JP2008283304A - Broadcast wave reception device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は放送波受信装置に関し、特に、複数のアンテナを介して受信された各放送波受信信号に対する適応処理を行うことによってアンテナの指向性を変更するのに好適な放送波受信装置に関する。 The present invention relates to a broadcast wave receiving apparatus, and more particularly to a broadcast wave receiving apparatus suitable for changing the directivity of an antenna by performing adaptive processing on each broadcast wave received signal received via a plurality of antennas.
従来から、車載用のラジオ受信機等のアンテナを備えた移動通信用の受信装置においては、特に、平野部の多い地域において、同一周波数の複数の放送波をアンテナを介して同時に受信する場合があった。図5は、このような同一周波数の複数の放送波を受信する場合の一例として、自車1に搭載された受信装置2のアンテナ(無指向性アンテナ)を介して、RDS(Radio Data System) 放送を受信する場合を示したものである。なお、RDS放送は、FM信号に、AFリスト(代替周波数リスト)やPI(Program Identity)等を含むRDSデータが多重化された放送である。
Conventionally, in a mobile communication receiving device equipped with an antenna such as an in-vehicle radio receiver, a plurality of broadcast waves of the same frequency may be simultaneously received via the antenna, particularly in an area where there are many plains. there were. FIG. 5 shows, as an example of receiving a plurality of broadcast waves having the same frequency, an RDS (Radio Data System) via an antenna (omnidirectional antenna) of a
図5に示すように、自車1の受信装置2が検波可能な距離内には2つの放送局ST1,ST2(以下、便宜上、「第1放送局ST1」、「第2放送局ST2」と称する)が存在しているものとする。第1放送局ST1は、自車1の受信装置2が放送を受信しようとしている希望局とされており、その放送周波数はf〔MHz〕、PIはD301とされている。一方、第2放送局ST2は妨害局とされており、その放送周波数は第1放送局ST1と同じf〔MHz〕、PIはD302とされている。
As shown in FIG. 5, there are two broadcast stations ST1 and ST2 (hereinafter referred to as “first broadcast station ST1” and “second broadcast station ST2” for the sake of convenience) within the distance that can be detected by the
ここで、自車1に対して第1放送局ST1が近傍局となり、第2放送局ST2が遠方局となる場合においても、第2放送局ST2の出力が第1放送局ST1の出力よりも高い場合には、平野部など見通しの良い地域において、自車1の受信装置2における両放送局ST1,ST2の受信レベルが同程度となる場合がある。
Here, even when the first broadcast station ST1 is a nearby station and the second broadcast station ST2 is a distant station with respect to the
また、第1放送局ST1の出力レベルと、第2放送局ST2の出力レベルとが同程度の場合であって、自車1の移動に伴い第1放送局ST1と第2放送局ST2とが自車1に対して互いに同程度の距離となる地域が存在する場合には、その地域において、自車1の受信装置2における両放送局ST1,ST2の受信レベルが同程度となる場合がある。
Further, the output level of the first broadcast station ST1 and the output level of the second broadcast station ST2 are approximately the same, and the first broadcast station ST1 and the second broadcast station ST2 are moved along with the movement of the
さらに、図6に例示するように、自車1に対して第1放送局ST1が近傍局となり、第2放送局ST2が遠方局となる場合においても、第1放送局ST1と自車1との間に遮蔽物OBが存在する地域においては、その遮蔽物OBによって第1放送局ST1の受信レベルが相対的に低下し、その結果、自車1の受信装置2における両放送局ST1,ST2の受信レベルが同程度となる場合がある。
Further, as illustrated in FIG. 6, even when the first broadcast station ST1 is a nearby station and the second broadcast station ST2 is a distant station with respect to the
このように、希望局(第1放送局ST1)の放送波と妨害局(第2放送局ST2)の放送波とが同時に受信される場合であって、両放送局ST1,ST2の受信レベルが同程度となる地域が存在する場合には、いわゆるキャプチャ現象(キャプチャ動作)と呼ばれるFM放送特有の現象が生じることが知られている。すなわち、自車1の受信装置2のアンテナ(無指向性アンテナ)に、同一の周波数である第1放送局ST1の放送波と第2放送局ST2の放送波とが同時に受信され、これら2波が混合されてFM検波器へ入力されると、図7に例示するように、FM検波器においてはその混合された2波(受信信号)のうち電界強度が強い方の放送局の信号を復調してしまう。このようなキャプチャ動作は、同一内容の放送を聴取し続けることができない原因となるため、有効な解決策が求められていた。
In this way, the broadcast wave of the desired station (first broadcast station ST1) and the broadcast wave of the interfering station (second broadcast station ST2) are received simultaneously, and the reception levels of both broadcast stations ST1 and ST2 are the same. It is known that a phenomenon unique to FM broadcasting called a so-called capture phenomenon (capture operation) occurs when there is an area having the same level. In other words, the broadcast wave of the first broadcast station ST1 and the broadcast wave of the second broadcast station ST2 having the same frequency are simultaneously received by the antenna (omnidirectional antenna) of the
また、従来から、移動通信用の受信装置においては、放送局から電波に重畳されて送信された信号が建物や地形等の障害によって反射・回折することにより、受信装置が複数の経路(マルチパス)から同じ放送波信号を受信する結果、その受信信号にノイズが生じたり、符号化された信号の復号化ができないことがあった。 Conventionally, in a receiving device for mobile communication, a signal superimposed and transmitted from a broadcasting station is reflected and diffracted due to obstacles such as a building or terrain, so that the receiving device has multiple paths (multipath). As a result of receiving the same broadcast wave signal from), noise may be generated in the received signal, or the encoded signal may not be decoded.
