JP2004528762A - 電磁波受信機のマルチパス障害を抑圧する方法および装置 - Google Patents

Abstract

少なくとも２つのアンテナを備えた電磁波受信機のマルチパス障害を効果的に抑圧する方法、例えばＦＭ受信機またはＵＫＷ受信機のマルチパス障害を抑圧する方法に関する。これによりアンテナ信号の一部を少なくとも時間ごとに別の目的に利用することができる。例えばＲＤＳアクティビティの手段をいっそう良好に利用することができる。
第１のアンテナ信号（１）が障害のない受信に対して定義された閾値の上方にあるとき、すなわちケース１では、第１のアンテナ信号（１）を再生信号（２３）の形成の基礎とする。ケース１では第１のアンテナ信号（１）の信号品質を求める。第１のアンテナ信号（１）の品質が当該の閾値を下回ったとき、すなわちケース２では、少なくとも２つのアンテナ信号（１、２）から形成された新たな信号ｙを再生信号（２３）の形成の基礎とする。ケース２では新たな信号ｙの信号品質と少なくとも１つの第２のアンテナ信号（２）の信号品質とを求める。第２のアンテナ信号（２）について求められた信号品質が当該の閾値を下回り、かつ新たな信号ｙの信号品質よりも劣化していると評価されたときには、新たな信号ｙを再生信号（２３）の形成の基礎とする。

Description

【技術分野】
【０００１】
従来の技術
本発明は、少なくとも２つのアンテナ信号から新たな信号を形成する電磁波受信機のマルチパス障害を抑圧する方法、例えばＦＭ受信機またはＵＫＷ受信機のマルチパス障害を抑圧する方法に関する。本発明はまた、少なくとも２つのアンテナ信号から新たな信号を形成する信号形成手段と再生信号を形成するステレオデコーダとを備えた電磁波受信機のマルチパス障害を抑圧する装置、例えばＦＭ受信機またはＵＫＷ受信機のマルチパス障害を抑圧する装置に関する。
【０００２】
実際に知られているＦＭ受信機またはＵＫＷ受信機におけるマルチパス障害の抑圧方法の１つにいわゆるオートディレクショナルアンテナプロセス（ＡＤＡプロセス）があり、ここでは少なくとも２つのアンテナ信号を適切に線形に組み合わせることにより新たな信号が形成される。ダイバーシティプロセスと称される手法も周知のＦＭ受信機またはＵＫＷ受信機におけるマルチパス障害の抑圧方法であり、ここでは種々のアンテナのあいだで切り換えが行われる。この切り換えはそのつどの受信電界強度および信号品質に依存して行われる。つまりダイバーシティプロセスは用いられる線形の組み合わせの係数のうち唯一のもののみがゼロでないＡＤＡプロセスの特殊な形態ということができる。またＦＭ受信機またはＵＫＷ受信機のアンテナ信号をＲＤＳアクティビティに利用することも知られている。
【０００３】
米国特許第５３４５６０２号明細書には、複数のアンテナ信号とローカルで形成された発振器信号とを混合してその後加算するＵＫＷラジオ受信機が記載されている。この場合、ここから得られた信号に基づいて再生信号が形成される。これと並列に周期的な時間インターバルで人間の耳には知覚されない程度の短時間だけ調整された送信機の交流の送信周波数への切り換えが行われ、これにより交流の送信周波数の受信品質が求められて記憶される。最初に調整された送信周波数の受信品質が充分でない場合には、迅速かつ聴取者に気づかれないかたちで交流の送信周波数のうち最良の受信品質へ切り換えが行われる。
【０００４】
前掲の米国特許第５３４５６０２号明細書に記載されているいわゆる交流周波数テスト（ＡＦテスト）やいわゆるプログラムアイデンティフィケーションテスト（ＰＩテスト）のほか、ＲＤＳアクティビティにはトラフィックメッセージチャネルの監視もしばしば含まれる。
【０００５】
前掲の米国特許第５３４５６０２号明細書から公知のＵＫＷラジオ受信機およびこれに関連して記載されているプロセスでは、たとえ実際にマルチパス障害またはフェージング効果が発生していなくても、再生信号はつねに複数のアンテナ信号から形成された新たな信号に基づいて行われる。また公知のＵＫＷラジオ受信機については、ＲＤＳアクティビティでに対して聴取者の耳に知覚されない程度のきわめて僅かな時間しか利用できないことに注意されたい。これはＲＤＳ処理部が再生信号の形成と同じ信号を基礎としているからである。このため例えば交流周波数テストなどを通しで行うための時間が数ミリ秒に制限されてしまう。
【０００６】
本発明の利点
