負周波数帯域の直交成分の雑音成分のスペクトルは(−jρ* /2)であるので、乗算器41での掛け算因子は(−j)となる。これにより、合成部60からは、A+S- (t)が出力され、その実部からAM音声信号を得ることができる。
なお、(1)〜(6)式における雑音成分の項は、単一のスペクトルで表現されているが、実際には周波数ωn の積分で表されるものである。
In the above, the case where the noise component of the quadrature component in the positive frequency band is extracted has been described. However, the quadrature component in the negative frequency band is extracted, and the noise component of the in-phase component is removed from the in-phase component in the negative frequency band. Also good. When noise is superimposed on the upper side band, since the spectrum of the noise component of the orthogonal component in the negative frequency band is (jρ * / 2), the multiplication factor in the
In addition, although the term of the noise component in the equations (1) to (6) is expressed by a single spectrum, it is actually expressed by an integral of the frequency ω n .
実施例1では、乗算器41における乗算因子(j)の符号を、設定スイッチ42で切り換える方式である。実施例2は、正周波数帯域における同相成分(信号成分+雑音成分)と、直交成分の雑音成分との相互相関演算により、乗算器41における乗算因子(j)の符号を自動的に決定するようにした装置である。本実施例の信号処理装置は、図6に示すように構成されている。実施例1の図1と同一の機能を果たす部分には、同一の符号が付されている。図1に対して、位相回転部40の構成が異なるだけである。複素共役演算部43において、フィルタ31の出力する(5)式の正周波数帯域の同相成分xr + (t)の複素共役が演算され、乗算器44において、その複素共役と、フィルタ32の出力する(8)式の正周波数帯域の直交成分の雑音成分xi + (t)との積が演算される。
xi + (t)は、上側帯波帯域にのみ雑音が重畳した場合と、下側帯波帯域にのみ雑音が重畳した場合とで符号が異なるので、(8)式では、両者を含めて±の符号を付けて表現されている。(+)は上側帯波帯域、(−)は下側帯波帯域に雑音が重畳された場合を表している。 Since x i + (t) has a different sign when noise is superimposed only on the upper sideband band and when noise is superimposed only on the lower sideband band, in equation (8), both include ± It is expressed with the sign of. (+) Represents the upper sideband band, and (−) represents the case where noise is superimposed on the lower sideband band.
乗算器44の出力信号は、(9)式で表される。
乗算器44の出力する(9)式の信号は、移動平均演算部45に入力する。移動平均により周波数の異なる雑音の積は、0となるので、同一周波数の雑音成分の積だけが残る。(9)式の最終行の第2項は、単一周波数のスペクトルで見ると、雑音の周波数ωn の正弦波を正周波数帯域の同相成分の共役A+S+ (t)* で振幅変調した波形となる。したがって、周波数ωn 及び同相成分の最大周波数で決定される最短周期よりも十分長い時間での移動平均を演算することで、周波数ωn の雑音成分は消去される。雑音が一定の帯域を有する場合には、この第2項はωn の積分表示となるだけであるので、第2項の雑音の周波数により変動する成分は消去できる。この結果、移動平均演算部45の出力信号は、(10)式で表される。
(10)式は、純虚数であり、その符号が(+)の場合には、雑音が上側帯波帯域に重畳された場合であり、符号が(−)の場合には、雑音が下側帯波帯域に重畳されていることを意味する。そこで、位相検出部46において、(10)式が、(−j)か(j)かが判定される。すなわち、直交成分の雑音成分の位相は、同相成分の雑音成分の位相に対してπ/2遅れている遅れ位相にあるか、π/2進んでいる進み位相にあるかが判定される。そして、位相決定部47において、(10)式の符号が(+)であれば、(−j)を、符号が(−)であれば、(j)を乗算器41に出力して、乗算器41から位相回転雑音成分を出力して、合成器40において、(5)式の同相成分xr (t)に加算する。これにより、上側帯波帯域と下側帯波帯域の何れか一方の帯域に雑音が重畳された場合でも、自動的に、正周波数帯域における同相成分の雑音成分(ρ/2)を除去することができる。なお、フィルタ31、32の構成要素の一つであるヒルベルトフィルタのインパルス応答が、有限項で近似する関係上、帯域分離が完全ではなく、(9)式に直流の実部が存在したとしても、(9)式の虚部の符号により、直交成分の位相回転方向を決定することができる。
Equation (10) is a pure imaginary number. When the sign is (+), the noise is superimposed on the upper sideband band. When the sign is (−), the noise is lower sideband. It means that it is superimposed on the wave band. Therefore, the
