第2章まな板のダイレクト・サンプリングと cos/sin分解で振幅と位相を完全掌握上の電波無線の基礎信号処理①，② 「A−D 変換とI /Q 変換」西村芳一フルディジタル無線機は，アンテナで拾った電波を増幅してすぐに高速 A−Dコンバータでディジタル信 ● 用語処理の概要高次サンプリング A−D 変換のサンプリング周波数以上の信号の取り込みゼロ IF パス・バンドの信号のI /Q 化 CIC フィルタサンプリング周波数を下げるためのフィルタサブサンプリングサンプリング周波数を落とす FIR フィルタ有限インパルス応答ディジタル・フィルタ IIR フィルタ無限インパルス応答ディジタル・フィルタヒルベルト・フィルタベースバンドI /Q 化のためのフィルタ CORDIC sin/cos などの計算極座標化直交座標を極座標に変換対数の計算デシベルなどの計算 NCO 周波数可変型の sin/cos 信号の生成 ■ 変換時に避けられない「量子化歪み」と「離散化歪み」の発生 ● 量子化歪みアナログ信号は連続量です．信号のダイナミック・レンジを図 1 （a）のように 0 ∼ 1 V とすると，その間であればどんな実数の値でも取ることができます．ディジタルでは，その語源の意味でもありますが，連続ではありません．例えば，図 1（b）のように電圧の振幅を 2 ビットのディジタルで表すならば， 0 V 1/3 V 2/3 V 1 V 1 ［V］表1 無線の送受信に利用されるディジタル信号処理技術のいろいろ A−D 変換 ● I /Q 変換 ● 中間周波数変換 ①電波をディジタル信号に換える「A−D 変換処理」号に変換します．ディジタル信号に変換された後は， FPGA や DSP などのディジタル・プロセッサで，I 信号とQ 信号という直交する二つの成分に分離します．さらに，表 1に示すあの手この手のディジタル信号処理技術を駆使しながら，音声やデータを再生します．本章では，フルディジタル無線機の初段で行われる次の信号処理技術について解説します． 2/3 1/3 0 0 ノイズ・シェーピング誤差拡散で解像度を上げる SSB の変復調 PLL NCO との組み合わせでアナログのような PLL 処理各種復調方式受信した信号の復調（a）受信用語解析信号化処理の概要 A−D 変換されたデータをI /Q 信号に変換オーバーサンプリング目的のサンプリング周波数まで上げる CIC フィルタサンプリング周波数を上げるためのフィルタ直交変調解析信号同士の掛け算 DDS ディジタル的に高周波信号を直接発生各種変調方式 AM，SSB などの変調（b）送信 66 1 ［秒］（a）アナログ信号量子化 1 ［V］ウェーバー法 Yoshikazu Nishimura 2/3 1/3 0 0 1 ［秒］（b）ディジタル信号（c）アナログとの誤差（非線形歪み）振幅情報が量子化され，時間情報が離散化されている図 1 アナログ信号の量子化と離散化 2014 年 9 月号