そこで、このようなマルチパスの影響を低減するために、複数のアンテナを有するアダプティブ・アレイ・アンテナ(adaptive-array antenna)を備えた受信装置が採用されるようになってきた。かかるアダプティブ・アレイ・アンテナを備えた受信装置では、受信信号に対して、当該受信信号の位相やゲインを制御する適応処理を行うことにより、アンテナに指向性をもたせ、その指向性を変えられるようになっている。これにより、希望波の到来方向にのみ指向性を向けることができると共に、遅延波等の非希望波の到来方向に対しては零点(ヌル:null)を向けることができ、その結果、マルチパスの影響を低減することができるようになっていた。 Therefore, in order to reduce the influence of such multipath, a receiving apparatus including an adaptive-array antenna having a plurality of antennas has been adopted. In a receiving apparatus equipped with such an adaptive array antenna, by performing adaptive processing for controlling the phase and gain of the received signal with respect to the received signal, the antenna can have directivity and the directivity can be changed. It has become. As a result, directivity can be directed only in the direction of arrival of the desired wave, and a zero point (null) can be directed in the direction of arrival of non-desired waves such as delayed waves, resulting in multipath. It was possible to reduce the influence of.
しかるに、このようなアダプティブ・アレイ・アンテナを備えた受信装置においては、受信信号に対する適応処理を行う上で見かけ上はアンテナに指向性が発生するために、希望局ではない放送局に指向性が固定されてしまう場合があり、このことが上記のキャプチャ動作を冗長させてしまうといった不都合があった。すなわち、アダプティブ・アレイ・アンテナは、適応処理に基づいて希望波の到来方向にのみ指向性を向けるところ、希望波が希望局の放送波である場合には、その希望局に指向性を向けることによってゲインを最大にし、希望局以外の放送局(妨害局等)に対しては、零点(ヌル)を向けることによって受信レベルを最小にするといった制御アルゴリズムが働くことになる。 However, in a receiving apparatus equipped with such an adaptive array antenna, directivity is generated in the antenna when performing adaptive processing on the received signal, so that the directivity is not given to the broadcasting station that is not the desired station. In some cases, the above-described capture operation becomes redundant. That is, the adaptive array antenna directs directivity only in the direction of arrival of the desired wave based on adaptive processing. When the desired wave is a broadcast wave of the desired station, direct the directivity to the desired station. Thus, a control algorithm that maximizes the gain and minimizes the reception level by directing a zero point (null) to a broadcasting station (such as an interfering station) other than the desired station works.
ところが、アダプティブ・アレイ・アンテナは、同程度の受信レベルの放送波を受信した場合には、特に、ゲインを最大にする動作により、希望局以外の放送局に指向性を固定してしまう場合があり、このことが上記のキャプチャ動作を冗長させてしまう原因となっていた。例えば、図5、図6に示した第1放送局ST1及び第2放送局ST2の場合を例にとると、第1放送局ST1の受信レベルと第2放送局ST2の受信レベルが同程度となる地域においては、適応処理によって第2放送局ST2に指向性が固定されてしまう場合がある。これによって、図8に例示するように、第2放送局ST2に対する受信の電界強度が強くなり、キャプチャ動作が冗長されて妨害局である第2放送局ST2の受信範囲が拡大されてしまう結果となっていた。 However, the adaptive array antenna may fix the directivity to broadcast stations other than the desired station, particularly when receiving a broadcast wave of the same reception level, particularly by an operation that maximizes the gain. There has been a cause of making the above-described capture operation redundant. For example, in the case of the first broadcast station ST1 and the second broadcast station ST2 shown in FIGS. 5 and 6, the reception level of the first broadcast station ST1 and the reception level of the second broadcast station ST2 are approximately the same. In certain areas, the directivity may be fixed to the second broadcasting station ST2 by the adaptive processing. As a result, as illustrated in FIG. 8, the reception electric field strength with respect to the second broadcasting station ST2 is increased, the capture operation is made redundant, and the reception range of the second broadcasting station ST2 that is an interfering station is expanded. It was.
このようなキャプチャ動作に対する対策としては、これまでにも、例えば、特許文献1に記載されるように、キャプチャ動作によって妨害局の放送が受信された場合に、希望局と同一の放送内容が希望局と異なる周波数(代替周波数)によって放送されている代替局に受信を切り替えることによって、同一の放送内容を受信し続けることを目的としたRDS受信機が提案されていた。また、これに関連する別の技術としては、例えば、特許文献2に記載されるように、キャプチャ動作によって妨害局の放送が受信された場合に、受信信号に対する適応処理に誤りがあると判断して当該適応処理を初期化・再始動するための制御を行うようにした受信装置も提案されている。
上述したように従来のRDS放送(FM放送波)を受信する装置においては、キャプチャ現象(キャプチャ動作)の問題に対処するために様々な処置が講じられているが、それでもなお、有効な提案がなされていないのが実情であった。 As described above, in an apparatus for receiving a conventional RDS broadcast (FM broadcast wave), various measures have been taken to cope with the problem of the capture phenomenon (capture operation), but there are still effective proposals. The fact was not made.