本発明によれば、電磁波受信機のマルチパス障害を効果的に抑圧する方法および装置が提供される。これによりアンテナ信号の一部を少なくとも時間ごとに別の目的に利用することができる。例えばＲＤＳアクティビティの手段をいっそう良好に利用することができる。
【０００７】
本発明の方法では、第１のアンテナ信号が障害のない受信に対して定義された閾値の上方にあるとき、第１のアンテナ信号を再生信号の形成の基礎とする。この場合、第１のアンテナ信号の信号品質が求められる。第１のアンテナ信号の品質が当該の閾値を下回ったときには、少なくとも２つのアンテナ信号から形成された新たな信号ｙを再生信号の形成の基礎とする。この場合には新たな信号ｙの信号品質と少なくとも１つの第２のアンテナ信号の信号品質とが求められる。第２のアンテナ信号に対して求められた信号品質が当該の閾値を下回り、かつ新たな信号ｙの信号品質よりも劣化していると評価されたとき、新たな信号ｙが再生信号の形成の基礎とされる。
【０００８】
本発明の装置はステレオデコーダへ選択的に切換位置Ａの第１のアンテナ信号または切換位置Ｂの信号形成手段の出力信号ｙを供給し、また第１の信号データ検出ユニットへ選択的に切換位置Ａの第１のアンテナ信号または切換位置Ｂの信号形成手段の出力信号ｙが供給するスイッチを有している。本発明の装置はさらに少なくとも１つの第２のアンテナ信号に対する第２の信号データ検出ユニットと、モニタ回路とを有している。ここでモニタ回路には第１の信号データ検出ユニットの出力が第１のチャネルを介して供給され、第２の信号データ検出ユニットの出力が第２のチャネルを介して供給される。このモニタ回路によりスイッチを駆動する出力が評価される。
【０００９】
マルチパス障害または他の障害（例えばフェージング効果に起因する障害）の発生は地形に強く依存している。この種の障害がどのような環境で生じるかは、主として受信機の位置する場所、または受信機がどの方向へ向かって運動しているかによって変わってくる。本発明によれば、これらの障害が実際に発生したときにのみこれを検出し、抑圧する手段が提供される。障害のない受信が行われている場合には、単純にフォアグラウンド信号とも称される第１のアンテナ信号に基づいて再生信号が形成される。受信機へ供給される第２の信号はバックグラウンド信号と称され、障害のない受信が行われている期間中は時間的な制限なしに別の目的のために利用することができる。再生信号は、フォアグラウンド信号に障害が発生した場合にのみ、複数のアンテナ信号から新たな信号を形成してこれを基礎として形成される。本発明によれば、バックグラウンド信号を他の目的のために利用しながら障害のないフォアグラウンド信号に基づいて再生信号を形成するケースと、複数のアンテナ信号から新たな信号を形成してこれに基づいて再生信号を形成するケースとのあいだで切り換えを行う手段が設けられている。
【００１０】
基本的には、バックグラウンド信号を本発明の方法の範囲内で他の目的のために利用する種々の手段が存在する。本発明の方法の特に有利な実施形態では、第１のアンテナ信号が再生信号の形成の基礎とされるとき、少なくとも１つの第２のアンテナ信号が連続的にＲＤＳアクティビティに利用される。この場合、ＲＤＳアクティビティ、例えば交流周波数テスト、プログラムアイデンティフィケーションテスト、および／またはトラフィックメッセージチャネルの監視などの機能に対する時間的な制限はない。バックグラウンド信号が再生信号の形成に作用しないので、例えば交流周波数テストにおいても問題となる全ての周波数を通しで連続的にテストすることができる。
【００１１】
本発明の方法の別の有利な実施形態では、新たな信号に基づいて再生信号が形成されるとき、バックグラウンド信号が無制限にＲＤＳアクティビティに供給されないため、ＲＤＳアクティビティの利用を放棄しないで済む。この場合、新たな信号および／または少なくとも１つの第２のアンテナ信号は周期的な時間インターバルで人間の耳に知覚されない程度の短時間だけＲＤＳアクティビティに利用される。
【００１２】
基本的に新たな信号は本発明の方法の範囲でさまざまな手段により少なくとも２つのアンテナ信号から形成される。
【００１３】
信号品質を求めるために、有利には、種々の信号品質データ、例えば受信電界強度、ハイパス信号、シンメトリ信号、マルチパス識別結果などが求められる。これらの信号品質データが重みづけされ、信号品質が評価される。
【００１４】
図面
前述したように、本発明の着想を有利に実施する手段は幾つも存在する。ここで本発明は、一方では特許請求の範囲の請求項１、７およびこれに従属する請求項に記載されており、他方では以下に説明する図示の実施例に表されている。
