JP6905265B2 - Filtering device and filtering method - Google Patents
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Description
本発明は、周波数多重化された交流信号から基準信号を分離するための技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for separating a reference signal from a frequency-multiplexed AC signal.
交流信号に対する位相検波(同期検波ともいう)を行う技術として、アナログ位相検波と数値位相検波(デジタル位相検波ともいう)とが知られている。 Analog phase detection and numerical phase detection (also referred to as digital phase detection) are known as techniques for performing phase detection (also referred to as synchronous detection) for an AC signal.
アナログ位相検波では、復調したい信号の角振動数をω0とすると、元の信号に2cosω0tあるいは2sinω0tを乗算し、2倍振動の成分(すなわちcos2ω0tとsin2ω0t)を除去することで、時間によらない定数成分を抽出する。ここで、アナログ位相検波では、ローパスフィルタにより、2倍振動の成分を除去しているので、長時間の積算が必要になるという問題がある。
The analog phase detection, when the angular frequency of the signal to be demodulated and omega 0, multiplied by 2cosω 0 t or 2sinω 0 t to the original signal, removing the double vibration component (i.e. cos2ω 0 t and sin2ω 0 t) By doing so, a constant component that does not depend on time is extracted. Here, in the analog phase detection, since the component of the double vibration is removed by the low-pass filter, there is a problem that long-time integration is required.
これに対して、数値位相検波では、基準周期の整数倍あるいは半整数倍の区間積分を用いて2倍振動の成分を除去できるので、短時間で信号成分を取り出すことができるという特長がある。 On the other hand, in the numerical phase detection, since the component of the double vibration can be removed by using the interval integral of an integral multiple or a half-integer multiple of the reference period, there is an advantage that the signal component can be extracted in a short time.
ところで、数値位相検波では、積算振動回数(要するに、区間積分に用いた周期の数)が少ないと、ノイズ除去性能が顕著に劣化するという問題がある。これに対して、積算振動回数を増やすと、信号成分を取り出す処理に時間を要してしまうという問題が生じる。つまり、数値位相検波では、処理時間の短縮とノイズ除去性能とがトレードオフの関係となっている。 By the way, in the numerical phase detection, if the integrated vibration frequency (in short, the number of periods used for the interval integration) is small, there is a problem that the noise removal performance is remarkably deteriorated. On the other hand, if the integrated vibration frequency is increased, there arises a problem that it takes time to extract the signal component. That is, in numerical phase detection, there is a trade-off relationship between shortening the processing time and noise removal performance.
そこで、本発明者は、数値位相検波を用いながら、短時間での低ノイズの信号抽出処理を行うことができる技術を、先行する関連出願(PCT/JP2017/009539)において提案した。
Therefore, the present inventor has proposed a technique capable of performing low noise signal extraction processing in a short time while using numerical phase detection in a preceding related application (PCT / JP2017 / 909539 ).
ところで、本発明者は、さらに研究を進めた結果、周波数多重化された交流信号の検波において、周波数の間隔が所定の条件を満たす場合には、処理時間を短縮できるという知見を得た。 By the way, as a result of further research, the present inventor has found that the processing time can be shortened when the frequency interval satisfies a predetermined condition in the detection of a frequency-multiplexed AC signal.
本発明は、前記した新たな知見に基づいてなされたものである。本発明の主な目的は、周波数多重化された交流信号から特定の周波数成分を分離する処理を短時間で行うことができる技術を提供することである。 The present invention has been made based on the above-mentioned new findings. A main object of the present invention is to provide a technique capable of performing a process of separating a specific frequency component from a frequency-multiplexed AC signal in a short time.
前記した課題を解決する手段は、以下の項目のように記載できる。 The means for solving the above-mentioned problems can be described as the following items.
