JP2007318349A - Fm receiver - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an FM receiver that can effectively reduce multipath distortion by an equalization algorithm with fast convergence and is suitably mounted on a vehicle. <P>SOLUTION: The FM receiver extracts a distortion component produced in a pilot signal band from an FM composite signal obtained by demodulating an FM reception signal filtered by a variable coefficient filter, and controls the filter coefficient of the variable coefficient filter to minimize an evaluation function for the distortion component, thereby obtaining equalization characteristics having superior convergence for change in multipath environment. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、マルチパス歪みを等化するための等化器を有するFM受信機に関する。   The present invention relates to an FM receiver having an equalizer for equalizing multipath distortion.

FM放送波を受信するFM受信機においては、目的の放送波が複数の伝搬経路を経て到来する、いわゆるマルチパス環境においてマルチパス歪みにより受信品質が劣化することが知られている。マルチパス歪みを低減するための等化器のアルゴリズムの一つとして、定包絡アルゴリズム(Constant Modulus Algorithm:CMA)が知られている。特許第3011948号明細書(特許文献1)には、CMAを用いた等化器の例が開示されている。特許文献1によると、FM受信信号は可変係数フィルタに入力され、フィルタ係数(タップ係数)がCMAに基づき制御されることにより、フィルタから等化後の信号、すなわちマルチパス歪みが低減されたFM受信信号が出力される。   In an FM receiver that receives FM broadcast waves, it is known that reception quality deteriorates due to multipath distortion in a so-called multipath environment in which a target broadcast wave arrives via a plurality of propagation paths. A constant envelope algorithm (Constant Modulus Algorithm: CMA) is known as one of equalizer algorithms for reducing multipath distortion. Japanese Patent No. 30111948 (Patent Document 1) discloses an example of an equalizer using CMA. According to Patent Document 1, an FM reception signal is input to a variable coefficient filter, and a filter coefficient (tap coefficient) is controlled based on CMA, whereby an equalized signal from the filter, that is, an FM in which multipath distortion is reduced. A reception signal is output.

CMAは、参照信号を必要としない、いわゆるブラインド等化アルゴリズムの一つである。CMAによると、可変係数フィルタからの等化出力信号は次のように表される。

Figure 2007318349
CMA is one of so-called blind equalization algorithms that do not require a reference signal. According to CMA, the equalized output signal from the variable coefficient filter is expressed as follows.
Figure 2007318349

タップ係数は、CMAに従って次のように更新される。

Figure 2007318349
ここでμはタップ係数の一回当たりの更新量を決定するステップ係数を表し、σは可変係数フィルタからの等化出力信号のターゲット振幅を表す。 The tap coefficient is updated according to CMA as follows.
Figure 2007318349
Here, μ represents a step coefficient for determining an update amount per tap coefficient, and σ represents a target amplitude of the equalized output signal from the variable coefficient filter.

本来、FM放送波は定包絡であるが、マルチパスが存在すると定包絡ではなくなる。この点を利用して、CMAではFM受信信号が定包絡となるようにタップ係数を更新することでマルチパス歪みを低減させる。
特許第3011948号明細書
Originally, an FM broadcast wave has a constant envelope, but if a multipath exists, it does not have a constant envelope. Using this point, CMA reduces multipath distortion by updating the tap coefficient so that the FM reception signal has a constant envelope.
Japanese Patent No. 30111948

式(2)を見て分かるように、CMAは可変係数フィルタの出力信号振幅(y)のターゲット振幅(ρ)に対する2乗誤差に応じてタップ係数が更新される。従って、可変係数フィルタの出力信号の位相が所望の出力信号の位相と異なっている場合でも、振幅が一定であればタップ係数は更新されないことが分かる。例えば、FM放送波が伝搬距離の大きく異なる多数の経路を経て到来するような劣悪なマルチパス環境においては、可変係数フィルタの出力信号の振幅はターゲット振幅と同じでも、位相が所望の位相から大きく外れている場合がある。このような場合、タップ係数が更新されるべきであるにも関わらず正しく更新がなされないため、マルチパス歪みは低減されない。   As can be seen from Equation (2), the CMA updates the tap coefficient according to the square error of the output signal amplitude (y) of the variable coefficient filter with respect to the target amplitude (ρ). Therefore, it can be seen that even if the phase of the output signal of the variable coefficient filter is different from the phase of the desired output signal, the tap coefficient is not updated if the amplitude is constant. For example, in an inferior multipath environment where FM broadcast waves arrive via a large number of paths with different propagation distances, the phase of the output signal of the variable coefficient filter is the same as the target amplitude, but the phase is larger than the desired phase. It may be off. In such a case, the multipath distortion is not reduced because the tap coefficient should be updated but not updated correctly.

このような理由で、CMAは他のアルゴリズムと比較して収束特性が悪い、つまりタップ係数の収束が遅いという問題が指摘されている。タップ係数の収束特性が悪いことは、自動車のように高速で移動する移動体に搭載されるFM受信機において特に問題となる。すなわち、高速の移動体から見るとマルチパス環境が時々刻々と変化する。このため、収束が遅いとマルチパス環境の変化に等化器が追従できなくなり、マルチパス歪みが十分に低減されないという結果となる。   For this reason, it has been pointed out that CMA has poor convergence characteristics compared to other algorithms, that is, tap coefficients converge slowly. Poor convergence characteristics of the tap coefficient are particularly problematic in FM receivers mounted on a moving body that moves at high speed such as an automobile. That is, when viewed from a high-speed moving body, the multipath environment changes every moment. For this reason, if the convergence is slow, the equalizer cannot follow the change in the multipath environment, and the multipath distortion is not sufficiently reduced.

本発明の目的は、収束の速い等化アルゴリズムによってマルチパス歪みを効果的に低減できる車載用に適したFM受信機を提供することである。   An object of the present invention is to provide an FM receiver suitable for in-vehicle use in which multipath distortion can be effectively reduced by an equalization algorithm with fast convergence.

本発明の一態様によると、FM放送波を受信して受信信号を出力する受信部と;前記受信信号を可変のフィルタ係数に従ってフィルタリングする第1フィルタと;前記第1フィルタによりフィルタリングされた受信信号を復調して、メイン信号とサブ信号及びパイロット信号を含むコンポジット信号を生成するFM復調器と;前記コンポジット信号から前記メイン信号及びサブ信号が配置された帯域以外の対象帯域内に生じる歪み成分を抽出する第2フィルタと;前記歪み成分についての評価関数を最小化するように前記フィルタ係数を制御する係数制御部と;を具備するFM受信機を提供する。   According to an aspect of the present invention, a receiving unit that receives FM broadcast waves and outputs a received signal; a first filter that filters the received signal according to a variable filter coefficient; and a received signal that is filtered by the first filter An FM demodulator that generates a composite signal including a main signal, a sub signal, and a pilot signal; and a distortion component generated in a target band other than the band in which the main signal and the sub signal are arranged from the composite signal. There is provided an FM receiver comprising: a second filter to be extracted; and a coefficient control unit that controls the filter coefficient so as to minimize an evaluation function for the distortion component.

