JP2001156686A - 受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煩雑な操作を不要にしつつＳ／Ｎ比を向上さ
せる。 【解決手段】 広帯域信号ＳW を帯域制限する狭帯域フ
ィルタ２１ａ〜２１ｃと、狭帯域フィルタ２１ａ〜２１
ｃの通過信号ＳN を復調した復調信号ＳD に含まれてい
る不要信号を除去する不要信号除去手段１６を備えてい
る受信装置１において、狭帯域フィルタ２１ａ〜２１ｃ
の帯域幅よりも広帯域幅に形成されて広帯域信号ＳW を
帯域制限する広帯域フィルタ１２と、広帯域フィルタ１
２の通過信号ＳW に基づいて不要信号の信号種類を判別
する判別部１４とを備え、不要信号除去手段１６は、判
別部１４によって判別された信号種類の不要信号を除去
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、復調信号に含まれ
ている不要信号を除去する不要信号除去手段を備えてい
る受信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｓ／Ｎ比を復調帯域で向上可能な受信装
置として、ノッチフィルタまたは適応フィルタを備えて
いるものが従来から知られている。この種の受信装置で
は、ノッチフィルタなどを使用するか否かは、ユーザー
の判断に委ねられており、前者の受信装置では、例えば
復調帯域に妨害波が存在する場合、ユーザーが、ノッチ
フィルタの中心周波数が妨害波の周波数と等しくなるよ
うに調整することにより、その妨害波が除去される。ま
た、後者の受信装置では、復調帯域に妨害波が存在する
場合、ユーザーが適応フィルタを起動させてビートキャ
ンセル処理を実行させることにより、その妨害波が除去
される。また、復調帯域に含まれるホワイトノイズ量が
多い場合、ユーザーが適応フィルタを起動させてノイズ
リダクション処理を実行させることにより、ホワイトノ
イズが低減されてＳ／Ｎが向上する。この場合、適応フ
ィルタには、フィルタタップ数、フィルタ係数初期値、
並びに収束速度および収束量に関係するステップサイズ
といったパラメータが存在するが、従来の受信装置で
は、各パラメータは予め所定値に固定されるか、ユーザ
ーが限定した範囲で選択できるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
受信装置には、以下の問題点がある。すなわち、前者の
受信装置では、ユーザーは、復調帯域に妨害波が存在す
るか否かを自身が判断し、かつ、存在すると判断したと
きには、ノッチフィルタを自身が起動操作しなければな
らない。このため、その判断や起動操作が煩雑であると
いう問題点がある。また、前者の受信装置には、ノッチ
フィルタの周波数合わせが極めて煩雑な作業となるとい
う問題点もある。一方、後者の受信装置では、適応フィ
ルタを使用する場合、ユーザーは、復調帯域に含まれて
いるノイズが妨害波かホワイトノイズかを自身が判断
し、妨害波のときには、ビートキャンセル処理の実行操
作を行い、ホワイトノイズのときには、ノイズリダクシ
ョン処理の実行操作を行わなければならない。このた
め、適応フィルタを起動するか否かを含めてその判断お
よび操作が煩雑であるという問題点がある。加えて、後
者の受信装置では、適応フィルタのパラメータが固定ま
たは限定された範囲内での選択のため、Ｓ／Ｎ向上の度
合いが少ないという問題点もある。

【０００４】さらに、前者および後者の受信装置を含め
た従来の受信装置では、一般的に、変調方式などに応じ
てバンド幅が規定された狭帯域フィルタを備えており、
その狭帯域フィルタから出力された狭帯域信号の振幅値
に基づいて、高周波段に配設されているＡＧＣ（Automa
tic Gain Control）用の利得可変部の利得を一義的に制
御している。つまり、従来の受信装置では、目的信号で
ある高周波信号ｆ1 以外に高周波信号ｆ2 が高周波部に
入力された場合、高周波信号ｆ1 に対応する狭帯域信号
の振幅値にのみ基づいて利得可変部の利得を制御してい
る。このため、例えば、高周波信号ｆ1 の信号レベルが
低いときには、利得可変部は、高利得に維持され、逆
に、高周波信号ｆ1 の信号レベルが高いときには、低利
得になるように維持される。ところが、利得可変部の利
得が高利得に制御されると、高周波部は、広帯域で増幅
するため、高レベルの高周波信号ｆ2 についても高周波
信号ｆ1 と同じ利得で増幅する。このため、高周波部が
高周波信号ｆ2 によって飽和状態になる結果、目的信号
である高周波信号ｆ1 が抑圧されてしまう。加えて、高
周波信号ｆ1 が抑圧されると、高周波信号ｆ1 に基づく
狭帯域信号のレベルも低下する。この場合、従来の受信
装置では、狭帯域信号のレベルに基づいて自動利得制御
を行っているため、さらに利得を上げるように制御する
結果、高周波信号ｆ1 が一層抑圧されてしまうという事
態が発生する。したがって、従来の受信装置には、目的
信号である高周波信号ｆ1 に対応する狭帯域信号が抑圧
によって消失してしまう可能性があるという問題点も存
在する。