例えば、上記の特許文献1に記載の受信機においても、希望局と同一の放送内容を放送している代替局を見つけることができない場合や、希望局がローカル局で、代替局自体が存在しない場合には、なお、キャプチャ動作の影響を受けることになってしまう。
For example, even in the receiver described in
これに対し、本件出願人が以前に提案した技術(上記の特許文献2に記載の受信装置)では、キャプチャ動作に対する有効な手法の一つを開示している。ここに開示されている受信装置では、受信した放送波の信号から、当該放送波を送信した放送局を特定するための判別情報(当該信号に含まれるRDSデータのPI)を検出し、その判別情報に基づいて特定された放送局が希望局でない場合には、現在行われている適応処理に誤りがあると判断して当該適応処理を初期化・再始動することによって、希望局に指向性が向くようにアンテナの指向性を修正して誤選局を確実かつ速やかに解消するようにしている。
On the other hand, the technique previously proposed by the applicant of the present application (the receiving apparatus described in
本発明は、上述した従来技術の課題に鑑み創作されたもので、本件出願人が以前に提案した手法(特許文献2)とは異なるアプローチにより、冗長されたキャプチャ動作を有効に低減させることができ、ひいては同一の放送内容を安定的に受信し続けることができる放送波受信装置を提供することを目的とする。 The present invention was created in view of the above-mentioned problems of the prior art, and can effectively reduce redundant capture operations by an approach different from the method previously proposed by the applicant (Patent Document 2). An object of the present invention is to provide a broadcast wave receiving apparatus capable of stably receiving the same broadcast content.
上述した従来技術の課題を解決するため、本発明によれば、複数のアンテナを有し、放送局から前記複数のアンテナを介して受信された放送波の各受信信号に対する適応処理を行うことにより当該アンテナの指向性を可変に変更する機能を備えた放送波受信装置であって、適応処理前の電界強度を検出する第1の検出手段と、適応処理後の電界強度を検出する第2の検出手段と、前記第1及び第2の検出手段によりそれぞれ検出された電界強度を指示する各検出信号から、各電界強度の差分がキャプチャ状況を判断するための所定のしきい値よりも高いことを検出したときに、前記適応処理に誤りがあると判断して当該適応処理を初期化・再始動するための制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする放送波受信装置が提供される。 In order to solve the above-described problems of the prior art, according to the present invention, the adaptive processing is performed on each reception signal of a broadcast wave received from a broadcast station via the plurality of antennas. A broadcast wave receiving apparatus having a function of variably changing the directivity of the antenna, the first detecting means for detecting the electric field strength before the adaptive processing, and the second detecting means for detecting the electric field strength after the adaptive processing. The difference between the electric field intensities is higher than a predetermined threshold value for determining the capture status from the detection means and the detection signals indicating the electric field intensities detected by the first and second detection means, respectively. And a control means for performing control for initializing / restarting the adaptive process by determining that the adaptive process has an error when detected. The
本発明に係る放送波受信装置によれば、複数のアンテナを介して受信された放送波の各受信信号に対し、適応処理前の電界強度と適応処理後の電界強度をそれぞれ検出してその差分を求め、この差分がキャプチャ状況を判断するための所定のしきい値よりも高い場合に、当該適応処理に誤りがある(つまり、キャプチャ動作が冗長されている状態にある)ものと判断してその初期化・再始動を行うようにしている。かかる適応処理の初期化・再始動により、冗長されたキャプチャ動作を有効に低減させることができ、その結果、同一の放送内容を安定的に受信し続けることが可能となる。 According to the broadcast wave receiving apparatus of the present invention, for each received signal of broadcast waves received via a plurality of antennas, the electric field strength before adaptive processing and the electric field strength after adaptive processing are detected and the difference between them is detected. If this difference is higher than a predetermined threshold for determining the capture status, it is determined that there is an error in the adaptive processing (that is, the capture operation is in a redundant state). The initialization and restart are performed. By initializing / restarting such adaptive processing, redundant capture operations can be effectively reduced, and as a result, the same broadcast content can be received stably.
本発明に係る放送波受信装置の他の構成上の特徴及びそれに基づく具体的な動作、処理等については、以下に記述する発明の実施の形態を参照しながら説明する。 Other structural features of the broadcast wave receiving apparatus according to the present invention and specific operations, processes, and the like based thereon will be described with reference to embodiments of the invention described below.
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る放送波受信装置の構成を一部模式的に示したものである。本実施形態では、図5、図6に例示したような移動体としての車両に本受信装置が搭載されて、同一周波数の複数の放送波をアンテナを介して同時に受信する場合を想定している。 FIG. 1 schematically shows a part of the configuration of a broadcast wave receiving apparatus according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, it is assumed that the receiving apparatus is mounted on a vehicle as a moving body illustrated in FIGS. 5 and 6 and a plurality of broadcast waves having the same frequency are simultaneously received via an antenna. .