本発明の第2の態様によると、FM放送波を受信して受信信号を出力する受信部と;前記受信信号を可変のフィルタ係数に従ってフィルタリングする第1フィルタと;前記第1フィルタによりフィルタリングされた受信信号を復調して、メイン信号とサブ信号及びパイロット信号を含むコンポジット信号を生成するFM復調器と;前記コンポジット信号から前記メイン信号及びサブ信号が配置された帯域以外の対象帯域内に生じる歪み成分を抽出する第2フィルタと;前記歪み成分についての第1評価関数と前記第1フィルタによりフィルタリングされた受信信号のターゲット振幅に対する誤差についての第2評価関数との加算値を最小化するように前記フィルタ係数を制御する係数制御部と;を具備するFM受信機を提供する。   According to a second aspect of the present invention, a receiving unit that receives FM broadcast waves and outputs a received signal; a first filter that filters the received signal according to a variable filter coefficient; and a filter that is filtered by the first filter An FM demodulator that demodulates the received signal to generate a composite signal including a main signal, a sub signal, and a pilot signal; distortion generated in a target band other than the band in which the main signal and the sub signal are arranged from the composite signal A second filter for extracting a component; and a sum of a first evaluation function for the distortion component and a second evaluation function for an error with respect to a target amplitude of the received signal filtered by the first filter is minimized. An FM receiver comprising: a coefficient control unit that controls the filter coefficient.

本発明によると、FMコンポジット信号に含まれる歪み成分、すなわち振幅情報と位相情報の両方を用いてフィルタ係数の更新を行うため、フィルタ係数の更新に振幅情報しか用いないCMAの欠点である収束速度の低下を改善できることが可能になり、FM受信信号の復調精度が改善される。   According to the present invention, since the filter coefficient is updated using both the distortion component included in the FM composite signal, that is, both the amplitude information and the phase information, the convergence speed, which is a drawback of the CMA that uses only the amplitude information for updating the filter coefficient. Can be improved, and the demodulation accuracy of the FM reception signal is improved.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図1に示される本発明の一実施形態に係るFM受信機は、例えば自動車のような移動体への搭載に適している。図1のFM受信機によると、まずアンテナ10によってFM放送波が受信され、アンテナ10の出力信号(FM受信信号)がフロントエンド11に入力される。フロントエンド11は、FM受信信号を増幅し、所望チャネルの受信信号を中間周波数(IF)に変換して出力するチューナを含む。フロントエンド11から出力される受信信号は、アナログ−ディジタル変換器(ADC)12によりディジタル化される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The FM receiver according to one embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is suitable for mounting on a mobile object such as an automobile. According to the FM receiver of FIG. 1, an FM broadcast wave is first received by the antenna 10, and an output signal (FM reception signal) of the antenna 10 is input to the front end 11. The front end 11 includes a tuner that amplifies the FM reception signal, converts the reception signal of the desired channel to an intermediate frequency (IF), and outputs the intermediate frequency (IF). The reception signal output from the front end 11 is digitized by an analog-digital converter (ADC) 12.

ディジタル化された受信信号101は可変係数フィルタ13に入力される。可変係数フィルタ13は、入力される受信信号101に可変のフィルタ係数に従ってフィルタリングを施すことにより、受信信号101に含まれるマルチパス歪みを低減するための等化処理を行い、等化出力信号102を生成する。   The digitized received signal 101 is input to the variable coefficient filter 13. The variable coefficient filter 13 performs equalization processing to reduce multipath distortion included in the received signal 101 by filtering the input received signal 101 according to a variable filter coefficient, and outputs the equalized output signal 102. Generate.

可変係数フィルタ13からの等化出力信号102はFM復調器14に入力される。FM復調器14は、この例ではアークタンジェント演算器15と微分器16によって構成される。アークタンジェント演算器15においては、可変係数フィルタ13からの等化出力信号102についてアークタンジェントが演算されることにより、位相情報が求められる。この位相情報が微分器16により微分されることにより、いわゆるFMコンポジット信号103が生成される。   The equalized output signal 102 from the variable coefficient filter 13 is input to the FM demodulator 14. In this example, the FM demodulator 14 includes an arctangent calculator 15 and a differentiator 16. In the arc tangent calculator 15, phase information is obtained by calculating the arc tangent of the equalized output signal 102 from the variable coefficient filter 13. This phase information is differentiated by the differentiator 16 to generate a so-called FM composite signal 103.

FMコンポジット信号では、日本のFMステレオ放送の場合を例にとると、図2に示されるように15kHzまでの低域に(L+R)信号、すなわちステレオの左(L)信号と右(R)信号との和信号(メイン信号)が配置され、38kHzを中心とした領域に(L−R)信号、すなわちL信号とR信号との差の信号(サブ信号)が配置される。モノラル放送の場合は、メイン信号のみが存在し、サブ信号は存在しない。コンポジット信号には、さらにステレオ放送かモノラル放送かを識別するためのパイロット信号が19kHzに多重されている。   In the case of FM stereo broadcasting in Japan, for example, in the case of FM stereo broadcasting in Japan, as shown in FIG. 2, a low (L + R) signal up to 15 kHz, that is, a stereo left (L) signal and a right (R) signal. (LR signal), that is, a difference signal (sub signal) between the L signal and the R signal is arranged in a region centered at 38 kHz. In the case of monaural broadcasting, only the main signal exists and no sub signal exists. In the composite signal, a pilot signal for identifying whether the broadcast is stereo broadcast or monaural broadcast is further multiplexed at 19 kHz.

FM復調器14から出力されるFMコンポジット信号103は、ステレオ復調器17により(L+R)+(L−R)と(L+R)−(L−R)の演算(ステレオ復調)が行われることにより、ステレオ信号(L信号とR信号)、またはモノラル信号が再生される。   The FM composite signal 103 output from the FM demodulator 14 is subjected to (L + R) + (LR) and (L + R)-(LR) operations (stereo demodulation) by the stereo demodulator 17. Stereo signals (L signal and R signal) or monaural signals are reproduced.

FMコンポジット信号103は、抽出フィルタ17にも入力される。抽出フィルタ17は、FMコンポジット信号103からメイン信号及びサブ信号が配置された帯域以外の対象領域内に生じる歪み成分104を抽出する。具体的には、例えばFMコンポジット信号103に含まれるパイロット信号が配置される15kHz〜23kHzの帯域(以下、パイロット信号帯域という)内に生じる歪み成分、すなわちパイロット信号帯域に存在する、パイロット信号以外の信号の歪み成分104を抽出する。こうして抽出フィルタ17により抽出された歪み成分104は、係数制御部18に入力される。   The FM composite signal 103 is also input to the extraction filter 17. The extraction filter 17 extracts the distortion component 104 generated in the target region other than the band in which the main signal and the sub signal are arranged from the FM composite signal 103. Specifically, for example, a distortion component generated in a band of 15 kHz to 23 kHz (hereinafter referred to as a pilot signal band) in which a pilot signal included in the FM composite signal 103 is arranged, that is, a pilot signal other than the pilot signal existing in the pilot signal band. A distortion component 104 of the signal is extracted. The distortion component 104 thus extracted by the extraction filter 17 is input to the coefficient control unit 18.