【００１５】
図１にはＦＭ受信機のマルチパス障害を抑圧する方法を実現した本発明の装置のブロック図が示されている。
【００１６】
実施例の説明
図示の実施例では受信機に２つのアンテナ信号１、２が供給される。それぞれのアンテナ信号１、２は従来技術から周知の高周波数前段（以下ＨＦ前段と称する）３、４へ供給される。ＨＦ前段３、４はそれぞれアナログの中間周波数信号（以下ＺＦ信号と称する）を出力として送出し、この信号はＺＦ信号用Ａ／Ｄ変換器５、６を介してディジタルＺＦフィルタ７、８へ供給され、ここで隣接チャネルの抑圧が行われる。ＺＦフィルタ７、８の出力信号×１、×２は信号形成手段２０へ供給され、この２つの信号×１、×２、すなわち前処理されたアンテナ信号１、２から新たな信号ｙが形成される。
【００１７】
信号×２はさらにディジタルＦＭ復調器１０を介して信号データ検出ユニット１２へ供給される。ここでアンテナ信号２の信号品質を求めるために、受信電界強度、ハイパス信号、マルチパス識別結果およびシンメトリ信号が計算される。信号データ検出ユニット１２の出力はチャネル１６を介してモニタ回路２１へ供給される。これに並列に変調された信号×２はＲＤＳブロック１４へも供給され、ここでＲＤＳデータの復調および復号化が行われる。これによりアンテナ信号２をＲＤＳアクティビティに利用することができる。
【００１８】
信号×１はスイッチ２２の切換位置ＡからディジタルＦＭ復調器９を介して信号データ検出ユニット１１へ供給される。信号データ検出ユニット１１の出力はチャネル１５を介してモニタ回路２１へ供給される。これに並列に変調された信号×１は自動障害抑圧部を備えたステレオデコーダ１７へも供給され、ここで再生信号２３が形成される。信号×１はさらにＲＤＳブロック１３へ供給される。これによりアンテナ信号１をＲＤＳアクティビティに利用することができる。
【００１９】
切換位置Ｂではステレオデコーダ１７には復調された信号×１に代わって新たに形成された信号ｙが供給され、これに基づいて再生信号２３が形成される。さらに復調された信号ｙが信号データ検出ユニット１１およびＲＤＳブロック１３へ供給され、これがＲＤＳアクティビティに利用される。
【００２０】
モニタ回路２１はチャネル１５、１６を重みづけするかまたは２つの信号データ検出ユニット１１、１２で求められた信号データを評価して、相応にスイッチ２２を駆動する。また２つのＨＦ前段３、４もモニタ回路２１を介して駆動される。
【００２１】
スイッチ２２が切換位置Ａにあるとき、再生信号２３はステレオデコーダ１７内で前処理された第１のアンテナ信号１に基づいて形成される。この場合信号データ検出ユニット１１を用いて前処理された第１のアンテナ信号×１の信号品質が求められ、チャネル１５を介してモニタ回路２１へ供給される。モニタ回路２１は信号データ検出ユニット１１で求められた信号品質データを評価する。個々の信号品質データの重みづけ後のチャネル１５の信号品質が障害のない受信を表す閾値を上回る程度に良好であれば、信号形成手段２０で形成された新たな信号ｙは棄却される。このときには第２のアンテナ信号２および第２のチャネル１６がＲＤＳアクティビティに利用される。
【００２２】
マルチパス障害（フェージング効果）によって受信が劣化すると、個々の信号品質の重みづけの後、チャネル１５の信号品質は障害のない受信を表す閾値を下回る。この場合にはモニタ回路２１によりスイッチ２２が駆動され、切換位置Ｂへの切り換えが行われる。
【００２３】
切換位置Ｂでは信号形成手段２０で前処理された新たな信号ｙが供給され、ステレオデコーダ１７から再生信号２３が得られる。信号データ検出ユニット１１により新たな信号ｙの信号品質が求められ、チャネル１５を介してモニタ回路２１へ信号ｙの信号品質データが供給される。さらにチャネル１６を介しては前処理された第２のアンテナ信号×２について信号データ検出ユニット１２で求められた信号品質データが供給される。
【００２４】
チャネル１６の信号、つまり前処理された第２のアンテナ信号×２の重みづけされた信号品質が障害のない受信を表す閾値を再び上回ってはじめて、再度、切換位置Ａへの切り換えが行われる。これにより第２のアンテナ信号２は専らＲＤＳアクティビティに利用される。
【００２５】