図1に示すように、本実施形態に係る放送波受信装置10は、アダプティブ・アレイ・アンテナを構成する2個のアンテナ11,12(便宜上、「第1アンテナ11」、「第2アンテナ12」と称する)を備えている。第1アンテナ11及び第2アンテナ12は、放送局から送信されるFM信号を受信信号として受信し、この受信信号を本受信装置の内部に出力するようになっている。なお、本実施形態における受信信号は、FM信号にRDSデータが多重化された信号としたが、これに限定されない。
As shown in FIG. 1, the broadcast wave receiving apparatus 10 according to the present embodiment includes two
第1アンテナ11に対して受信信号の出力側にはミキサ13(便宜上、「第1ミキサ13」と称する)が接続されており、この第1ミキサ13には、第1アンテナ11から出力された受信信号が入力されるようになっている。また、第2アンテナ12に対して受信信号の出力側にもミキサ14(便宜上、「第2ミキサ14」と称する)が接続されており、この第2ミキサ14には、第2アンテナ12から出力された受信信号が入力されるようになっている。
A mixer 13 (referred to as “
第1ミキサ13及び第2ミキサ14には局部発振器15が接続されており、この局部発振器15は、所定の周波数の局部発振信号を発振するようになっている。第1ミキサ13は、局部発振器15から入力された局部発振信号と、第1アンテナ11を介して入力された受信信号とを混合(ミキシング)することによって、受信信号の周波数を中間周波数まで低減させるとともに、この周波数が低減された受信信号SG1(その信号レベルをL1とする)を出力するようになっている。これにより、第1ミキサ13から出力された受信信号SG1を安定的に処理することができる。同様に、第2ミキサ14は、局部発振器15から入力された局部発振信号と、第2アンテナ12を介して入力された受信信号とを混合(ミキシング)することによって、受信信号の周波数を中間周波数まで低減させるとともに、この周波数が低減された受信信号SG2(その信号レベルをL2とする)を出力するようになっている。これにより、第2ミキサ14から出力された受信信号SG2を安定的に処理することができる。
A
さらに、第1ミキサ13に対して受信信号の出力側には重み付け部17(便宜上、「第1重み付け部17」と称する)が接続されており、この第1重み付け部17には、第1ミキサ13から出力された受信信号SG1が入力されるようになっている。第1重み付け部17は、適応信号処理の分野では一般的に使用されているイコライザ(FIRフィルタ)と同等の構成及び機能を有しており、第1ミキサ13から入力された受信信号SG1に対し、位相及びゲインについて可変に設定された重み係数に応じた重み付けを行い、その重み付けが行われた受信信号を出力するようになっている。
Further, a weighting unit 17 (referred to as “
同様に、第2ミキサ14に対して受信信号の出力側にも重み付け部18(便宜上、「第2重み付け部18」と称する)が接続されており、この第2重み付け部18には、第2ミキサ14から出力された受信信号SG2が入力されるようになっている。第2重み付け部18は、第1重み付け部17と同等の構成及び機能を有しており、第2ミキサ14から入力された受信信号SG2に対し、位相及びゲインについて可変に設定された重み係数に応じた重み付けを行い、その重み付けが行われた受信信号を出力するようになっている。
Similarly, a weighting unit 18 (referred to as a “
このように第1重み付け部17及び第2重み付け部18による受信信号SG1,SG2に対する重み付けを行うことによって、各受信信号SG1,SG2の位相及びゲインが重み係数に応じた値に可変設定され、各アンテナ11,12の指向性(つまり、放射パターン)が形成されるようになっている。
In this way, by weighting the reception signals SG1, SG2 by the
さらに、第1重み付け部17及び第2重み付け部18に対して受信信号の出力側には加算器19が接続されており、この加算器19には、第1重み付け部17から出力された受信信号及び第2重み付け部18から出力された受信信号が入力されるようになっている。そして、加算器19は、第1重み付け部17から入力された受信信号と第2重み付け部18から入力された受信信号とを加算し、その加算された受信信号SG3(その信号レベルをL3とする)を出力するようになっている。
Further, an
さらに、加算器19に対して受信信号の出力側には適応処理部20が接続されており、この適応処理部20には、加算器19から出力された受信信号SG3が入力されるとともに、第1重み付け部17から出力された受信信号及び第2重み付け部18から出力された受信信号がそれぞれ入力されるようになっている。この適応処理部20は、後述する制御部21からの制御に基づき、加算器19から入力された受信信号SG3と、第1重み付け部17及び第2重み付け部18から入力された各受信信号とを比較して、第1重み付け部17及び第2重み付け部18に設定すべき最適な位相及びゲインについての重み係数を決定し、その決定した重み係数を第1重み付け部17及び第2重み付け部18にそれぞれ設定するようになっている。このとき、適応処理部20によって設定される重み係数は、例えば、LMS(Least Mean Square) 等の適応アルゴリズムを用いることによって、適応処理部20に入力される各受信信号の変化に応じて逐次最適な値に更新されるようになっている。
Furthermore, an
これにより、受信信号SG1,SG2の位相及びゲインを、重み係数の更新に伴って最適な値に変更することができ、アンテナの指向性を最適な状態に補正することができる。すなわち、第1重み付け部17及び第2重み付け部18が、適応処理部20によって設定された重み係数に従い、それぞれ受信信号SG1,SG2に対して位相及びゲインを可変とした重み付けを行うことにより、適応処理部20による受信信号に対する適応処理を行うことができるようになっている。
As a result, the phase and gain of the reception signals SG1 and SG2 can be changed to optimum values as the weighting factor is updated, and the antenna directivity can be corrected to the optimum state. That is, the
適応処理の具体的な内容としては、例えば、受信信号中に、希望局以外の放送局(妨害局等)から受信した受信信号等のノイズが含まれている場合に、そのノイズを最小に抑えるために最適な重み係数を設定することが挙げられる。これによって、その妨害となるノイズを含む受信信号の到来方向の信号レベルを減衰させることができる。この他にも、例えば、受信信号中にノイズが含まれていない場合には、当該受信信号の信号レベルを最大にするために最適な重み係数を設定することが挙げられる。このようにして適応処理が行われることによって、第1アンテナ11及び第2アンテナ12には、重み係数に応じた種々の指向性(放射パターン)が形成されることになる。