係数制御部18は、抽出フィルタ17により抽出された歪み成分104を表す評価関数が最小化されるように可変係数フィルタ13のフィルタ係数(タップ係数)を更新しつつ制御する。すなわち、パイロット信号帯域には本来パイロット信号のみが存在するが、マルチパス歪みがあるとマルチパスによる歪み成分がパイロット信号帯域に混入する。   The coefficient control unit 18 performs control while updating the filter coefficient (tap coefficient) of the variable coefficient filter 13 so that the evaluation function representing the distortion component 104 extracted by the extraction filter 17 is minimized. That is, only the pilot signal originally exists in the pilot signal band, but if there is multipath distortion, a distortion component due to multipath is mixed into the pilot signal band.

そこで、このような歪み成分104を抽出フィルタ17によって抽出し、この歪み成分104が最小となるように、言い換えれば歪み成分104を表す評価関数を最小化するように可変係数フィルタ13のフィルタ係数を更新すれば、可変係数フィルタ13からの等化出力信号102においてマルチパス歪みが効果的に低減される。歪み成分104を表す評価関数の計算方法については、後に詳しく説明する。   Therefore, such a distortion component 104 is extracted by the extraction filter 17, and the filter coefficient of the variable coefficient filter 13 is set so that the distortion component 104 is minimized, in other words, the evaluation function representing the distortion component 104 is minimized. If updated, multipath distortion is effectively reduced in the equalized output signal 102 from the variable coefficient filter 13. A method for calculating the evaluation function representing the distortion component 104 will be described in detail later.

以下、図1のFM受信機におけるマルチパス歪み低減動作を詳しく説明する。
時刻nでADC12から出力されるディジタル化された受信信号(離散信号)101に対応する可変係数フィルタ13からの等化出力信号102は、次式のy(n)で表される。

Figure 2007318349
Hereinafter, the multipath distortion reduction operation in the FM receiver of FIG. 1 will be described in detail.
The equalized output signal 102 from the variable coefficient filter 13 corresponding to the digitized received signal (discrete signal) 101 output from the ADC 12 at time n is represented by the following equation y (n).
Figure 2007318349

FM放送波は周波数に情報が乗っているため、FM復調器14においては可変係数フィルタ13の等化出力信号y(n)の周波数成分を求めることで復調が可能である。等化出力信号y(n)の周波数成分を求めるためには、y(n)の位相変化分を求める必要がある。このためFM復調器14では、まずアークタンジェント演算器15により可変係数フィルタ13からの等化出力信号y(n)の位相成分が抽出される。この位相成分の抽出処理は、アークタンジェント関数を用いて次のように書ける。

Figure 2007318349
Since the FM broadcast wave has information on the frequency, the FM demodulator 14 can demodulate it by obtaining the frequency component of the equalized output signal y (n) of the variable coefficient filter 13. In order to obtain the frequency component of the equalized output signal y (n), it is necessary to obtain the phase change of y (n). Therefore, in the FM demodulator 14, first, the phase component of the equalized output signal y (n) from the variable coefficient filter 13 is extracted by the arc tangent calculator 15. This phase component extraction process can be written as follows using an arctangent function.
Figure 2007318349

アークタンジェント演算器15の出力信号は、微分器16に入力される。微分器16では、アークタンジェント演算器15の出力信号の時刻tにおける位相変化分(時刻t−1から時刻tまでの位相変化分)が求められ、周波数成分が抽出される。この微分器16の処理は、次式のように書ける。

Figure 2007318349
ここで、式(5)のz(n)がFMコンポジット信号103である。 The output signal of the arctangent calculator 15 is input to the differentiator 16. The differentiator 16 obtains the phase change (phase change from time t-1 to time t) of the output signal of the arctangent calculator 15 at time t, and extracts the frequency component. The processing of the differentiator 16 can be written as
Figure 2007318349
Here, z (n) in the equation (5) is the FM composite signal 103.

図3の実線は元々のコンポジット信号の周波数特性、点線は多重伝搬路を経たFM受信信号から生成されるコンポジット信号の周波数特性をそれぞれ示す。L信号は1kHzのシングルトーン、R信号は無信号としている。図3の点線では、コンポジット信号の帯域内にマルチパス歪が生じており、これが音声信号の品質を劣化させる。   The solid line in FIG. 3 indicates the frequency characteristic of the original composite signal, and the dotted line indicates the frequency characteristic of the composite signal generated from the FM reception signal that has passed through the multiple propagation paths. The L signal is a single tone of 1 kHz, and the R signal is no signal. In the dotted line in FIG. 3, multipath distortion occurs in the band of the composite signal, which deteriorates the quality of the audio signal.

図2よりコンポジット信号は本来、パイロット信号帯域(15kHz〜23kHz)にはパイロット信号以外の信号を含まないはずであるが、マルチパス歪みを受けたFM放送波をFM復調すると、図3の点線で示されるように歪みが全体に広がり、パイロット信号帯域にも歪み成分が生じることが分かる。   As shown in FIG. 2, the composite signal should not contain any signal other than the pilot signal in the pilot signal band (15 kHz to 23 kHz). However, when the FM broadcast wave subjected to multipath distortion is FM demodulated, the dotted line in FIG. As shown, the distortion spreads over the entire area, and a distortion component is also generated in the pilot signal band.

マルチパス歪みの影響によりパイロット信号帯域(15kHz〜23kHz)に歪み成分が生じたのであるから、この歪み成分を低減させるように可変係数フィルタ13によるフィルタリング、すなわち等化処理を行えば、マルチパス歪みを低減することが可能になる。このような本実施形態の手法によりマルチパス歪みを低減する等化処理は、振幅及び位相の両方の情報を使うため、従来のCMAよりも収束が速くなる。   Since a distortion component is generated in the pilot signal band (15 kHz to 23 kHz) due to the influence of the multipath distortion, if the filtering by the variable coefficient filter 13, that is, the equalization process is performed so as to reduce the distortion component, the multipath distortion is generated. Can be reduced. The equalization processing for reducing the multipath distortion by the method of the present embodiment uses both amplitude and phase information, and therefore converges faster than the conventional CMA.

すなわち、振幅のみを使うCMAでは前述したように劣悪なマルチパス環境においてタップ係数の更新が正しくなされないことがあり、これがタップ係数の収束を遅くする原因となっている。これに対して、マルチパス歪みによりパイロット信号帯域内に生じる歪み成分は、振幅と位相の両方の歪みを含んでいるので、このパイロット信号帯域内の歪み成分を低減させるように可変係数フィルタ13の係数を更新すれば、等化器としての収束特性が向上する。   That is, in the CMA using only the amplitude, as described above, the tap coefficient may not be updated correctly in a poor multipath environment, which causes the convergence of the tap coefficient to be delayed. On the other hand, the distortion component generated in the pilot signal band due to the multipath distortion includes both amplitude and phase distortions, so that the variable coefficient filter 13 can reduce the distortion component in the pilot signal band. If the coefficient is updated, the convergence characteristic as an equalizer is improved.