切換位置Ｂ、つまり新たな信号ｙに基づいて再生信号２３が形成されるとき、新たな信号ｙおよび第２のアンテナ信号２（前処理された第２の信号×２）は周期的な時間インターバルで人間の耳には知覚できない程度の短時間だけＲＤＳアクティビティに利用される。このためにＲＤＳブロック１３、１４が設けられている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ＦＭ受信機のマルチパス障害を抑圧する装置のブロック図である。

Claims (9)

1. 少なくとも２つのアンテナ信号（１、２）から新たな信号ｙを形成する
   電磁波受信機のマルチパス障害を抑圧する方法、例えばＦＭ受信機またはＵＫＷ受信機のマルチパス障害を抑圧する方法において、
   第１のアンテナ信号（１）が障害のない受信に対して定義された閾値の上方にあるとき、すなわちケース１では、第１のアンテナ信号（１）を再生信号（２３）の形成の基礎とし、
   ケース１では第１のアンテナ信号（１）の信号品質を求め、
   第１のアンテナ信号（１）の品質が当該の閾値を下回ったとき、すなわちケース２では、少なくとも２つのアンテナ信号（１、２）から形成された新たな信号ｙを再生信号（２３）の形成の基礎とし、
   ケース２では新たな信号ｙの信号品質と少なくとも１つの第２のアンテナ信号（２）の信号品質とを求め、
   第２のアンテナ信号（２）について求められた信号品質が当該の閾値を下回り、かつ新たな信号ｙの信号品質よりも劣化していると評価されたとき、新たな信号ｙを再生信号（２３）の形成の基礎とする
   ことを特徴とする電磁波受信機のマルチパス障害を抑圧する方法。
2. 第１のアンテナ信号（１）が再生信号（２３）の形成の基礎となるとき、少なくとも１つの第２のアンテナ信号（２）を連続的にＲＤＳアクティビティに対して、例えば交流周波数テスト、プログラムアイデンティフィケーションテスト、および／またはトラフィックメッセージチャネルの監視などの機能のために利用する、請求項１記載の方法。
3. 新たな信号ｙが再生信号（２３）の形成の基礎となるとき、新たな信号ｙおよび／または少なくとも１つの第２のアンテナ信号（２）を周期的な時間インターバルで人間の耳には知覚できない程度の短時間だけＲＤＳアクティビティに対して、例えば交流周波数テストのために利用する、請求項１または２記載の方法。
4. 新たな信号ｙを少なくとも２つのアンテナ信号（１、２）の線形の組み合わせにより形成する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 信号品質を求めるために種々の信号品質データ、例えば受信電界強度、ハイパス信号、シンメトリ信号、マルチパス識別結果などを求める、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記信号品質データを重みづけして信号品質を評価する、請求項５記載の方法。
7. 少なくとも２つのアンテナ信号（１、２）から新たな信号ｙを形成する信号形成手段（２０）と再生信号（２３）を形成するステレオデコーダ（１７）とを備えた電磁波受信機のマルチパス障害を抑圧する装置、例えばＦＭ受信機またはＵＫＷ受信機のマルチパス障害を抑圧する装置において、
   スイッチ（２２）と、第１の信号データ検出ユニット（１１）と、少なくとも１つの第２のアンテナ信号（２）に対する少なくとも１つの第２の信号データ検出ユニット（１２）と、モニタ回路（２１）とが設けられており、
   前記スイッチを介してステレオデコーダ（１７）へ選択的に切換位置Ａでの第１のアンテナ信号（１）または切換位置Ｂでの信号形成手段（２０）の出力信号ｙが供給され、また前記第１の信号データ検出ユニットへ選択的に切換位置Ａでの第１のアンテナ信号（１）または切換位置Ｂでの信号形成手段（２０）の出力信号ｙが供給され、
   前記モニタ回路には第１の信号データ検出ユニット（１１）の出力が第１のチャネル（１５）を介して供給され、第２の信号データ検出ユニット（１２）の出力が第２のチャネル（１６）を介して供給され、
   前記モニタ回路により前記スイッチ（２２）を駆動する出力が評価される
   ことを特徴とする電磁波受信機のマルチパス障害を抑圧する装置。
8. 第２のアンテナ信号（２）をＲＤＳアクティビティに利用するためのＲＤＳブロック（１４）が設けられている、請求項７記載の装置。
9. ステレオデコーダ（１７）に供給される信号（ｘ１またはｙ）をＲＤＳアクティビティに利用するためのＲＤＳブロック（１３）が設けられている、請求項７または８記載の装置。