(項目1)
周波数多重化された交流信号から基準信号を分離するためのフィルタリング装置であって、
検波部と、線形結合部とを備えており、
前記検波部は、前記交流信号に対する数値位相検波を行なうことにより、積算振動回数に応じた複数の検波結果を取得する構成となっており、
前記線形結合部は、フィルタ特性に応じた線形係数を用いて前記複数の検波結果の線形結合を行う構成となっており、
前記交流信号における周波数成分は、前記基準信号の周波数を中心として対称となる位置に配置されている
フィルタリング装置。
(Item 1)
A filtering device for separating a reference signal from a frequency-multiplexed AC signal.
It has a detection part and a linear combination part.
The detection unit is configured to acquire a plurality of detection results according to the integrated number of vibrations by performing numerical phase detection on the AC signal.
The linear combination portion is configured to perform a linear combination of the plurality of detection results using linear coefficients according to the filter characteristics.
A filtering device in which the frequency components of the AC signal are arranged symmetrically with respect to the frequency of the reference signal.
(項目2)
さらに出力部を備えており、
前記出力部は、前記線形結合部での線形結合により得られた結果を出力する構成となっている
項目1に記載のフィルタリング装置。
(Item 2)
It also has an output section
The filtering device according to
(項目3)
さらに、線形係数決定部を備えており、
前記線形係数決定部は、前記線形係数間の関係と、前記数値位相検波における全体の通過利得と、目的とするフィルタ特性とを用いて、前記線形係数を算出する構成となっている
項目1又は2に記載のフィルタリング装置。
(Item 3)
In addition, it has a linear coefficient determination unit.
The linear coefficient determining unit is configured to calculate the linear coefficient by using the relationship between the linear coefficients, the overall passing gain in the numerical phase detection, and the target filter characteristic. 2. The filtering device according to 2.
(項目4)
周波数多重化された交流信号に対するフィルタリングを行うためのフィルタリング方法であって、
前記交流信号に対する数値位相検波を行なうことにより、積算振動回数に応じた複数の検波結果を取得するステップと、
フィルタ特性に応じた線形係数を用いて前記複数の検波結果の線形結合を行うことにより、前記交流信号に対するフィルタリングを行うステップとを備えており、
前記交流信号における周波数成分は、基準信号の周波数を中心として対称となる位置に配置されているフィルタリング方法。
(Item 4)
A filtering method for filtering frequency-multiplexed AC signals.
A step of acquiring a plurality of detection results according to the integrated vibration frequency by performing numerical phase detection on the AC signal, and
It includes a step of filtering the AC signal by performing a linear combination of the plurality of detection results using a linear coefficient according to the filter characteristics.
It said frequency component in the AC signal, filtering methods are arranged at positions which are symmetrical about the frequency of criteria signals.
(項目5)
項目4に記載のフィルタリング方法のために用いる線形係数決定方法であって
前記線形係数の間の関係と、前記数値位相検波における全体の通過利得と、目的とするフィルタ特性とを用いて、前記線形係数を算出するステップを備えている
線形係数決定方法。
(Item 5)
By using the relationship between the linear coefficient a linear coefficient determination method used for the filtering method of
(項目6)
項目4又は5に記載の各ステップをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
(Item 6)
A computer program for causing a computer to perform each step according to
このコンピュータプログラムは、適宜な記録媒体(例えばCD−ROMやDVDディスクのような光学的な記録媒体、ハードディスクやフレキシブルディスクのような磁気的記録媒体、あるいはMOディスクのような光磁気記録媒体)に格納することができる。このコンピュータプログラムは、インターネットなどの通信回線を介して伝送されることができる。 This computer program is applied to an appropriate recording medium (for example, an optical recording medium such as a CD-ROM or a DVD disk, a magnetic recording medium such as a hard disk or a flexible disk, or a magneto-optical recording medium such as an MO disk). Can be stored. This computer program can be transmitted via a communication line such as the Internet.
本発明によれば、周波数多重化された交流信号から特定の周波数成分を分離する処理を短時間で行うことが可能になる。 According to the present invention, it is possible to perform a process of separating a specific frequency component from a frequency-multiplexed AC signal in a short time.