As specific contents of the adaptive processing, for example, when the received signal includes noise such as a received signal received from a broadcasting station (such as an interfering station) other than the desired station, the noise is minimized. For this purpose, an optimum weighting factor is set. As a result, the signal level in the direction of arrival of the received signal including the noise that becomes the interference can be attenuated. In addition, for example, when no noise is included in the received signal, an optimum weighting factor may be set to maximize the signal level of the received signal. By performing the adaptive process in this way, various directivities (radiation patterns) corresponding to the weighting factors are formed on the
さらに、加算器19に対して受信信号の出力側にはFM検波処理部22が接続されており、このFM検波処理部22には、加算器19から出力された受信信号SG3が入力されるようになっている。このFM検波処理部22は、入力された受信信号SG3を検波することによって音声信号を取得し、その取得した音声信号を出力するようになっている。FM検波処理部22から出力された音声信号は、図示はしていないがスピーカ等の音声出力系を介して音声出力されることになる。
Further, an FM
さらに、FM検波処理部22の出力側にはRDSデータ処理部23が接続されており、このRDSデータ処理部23は、後述する制御部21からの制御に基づき、FM検波処理部22において検波処理が行われた受信信号から、PI(Program Identity)が含まれたRDSデータを取得するようになっている。取得されたRDSデータは制御部21に出力され、制御部21では、そのRDSデータからPIを検出することで、当該受信信号を送信した放送局を判別できるようになっている。
Further, an RDS
さらに、第1ミキサ13に対して受信信号の出力側(第1重み付け部17の入力側)には、本発明を特徴付ける電界強度検出部25(便宜上、「第1電界強度検出部25」と称する)が接続されており、この第1電界強度検出部25は、第1重み付け部17に入力されるべき受信信号SG1の電界強度(信号レベルL1)を検出するためのものである。同様に、第2ミキサ14に対して受信信号の出力側(第2重み付け部18の入力側)にも電界強度検出部26(便宜上、「第2電界強度検出部26」と称する)が接続されており、この第2電界強度検出部26は、第2重み付け部18に入力されるべき受信信号SG2の電界強度(信号レベルL2)を検出するためのものである。第1電界強度検出部25及び第2電界強度検出部26においてそれぞれ検出された信号レベルL1,L2を指示する各検出信号は、後述するように制御部21において、冗長されたキャプチャ動作の改善に係る処理を行う際に利用される。
Further, on the output side of the received signal with respect to the first mixer 13 (the input side of the first weighting unit 17), the electric field
さらに、加算器19に対して受信信号の出力側にも、本発明を特徴付ける電界強度検出部27(便宜上、「第3電界強度検出部27」と称する)が接続されており、この第3電界強度検出部27は、加算器19から出力された受信信号SG3(すなわち、第1重み付け部17及び第2重み付け部18を通して各受信信号SG1,SG2に対する適応処理が行われた後、加算器19において合成された受信信号)の電界強度(信号レベルL3)を検出するためのものである。検出された信号レベルL3を指示する検出信号は、上記の信号レベルL1,L2を指示する各検出信号と共に制御部21に送られ、冗長されたキャプチャ動作の改善に係る処理を行う際に利用される。
Further, an electric field intensity detector 27 (referred to as “third electric
さらに、制御部21には切り替え処理部28が接続されており、この切り替え処理部28は、後述するように制御部21からの制御に基づいて、第1重み付け部17及び第2重み付け部18に対しそれぞれ特定の重み係数(位相、ゲイン)を設定することで、第1ミキサ13から出力された受信信号SG1及び第2ミキサ14から出力された受信信号SG2のいずれか一方を選択出力させるようになっている。つまり、この切り替え処理部28は、適応処理部20が機能していないときに、機能するようになっている。本実施形態では、第1重み付け部17及び第2重み付け部18に対してそれぞれ設定される特定の重み係数を以下のように設定している。
Further, a switching
すなわち、図4(b)に一例として示すように、位相(φ)については、各受信信号SG1,SG2を合成することがないので、φ=0に固定している。ゲイン(G)については、第1重み付け部17に対してはG=0(又は−∞)に設定し、かつ、第2重み付け部18に対してはG=−∞(又は0)に設定することで、一方の受信信号SG1(又はSG2)のみが選択出力されるようになっている。この場合、いずれの受信信号SG1(又はSG2)を選択出力させるかについては、制御部21から出力される制御信号に基づいて決定される。この制御信号は、第1電界強度検出部25及び第2電界強度検出部26によりそれぞれ検出された信号レベルL1,L2のうち「大きい方」と判定された結果に基づいて生成される。つまり、制御部21からの制御信号に基づき切り替え処理部28を介して、第1重み付け部17及び第2重み付け部18に対しそれぞれ特定のゲイン(G)を設定することで、後段回路に出力されるべき受信信号(電界強度が強い方の信号)が切り替えられるようになっている。
That is, as shown in FIG. 4B as an example, the phase (φ) is fixed to φ = 0 because the received signals SG1 and SG2 are not combined. The gain (G) is set to G = 0 (or −∞) for the
制御部21は、本受信装置10全体を制御するためのものであり、本発明に関連する処理としては、後述するように適応処理部20及び切り替え処理部28と協働して、冗長されたキャプチャ動作を低減させるための処理を制御する。
The
以上のように構成された本実施形態の放送波受信装置10において、制御部21は「制御手段」に、第1電界強度検出部25及び第2電界強度検出部26は「第1の検出手段」に、第3電界強度検出部27は「第2の検出手段」に、切り替え処理部28は「切り替え手段」に、それぞれ対応している。
In the broadcast wave receiving apparatus 10 of the present embodiment configured as described above, the
次に、本実施形態の放送波受信装置10において制御部21が適応処理部20及び切り替え処理部28と協働して行う冗長されたキャプチャ動作の改善に係る処理について、その一例を示す図2及び図3を参照しながら説明する。併せて、図4も参照しながら補足説明する。
Next, FIG. 2 shows an example of processing related to improvement of redundant capture operations performed by the