次に、パイロット信号帯域内の歪み成分を抽出し、マルチパス歪みを低減させる具体的な手法について説明する。パイロット信号帯域の歪み成分を抽出する方法はいくつか考えられるが、ここでは抽出フィルタ17にFIR型フィルタを用いる方法を説明する。パイロット信号帯域内の歪み成分を抽出する方法としては、19kHzのパイロット信号と共に歪み成分を抽出する方法、及びパイロット信号を含まずに歪み成分を抽出する方法のいずれも可能であるが、ここでは後者の方法について説明する。抽出フィルタ17により抽出されるパイロット信号帯域内の歪み成分v(n)は、次のように書くことができる。

Figure 2007318349
ただしSj(m)は抽出フィルタ17のフィルタ係数、Mはフィルタ17のフィルタ長をそれぞれ表す。フィルタ係数Sj(m)は、抽出フィルタ17によってパイロット信号帯域内の歪み成分を抽出できれば、どのような係数も使用することが可能であるが、例えば次式に示されるフーリエ係数を用いることができる。
Figure 2007318349
Next, a specific method for extracting a distortion component in the pilot signal band and reducing multipath distortion will be described. There are several methods for extracting the distortion component of the pilot signal band. Here, a method using an FIR filter as the extraction filter 17 will be described. As a method for extracting a distortion component within a pilot signal band, either a method for extracting a distortion component together with a 19 kHz pilot signal or a method for extracting a distortion component without including a pilot signal can be used. The method will be described. The distortion component v (n) in the pilot signal band extracted by the extraction filter 17 can be written as follows.
Figure 2007318349
However, S j (m) represents the filter coefficient of the extraction filter 17, and M represents the filter length of the filter 17. Any coefficient can be used as the filter coefficient S j (m) as long as the extraction component 17 can extract a distortion component in the pilot signal band. For example, a Fourier coefficient represented by the following equation is used. it can.
Figure 2007318349

ここで、fjは抽出したい歪み成分の周波数を示す。 Here, f j indicates the frequency of the distortion component to be extracted.

FMコンポジット信号の性質より、抽出フィルタ17により抽出される成分は全て不要な歪み成分である。そこで、本実施形態では係数制御部18によって、この歪み成分が低減されるように可変係数フィルタ13のフィルタ係数を更新する。以下、係数制御部18の幾つかの具体例について説明する。   Due to the nature of the FM composite signal, all components extracted by the extraction filter 17 are unnecessary distortion components. Therefore, in the present embodiment, the coefficient coefficient of the variable coefficient filter 13 is updated by the coefficient control unit 18 so that this distortion component is reduced. Hereinafter, some specific examples of the coefficient control unit 18 will be described.

(係数制御部18の第1の具体例)
係数制御部18の第1の具体例では、抽出フィルタ17により抽出される歪み成分v(n)に対して評価関数Jを定義し、この評価関数Jが最小となるように可変係数フィルタ13のフィルタ係数を更新する。次式に、評価関数Jの例を示す。

Figure 2007318349
(First specific example of the coefficient control unit 18)
In the first specific example of the coefficient control unit 18, an evaluation function J is defined for the distortion component v (n) extracted by the extraction filter 17, and the variable coefficient filter 13 is set so that the evaluation function J is minimized. Update filter coefficients. The following formula shows an example of the evaluation function J.
Figure 2007318349

実際は歪み成分v(n)の電力v(n)v(n)のアンサンブル平均、あるいはv(n)v(n)の瞬時値を評価関数Jとして用いるが、本実施形態では後者のv(n)v(n)の瞬時値を評価関数Jとして用いる手法を例にとって説明する。勿論、アンサンブル平均を評価関数Jに用いる手法をとることも可能である。   Actually, the ensemble average of the power v (n) v (n) of the distortion component v (n) or the instantaneous value of v (n) v (n) is used as the evaluation function J. In this embodiment, the latter v (n ) A method using the instantaneous value of v (n) as the evaluation function J will be described as an example. Of course, it is also possible to take a method of using the ensemble average as the evaluation function J.

また、上記説明ではパイロット信号を含まない、パイロット信号周辺の歪み成分を一つのフィルタ17で抽出し、その歪み成分についての評価関数を用いたが、複数の抽出フィルタを用いて複数の歪み成分を抽出し、それらの歪み成分についての評価関数を用いることも可能である。すなわち、式(8)が複数の抽出フィルタにより抽出される歪み成分の電力v(n)v(n)の和を評価関数として、これを最小化するように可変係数フィルタ13のフィルタリング係数を更新するようにしてもよい。   In the above description, the distortion component around the pilot signal that does not include the pilot signal is extracted by one filter 17 and the evaluation function for the distortion component is used. However, a plurality of distortion components are extracted using a plurality of extraction filters. It is also possible to extract and use an evaluation function for those distortion components. That is, Equation (8) uses the sum of distortion component powers v (n) v (n) extracted by a plurality of extraction filters as an evaluation function, and updates the filtering coefficient of the variable coefficient filter 13 so as to minimize it. You may make it do.

さらに、抽出フィルタ17によりパイロット信号帯域からパイロット信号と共に歪み成分を抽出する場合、評価関数は抽出フィルタ17の出力信号から歪みを受けていないパイロット信号成分を差し引いた成分の電力を歪み成分についての評価関数とすればよい。   Further, when the extraction filter 17 extracts a distortion component together with the pilot signal from the pilot signal band, the evaluation function evaluates the power of the component obtained by subtracting the undistorted pilot signal component from the output signal of the extraction filter 17 with respect to the distortion component. It can be a function.

係数制御部18によるフィルタ係数の更新式は、評価関数Jを用いて次式で表すことができる。

Figure 2007318349
The filter coefficient update formula by the coefficient control unit 18 can be expressed by the following formula using the evaluation function J.
Figure 2007318349

ここで、式(6)(7)(8)より

Figure 2007318349
である。 Here, from the equations (6), (7) and (8)
Figure 2007318349
It is.

図4は、上述したフィルタ係数の更新動作を行う係数制御部18の構成をブロック図で表している。係数制御部18には、図1中のADC12から出力されるディジタル化された受信信号と可変係数フィルタ13からの出力信号が入力される。ディジタル化された受信信号はベクトルであり、そのベクトル長は可変係数フィルタ13のタップ数と同じである。係数制御部18では、まずα計算部30によって評価関数Jの偏微分値α0(n)〜αL(n)が計算される。偏微分値α0(n)〜αL(n)は、可変係数フィルタ13のフィルタ係数の更新の傾き(方向を含む)を表す。 FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the coefficient control unit 18 that performs the above-described filter coefficient updating operation. The coefficient control unit 18 receives the digitized reception signal output from the ADC 12 in FIG. 1 and the output signal from the variable coefficient filter 13. The digitized received signal is a vector, and the vector length is the same as the number of taps of the variable coefficient filter 13. In the coefficient control unit 18, first, the α calculation unit 30 calculates partial differential values α 0 (n) to α L (n) of the evaluation function J. The partial differential values α 0 (n) to α L (n) represent the gradient (including direction) of the filter coefficient update of the variable coefficient filter 13.

