サンプル値制御理論によるアナログ特性を考慮したディジタル信号処理

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本年度は,次の研究を行った.●新方式によるディジタル通信システムの最適設計●ディジタルフィルタの低次元化●ディジタル処理における量子化ノイズの低減ディジタル通信システムの最適設計では,音声や音楽などのアナログ信号の通信において,信号のディジタル化による影響や通信路の影響を考慮しつつ,もとのアナログ特性を評価に入れた通信システムの設計法を提案した.この設計法によって,従来の方式よりもより自然な受信信号の再生が可能となった.また,評価関数としてH∞ノルムを用いており,最悪入力にたいする応答を最適化しているので,通信路の変動やアナログ特性の変更にたいしてロバストであるという特徴も持つ.また,この手法で設計されたフィルタはIIR(Infinite Impulse Response)フィルタであるが,実装においてはFIR(Finite Impulse Response)フィルタが望ましい.そこで,離散時間H∞最適化手法を用いて,FIRフィルタの設計法を提案した.この手法は,従来法であるNehari Shuffleに比べて設計の自由度が高く,優れた方法であることを示した.最後に,アナログ信号をディジタル信号に変換する際に,量子化の操作が行われ,これによって信号が劣化するが,サンプル値H∞最適化設計によって量子化ノイズを低減する予測量子化の新しい設計法を示した.従来の手法であるΔ変調では,デコーダ側のフィルタが不安定になり,通信路に混在した雑音を増幅する可能性があるのにたいし,本手法によって設計された量子化器は安定であり,量子化ノイズと通信路の雑音を同時に除去するフィルタが得られる.