以下、本発明の一実施形態に係るフィルタリング装置を、図1を参照しながら説明する。このフィルタリング装置は、周波数多重化された交流信号から基準信号を分離するためのものである。 Hereinafter, the filtering device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This filtering device is for separating a reference signal from a frequency-multiplexed AC signal.
(本実施形態のフィルタリング装置の構成)
本実施形態のフィルタリング装置は、検波部1と線形結合部2とを主要な構成として備えている(図1参照)。さらに、本実施形態のフィルタリング装置は、出力部3と線形係数決定部4とを追加的な要素として備えている。
(Configuration of Filtering Device of the Present Embodiment)
The filtering device of the present embodiment includes a
(検波部)
検波部1は、交流信号に対する数値位相検波を行なうことにより、積算振動回数に応じた複数の検波結果を取得する構成となっている。検波部1の動作の詳細については後述する。
(Detection section)
The
(線形結合部)
線形結合部2は、フィルタ特性に応じた線形係数を用いて、検波部1により得られた複数の検波結果の線形結合を行う構成となっている。線形結合部2の動作の詳細についても後述する。
(Linear combination)
The
(出力部)
出力部3は、線形結合部2での線形結合により得られた結果を出力する構成となっている。出力部3の出力先としては、例えば、ディスプレイやプリンタであるが、それ以外にも、何らかの記憶手段やリモート機器であってもよい。本実施形態では、何らかの機器にデータを送ることも出力の概念に含める。
(Output section)
The
(線形係数決定部)
線形係数決定部4は、線形計数間の関係と、数値位相検波における全体の通過利得と、目的とするフィルタ特性とを用いて、線形結合部2で用いられる線形係数を算出する構成となっている。線形係数の決定手法についても後述する。
(Linear coefficient determination part)
The linear
(交流信号)
本実施形態の交流信号は、複数の周波数成分を有している。これらの周波数成分は、基準信号(分離の対象となる信号)の周波数を中心として対称となる位置に配置されている。この点についても詳しくは後述する。
(AC signal)
The AC signal of this embodiment has a plurality of frequency components. These frequency components are arranged at positions symmetrical with respect to the frequency of the reference signal (signal to be separated). This point will also be described in detail later.
(本実施形態のフィルタリング方法の手順)
つぎに、前記したフィルタリング装置を用いたフィルタリング方法を、図2をさらに参照しながら説明する。
(Procedure of filtering method of this embodiment)
Next, a filtering method using the above-mentioned filtering device will be described with reference to FIG.
(図2のステップSA−1)
まず、線形係数決定部4により、目的とするフィルタリング特性に応じた線形係数を決定する。線形係数の決定は、線形計数の間の関係と、数値位相検波における全体の通過利得と、目的とするフィルタ特性とを用いて行われる。線形係数の決定の具体例については後述する。
(Step SA-1 in FIG. 2)
First, the linear
(図2のステップSA−2)
前記したステップSA−1の前後に、あるいはそれと同時に、検波部1により、入力された交流信号に対する数値位相検波を行なう。これにより、本実施形態では、積算振動回数に応じた複数の検波結果を取得することができる。この検波手法の詳細も後述する。
(Step SA-2 in FIG. 2)
Before, before, or at the same time as the above-mentioned step SA-1, the
(図2のステップSA−3)
ついで、線形結合部2により、フィルタ特性に応じた線形係数を用いて複数の検波結果の線形結合を行う。これにより、交流信号に対する所望のフィルタリングを行うことができる。
(Step SA-3 in FIG. 2)
Then, the
(図2のステップSA−4)
ついで、出力部3により、得られたフィルタリング結果を出力する。
(Step SA-4 in FIG. 2)
Then, the
(フィルタリング装置の原理)
以下、本実施形態におけるフィルタリング装置の原理について詳しく説明し、その後、具体的な実施例を説明する。
(Principle of filtering device)
Hereinafter, the principle of the filtering device in the present embodiment will be described in detail, and then specific examples will be described.