今、ADC12からのディジタル化された受信信号のベクトル長をLとすると、α計算部30には受信信号ベクトルのL個の要素の信号x0〜xLが入力される。信号x0〜xLは、除算器311〜31Lによって可変係数フィルタ13の出力信号y(n)の2乗と固定値「1」との和である1+y(n)2で除算される。除算器311〜31Lの出力信号は、乗算器321〜32Lに入力される。ここで、乗算器321〜32Lの係数はFMコンポジット信号104中のパイロット信号帯域内の歪み成分を抽出する抽出フィルタ17の最初のタップ係数と同じ構成であり、評価関数Jの偏微分値α0(n)〜αL(n)を出力する。 Now, when the vector length of the digitized received signal from the ADC12 and L, the α calculation unit 30 the signal x 0 ~x L of L elements of the received signal vector is input. The signals x 0 to x L are divided by 1 + y (n) 2 which is the sum of the square of the output signal y (n) of the variable coefficient filter 13 and the fixed value “1” by the dividers 311 to 31L. The output signals of the dividers 311 to 31L are input to the multipliers 321 to 32L. Here, the coefficients of the multipliers 321 to 32L have the same configuration as the first tap coefficient of the extraction filter 17 that extracts the distortion component in the pilot signal band in the FM composite signal 104, and the partial differential value α 0 of the evaluation function J. (n) to α L (n) are output.

偏微分値α0(n)〜αL(n)は、乗算器331〜33Lにおいて抽出フィルタ17からの出力信号(歪み成分)v(n)と乗算される。乗算器331〜33Lの出力信号は、さらに乗算器341〜34Lにおいてステップ係数μが乗じられることにより、式(9)の右辺第2項の係数更新量が決定される。乗算器341〜34Lの出力信号は、加算器351〜35Lに入力される。加算器351〜35Lによって乗算器341〜34Lの出力信号がラッチ361〜36Lに保持されている乗算器341〜34Lの出力信号の1時刻前の値から差し引かれることにより、式(9)に従って更新されたフィルタ係数が決定される。 The partial differential values α 0 (n) to α L (n) are multiplied by the output signal (distortion component) v (n) from the extraction filter 17 in the multipliers 331 to 33L. The output signals of the multipliers 331 to 33L are further multiplied by the step coefficient μ in the multipliers 341 to 34L, thereby determining the coefficient update amount of the second term on the right side of Equation (9). The output signals of the multipliers 341 to 34L are input to the adders 351 to 35L. The output signals of the multipliers 341 to 34L are subtracted from the values of the output signals of the multipliers 341 to 34L held in the latches 361 to 36L by the adders 351 to 35L, respectively, and updated according to the equation (9). Determined filter coefficients are determined.

このように係数制御部18においては、ADC12からの受信信号を用いて抽出フィルタ部17により抽出される歪み成分についての評価関数の偏微分値を計算する。この偏微分値に抽出フィルタ部17により抽出される歪み成分とステップ係数を乗じることにより係数更新量を決定し、この係数更新量によってフィルタ係数を更新する。この場合、ステップ係数を適切な値(例えば0.1)に設定することで、マルチパス歪みを効果的に低減することが可能になる。   As described above, the coefficient control unit 18 calculates the partial differential value of the evaluation function for the distortion component extracted by the extraction filter unit 17 using the received signal from the ADC 12. A coefficient update amount is determined by multiplying the partial differential value by a distortion component extracted by the extraction filter unit 17 and a step coefficient, and the filter coefficient is updated by the coefficient update amount. In this case, the multipath distortion can be effectively reduced by setting the step coefficient to an appropriate value (for example, 0.1).

式(2)に従う従来のCMAでは、可変係数フィルタの出力信号振幅がターゲット振幅と同じであれば、位相が違っても誤差が検出されないため、フィルタ係数の収束が遅いという問題があった。一方、本実施形態ではパイロット信号帯域内の歪み成分の有無を誤差としているため、フィルタ係数を速く収束させることができ、収束特性に優れた等化処理が可能になる。   In the conventional CMA according to the equation (2), if the output signal amplitude of the variable coefficient filter is the same as the target amplitude, an error is not detected even if the phase is different, so that the filter coefficient converges slowly. On the other hand, in this embodiment, since the presence or absence of a distortion component in the pilot signal band is used as an error, the filter coefficients can be quickly converged, and equalization processing with excellent convergence characteristics can be performed.

(係数制御部の第2の具体例)
次に、係数制御部18の第2の具体例について説明する。先に述べたように、FM放送波はマルチパスの影響がなければ定包絡である。そこで、可変係数フィルタ13からの等化の出力信号y(n)が定包絡になっていると仮定し、次のように評価関数Jを近似する。

Figure 2007318349
(Second specific example of coefficient control unit)
Next, a second specific example of the coefficient control unit 18 will be described. As described above, the FM broadcast wave has a constant envelope if there is no multipath effect. Therefore, assuming that the equalization output signal y (n) from the variable coefficient filter 13 has a constant envelope, the evaluation function J is approximated as follows.
Figure 2007318349

Figure 2007318349
Figure 2007318349

可変係数フィルタ13がトランスバーサルフィルタの場合を考える。トランスバーサルフィルタは、図5に示されるようにタップ付き遅延デバイスDと、遅延デバイスDの各タップの信号x0〜xLに重み(タップ係数)w0〜wLを乗じる乗算器×、及び乗算後の信号を加算する加算器Σにより構成される。このようなトランスバーサルフィルタでは、一般にxl(n−m)=x0(n−m−l)の関係が成り立つ。すなわち、あるタップの信号値は1段前のタップの1時刻前の信号値と等しい。この関係から、式(12)は

Figure 2007318349
と書くことができ、これは式(11)と等価である。ここで、l=0,1,・・・,Lである。 Consider the case where the variable coefficient filter 13 is a transversal filter. As shown in FIG. 5, the transversal filter includes a tapped delay device D, a multiplier x that multiplies the signals x 0 to x L of each tap of the delay device D by weights (tap coefficients) w 0 to w L , and It comprises an adder Σ that adds the signals after multiplication. In such a transversal filter, the relationship of x l (n−m) = x 0 (n−m−l) is generally established. That is, the signal value of a certain tap is equal to the signal value one time before the tap one stage before. From this relationship, equation (12) becomes
Figure 2007318349
Which is equivalent to equation (11). Here, l = 0, 1,..., L.