【０００５】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、煩雑な操作を不要にしつつＳ／Ｎ比を向上
し得る受信装置を提供することを主目的とし、妨害波に
よる目的信号の抑圧を防止し得る受信装置を提供するこ
とを他の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
請求項１記載の受信装置は、広帯域信号を帯域制限する
狭帯域フィルタと、狭帯域フィルタの通過信号を復調し
た復調信号に含まれている不要信号を除去する不要信号
除去手段を備えている受信装置において、狭帯域フィル
タの帯域幅よりも広帯域幅に形成されて広帯域信号を帯
域制限する広帯域フィルタと、広帯域フィルタの通過信
号に基づいて不要信号の信号種類を判別する判別部とを
備え、不要信号除去手段は、判別部によって判別された
信号種類の不要信号を除去することを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の受信装置は、請求項１記載
の受信装置において、高周波段に配設された利得可変部
と、判別部によって不要信号の信号種類が妨害波または
相互変調に起因するスプリアスと判別されたときに、利
得可変部の利得を所定利得に維持させつつ不要信号除去
手段に対してその不要信号を除去させる制御部とを備え
ていることを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の受信装置は、請求項１また
は２記載の受信装置において、不要信号除去手段は、適
応フィルタであることを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の受信装置は、請求項２また
は３記載の受信装置において、制御部は、判別部の判別
結果に応じて適応フィルタのパラメータの設定制御を行
うことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る受信装置の好適な実施の形態について説明す
る。

【００１１】図１は、受信装置１のブロック図を示して
いる。この受信装置１は、例えば、３０ＭＨｚまでの高
周波信号の直接受信が可能であって、任意の公知回路で
ある高周波部およびミキサーを図外に備えるほか、その
ミキサーの出力段に接続された利得可変部１１、広帯域
フィルタ１２、狭帯域フィルタ部１３、制御部１４、復
調部１５および適応フィルタ１６を備えて構成されてい
る。以下、周波数ｆ１の中間周波信号ＳIFをベースバン
ド信号に復調する例について説明する。

【００１２】ミキサーは、高周波部に入力した受信信号
ＳR を本発明における広帯域信号に相当する周波数ｆ１
の中間周波信号ＳIFにダウンコンバートする。利得可変
部１１は、例えば、ピンダイオードをπ型に配設したア
ッテネータ回路と、増幅回路とで構成されている。この
利得可変部１１は、ミキサーによって生成された中間周
波信号ＳIFを入力すると共に、制御部１４から出力され
る利得制御信号ＳC に従ってアッテネータ回路の減衰量
が可変制御されることにより、その中間周波信号ＳIFを
所定の利得で増幅または所定の減衰量で減衰させる。広
帯域フィルタ１２は、中間周波信号ＳIFの信号レベルの
評価に必要とされるバンド幅で、かつ不要な雑音を除去
するのに十分なバンド幅（例えば中心周波数をｆ１を中
心として±５０ＫＨｚ）を有し、帯域内周波数に対する
遅延時間が十分に短時間（例えば狭帯域フィルタ部１３
の各狭帯域フィルタ２１ａ〜２１ｃの遅延時間に対して
１／４以下の時間）のバンドパスフィルタで構成されて
いる。この広帯域フィルタ１２は、入力した中間周波信
号ＳIFを帯域制限した広帯域信号ＳW を制御部１４およ
び狭帯域フィルタ部１３に出力する。