先ず、初期状態として、本受信装置10を搭載した車両が移動しているものとする。また、制御部21からの制御に基づいて適応処理部20による「適応処理」又は切り替え処理部28による「切り替え処理」のいずれか一方の処理が行われているものとする。適応処理は、図4(a)に示すように、適応処理部20を介して第1重み付け部17及び第2重み付け部18に対し、それぞれ最適な位相及びゲインについての重み係数(φ=任意、G=任意)を設定することにより行われる。一方、切り替え処理は、図4(b)に示すように、切り替え処理部28を介して第1重み付け部17及び第2重み付け部18に対し、それぞれ特定の位相及びゲインについての重み係数(φ=0、G=0又は−∞)を設定することにより行われる。
First, as an initial state, it is assumed that a vehicle on which the receiving device 10 is mounted is moving. Further, it is assumed that one of the “adaptive processing” by the
このような状態で、最初のステップS1では、制御部21において、第1電界強度検出部25及び第2電界強度検出部26により検出された受信信号SG1,SG2から、各々の信号レベルL1,L2のうち大きい方を選択し、その選択した信号レベル(電界強度)を、適応処理前の受信信号SG1(又はSG2)の信号レベルLとして設定する。
In such a state, in the first step S1, in the
次のステップS2では、制御部21において、その設定した信号レベルLが、弱電界を判断するための所定のしきい値Aよりも低い(YES)か否(NO)かを判定する。つまり、本受信装置10を搭載した車両が弱電界地域を走行中かどうかを判断している。本実施形態では、弱電界の「検出」及びその「解除」は約10〜20dBμVの範囲で行い、無用な検出の繰り返しを防ぐため、検出レベルと解除レベルの間に約6dBμVのヒステリシスを設定している。従って、本ステップにおいて判定の基準値として用いるしきい値Aとしては、例えば、検出レベルを12dBμV、解除レベルを18dBμVと設定している。そして、判定結果がYESの場合にはステップS3に進み、判定結果がNOの場合にはステップS4に進む。
In the next step S2, the
ステップS3では(弱電界地域を走行中の場合)、制御部21からの制御に基づいて切り替え処理部28による「切り替え処理」へ移行する。そして、本処理フローは「終了」となる。
In step S3 (when traveling in a weak electric field area), the process proceeds to “switching process” by the switching
このとき、初期状態として「適応処理」が行われている最中であれば、制御部21からの制御に基づき適応処理部20に対してその処理を停止させ、同時に切り替え処理部28に対してその処理を開始させる。また、初期状態として「切り替え処理」が行われている最中であれば、制御部21からの制御に基づき切り替え処理部28に対してそのまま処理を継続させる。このように、弱電界地域において「切り替え処理」を行う理由は、「適応処理」を行った場合には2つの受信信号SG1,SG2の合成により見込まれる信号対ノイズ(S/N)比の改善の効果が実使用上大きくないからである。
At this time, if “adaptive processing” is being performed as an initial state, the
一方、ステップS4では、制御部21において、現在「適応処理」が行われている状態にある(YES)か否(NO)かを判定する。判定結果がYESの場合にはステップS5に進み、判定結果がNOの場合(つまり、「切り替え処理」が行われている場合)にはステップS9に進む。
On the other hand, in step S4, the
ステップS5では(既に「適応処理」が行われている場合)、制御部21において、ステップS1で設定した信号レベルL(適応処理前の電界強度)と、第3電界強度検出部27により検出された受信信号SG3の信号レベルL3(適応処理後の電界強度)との差分を算出し、この差分(L−L3)が、キャプチャ状況を判断するための所定のしきい値Bよりも高い(YES)か否(NO)かを判定する。つまり、適応処理前と適応処理後とで電界強度の大小関係が逆転し(すなわち、受信局の電界強度が希望局>非希望局となっているにもかかわらず、適応処理後の信号成分が希望局の信号成分を減衰させ、希望局<非希望局となっている状況(キャプチャ動作が冗長されている状態)が発生し)、かつ、適応処理後の電界強度が適応処理前の電界強度と比較して大きく下がっている状態にあるかどうかを判断している。言い換えると、現在行われている適応処理に誤りがあるかどうかを判断している。本実施形態では、キャプチャ現象は、希望局の受信信号と非希望局の受信信号との電界強度差が0〜15dB程度の範囲内で発生するものと想定している。従って、本ステップでは、それを逆転させるような動作を検出するため、所定のしきい値Bを約10〜20dBの範囲内(例えば、15dB)に設定している。そして、判定結果がYESの場合にはステップS6に進み、判定結果がNOの場合には本処理フローは「終了」となる。
In step S5 (when “adaptive processing” has already been performed), the
次のステップS6では、制御部21からの制御に基づき「処理切り替え」処理を行う。この「処理切り替え」処理については、後で図3及び図4を参照しながら説明する。
In the next step S <b> 6, a “process switching” process is performed based on the control from the
次のステップS7では、制御部21において、第3電界強度検出部27により検出された受信信号SG3から、当該受信信号に含まれている妨害信号が増加している(YES)か否(NO)かを判定する。つまり、前のステップS6で行った「処理切り替え」処理の前後で受信信号に占める妨害信号の割合が増加しているかどうかを判断する。そして、判定結果がYESの場合にはステップS8に進み、判定結果がNOの場合には本処理フローは「終了」となる。
In the next step S7, whether or not the interference signal included in the received signal has increased from the received signal SG3 detected by the third electric field
次のステップS8では(妨害信号が増加している場合)、制御部21からの制御に基づいて適応処理部20又は切り替え処理部28に対し、ステップS6で行った「処理切り替え」処理を行う前の動作、設定値に戻すための処理を行う。そして、本処理フローは「終了」となる。
In the next step S8 (when the interference signal is increasing), before performing the “process switching” process performed in step S6 on the
一方、ステップS9では(初期状態として「切り替え処理」が行われている場合)、制御部21において、内蔵するタイマ(図示せず)の機能に基づき、タイマにより計測された「切り替え処理」の継続時間Tsが、切り替え処理をそのまま継続すべきかどうかを判断するための所定のしきい値(切り替え処理継続の設定時間C)よりも長い(YES)か否(NO)かを判定する。つまり、「切り替え処理」の継続時間Tsにより、「切り替え処理」を継続すべきか、「適応処理」への復帰を行うべきかを判断している。本実施形態では、車両の走行速度を40km/Hと仮定し、約50mの領域での動作を想定し、切り替え処理継続の設定時間Cとして、例えば、約5秒を設定している。そして、判定結果がYESの場合にはステップS10に進み、判定結果がNOの場合には当該判定処理を繰り返す(つまり、「切り替え処理」を継続する)。