図6は、可変係数フィルタ13にトランスバーサルフィルタを用いた場合の係数制御部18であり、式(13)のβl(n)を計算するβ計算部40を有する。β計算部40には、ADC12からのディジタル化された受信信号(ベクトル)の最初(0番目)の要素の信号x0が入力される。信号x0は、除算器411によって可変係数フィルタ13の出力信号y(n)の2乗と固定値「1」との和である1+y(n)2で除算される。除算器411の出力信号は乗算器422に入力され、タップ係数の最初の要素β0(n)が計算される。 FIG. 6 shows a coefficient control unit 18 when a transversal filter is used as the variable coefficient filter 13, and includes a β calculation unit 40 that calculates β l (n) of Expression (13). The β calculator 40 receives the signal x 0 of the first (0th) element of the digitized received signal (vector) from the ADC 12. The signal x 0 is divided by the divider 411 by 1 + y (n) 2 which is the sum of the square of the output signal y (n) of the variable coefficient filter 13 and the fixed value “1”. The output signal of the divider 411 is input to the multiplier 422, and the first element β 0 (n) of the tap coefficient is calculated.

このように可変係数フィルタ13にトランスバーサルフィルタを用いると、係数制御部18で必要なフィルタとしてはタップ係数の最初の要素β0(n)を求めるための一つの乗算器422のみがあればよい。シフトレジスタ401〜40Lは、フィルタ422の出力信号β0(n)を順次シフトすることによって、タップ係数の他の要素β1(n)〜βL(n)を求める。図6の更新部18は、近似を導入することにより性能のある程度の低下は予想されるが、係数制御部18における乗算器422が1個でよく計算量が削減されるため、処理時間の高速化と低コスト化ができる。 When a transversal filter is used for the variable coefficient filter 13 in this way, the filter required by the coefficient control unit 18 is only required to have one multiplier 422 for obtaining the first element β 0 (n) of the tap coefficient. . The shift registers 401 to 40L obtain other elements β 1 (n) to β L (n) of the tap coefficients by sequentially shifting the output signal β 0 (n) of the filter 422. The update unit 18 in FIG. 6 is expected to have a certain decrease in performance due to the introduction of approximation. However, since only one multiplier 422 in the coefficient control unit 18 is required and the amount of calculation is reduced, the processing time is high. And cost reduction.

(係数制御部の第3の具体例)
係数制御部18の第3の具体例では、次式で定義される評価関数J3を最小化するように可変係数フィルタ13のフィルタ係数を制御する。

Figure 2007318349
(Third specific example of coefficient control unit)
In a third embodiment of the coefficient control unit 18 controls the filter coefficients of the variable coefficient filter 13 so as to minimize an evaluation function J 3 defined by the following equation.
Figure 2007318349

ここで、Jは係数制御部18の第1及び第2の具体例で説明した、FMコンポジット信号104中のパイロット信号帯域から抽出される歪み成分についての評価関数であり、例えば最小平均自乗(Least Mean Square:LMS)アルゴリズムに従い、アンサンブル平均に代えて瞬時平均を用いた場合の評価関数である。JCMAは従来のCMAにおける誤差(可変係数フィルタ13からの等化出力信号の振幅のターゲット振幅に対する誤差)についての評価関数である。式(14)に示されるように、係数制御部18の第3の具体例では第1及び第2の具体例に基づく評価関数Jを低減しつつ、さらにCMAにおける誤差についての評価関数JCMAをも低減させるように、可変係数フィルタ13の係数を制御することができる。式(14)を係数で表すと、次式のようになる。

Figure 2007318349
Here, J is an evaluation function for a distortion component extracted from the pilot signal band in the FM composite signal 104 described in the first and second specific examples of the coefficient control unit 18, and is, for example, the least mean square (Least). According to the Mean Square (LMS) algorithm, this is an evaluation function when an instantaneous average is used instead of an ensemble average. J CMA is an evaluation function for an error in the conventional CMA (an error of the amplitude of the equalized output signal from the variable coefficient filter 13 with respect to the target amplitude). As shown in equation (14), in the third specific example of the coefficient control unit 18 while reducing the cost function J based on the first and second embodiment, an evaluation function J CMA for errors in addition CMA As a result, the coefficient of the variable coefficient filter 13 can be controlled. When Expression (14) is expressed by a coefficient, the following expression is obtained.
Figure 2007318349

そして、次式に従って可変係数フィルタ13の係数を更新する。

Figure 2007318349
Then, the coefficient of the variable coefficient filter 13 is updated according to the following equation.
Figure 2007318349

図7は、第3の具体例に基づく係数制御部18をブロック図で表している。図7の係数制御部18は、β計算部51とCMA計算部52を併用している。係数制御部18の第1及び第2の具体例を示した図4及び図6では、ベクトルの要素毎に各ブロックを記載しているが、図7ではベクトルに対応して一纏めにして記載している。例えば、β計算部51は図6中のβ計算部40と同様であり、その出力信号βはベクトルである。乗算器53は図6中の乗算器431〜43Lに相当し、β計算部51の出力信号β(n)と抽出フィルタ17からの歪み成分v(n)との乗算β(n)v(n)を行う。β計算部51の代わりに、図4中に示したα計算部を用いてもよい。   FIG. 7 is a block diagram illustrating the coefficient control unit 18 based on the third specific example. The coefficient control unit 18 in FIG. 7 uses both the β calculation unit 51 and the CMA calculation unit 52. 4 and 6 showing the first and second specific examples of the coefficient control unit 18, each block is described for each vector element, but in FIG. 7, the blocks are described collectively corresponding to the vector. ing. For example, the β calculation unit 51 is the same as the β calculation unit 40 in FIG. 6, and the output signal β is a vector. The multiplier 53 corresponds to the multipliers 431 to 43L in FIG. 6, and multiplies β (n) v (n) by the output signal β (n) of the β calculation unit 51 and the distortion component v (n) from the extraction filter 17. )I do. Instead of the β calculator 51, an α calculator shown in FIG. 4 may be used.

一方、CMA計算部52では可変係数フィルタ13からの等化出力信号y(n)に対するターゲット振幅σの誤差についての評価関数(以下、簡単にCMAの評価関数という)の偏微分値y(n)x(n)conj(y(n)2−σ2)が計算される。CMA計算部52の計算については公知であるため、詳しい説明は省く。 On the other hand, in the CMA calculator 52, the partial differential value y (n) of the evaluation function (hereinafter simply referred to as the CMA evaluation function) for the error of the target amplitude σ with respect to the equalized output signal y (n) from the variable coefficient filter 13 x (n) conj (y (n) 2 −σ 2 ) is calculated. Since the calculation of the CMA calculation unit 52 is known, a detailed description thereof will be omitted.

次に、加算器54により乗算器53からの出力信号とCMA計算部52からの出力信号が加算されることにより、式(15)で表される評価関数J3の偏微分値が生成され、さらに乗算器55によりステップ係数μが乗算される。乗算器55の出力信号に従って、加算器56とラッチ57により式(16)で示されるような可変係数フィルタ13のフィルタ係数の更新が行われる。 Next, the adder 54 adds the output signal from the multiplier 53 and the output signal from the CMA calculation unit 52, thereby generating a partial differential value of the evaluation function J 3 represented by Expression (15). Further, the multiplier 55 multiplies the step coefficient μ. In accordance with the output signal of the multiplier 55, the filter coefficient of the variable coefficient filter 13 is updated by the adder 56 and the latch 57 as shown in Expression (16).