既に説明した本発明者の関連出願(PCT/JP2017/009539)では、数値位相検波において積算振動回数の違いによって通過利得の特性が異なることを利用し、複数の積算振動回数による検波結果の線形結合をとることで単独の積算振動回数による検波にはない通過利得の特性を持たせることが出来ることを示した。以下の説明においては、この通過利得特性を利用することにより、複数の周波数成分の分離に要する時間をより短くできる条件を提示する。以下、前記の関連出願における式(**)については式A−(**)の形で引用して表記する。 In the related application of the present inventor (PCT / JP2017 / 009539) described above, the linear coupling of the detection results by a plurality of integrated vibration frequencies is utilized by utilizing the fact that the characteristics of the passing gain differ depending on the integrated vibration frequency in the numerical phase detection. It was shown that it is possible to have a passing gain characteristic that is not found in the detection by a single integrated vibration frequency. In the following description, conditions that can shorten the time required for separating a plurality of frequency components by utilizing this pass gain characteristic are presented. Hereinafter, the formula (**) in the related application will be referred to in the form of formula A- (**).
復調角振動数ω0に対しn(n = 自然数)倍周期での積算による数値位相検波に
で与えられる。なお、n=半整数の場合も同様の議論は可能であるが、ここでは簡単化のため、n=自然数の場合のみを考える。また簡単化のため以後角振動数
For numerical phase detection by integration with n (n = natural number) times the demodulation angular frequency ω 0
Given in. The same argument can be made when n = half-integer, but for the sake of simplicity, only the case where n = natural number is considered. Also, for simplification, the angular frequency will be changed thereafter.
複数個(m個)の積算振動回数による検波結果の線形結合を取る場合の全体の
Overall when linearly combining the detection results by the cumulative number of vibrations of multiple (m)
調では得られないような様々な周波数特性の通過利得を実現することができる。とりうるnに欠番があっても構わないが、ここでは簡単化のため欠番がないものとして扱う。 It is possible to realize the passing gain of various frequency characteristics that cannot be obtained by the key. It doesn't matter if there is a missing number in n, but for the sake of simplicity, it is treated as if there is no missing number.
一般に検波したい信号成分の通過利得は、実部と虚部において有限かつ等しくなっている必要がある。簡単のため
とする。A−(7), A−(8)より
であるため
という条件を課せば自動的にA−(15)が成り立つ。
Generally, the passing gain of the signal component to be detected needs to be finite and equal in the real part and the imaginary part. For simplicity
And. From A- (7), A- (8)
Because
If the condition is imposed, A- (15) is automatically established.
が成り立てばこれらのノイズを全て除去できることになる。 If holds true, all of these noises can be removed.
A−(7), A−(8)より
が導かれるため
が成り立つ。すなわち
が成り立てば、(1)式が成り立つと言える。従って、A−(14)とA−(21)
タが完成する。つまり、この式を解いて線形係数anを決定することにより、所望の検波を行うことができる。
From A- (7), A- (8)
To be guided
Is established. That is,
If, it can be said that Eq. (1) holds. Therefore, A- (14) and A- (21)
Ta is completed. That is, by determining the linear coefficients a n by solving this equation, it is possible to perform the desired detection.
が成り立つ必要性がある。ここで
が成り立つため
フィルタが出来上がる。つまり、この式を解いて線形係数anを決定することにより、所望の検波を行うことができる。
Needs to hold. here
To hold
The filter is ready. That is, by determining the linear coefficients a n by solving this equation, it is possible to perform the desired detection.
無数にある。従って除去したい周波数をうまく選べば先行の関連出願の方法よりも積算時間を短縮することが可能である。これは、ブロードバンド通信などのように使用する周波数の組をあらかじめ選べる場合に有効である。以下その方法を示す。 There are countless. Therefore, if the frequency to be removed is properly selected, the integration time can be shortened as compared with the method of the previous related application. This is effective when the frequency set to be used can be selected in advance such as broadband communication. The method is shown below.