上記の処理は、負周波数帯域の直交成分の雑音成分を抽出した場合も同様である。図6のフィルタ31を同相成分の負周波数帯域を抽出するフィルタ、フィルタ32を直交成分の負周波数帯域を抽出するフィルタとすれば良い。
The above processing is the same when the noise component of the negative component in the negative frequency band is extracted. The
上記実施例1、2は、正周波数帯域又は負周波数帯域の一方について、雑音の除去と復調を行うものである。本実施例3は、図7に示すように、正周波数帯域と、負周波数帯域とを、それぞれ、独立して、信号処理を行うものである。すなわち、実施例1における正周波数帯域での処理と同様に、負周波数帯域の直交成分の雑音成分を抽出して、同相成分に重畳された雑音成分を除去している。図7において、正周波数帯域での雑音を除去する上側帯波処理部Uと、下側帯波処理部Lとを有している。上側帯波処理部Uは図1と同一構成であり、下側帯波処理部Lは、図1の構成において、フィルタ31Lが同相成分の負周波数帯域を抽出し、フィルタ32Lが直交成分の負周波数帯域を抽出する点のみが相違する。そして、上側帯波処理部Uの出力するSU (t)と、下側帯波処理部Lが出力するSL (t)が、合成部61により合成されて、両側帯波S(t)が得られる。
In the first and second embodiments, noise removal and demodulation are performed for one of the positive frequency band and the negative frequency band. In the third embodiment, as shown in FIG. 7, the signal processing is performed independently for each of the positive frequency band and the negative frequency band. That is, similarly to the processing in the positive frequency band in the first embodiment, the noise component of the orthogonal component in the negative frequency band is extracted, and the noise component superimposed on the in-phase component is removed. In FIG. 7, an upper side band processing unit U that removes noise in the positive frequency band and a lower side band processing unit L are provided. The upper side band processing unit U has the same configuration as that of FIG. 1, and the lower side band processing unit L has the same configuration as that of FIG. 1, but the
上側帯波処理部Uの出力するSU (t)は、実施例2で説明したように、上側帯波又は下側帯波に雑音が重畳した場合を含めて、(11)式で表される。
負周波数帯域について、上側帯波に雑音が重畳されても、下側帯波に雑音が重畳されても、同相成分の波形は等しく、フィルタ31Lの出力xr - (t)は、(12)式で与えられる。
一方、直交成分の雑音成分は、上側帯波にのみ雑音が重畳される場合には、同相成分の雑音成分に対して、π/2の遅れ位相にあり、下側帯波にのみ雑音が重畳される場合には、同相成分の雑音成分に対して、π/2の進み位相にある。したがって、直交成分の負周波数帯域を抽出するフィルタ32Lの出力xi - (t)は、(13)式で表される。
一方、(13)式の符号が(+)であれば直交成分の雑音成分はπ/2の進み位相にあるので、xi - (t)に(−j)を乗算して(−π/2回転させて)、同相成分の雑音成分に対してπの進み位相にして、同相成分の雑音成分xr - (t)に加算すれば、負周波数帯域の同相成分から雑音を除去することができる。この処理が位相回転部40Lと合成部60Lとで実現される。すなわち、(14)式により、負周波数帯域の信号SL (t)が得られる。
そして、(15)式に示すように、合成部61により、合成部60Uの出力SU (t)と合成部60Lの出力SL (t)を加算することで、雑音の除去された両側帯波信号S(t)を得ることができる。
本実施例3において、回転位相の符号を自動検出する実施例2を用いても良い。すなわち、実施例3の図7における上側帯波処理部Uの位相回転部40Uと、下側帯波処理部Lの位相回転部40Lに、実施例2の図6に示す位相回転部40を用いても良い。この構成によると、同相成分から雑音が自動的に除去されたベースバンドの両側帯波を得ることができる。なお、正周波数帯域に関して決定された位相回転の符号と、負周波数帯域に関して決定された位相回転の符号は、互いに異なる符号となるだけであるので、一方の周波数帯域で決定された位相回転の符号を用いて、その符号に(−1)を乗算して他方の周波数帯域での位相回転符号とすることができる。この場合には、図6の位相回転部40は、一方の周波数帯域の処理系統にのみ存在すれば良い。
In the third embodiment, the second embodiment that automatically detects the sign of the rotational phase may be used. That is, the