このように係数制御部18の第3の具体例によると、可変係数フィルタ13のフィルタリング係数の更新に、FMコンポジット信号のパイロット信号帯域内の歪み成分に基づく第1の更新処理とCMAに基づく第2の更新処理を組み合わせている。第1の更新処理と第2の更新処理のいずれか一方の処理でフィルタ係数の更新が正しくなされず、等化動作が正常に行われないようなマルチパス環境においても、他方の更新処理でフィルタ係数の更新が正常になされる可能性は高いと考えられる。従って、一種のダイバーシチの効果によりフィルタ係数の収束速度が向上する。   As described above, according to the third specific example of the coefficient control unit 18, the filtering coefficient of the variable coefficient filter 13 is updated by the first update process based on the distortion component in the pilot signal band of the FM composite signal and the first update based on the CMA. 2 update processes are combined. Even in a multipath environment where the filter coefficient is not correctly updated in either one of the first update process and the second update process and the equalization operation is not normally performed, the filter is filtered in the other update process. There is a high probability that the coefficient will be updated normally. Accordingly, the convergence speed of the filter coefficient is improved by a kind of diversity effect.

なお、式(15)ではFMコンポジット信号を用いた評価関数Jの偏微分値とCMAの評価関数JCMAの偏微分値を加算器54で加算しているが、次式のように両者の重み付けを行って加算することも可能である。

Figure 2007318349
ρはFMコンポジット信号を用いた評価関数Jの偏微分値に対する重み係数であり、ρCMAはCMAを用いた評価関数JCMAの偏微分値に対する重み係数である。これによって、FM放送波の伝搬状況に応じたより細かな制御が可能になり、等化速度をさらに速めることが可能である。 In equation (15), the partial differential value of the evaluation function J using the FM composite signal and the partial differential value of the evaluation function J CMA of the CMA are added by the adder 54. It is also possible to perform addition.
Figure 2007318349
ρ is a weight coefficient for the partial differential value of the evaluation function J using the FM composite signal, and ρ CMA is a weight coefficient for the partial differential value of the evaluation function J CMA using the CMA . As a result, finer control according to the propagation state of the FM broadcast wave is possible, and the equalization speed can be further increased.

次に、図8を用いて本発明の他の実施形態について説明する。図8のFM受信機は、複数(図の例では2つ)の受信ブランチを備え、時空間等化によりマルチパス歪みを低減する。すなわち、アンテナ10A及び10BによってFM放送波が受信され、アンテナ10A及び10Bの出力信号(FM受信信号)がフロントエンド11A及び11Bにそれぞれ入力される。フロントエンド11A及び11Bから出力される受信信号は、ADC12A及び12Bによりそれぞれディジタル化された後、可変係数フィルタ13A及び13Bに入力される。可変係数フィルタ13は、入力される受信信号にフィルタリングを施すことにより、各々に入力される受信信号に含まれるマルチパス歪みを低減するための等化処理を行う。可変係数フィルタ13からの出力信号が加算器20により合成されることにより等化出力信号が生成され、この等化出力信号がFM復調器14に入力される。FM復調器14により生成されるFMコンポジット信号は抽出フィルタ17に入力され、抽出フィルタ17によってマルチパスに基づくパイロット信号帯域内の歪み成分が抽出される。   Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The FM receiver of FIG. 8 includes a plurality of (two in the example in the figure) reception branches, and reduces multipath distortion by space-time equalization. That is, FM broadcast waves are received by the antennas 10A and 10B, and output signals (FM reception signals) of the antennas 10A and 10B are input to the front ends 11A and 11B, respectively. The reception signals output from the front ends 11A and 11B are digitized by the ADCs 12A and 12B, respectively, and then input to the variable coefficient filters 13A and 13B. The variable coefficient filter 13 performs an equalization process for reducing multipath distortion included in each received signal by filtering the input received signal. The output signal from the variable coefficient filter 13 is synthesized by the adder 20 to generate an equalized output signal, and this equalized output signal is input to the FM demodulator 14. The FM composite signal generated by the FM demodulator 14 is input to the extraction filter 17, and the distortion component in the pilot signal band based on the multipath is extracted by the extraction filter 17.

係数制御部18は、ADC12A及び12Bの出力信号、可変係数フィルタ13A及び13Bの出力信号、及び抽出フィルタ17から出力されるパイロット信号帯域内の歪み成分の信号を受けて先の実施形態に述べたと同様にフィルタ係数の更新を行う。このように本発明は、時空間等化を用いてマルチパス歪みを低減するFM受信機にも適用が可能である。   The coefficient control unit 18 receives the output signals of the ADCs 12A and 12B, the output signals of the variable coefficient filters 13A and 13B, and the signal of the distortion component in the pilot signal band output from the extraction filter 17, and has been described in the previous embodiment. Similarly, the filter coefficient is updated. Thus, the present invention can also be applied to FM receivers that reduce multipath distortion using space-time equalization.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明の一実施形態に従うFM受信機を示すブロック図1 is a block diagram illustrating an FM receiver according to an embodiment of the present invention. FMステレオ放送におけるコンポジット信号の周波数配置を示す図The figure which shows the frequency arrangement | positioning of the composite signal in FM stereo broadcasting 元のコンポジット信号及びマルチパス歪みの影響を受けた後のコンポジット信号の周波数特性を示す図Diagram showing frequency characteristics of original composite signal and composite signal after being affected by multipath distortion 図1中の係数制御部の第1の具体例を示すブロック図The block diagram which shows the 1st specific example of the coefficient control part in FIG. トランスバーサルフィルタの基本構成を示すブロック図Block diagram showing basic configuration of transversal filter 図1中の係数制御部の第2の具体例を示すブロック図The block diagram which shows the 2nd specific example of the coefficient control part in FIG. 図1中の係数制御部の第3の具体例を示すブロック図The block diagram which shows the 3rd specific example of the coefficient control part in FIG. 本発明の他の実施形態に従うFM受信機を示すブロック図FIG. 4 is a block diagram illustrating an FM receiver according to another embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10,10A,10B・・・アンテナ
11,11A,11B・・・フロントエンド
12,12A,12B・・・A/D変換器
13,13A,13B・・・可変定数フィルタ
14・・・FM復調器
15・・・アークタンジェント演算器
16・・・微分器
17・・・抽出フィルタ
18・・・係数制御部
19・・・ステレオ復調器
20・・・加算器
30・・・α計算部(偏微分値計算部)
40・・・β計算部(偏微分値計算部)
51・・・β計算部(偏微分値計算部)
52・・・CMA計算部(偏微分値計算部)
10, 10A, 10B ... Antenna 11, 11A, 11B ... Front end 12, 12A, 12B ... A / D converter 13, 13A, 13B ... Variable constant filter 14 ... FM demodulator DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Arc tangent calculator 16 ... Differentiator 17 ... Extraction filter 18 ... Coefficient control part 19 ... Stereo demodulator 20 ... Adder 30 ... alpha calculation part (partial differentiation) Value calculator)
40 ... β calculation part (partial differential value calculation part)
51... Β calculator (partial differential value calculator)
52 ... CMA calculation part (partial differential value calculation part)