On the other hand, in step S9 (when the “switching process” is performed as an initial state), the
次のステップS10では(「切り替え処理」の継続時間が所定の時間を超えた場合)、制御部21からの制御に基づき適応処理部20を介して「適応処理」を再開する(「適応処理」へ復帰)。そして、本処理フローは「終了」となる。
In the next step S10 (when the duration of the “switching process” exceeds a predetermined time), the “adaptive process” is restarted via the
次に、ステップS6で行う「処理切り替え」処理について、図3及び図4を参照しながら説明する。 Next, the “process switching” process performed in step S6 will be described with reference to FIGS.
この処理フローでは、初期状態として、制御部21からの制御に基づき適応処理部20による「適応処理」が行われており、かつ、その適応処理に誤りがあるとの判断がなされている。ここでいう「処理切り替え」処理とは、適応処理の初期化・再始動のための処理と、切り替え処理部28による切り替え処理との「切り替え」を指している。この「切り替え」の判断は、過去のある一定時間内にこの「処理切り替え」処理を何回行ったかの回数に基づいて行う。このため、制御部21に内蔵されるメモリ(図示せず)には、一定時間内に「処理切り替え」を実施した回数(=N)の情報が格納され、処理の過程で更新されるようになっている。
In this processing flow, as an initial state, “adaptive processing” by the
このような状態で、最初のステップS11では、制御部21において、その「処理切り替え」実施回数Nの値をカウントアップ(+1)する。
In such a state, in the first step S11, the
次のステップS12では、制御部21において、そのカウントアップした回数Nが、あらかじめ決めた設定値Dよりも少ない(YES)か否(NO)かを判定する。つまり、過去のある一定時間内に行った「処理切り替え」処理の回数が比較的少ない場合には、適応処理を再度実施すれば、冗長されたキャプチャ動作を回避できる可能性が高い。これに対し、その「処理切り替え」処理の回数が比較的多い場合には、適応処理の初期化・再始動を行っても、当該キャプチャ動作を回避できない場合が多いと想定される。従って、本ステップでは、「処理切り替え」実施回数Nにより、「適応処理」の初期化・再始動を行うべきか、「切り替え処理」を行うべきかを判断している。本実施形態では、ユーザに違和感を与えない頻度とするため、設定値(回数)Dの値として、例えば、約10秒間に3回程度と設定している。そして、判定結果がYESの場合にはステップS13に進み、判定結果がNOの場合にはステップS14に進む。
In the next step S12, the
ステップS13では、制御部21からの制御に基づいて適応処理部20に対し、現在実行されている適応処理には誤りがあると判断されているので、「適応処理」を再度実施させるための指令を出力する(初期化・再始動)。つまり、図4(a)に示すように、適応処理部20を介して第1重み付け部17及び第2重み付け部18に対し、最適な位相及びゲインについての重み係数の再設定を行う。そして、本処理フローは「終了」となる。
In step S13, since it is determined that there is an error in the adaptive processing that is currently being executed to the
一方、ステップS14では、ステップS3(図2)で行った処理と同様にして、制御部21からの制御に基づいて切り替え処理部28による「切り替え処理」へ移行する。すなわち、制御部21からの制御に基づき適応処理部20に対してその処理を停止させるとともに、切り替え処理部28に対してその処理を開始させる(図4(b)参照)。
On the other hand, in step S14, similarly to the process performed in step S3 (FIG. 2), the process proceeds to the “switching process” by the switching
次のステップS15では、制御部21において、それまで実施した「処理切り替え」の回数Nの値を「0」にリセットする。そして、本処理フローは「終了」となる。
In the next step S15, the
以上説明したように、本実施形態に係る放送波受信装置10の構成(図1)によれば、第1アンテナ11及び第2アンテナ12を介して受信された放送波の各受信信号SG1,SG2に対し、第1電界強度検出部25及び第2電界強度検出部26によりそれぞれ適応処理前の電界強度(信号レベルL1,L2)を検出すると共に、第3電界強度検出部27により適応処理後の電界強度(信号レベルL3)を検出し、制御部21において、適応処理前の信号レベルのうち大きい方の信号レベルLと、適応処理後の信号レベルL3との差分を求め、この差分(L−L3)がキャプチャ状況を判断するための所定のしきい値Bよりも高いと判定したときに、現在行われている適応処理に誤りがある(つまり、キャプチャ動作が冗長されている状態にある)ものと判断している(図2のステップS5)。
As described above, according to the configuration of the broadcast wave receiving apparatus 10 according to the present embodiment (FIG. 1), the reception signals SG1 and SG2 of the broadcast waves received via the
そして、この判断がなされたときに、制御部21からの制御に基づき適応処理部20に対し、当該適応処理を再度実施(初期化・再始動)させるための制御を行い(図3のステップS13)、あるいは、制御部21からの制御に基づき切り替え処理部28に対し、各受信信号SG1,SG2のいずれかを選択出力させるための「切り替え処理」を行わせるようにしている。このような適応処理の初期化・再始動、あるいは「切り替え処理」を行うことによって、冗長されたキャプチャ動作を有効に低減させることができる。そして、その結果、同一の放送内容を安定的に受信し続けることが可能となる。
Then, when this determination is made, based on the control from the
上述した実施形態では、本発明に係る放送波受信装置を車載用に適用した場合を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、本発明の適用範囲が必ずしも車載用に限定されないことはもちろんである。要は、アダプティブ・アレイ・アンテナ(アンテナ11,12)及び適応処理機能(重み付け部17,18、加算器19、適応処理部20)を備え、さらに、適応処理前の電界強度(信号レベルL1,L2)及び適応処理後の電界強度(信号レベルL3)をそれぞれ検出する手段(電界強度検出部25〜27)と、検出された各電界強度から当該適応処理に誤りがあるかどうかを判断できる手段(制御部21)を備えた受信装置の構成であれば、本発明は同様に適用することが可能である。