本実施例において、xr + (t)、xr - (t)は、それぞれ、第1片帯域信号成分、第2片帯域信号成分、xi + (t)、xi - (t)は、それぞれ、第1片帯域雑音成分、第2片帯域雑音成分に相当する。また、フィルタ31U、31Lは、第1同相成分帯域抽出手段、第2同相成分帯域抽出手段に相当し、フィルタ32U、32Lは、第1直交成分帯域抽出手段、第2直交成分帯域抽出手段に相当する。また、位相回転部40Uが第1位相回転手段、位相回転部40Lが第2位相回転手段に相当する。合成部60Uが第1合成手段、合成部60Lが第2合成手段に相当する。
In this embodiment, x r + (t) and x r − (t) are the first half-band signal component, the second half-band signal component, and x i + (t) and x i − (t) are, respectively. , Corresponding to the first single-band noise component and the second single-band noise component, respectively. The
上記実施例1〜3においては、復調時には、復調搬送波は、変調搬送波と同期しているものとして説明した。本実施例は同期誤差による雑音除去への影響を排除する実施例である。図8は、実施例1の信号処理装置において、同期復調を実現した装置の構成を示している。図8において、直交復調部20に、位相同期処理部70を設けたのが、本実施例の特徴である。位相同期処理部70はベースバンド信号を入力してその移動平均を演算する移動平均演算部71と、その出力の複素共役を演算する複素共役演算部72と、その出力の振幅を規格化する振幅規格化部73と、その出力とベースバンド信号x(t)とを乗算する乗算部74とを有している。
In the first to third embodiments, it has been described that the demodulated carrier wave is synchronized with the modulated carrier wave at the time of demodulation. This embodiment is an embodiment in which the influence on noise removal due to the synchronization error is eliminated. FIG. 8 shows a configuration of a device that realizes synchronous demodulation in the signal processing device of the first embodiment. In FIG. 8, the feature of the present embodiment is that the
復調搬送波発生部22の出力する復調搬送波の周波数は、変調搬送波の周波数ωc に対してΔωだけ大きいとする。すなわち、復調搬送波波L(t)は(16)式で表される。
受信信号r(t)は(1)式の実部で表されるので、ミキサー21の出力するベースバンド信号x(t)は、(2)式と同様にして、(17)式で表される。すなわち、ベースバンド信号に、exp(Δωt)の因子が現れる。
Since the received signal r (t) is represented by the real part of the equation (1), the baseband signal x (t) output from the
次に、複素共役演算部72により、(18)式の複素共役が求められ、振幅規格化部73により、(19)式の規格化信号が得られる。(18)式におけるA+S+ (t)+S- (t)は実数であるので、(18)式から、−jωt=tan-1(実部/虚部)により−jωtが得られるので、exp(jωt)を得ることができる。
Next, the complex conjugate of the equation (18) is obtained by the complex
次に、乗算部74により、ベースバンド信号に規格化信号を乗算して、(20)式の同期ベースバンド信号xsync(t)を得ることができる。
この処理により、復調搬送波の周波数が変調搬送波の周波数に対して偏差Δωを有していても、その偏差による影響を排除することができる。
なお、上記の説明では、受信信号に含まれる復調搬送波と、変調搬送波との位相差Δφは、明示していないが、(16)〜(18)式におけるjΔωtをjΔω+jΔφとおいて、位相誤差Δφを考慮して、(20)式を演算すると、Δφは消去されるので、Δφが存在しても、(20)式が得られる。すなわち、周波数誤差だけでなく位相誤差も、補償されることになる。
Next, the
By this processing, even if the frequency of the demodulated carrier wave has a deviation Δω with respect to the frequency of the modulated carrier wave, the influence of the deviation can be eliminated.
In the above description, the phase difference Δφ between the demodulated carrier wave and the modulated carrier wave included in the received signal is not clearly shown, but jΔωt in equations (16) to (18) is set to jΔω + jΔφ, and the phase error Δφ is calculated. Considering this, if the equation (20) is calculated, Δφ is deleted, so that even if Δφ exists, the equation (20) can be obtained. That is, not only the frequency error but also the phase error is compensated.