A−(8)とA−(12)より、
From A- (8) and A- (12)
従って
となる。これより、
成分も同時に除去されることを意味する。なお、このことは積算周期が半整数の組の場合でも同様に成り立つ。つまり、κを基準信号(周波数多重信号から分離されるべき信号)の周波数とすると、基準信号の周波数を中心として対称となる周波数に他の信号を設定しておけば、それら他の信号を同時に除去することができる。また、多重化される周波数の間隔を等間隔とすれば、どの周波数を基準信号とした場合でもこの対称性を維持できるので好ましい。
Therefore
Will be. Than this,
It means that the components are also removed at the same time. This also holds true even when the integration period is a set of half-integers. In other words, assuming that κ is the frequency of the reference signal (the signal that should be separated from the frequency division signal), if another signal is set to a frequency that is symmetrical about the frequency of the reference signal, those other signals can be set at the same time. Can be removed. Further, if the intervals of the frequencies to be multiplexed are set to equal intervals, this symmetry can be maintained regardless of which frequency is used as the reference signal, which is preferable.
成り立つことを示す。一般性を失わないように
とおくと、
となる。従って、
の関係が成り立つ。さらに、前記したA−(41)に従えば、実部の通過利得に
Show that it holds. Don't lose generality
If you say
Will be. Therefore,
The relationship holds. Further, according to A- (41) described above, the passing gain of the real part is obtained.
っていることを意味する。この関係式をうまく利用するには、各々の周波数が一定間隔に並んでいていることが望ましい。さらに、先行の関連出願において示されるように、最低周波数/最高周波数(<1)が、なるべく1に近い方が望ましい。そうすることにより、既述した関連出願の方式よりも、信号の検波(復調)処理に要する時間を更に短縮することができる。 It means that it is. In order to make good use of this relational expression, it is desirable that the frequencies are arranged at regular intervals. Further, as shown in the preceding related application, it is desirable that the minimum frequency / maximum frequency (<1) is as close to 1 as possible. By doing so, the time required for signal detection (demodulation) processing can be further shortened as compared with the method of the related application described above.
なお、前記の説明において、フィルタリングに用いるGn CC又はGn SSの取得は、「積算振動回数に応じた複数の検波結果の取得」の例に対応し、本例では検波部1により実行される。また、フィルタリングの目的に応じて検波結果の線形結合の係数を算出すること(計算機により又は人為的に)は、「線形係数の決定」の例に対応し、本例では線形係数決定部4により実行される。また、前記の例では、決定された線形係数を用いて複数の検波結果の線形結合を線形結合部2が行うことにより検波が行われる。検波の結果は出力部3により出力される。
In the above description, the acquisition of G n CC or G n SS used for filtering corresponds to the example of "acquisition of a plurality of detection results according to the integrated number of vibrations", and is executed by the
(実施例1)
例えば、1001, 1002, 1003, 1004, 1005 Hzの5つの周波数を多重化した交流信号を使ったデータの送受信を考える。ダウンコンバージョンにより1, 2, 3, 4, 5 Hzに周波数変換した場合、OFDM法では、お互いの信号を分離するのに必要な時間は1秒である(図3参照)。同様に11, 12, 13, 14, 15 Hzに周波数変換した場合も、やはり必要な時間は1秒であり変わらない(図4におけるOFDMを参照)。一方、既述の関連出願による方法ではそれぞれ5周期分の時間で検波を行うことができ、それぞれの周波数について、各々、5/11 = 0.4545…, 5/12 = 0.4166…, 5/13 = 0.3846…, 5/14 = 0.3571…, 5/15 = 0.3333…秒となり大幅な時間の短縮を図ることができる(図4におけるPrevious methodを参照)。ところが本実施形態で説明した方式を用いて13 Hzの信号を検波する場合、12 Hzの信号を除去する(つまり落とす)条件では14 Hzの信号も同時に落ち、さらに11 Hzの信号を落とす条件を加味すると15 Hzの信号も同時に落ちる。したがって、必要な積算時間は3周期分の振動で足りる。同様に12, 14 Hzの信号を検波する場合は、4周期分の振動で足りる。11, 15 Hzの信号を検波する場合は、この例では、5周期分の振動を用いる。従って各々必要な時間は5/11 = 0.4545…, 4/12 = 0.3333…, 3/13 = 0.2307…, 4/14 = 0.2857…, 5/15 = 0.3333…秒となり(図5のPresent method 1参照)、既述した関連出願よりも復調に要する時間が全体としてさらに短縮され、その結果として、単位時間あたりで、より多くのデータを送ることができるという利点がある。