In the embodiment described above, the case where the broadcast wave receiving apparatus according to the present invention is applied to a vehicle is described as an example. However, as apparent from the gist of the present invention, the scope of application of the present invention is not necessarily limited to a vehicle. Of course not. In short, an adaptive array antenna (
また、上述した実施形態では、説明の簡単化のためアダプティブ・アレイ・アンテナを構成するアンテナの個数が2個の場合(アンテナ11,12)を例にとって説明したが、本発明の要旨からも明らかなように、アンテナの個数は2個に限らず、3個以上であってもよいことはもちろんである。
Further, in the above-described embodiment, the case where the number of antennas constituting the adaptive array antenna is two (
10…放送波受信装置、
11,12…(第1、第2)アンテナ、
13,14…(第1、第2)ミキサ、
17,18…(第1、第2)重み付け部、
19…加算器、
20…適応処理部、
21…制御部(制御手段)、
22…FM検波処理部、
23…RDSデータ処理部、
25,26…(第1、第2)電界強度検出部(第1の検出手段)、
27…(第3)電界強度検出部(第2の検出手段)、
28…切り替え処理部(切り替え手段)、
SG1,SG2…適応処理前の受信信号、
SG3…適応処理後の受信信号、
L1〜L3…信号レベル(電界強度)。
10 ... broadcast wave receiver,
11, 12 ... (first and second) antennas,
13, 14 ... (first and second) mixers,
17, 18 ... (first and second) weighting units,
19 ... adder,
20 ... adaptive processing unit,
21 ... control unit (control means),
22 ... FM detection processing unit,
23 ... RDS data processing unit,
25, 26 (first and second) electric field intensity detection units (first detection means),
27 (third) electric field intensity detection unit (second detection means),
28 ... switching processing unit (switching means),
SG1, SG2 ... received signals before adaptive processing,
SG3: Received signal after adaptive processing,
L1 to L3: Signal level (electric field strength).
Claims (6)
適応処理前の電界強度を検出する第1の検出手段と、
適応処理後の電界強度を検出する第2の検出手段と、
前記第1及び第2の検出手段によりそれぞれ検出された電界強度を指示する各検出信号から、各電界強度の差分がキャプチャ状況を判断するための所定のしきい値よりも高いことを検出したときに、前記適応処理に誤りがあると判断して当該適応処理を初期化・再始動するための制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする放送波受信装置。 Broadcast wave reception having a plurality of antennas and having a function of variably changing the directivity of the antennas by performing adaptive processing on each received signal of broadcast waves received from a broadcast station via the plurality of antennas A device,
First detection means for detecting electric field strength before adaptive processing;
A second detecting means for detecting the electric field strength after the adaptive processing;
When it is detected from the respective detection signals indicating the electric field strengths respectively detected by the first and second detection means that the difference between the electric field strengths is higher than a predetermined threshold value for determining the capture status And a control means for performing control for initializing and restarting the adaptive process when it is determined that there is an error in the adaptive process.
前記制御手段は、前記適応処理が行われていないときに、前記切り替え手段を機能させることを特徴とする請求項1に記載の放送波受信装置。 Furthermore, it comprises switching means for selectively outputting any one of the received signals of the broadcast waves received via the plurality of antennas,
The broadcast wave receiving apparatus according to claim 1, wherein the control unit causes the switching unit to function when the adaptive processing is not performed.
Priority Applications (1)
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JP2007123821A JP2008283304A (en) | 2007-05-08 | 2007-05-08 | Broadcast wave reception device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018007052A (en) * | 2016-07-04 | 2018-01-11 | アルパイン株式会社 | Broadcast receiver |
-
2007
- 2007-05-08 JP JP2007123821A patent/JP2008283304A/en not_active Withdrawn
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