本実施例4の装置は、位相同期処理部70を、実施例1の図1の構成に用いた例であるが、実施例2の図6の直交復調部20に、図8の位相処理部70を設けても良い。その構成を図9に示す。
また、同期復調に関して、同相成分はcos[(ωc +Δω)t+φ]で復調し、直交成分はsin[(ωc +Δω)t+φ]で復調して、直交成分が0(極小)となるように復調搬送波の周波数ωc +Δωと位相φを、VOCを用いたPLL回路、すなわち、コスタスループにより同期復調をするようにしても良い。
The apparatus of the fourth embodiment is an example in which the phase
As for synchronous demodulation, the in-phase component is demodulated by cos [(ω c + Δω) t + φ], and the quadrature component is demodulated by sin [(ω c + Δω) t + φ] so that the quadrature component becomes 0 (minimum). The frequency ω c + Δω and the phase φ of the demodulated carrier wave may be synchronously demodulated by a PLL circuit using VOC, that is, a Costas loop.
本実施例は、図7に示す実施例3の構成において、直交復調部20に、図8に示す実施例4の位相同期処理部70を設けて、さらに、上側帯波と下側帯波に雑音が重畳した場合とで、異なる位相回転の符号を、実施例2の自動検出するようにした構成を採用した例である。その構成を図10に示す。すなわち、図10の上側帯波処理部U、下側帯波処理部Lにおいて、図6の位相回転部40と同一構成を、位相回転部40U、位相回転部40Lとして用いた例である。本実施例では、正周波数帯域において同相成分と直交成分との相互相関により、正周波数帯域での直交成分の位相回転符号を決定し、負周波数帯域において同相成分と直交成分との相互相関により、負周波数帯域での直交成分の位相回転符号を決定している。もちろん、一方の帯域から決定された位相回転符号を反転した符号を他の帯域における位相回転符号としても良い。
In this embodiment, in the configuration of the third embodiment shown in FIG. 7, the
本実施例は、一方の周波数帯域で得られた同相成分の雑音成分の複素共役を演算して、それを他方の周波数帯域の同相成分に合成することで、両周波数帯域の同相成分に重畳した雑音を除去する例である。その構成を図11に示す。
上側帯波処理部Uにおける正周波数帯域に関する位相回転部の構成は、実施例5の図10の上側帯波処理部Uの位相回転部40Uと同一である。下側帯波処理部Lは、負周波数帯域に関する位相回転部に代わる位相反転部401Lと合成部60Lが設けられている。そして、位相反転部401Lは、複素共役演算部43Lを有している。上側帯波処理部Uの乗算部41Uの出力が複素共役演算部43Lに入力している。上側帯波帯域にのみ雑音が重畳した場合について説明すると、乗算部41Uの出力xia + (t)は、(6)式に−jを掛けた(21)式で表される。
In this embodiment, the complex conjugate of the noise component of the in-phase component obtained in one frequency band is calculated and synthesized with the in-phase component of the other frequency band, thereby superimposing it on the in-phase component of both frequency bands. This is an example of removing noise. The configuration is shown in FIG.
The configuration of the phase rotation unit related to the positive frequency band in the upper side band processing unit U is the same as that of the
下側帯波帯域にのみ雑音が重畳した場合には、上述したように同相成分xr (t)は、上側帯波帯域にのみ雑音が重畳した場合の同相成分と同一であるので、(3)式で表される。また、直交成分については、上側帯波帯域にのみ雑音が重畳した場合の(4)式の直交成分の符号を反転した式となる。したがって、直交成分xi (t)は、(24)式で表される。
本発明は、入力信号から周期性雑音を除去する装置に用いることができる。 The present invention can be used in an apparatus for removing periodic noise from an input signal.
20…直交復調部
23…同相成分抽出部
24…直交成分抽出部
31,32…フィルタ
U…上側帯波処理部
L…下側帯波処理部
20 ...