(Example 1)
For example, consider the transmission and reception of data using an AC signal that multiplexes five frequencies of 1001, 1002, 1003, 1004, and 1005 Hz. When the frequency is converted to 1, 2, 3, 4, 5 Hz by down conversion, the OFDM method requires 1 second to separate the signals from each other (see FIG. 3). Similarly, when the frequency is converted to 11, 12, 13, 14, 15 Hz, the required time is still 1 second, which is the same (see OFDM in Fig. 4). On the other hand, in the method according to the related application described above, detection can be performed in a time of 5 cycles each, and for each frequency, 5/11 = 0.4545…, 5/12 = 0.4166…, 5/13 = 0.3846, respectively. …, 5/14 = 0.3571…, 5/15 = 0.3333… seconds, which can significantly reduce the time (see Previous method in Fig. 4). However, when detecting a 13 Hz signal using the method described in the present embodiment, the condition for removing (that is, dropping) the 12 Hz signal is to drop the 14 Hz signal at the same time, and further drop the 11 Hz signal. When added, the 15 Hz signal also drops at the same time. Therefore, the required integration time is sufficient for vibration for three cycles. Similarly, when detecting a signal of 12, 14 Hz, vibration for 4 cycles is sufficient. When detecting a signal of 11, 15 Hz, vibration for 5 cycles is used in this example. Therefore, the required time is 5/11 = 0.4545…, 4/12 = 0.3333…, 3/13 = 0.2307…, 4/14 = 0.2857…, 5/15 = 0.3333… seconds (see
る。従来のOFDM法では、使用しない1〜10 Hzの周波数に対してもそれぞれ零点を与えるので積算振動回数を無駄に多く必要とするが、既述の関連出願および本出願では、その無駄を減らしたことにより短時間での信号の分離を可能にした。 NS. In the conventional OFDM method, zero points are given to frequencies of 1 to 10 Hz that are not used, so a large number of integrated vibrations is required unnecessarily. However, in the related application and the present application described above, the waste is reduced. This made it possible to separate signals in a short time.
(実施例2)
信号の変化に起因する周波数の揺らぎの影響を抑えるためには高次のノッチフィルタが有効である。従来のOFDM法では高次のフィルタという機能はないが、本実施形態の技術によれば、これが可能になった。本実施例では、高次のフィルタ機能という冗長性を入れたとしても、周波数の取り方次第ではOFDM法よりも短時間での復調が一般的には可能であり、その分多く情報を送ることができるようになる。
(Example 2)
A high-order notch filter is effective in suppressing the influence of frequency fluctuations caused by signal changes. The conventional OFDM method does not have the function of a high-order filter, but the technique of the present embodiment has made this possible. In this embodiment, even if redundancy of a high-order filter function is added, demodulation in a shorter time than the OFDM method is generally possible depending on how the frequency is taken, and more information is sent accordingly. Will be able to.