【００１３】狭帯域フィルタ部１３は、図１に示すよう
に、中間周波信号ＳIFの変調方式に適したバンド幅のバ
ンドパスフィルタを複数備え、中間周波信号ＳIFの変調
方式に応じて選択的な切替えが可能に構成されている。
具体的には、この受信装置１では、狭帯域フィルタ部１
３は、電信用のバンド幅ＢＷ１（例えば１００Ｈｚ）の
狭帯域フィルタ２１ａと、ＳＳＢ方式などによる音声信
号用のバンド幅ＢＷ２（例えば３ＫＨｚ）の狭帯域フィ
ルタ２１ｂと、ＦＭ方式による音声信号用のバンド幅Ｂ
Ｗ３（例えば１５ＫＨｚ）の狭帯域フィルタ２１ｃとで
構成されている。なお、同図では、狭帯域フィルタ２１
ａが選択的に切り替えられたときの状態を示している。
また、以下、各狭帯域フィルタ２１ａ〜２１ｃを区別し
ないときには、「狭帯域フィルタ２１」という。また、
この実施の形態では、理解を容易にするために、各狭帯
域フィルタ２１ａ〜２１ｃをアナログ型フィルタで構成
する例について説明するが、実際には、各狭帯域フィル
タ２１ａ〜２１ｃは例えばＤＳＰ（Digital Signal Pro
cessor）を用いたディジタル型フィルタで構成される。

【００１４】制御部１４は、本発明における判別部およ
び制御部に相当し、例えば、ＤＳＰで構成されている。
この制御部１４は、例えば２つのアナログ−ディジタル
変換器を内蔵し、入力した広帯域信号ＳW を一方のアナ
ログ−ディジタル変換器でディジタルデータにデータ化
し、そのディジタルデータに基づいて広帯域信号ＳWの
信号レベルを周波数的および時間的に検出する。また、
同様にして、制御部１４は、入力した狭帯域信号ＳN を
他方のアナログ−ディジタル変換器でディジタルデータ
にデータ化し、そのディジタルデータに基づいて狭帯域
信号ＳN の信号レベルを周波数的および時間的に検出す
る。さらに、制御部１４は、検出した各信号レベルに応
じて利得可変部１１の利得を制御すると共に、適応フィ
ルタ１６のパラメータを設定制御する。この場合、制御
部１４は、周波数的に信号レベルを検出する際には、Ｆ
ＦＴ（Fast Fourier Transform）演算によって周波数成
分毎の信号レベルを検出し、時間的に信号レベルを検出
する際には、振幅二乗平均演算により信号レベルを検出
する。

【００１５】復調部１５は、電信やＡＭ変調信号用の包
絡線検波回路、ＳＳＢ用の同期検波回路、およびクォド
ラチャ検波回路などのＦＭ用検波回路が内蔵され、これ
らは公知回路で構成されている。

【００１６】適応フィルタ１６は、本発明における不要
信号除去手段に相当し、図２に示すように、加算器３
１、遅延回路３２、ディジタルフィルタ回路３３、およ
び制御部１４によって切替制御される切替器３４による
公知回路で構成されている。この場合、適応フィルタ１
６は、切替器３４が切替制御されることにより、妨害波
や、相互変調（Intermodulation ）に起因して発生する
スプリアスを除去するビートキャンセラ処理、およびホ
ワイトノイズを除去するノイズリダクション処理のいず
れか一方を実行する。また、ディジタルフィルタ回路３
３は、例えば公知のＬＭＳ係数更新アルゴリズムを用い
た方式で作動し、フィルタタップ数、フィルタ係数初期
値およびステップサイズの各パラメータが制御部１４に
よって設定制御され、フィルタ係数の更新も所定式に従
い制御部１４によって制御される。なお、適応フィルタ
１６の詳細動作については公知動作のため省略する。

【００１７】次に、受信装置１の全体的な動作について
説明する。

【００１８】まず、中間周波信号ＳIFが入力されると、
利得可変部１１は、中間周波信号ＳIFを所定の利得で増
幅して広帯域フィルタ１２に出力する。次いで、広帯域
フィルタ１２が、帯域外の不要ノイズなどを除去して制
御部１４および狭帯域フィルタ部１３に広帯域信号ＳW
を出力する。この際には、広帯域フィルタ１２の遅延時
間が各狭帯域フィルタ２１の遅延時間と比較して十分に
短時間のため、広帯域信号ＳW は、狭帯域フィルタ部１
３を介して入力される狭帯域信号ＳN よりも十分に早く
制御部１４に入力される。したがって、制御部１４は、
それぞれ後述する利得可変部１１に対する利得制御、適
応フィルタ１６のパラメータ設定処理、および切替器３
４の切替制御を迅速に開始することができる。

【００１９】次いで、目的信号の変調方式などに応じて
選択された狭帯域フィルタ２１が、広帯域信号ＳW から
不要成分を除去すると共に帯域制限して生成した狭帯域
信号ＳN を復調部１５に出力する。この後、復調部１５
が、変調方式に合致する復調方式で狭帯域信号ＳN を復
調する。