Claims (14)
前記両側帯波信号を直交復調して、正周波数帯域と負周波数帯域とを有したベースバンド信号に復調する復調手段と、
前記復調手段の出力する直交成分に基づいて、前記復調手段の出力する同相成分に含まれる雑音成分を除去する雑音除去手段と
を有することを特徴とする信号処理装置。 In a signal processing device that receives a double sideband signal and removes noise superimposed only on one sideband in the RF band,
Demodulating means for orthogonally demodulating the both sideband signals and demodulating into a baseband signal having a positive frequency band and a negative frequency band;
A signal processing apparatus comprising: a noise removing unit that removes a noise component included in an in-phase component output from the demodulating unit based on a quadrature component output from the demodulating unit.
前記雑音除去手段は、
前記直交成分帯域抽出手段により抽出された前記片帯域雑音成分を−π/2又はπ/2だけ位相を回転させる位相回転手段と、
前記復調手段の出力する前記同相成分に、前記位相回転手段の出力する位相回転雑音成分を合成して、前記同相成分に含まれる前記雑音成分を除去する合成手段と
を有することを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。 An orthogonal component band extracting means for extracting a single band noise component of one of the positive frequency band and the negative frequency band among the orthogonal components output from the demodulation means;
The noise removing means includes
Phase rotation means for rotating the phase of the one-band noise component extracted by the orthogonal component band extraction means by −π / 2 or π / 2;
Combining a phase rotation noise component output from the phase rotation unit with the in-phase component output from the demodulation unit and removing the noise component included in the in-phase component. Item 2. The signal processing device according to Item 1.
前記位相回転手段は、前記直交成分帯域抽出手段により抽出された前記片帯域雑音成分と、前記同相成分帯域抽出手段により抽出された片帯域信号成分との相互相関値を演算する相互相関演算手段を有し、前記相互相関演算手段の出力する値の符号に基づいて、位相の回転方向を決定することを特徴とする請求項2に記載の信号処理装置。 In-phase component band extraction means for extracting one of the positive frequency band and the negative frequency band among the in-phase component output from the demodulation means,
The phase rotation means includes cross-correlation calculation means for calculating a cross-correlation value between the one-band noise component extracted by the quadrature component band extraction means and the one-band signal component extracted by the in-phase component band extraction means. The signal processing apparatus according to claim 2, further comprising: determining a phase rotation direction based on a sign of a value output from the cross-correlation calculating unit.
前記位相回転手段は、前記直交成分帯域抽出手段により抽出された前記片帯域雑音成分を−π/2又はπ/2だけ位相を回転させる第1位相回転手段と、前記第1位相回転手段の出力する信号の複素共役を演算する位相反転手段とを有し、
前記合成手段は、前記第1片帯域信号成分を、前記第1位相回転手段の出力する第1位相回転雑音成分に基づいて、前記第1片帯域信号成分に重畳された雑音を除去する第1合成手段と、前記第2片帯域信号成分を、前記位相反転手段の出力する位相反転雑音成分に基づいて、前記第2片帯域信号成分に重畳された雑音を除去する第2合成手段とを有する
ことを特徴とする請求項3乃至請求項5の何れか1項に記載の信号処理装置。 The in-phase component band extracting unit extracts a first in-phase component band extracting unit that extracts the one-band signal component as a first one-band signal component, and a second of the other frequency band with respect to the first one-band signal component. Second in-phase component band extracting means for extracting one-band signal component;
The phase rotation unit includes a first phase rotation unit that rotates the phase of the one-band noise component extracted by the quadrature component band extraction unit by −π / 2 or π / 2, and an output of the first phase rotation unit. Phase inversion means for calculating the complex conjugate of the signal to be
The synthesizing unit removes noise superimposed on the first single band signal component from the first single band signal component based on the first phase rotation noise component output from the first phase rotation unit. Synthesizing means; and second synthesizing means for removing noise superimposed on the second one-band signal component from the second one-band signal component based on the phase-inverted noise component output from the phase inverting means. The signal processing device according to claim 3, wherein the signal processing device is a signal processing device.