ここでは2次のフィルタを考える。多重化信号の条件は実施例1と同様であり、11, 12, 13, 14, 15 Hzに周波数変換した場合を考える。既述の関連出願の方式では、抽出すべき1つの周波数に対応した1つの条件式(A-(14))に加えて、他の4つの周波数に対応して、0回微分が各々零になる4つの条件式
従って9周期分のデータがそれぞれの周波数で必要になるため、各々の周波数で9/11 = 0.8181…, 9/12 = 0.7500…, 9/13 = 0.6923…, 9/14 = 0.6428…, 9/15 = 0.6000…秒の積算時間となるがこれらはいずれもOFDM法の場合の1秒より短い(図6のPrevious method 2参照)。
Here, consider a quadratic filter. The conditions of the multiplexed signal are the same as those in the first embodiment, and a case where the frequency is converted to 11, 12, 13, 14, 15 Hz is considered. In the method of the related application described above, in addition to one conditional expression (A- (14)) corresponding to one frequency to be extracted, the zero derivative becomes zero corresponding to the other four frequencies. Four conditional expressions
Therefore, data for 9 cycles is required for each frequency, so 9/11 = 0.8181…, 9/12 = 0.7500…, 9/13 = 0.6923…, 9/14 = 0.6428…, 9 / for each frequency. The integration time is 15 = 0.6000… seconds, but these are all shorter than 1 second in the case of the OFDM method (see
これに対して、本実施形態の方式による2次のフィルタを用いて13 Hzの信号を検波する場合、12 Hzにおける通過利得の0回微分と1回微分が零になる条件は14 Hzのそれらと同じであり11 Hzと15 Hzの関係についても同様である。従って13 Hzの信号を検波する場合は、その周波数に対応した1つの条件式(A-(14))に加えて、2つの周波数(11 Hz, 12 Hz)に対応して、0回微分が各々
On the other hand, when detecting a signal of 13 Hz using the second-order filter according to the method of the present embodiment, the condition that the 0-time differential and the 1-time differential of the passing gain at 12 Hz become zero is those of 14 Hz. The same applies to the relationship between 11 Hz and 15 Hz. Therefore, when detecting a 13 Hz signal, in addition to one conditional expression (A- (14)) corresponding to that frequency, 0 derivative is performed corresponding to two frequencies (11 Hz, 12 Hz). Each
同様に12, 14 Hzの検波の場合は、当該周波数に対応した1つの条件式(A-(14))と、3つの周波数について0回微分が各々零になる3つの条件式
12Hzの場合は、前記した3つの周波数とは13, 14, 15 Hzに相当し、11 Hzは13 Hzを落とす条件で落ちる。他方、抽出したい周波数が14Hzの場合は、前記した3つの周波数とは11, 12, 13 Hzに相当し、15 Hzは13 Hzを落とす条件で落ちる。
Similarly, in the case of detection at 12 and 14 Hz, one conditional expression (A- (14)) corresponding to the frequency and three conditional expressions in which the zero derivative is zero for each of the three frequencies.
In the case of 12 Hz, the above three frequencies correspond to 13, 14, 15 Hz, and 11 Hz drops under the condition of dropping 13 Hz. On the other hand, when the frequency to be extracted is 14 Hz, the above three frequencies correspond to 11, 12, 13 Hz, and 15 Hz drops under the condition of dropping 13 Hz.
従って、前記した本実施形態の手法によれば、検波に要する時間はそれぞれ、9/11 = 0.8181…, 7/12 = 0.5833…, 5/13 = 0.3846…, 7/14 = 0.5000…, 9/15 = 0.6000…秒であり、既述の関連出願よりも全体としてさらに短くなる(図7のPresent method 2参照)。
Therefore, according to the method of the present embodiment described above, the time required for detection is 9/11 = 0.8181…, 7/12 = 0.5833…, 5/13 = 0.3846…, 7/14 = 0.5000…, 9 /, respectively. 15 = 0.6000… seconds, which is even shorter overall than the related application described above (see
なお、本発明の内容は、前記各実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載された範囲内において、具体的な構成に対して種々の変更を加えうるものである。 The content of the present invention is not limited to each of the above-described embodiments. The present invention may make various changes to a specific configuration within the scope of the claims.