【００２０】一方、制御部１４は、広帯域信号ＳW の信
号成分に基づいて、ベースバンド信号ＳD に含まれてい
る不要信号の信号種類（ホワイトノイズ、妨害波、また
は相互変調に起因して発生するスプリアス）を判別する
と共に、適応フィルタ１６の使用の是非も併せて決定す
る。適応フィルタ１６を使用すべきと決定したときに
は、不要信号の信号種類判別結果に応じて、適応フィル
タ１６内の切替器３４やディジタルフィルタ回路３３の
パラメータを自動的に切り替える。この際には、狭帯域
フィルタ２１を通過してくる狭帯域信号ＳN に対して
は、未来の信号を予測していることになり、制御部１４
は、フィードフォワード方式によって適応フィルタ１６
に対する制御を行うことが可能となる。

【００２１】具体的には、周波数的に不規則でかつ広帯
域に亘る周波数成分のレベルが高いことに起因してＳ／
Ｎ比が低下しているときには、制御部１４は、ホワイト
ノイズのレベルが高いと判別し、適応フィルタ１６内の
切替器３４をノイズリダクション側に切り替えると共
に、ディジタルフィルタ回路３３に対してノイズリダク
ション用のパラメータを設定する。この際に、制御部１
４は、出力信号ＳOUT に含まれているホワイトノイズ量
が最も低減するように、ディジタルフィルタ回路３３の
フィルタタップ数やステップサイズなどのパラメータが
最適となるように制御する。これにより、ディジタルフ
ィルタ回路３３が、入力ベースバンド信号ＳD と遅延回
路３２の出力信号との相関が高い信号を出力する結果、
ホワイトノイズが除去されて高Ｓ／Ｎ比の出力信号ＳOU
T が生成される。

【００２２】一方、各狭帯域フィルタ２１のバンド幅Ｂ
Ｗ１〜ＢＷ３の帯域外であって、広帯域フィルタ１２の
帯域内である周波数ｆ2 ，ｆ3 の妨害波が入力された場
合、周波数ｆ4 （２×ｆ2 −ｆ3 ）のスプリアスが各狭
帯域フィルタ２１の帯域内に混入することがある。かか
る場合、制御部１４は、ＦＦＴ演算によって広帯域信号
ＳW の周波数および信号レベルを観測する。この際に、
制御部１４は、妨害波の入力を検出したときには、利得
可変部１１に対して利得制御信号ＳC を出力することに
よって利得が小さくなるように、言い替えればアッテネ
ータ回路の減衰量が大きくなるように制御する。これに
より、利得可変部１１内の増幅回路の飽和が防止されて
相互変調に起因するスプリアスの発生が低減される。

【００２３】同時に、制御部１４は、スプリアスが狭帯
域フィルタ２１の帯域内に混入すると判別したときに
は、制御部１４は、適応フィルタ１６内の切替器３４を
ビートキャンセラ側に切り替えると共に、ディジタルフ
ィルタ回路３３に対してビートキャンセラ用のパラメー
タを設定する。この際には、ディジタルフィルタ回路３
３が、入力したベースバンド信号ＳD と遅延回路３２の
出力信号との相関が高い信号を出力し、加算器３１が、
その出力をベースバンド信号ＳD から減算することによ
り、ビートノイズを除去する。

【００２４】同様にして、各狭帯域フィルタ２１内に他
の妨害波（例えば、周波数ｆ5 の妨害波）が混入してい
るときにも、制御部１４は、同様にして、利得可変部１
１に対する利得制御を行うと共に、ビートノイズ量が最
も低減するように適応フィルタ１６に対してビートキャ
ンセラ処理を実行させることにより妨害波を除去する。
この結果、高周波段（利得可変部１１）における中間周
波信号ＳIFの飽和が防止されると共に、ベースバンド信
号ＳD のＳ／Ｎ比が向上する。

【００２５】このように、この受信装置１によれば、制
御部１４が、広帯域フィルタ１２から出力された広帯域
信号ＳW に含まれている不要信号の信号種類に応じて、
適応フィルタ１６内の切替器３４に対する切替制御、お
よびディジタルフィルタ回路３３に対するパラメータの
設定制御を行うことにより、煩雑な操作を不要にしつ
つ、高Ｓ／Ｎ比の出力信号ＳOUT を生成することができ
る。また、妨害波を入力した場合には、制御部１４が、
利得可変部１１の利得を所定利得に維持させつつ、適応
フィルタ１６に対して不要信号（スプリアス、妨害波）
を除去させることにより、利得可変部１１による目的信
号の抑圧を防止しつつ、高Ｓ／Ｎ比の出力信号ＳOUT を
生成することができる。