前記直交成分帯域抽出手段は、前記第1片帯域信号成分と同一符号の周波数帯域の雑音成分を第1片帯域雑音成分として抽出する第1直交成分帯域抽出手段と、第1片帯域雑音成分に対して、他方の周波数帯域の第2片帯域雑音成分を抽出する第2直交成分帯域抽出手段とを有し、
前記位相回転手段は、前記第1直交成分帯域抽出手段により抽出された前記第1片帯域雑音成分を−π/2又はπ/2だけ位相を回転させる第1位相回転手段と、前記第2直交成分帯域抽出手段により抽出された前記第2片帯域雑音成分をπ/2又は−π/2だけ位相を回転させる第2位相回転手段とを有し、
前記合成手段は、前記第1片帯域信号成分を、前記第1位相回転手段の出力する第1位相回転雑音成分に基づいて、前記第1片帯域信号成分に重畳された雑音を除去する第1合成手段と、前記第2片帯域信号成分を、前記第2位相回転手段の出力する第2位相回転雑音成分に基づいて、前記第2片帯域信号成分に重畳された雑音を除去する第2合成手段とを有する
ことを特徴とする請求項3乃至請求項5の何れか1項に記載の信号処理装置。 The in-phase component band extracting unit extracts a first in-phase component band extracting unit that extracts the one-band signal component as a first one-band signal component, and a second of the other frequency band with respect to the first one-band signal component. Second in-phase component band extracting means for extracting one-band signal component;
The quadrature component band extracting means extracts first quadrature component band extracting means for extracting a noise component in the frequency band of the same sign as the first single band signal component as a first single band noise component; On the other hand, the second orthogonal component band extracting means for extracting the second single band noise component of the other frequency band,
The phase rotation means includes first phase rotation means for rotating the phase of the first one-band noise component extracted by the first orthogonal component band extraction means by −π / 2 or π / 2, and the second orthogonal rotation. Second phase rotation means for rotating the phase of the second one-band noise component extracted by the component band extraction means by π / 2 or −π / 2,
The synthesizing unit removes noise superimposed on the first single band signal component from the first single band signal component based on the first phase rotation noise component output from the first phase rotation unit. A second combining unit that removes noise superimposed on the second one-band signal component from the combining unit and the second one-band signal component based on the second phase rotation noise component output from the second phase rotating unit; The signal processing apparatus according to any one of claims 3 to 5, wherein the signal processing apparatus includes:
前記第2位相回転手段は、前記第2片帯域雑音成分と前記第2片帯域信号成分との相互相関値を演算する前記相互相関演算手段としての第2相互相関演算手段を有し、前記第2相互相関演算手段の出力する第2の値に基づいて位相の回転方向を決定する
ことを特徴とする請求項7に記載の信号処理装置。 The first phase rotation means includes first cross-correlation calculation means as the cross-correlation calculation means for calculating the cross-correlation value from the first single-band noise component and the first single-band signal component, Determining the rotational direction of the phase based on the first value output from the first cross-correlation calculating means;
The second phase rotation means includes second cross-correlation calculation means as the cross-correlation calculation means for calculating a cross-correlation value between the second half-band noise component and the second half-band signal component, The signal processing apparatus according to claim 7, wherein the phase rotation direction is determined based on the second value output from the two cross-correlation calculating means.
前記両側帯波信号を直交復調して、正周波数帯域と負周波数帯域とを有したベースバンド信号に復調し、
復調された直交成分に基づいて、復調された同相成分に含まれる雑音成分を除去する
ことを特徴とする信号処理方法。 In a signal processing method for receiving a double sideband signal and removing noise superimposed on only one sideband in the RF band,
Quadrature demodulation of the both sideband signals, demodulated into a baseband signal having a positive frequency band and a negative frequency band,
A signal processing method comprising removing a noise component included in a demodulated in-phase component based on the demodulated quadrature component.
抽出された前記片帯域雑音成分を−π/2又はπ/2だけ位相を回転させ、
復調された同相成分であるベースバンドの信号成分を、位相回転された位相回転雑音成分に基づいて、前記信号成分に重畳された雑音を除去する
ことを特徴とする請求項12に記載の信号処理方法。 Extracting the noise component of one of the positive frequency band and the negative frequency band in the orthogonal component as a single band noise component,
Rotate the phase of the extracted one-band noise component by −π / 2 or π / 2,
The signal processing according to claim 12, wherein noise superimposed on the signal component is removed based on a phase rotation noise component obtained by phase-rotating the demodulated in-phase component baseband signal component. Method.
前記位相の回転の符号は、前記片帯域信号成分と前記片帯域雑音成分との相互相関値に基づいて決定することを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の信号処理方法。 The signal component of one of the positive frequency band and the negative frequency band in the in-phase component is extracted as a single band signal component,
14. The signal processing method according to claim 12, wherein the sign of phase rotation is determined based on a cross-correlation value between the one-band signal component and the one-band noise component.
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