例えば、前記した実施形態では、線形係数決定部4により線形係数を算出する構成としたが、例えば、線形係数は、フィルタリングの目的に応じて予め算出された既定値であってもよい。あるいは、線形係数を、フィルタリングの用途に応じて動的に変化させる構成も可能である。
For example, in the above-described embodiment, the linear coefficient is calculated by the linear
また、前記した各構成要素は、機能ブロックとして存在していればよく、独立したハードウエアとして存在しなくても良い。また、実装方法としては、ハードウエアを用いてもコンピュータソフトウエアを用いても良い。さらに、本発明における一つの機能要素が複数の機能要素の集合によって実現されても良く、本発明における複数の機能要素が一つの機能要素により実現されても良い。 Further, each of the above-mentioned components may exist as a functional block and may not exist as independent hardware. Further, as the mounting method, hardware or computer software may be used. Further, one functional element in the present invention may be realized by a set of a plurality of functional elements, and a plurality of functional elements in the present invention may be realized by one functional element.
さらに、機能要素は、物理的に離間した位置に配置されていてもよい。この場合、機能要素どうしがネットワークにより接続されていても良い。グリッドコンピューティング又はクラウドコンピューティングにより機能を実現し、あるいは機能要素を構成することも可能である。 Further, the functional elements may be arranged at physically separated positions. In this case, the functional elements may be connected by a network. It is also possible to realize the function by grid computing or cloud computing, or to configure the functional elements.
1 検波部
2 線形結合部
3 出力部
4 線形係数決定部
1
Claims (6)
検波部と、線形結合部とを備えており、
前記検波部は、前記交流信号に対する数値位相検波を行なうことにより、積算振動回数に応じた複数の検波結果を取得する構成となっており、
前記線形結合部は、フィルタ特性に応じた線形係数を用いて前記複数の検波結果の線形結合を行う構成となっており、
前記交流信号における周波数成分は、前記基準信号の周波数を中心として対称となる位置に配置されている
フィルタリング装置。 A filtering device for separating a reference signal from a frequency-multiplexed AC signal.
It has a detection part and a linear combination part.
The detection unit is configured to acquire a plurality of detection results according to the integrated number of vibrations by performing numerical phase detection on the AC signal.
The linear combination portion is configured to perform a linear combination of the plurality of detection results using linear coefficients according to the filter characteristics.
A filtering device in which the frequency components of the AC signal are arranged symmetrically with respect to the frequency of the reference signal.
前記出力部は、前記線形結合部での線形結合により得られた結果を出力する構成となっている
請求項1に記載のフィルタリング装置。 It also has an output section
The filtering device according to claim 1, wherein the output unit is configured to output a result obtained by a linear combination at the linear combination unit.
前記線形係数決定部は、前記線形係数間の関係と、前記数値位相検波における全体の通過利得と、目的とするフィルタ特性とを用いて、前記線形係数を算出する構成となっている
請求項1又は2に記載のフィルタリング装置。 In addition, it has a linear coefficient determination unit.
Claim 1 is configured such that the linear coefficient determining unit calculates the linear coefficient by using the relationship between the linear coefficients, the overall passing gain in the numerical phase detection, and the target filter characteristic. Or the filtering device according to 2.
前記交流信号に対する数値位相検波を行なうことにより、積算振動回数に応じた複数の検波結果を取得するステップと、
フィルタ特性に応じた線形係数を用いて前記複数の検波結果の線形結合を行うことにより、前記交流信号に対するフィルタリングを行うステップとを備えており、
前記交流信号における周波数成分は、基準信号の周波数を中心として対称となる位置に配置されているフィルタリング方法。
A filtering method for filtering frequency-multiplexed AC signals.
A step of acquiring a plurality of detection results according to the integrated vibration frequency by performing numerical phase detection on the AC signal, and
It includes a step of filtering the AC signal by performing a linear combination of the plurality of detection results using a linear coefficient according to the filter characteristics.
It said frequency component in the AC signal, filtering methods are arranged at positions which are symmetrical about the frequency of criteria signals.
前記線形係数の間の関係と、前記数値位相検波における全体の通過利得と、目的とするフィルタ特性とを用いて、前記線形係数を算出するステップを備えている
線形係数決定方法。
The relationship between the linear coefficient a linear coefficient determination method used for the filtering method according to claim 4, the passing the entire gain in the numerical phase detection, by using the filter characteristics of interest, A method for determining a linear coefficient, comprising a step of calculating the linear coefficient.
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