Claims (13)

FM放送波を受信して受信信号を出力する受信部と;
前記受信信号を可変のフィルタ係数に従ってフィルタリングする第1フィルタと;
前記第1フィルタによりフィルタリングされた受信信号を復調して、メイン信号とサブ信号及びパイロット信号を含むコンポジット信号を生成するFM復調器と;
前記コンポジット信号から前記メイン信号及びサブ信号が配置された帯域以外の対象帯域内に生じる歪み成分を抽出する第2フィルタと;
前記歪み成分についての評価関数を最小化するように前記フィルタ係数を制御する係数制御部と;を具備するFM受信機。
A receiving unit that receives FM broadcast waves and outputs a received signal;
A first filter for filtering the received signal according to a variable filter coefficient;
An FM demodulator that demodulates the received signal filtered by the first filter to generate a composite signal including a main signal, a sub signal, and a pilot signal;
A second filter for extracting a distortion component generated in a target band other than the band in which the main signal and the sub signal are arranged from the composite signal;
And a coefficient control unit that controls the filter coefficient so as to minimize an evaluation function for the distortion component.
前記対象帯域は、前記メイン信号とサブ信号との間の帯域である請求項1記載のFM受信機。   The FM receiver according to claim 1, wherein the target band is a band between the main signal and the sub signal. 前記評価関数は、前記歪み成分の電力のアンサンブル平均または瞬時平均である請求項1記載のFM受信機。   The FM receiver according to claim 1, wherein the evaluation function is an ensemble average or an instantaneous average of power of the distortion component. 前記係数制御部は、
前記評価関数の偏微分値を計算する計算部と;
前記偏微分値に前記歪み成分を乗じる第1乗算器と;
前記第1乗算器の出力信号にステップ係数を乗じる第2乗算器と;
前記第2乗算器の出力信号によって前記フィルタ係数を更新する更新部と;を有する請求項1記載のFM受信機。
The coefficient control unit
A calculation unit for calculating a partial differential value of the evaluation function;
A first multiplier for multiplying the partial differential value by the distortion component;
A second multiplier for multiplying the output signal of the first multiplier by a step coefficient;
The FM receiver according to claim 1, further comprising: an update unit that updates the filter coefficient according to an output signal of the second multiplier.
前記計算部は、前記受信信号のベクトルの各要素について前記偏微分値を計算するように構成される請求項4記載のFM受信機。   The FM receiver according to claim 4, wherein the calculation unit is configured to calculate the partial differential value for each element of the vector of the received signal. 前記計算部は、前記受信信号のベクトルの一つの要素に対応する第1偏微分値を計算し、前記第1偏微分値を遅延することによって前記ベクトルの他の要素に対応する第2偏微分値を近似するように構成される請求項4記載のFM受信機。   The calculation unit calculates a first partial differential value corresponding to one element of the vector of the received signal, and delays the first partial differential value to delay a second partial differential value corresponding to another element of the vector. The FM receiver of claim 4 configured to approximate a value. FM放送波を受信して受信信号を出力する受信部と;
前記受信信号を可変のフィルタ係数に従ってフィルタリングする第1フィルタと;
前記第1フィルタによりフィルタリングされた受信信号を復調して、メイン信号とサブ信号及びパイロット信号を含むコンポジット信号を生成するFM復調器と;
前記コンポジット信号から前記メイン信号及びサブ信号が配置された帯域以外の対象帯域内に生じる歪み成分を抽出する第2フィルタと;
前記歪み成分についての第1評価関数と前記第1フィルタによりフィルタリングされた受信信号のターゲット振幅に対する誤差についての第2評価関数との加算値を最小化するように前記フィルタ係数を制御する係数制御部と;を具備するFM受信機。
A receiving unit that receives FM broadcast waves and outputs a received signal;
A first filter for filtering the received signal according to a variable filter coefficient;
An FM demodulator that demodulates the received signal filtered by the first filter to generate a composite signal including a main signal, a sub signal, and a pilot signal;
A second filter for extracting a distortion component generated in a target band other than the band in which the main signal and the sub signal are arranged from the composite signal;
A coefficient control unit that controls the filter coefficient so as to minimize the added value of the first evaluation function for the distortion component and the second evaluation function for the error with respect to the target amplitude of the received signal filtered by the first filter. And an FM receiver.
前記対象帯域は、前記メイン信号とサブ信号との間の帯域である請求項7記載のFM受信機。   The FM receiver according to claim 7, wherein the target band is a band between the main signal and the sub signal. 前記第1評価関数は、前記歪み成分の電力のアンサンブル平均または瞬時平均である請求項7記載のFM受信機。   The FM receiver according to claim 7, wherein the first evaluation function is an ensemble average or an instantaneous average of power of the distortion component. 前記係数制御部は、前記歪み成分についての第1評価関数の偏微分値を計算する計算部と;
前記第1評価関数の偏微分値に前記歪み成分を乗じる第1乗算器と;
前記第1の乗算器の出力信号と第2評価関数の偏微分値とを加算する加算器と;
前記第1乗算器の出力信号にステップ係数を乗じる第2乗算器と;
前記第2乗算器の出力信号によって前記フィルタ係数を更新する更新部と;を有する請求項7記載のFM受信機。
The coefficient control unit; a calculation unit for calculating a partial differential value of a first evaluation function for the distortion component;
A first multiplier for multiplying the partial differential value of the first evaluation function by the distortion component;
An adder for adding the output signal of the first multiplier and the partial differential value of the second evaluation function;
A second multiplier for multiplying the output signal of the first multiplier by a step coefficient;
The FM receiver according to claim 7, further comprising: an update unit that updates the filter coefficient according to an output signal of the second multiplier.
前記計算部は、前記受信信号のベクトルの各要素について前記偏微分値を計算するように構成される請求項7記載のFM受信機。   The FM receiver according to claim 7, wherein the calculation unit is configured to calculate the partial differential value for each element of the vector of the received signal. 前記計算部は、前記受信信号のベクトルの一つの要素に対応する第1偏微分値を計算し、前記第1偏微分値を遅延することによって前記ベクトルの他の要素に対応する第2偏微分値を近似するように構成される請求項7記載のFM受信機。   The calculation unit calculates a first partial differential value corresponding to one element of the vector of the received signal, and delays the first partial differential value to delay a second partial differential value corresponding to another element of the vector. 8. The FM receiver of claim 7, configured to approximate a value. 前記加算器は、第2評価関数の偏微分値と前記第1の乗算器の出力信号とを重み付け加算するように構成される請求項7記載のFM受信機。   The FM receiver according to claim 7, wherein the adder is configured to perform weighted addition of a partial differential value of a second evaluation function and an output signal of the first multiplier.
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