【００２６】なお、本発明は、上記した実施の形態に限
定されない。例えば、本発明の実施の形態では、中間周
波信号ＳIFをベースバンド信号ＳD に復調する構成例に
ついて説明したが、利得可変部１１を図外の高周波部の
前段に配設し、高周波段における利得を可変する構成を
採用することもできる。この場合、その利得可変部１１
の前段に、高周波部およびミキサーをさらに設けて、よ
り高い周波数の受信信号ＳR を受信できるのは勿論であ
る。また、復調部１５の構成についても、特に限定され
ず、ＦＳＫやＱＡＭなどのディジタル変調された中間周
波信号ＳIFを復調可能に構成してもよい。さらに、適応
フィルタ１６の構成やアルゴリズムなども本発明の実施
の形態に限らず、適宜改変が可能である。また、２つの
適応フィルタ１６を直列接続して、ビートキャンセラ処
理およびノイズリダクション処理を同時に行うこともで
きるのは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の受信装置
によれば、判別部が広帯域フィルタの通過信号に基づい
て不要信号の信号種類を判別し、不要信号除去手段が、
判別部の判別結果に応じた信号種類の不要信号を除去す
ることにより、不要信号が自動的に除去される結果、ユ
ーザに対して何ら煩雑な操作を行わせることなく、復調
信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

【００２８】また、請求項２記載の受信装置によれば、
制御部が、判別部によって不要信号の信号種類が妨害波
または相互変調に起因するスプリアスと判別されたとき
に、利得可変部の利得を所定利得に維持させつつ不要信
号除去手段に対してその不要信号を除去させることによ
り、高周波段での目的信号の抑圧を防止しつつ、復調信
号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。

【００２９】さらに、請求項３記載の受信装置によれ
ば、ディジタル信号処理による適応フィルタで不要信号
除去手段を構成したことにより、受信装置の小型化を図
ることができると共に、ホワイトノイズ、妨害波または
スプリアスを確実かつ簡易に低減することができる。

【００３０】また、請求項４記載の受信装置によれば、
制御部が判別部の判別結果に応じて適応フィルタのパラ
メータの切替制御を行うことにより、不要信号の種類に
応じてその不要信号を最も低減することができる結果、
復調信号のＳ／Ｎ比を確実かつ最大限まで向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る受信装置１のブロッ
ク図である。

【図２】適応フィルタ１６のブロック図である。

【符号の説明】

１ 受信装置 １１ 利得可変部 １２ 広帯域フィルタ １３ 狭帯域フィルタ部 １４ 制御部 １５ 復調部 １６ 適応フィルタ ２１ａ〜２１ｃ 狭帯域フィルタ ＳN 狭帯域信号 ＳR 受信信号 ＳW 広帯域信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺島 正博 長野県長野市稲里町下氷鉋1163番地 長野 日本無線株式会社内 Ｆターム(参考） 5K020 DD01 HH13 KK07 LL01 5K046 BA00 DD02 EE06 HH07 HH71 5K052 AA01 DD04 DD05 DD18 EE04 FF05 GG02 GG12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 広帯域信号を帯域制限する狭帯域フィル
   タと、当該狭帯域フィルタの通過信号を復調した復調信
   号に含まれている不要信号を除去する不要信号除去手段
   を備えている受信装置において、 前記狭帯域フィルタの帯域幅よりも広帯域幅に形成され
   て前記広帯域信号を帯域制限する広帯域フィルタと、当
   該広帯域フィルタの通過信号に基づいて前記不要信号の
   信号種類を判別する判別部とを備え、前記不要信号除去
   手段は、前記判別部によって判別された前記信号種類の
   不要信号を除去することを特徴とする受信装置。
2. 【請求項２】 高周波段に配設された利得可変部と、前
   記判別部によって前記不要信号の信号種類が妨害波また
   は相互変調に起因するスプリアスと判別されたときに、
   前記利得可変部の利得を所定利得に維持させつつ前記不
   要信号除去手段に対してその不要信号を除去させる制御
   部とを備えていることを特徴とする請求項１記載の受信
   装置。
3. 【請求項３】 前記不要信号除去手段は、適応フィルタ
   であることを特徴とする請求項１または２記載の受信装
   置。
4. 【請求項４】 前記制御部は、前記判別部の判別結果に
   応じて前記適応フィルタのパラメータの設定制御を行う
   ことを特徴とする請求項２または３記載の受信装置。