JP2009060530A - マルチパス等化器を有する受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチパス等化器を用いてマルチパス歪を低減しつつ、受信レベルが高い所望の放送局からの信号を優先的に受信／再生する。
【解決手段】ＦＭ受信機は、放送局からの信号を受信して受信信号を出力する受信部と；前記受信信号に対して計算されたウェイトを用いて等化を行い、等化出力信号を得る等化器と；前記等化出力信号を復調して前記放送局からの信号を再生する復調器と；前記計算されたウェイトの大きさを観測することにより、非所望の放送局に対するキャプチャ状態を検出してキャプチャ検出信号を発生する検出部と；前記等化器に対して定常時は前記計算されたウェイトを設定し、前記キャプチャ検出信号が発生すると前記等化器を一時的にスルーの状態とするための特定ウェイトを設定するウェイト設定部と；を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、マルチパス等化器を有する受信機に関する。

ＦＭ放送の形態の一つとして、周波数資源の有効利用のため、同一番組を同一周波数で放送する同期放送がある。今、Ａ局とＢ局がＦＭ同期放送を行っており、ＦＭ受信機がＡ局の近傍にいてＡ局からの信号を強いレベルで受信しているとする。この場合、ＦＭ受信機はＦＭ変調の原理よりＡ局からの信号を受信／再生するように動作し、Ｂ局の近傍にいるときはＢ局からの信号を受信／再生するように動作する。このようにＦＭ復調は、より受信レベルの強い信号を受信／再生して出力する性質（キャプチャ現象と呼ばれる）がある。

ＦＭ変調は信号の周波数に情報を乗せる変調方式であるため、フェージングにある程度の耐性がある。しかしながら、長い遅延時間を持つマルチパスフェージング環境下では、マルチパス歪と呼ばれる性能劣化が起こる。マルチパス歪を低減する技術として、マルチパス等化が知られている。マルチパス等化は、伝搬路に応じて等化のためのウェイトを適応的に制御してマルチパス歪を低減させる技術である。

マルチパス等化は、マルチパス歪を低減して音質の良好なＦＭ受信機を提供することが可能になる反面、前述のキャプチャ現象を強めてしまうという副作用がある。例えば、隣接して存在する二つのＡ局及びＢ局があり、自動車のような移動体に搭載されたＦＭ受信機がＡ局付近の地点ａからＢ局付近の地点ｂへ移動する場合を考える。このとき地点ａではＡ局からの信号の受信レベルが高く、Ｂ局からの信号の受信レベルが低い。ＦＭ受信機が地点ｂに近づくと、この関係はやがて逆転する。

このようなマルチパス等化を行う等化器を備えないＦＭ受信機では、地点ａ近傍でＡ局からの信号の受信レベルが高い間はＡ局からの信号を受信／再生し、地点ｂに向けて移動してＢ局からの信号の受信レベルが高くなるとＢ局からの信号を受信／再生する。すなわち、常に受信レベルの高い放送局からの信号を受信／再生する。

一方、等化器を備えたＦＭ受信機では、地点ｂに近づいてＢ局からの信号の受信レベルが高くなっても、Ａ局からの信号を受信／再生してしまうという現象が生じる。これは等化器の作用によって、ＦＭ受信機がＡ局付近にいるときにＡ局からの信号を一旦捕捉すると、Ｂ局からの信号の受信レベルが高くなってもその捕捉効果が持続してしまうためである。

特許文献１には、ＲＤＳ(Radio Data System)デコーダの復号結果であるＰＩ(program identity)によって、所望局からの信号以外の信号受信が検出されたと判断すると、受信信号に対する適応処理を初期化・再始動する技術が開示されている。これによって、所望局からの信号をキャプチャする可能性を高くすることができる。
特開２００６−２３８２９５号公報

特許文献１の方式では、同一番組を同一周波数で放送する同期放送を行っている複数の放送局が存在する場合でも、予め決められた所望局からの信号のみを受信するため、常に受信レベルが高い放送局からの信号を受信／再生できるとは限らない。

本発明は、マルチパス等化器を用いてマルチパス歪を低減しつつ、受信レベルが高い放送局からの信号を優先的に受信／再生して常に良好な音質の受信を可能とする受信機を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点によれば、放送局からの信号を受信して受信信号を出力する受信部と；前記受信信号に対して計算されたウェイトを用いて等化を行い、等化出力信号を得る等化器と；前記等化出力信号を復調して前記放送局からの信号を再生する復調器と；前記計算されたウェイトの大きさを観測することにより、非所望の放送局に対するキャプチャ状態を検出してキャプチャ検出信号を発生する検出部と；前記等化器に対して定常時は前記計算されたウェイトを設定し、前記キャプチャ検出信号が発生すると前記等化器を一時的にスルーの状態とするための特定ウェイトを設定するウェイト設定部と；を具備する受信機を提供する。

本発明の第２の観点によれば、放送局からの信号を受信して受信信号を出力する受信部と；前記受信信号に対して計算されたウェイトを用いて等化を行い、等化出力信号を得る等化器と；前記等化出力信号を復調して前記放送局からの信号を再生する復調器と；前記受信信号のレベルを測定する測定部と；前記等化器に対して定常時は前記計算されたウェイトを設定し、前記計算されたウェイトの大きさが第１の閾値を超え、かつ前記受信信号の受信レベルが第２の閾値を超えると前記等化器を一時的にスルーの状態とするための特定ウェイトを設定するウェイト設定部と；を具備する受信機を提供する。

本発明の第３の観点によれば、放送局からの信号を受信して受信信号を出力する受信部と；前記受信信号に対して計算されたウェイトを用いて等化を行い、等化出力信号を得る等化器と；前記等化出力信号を復調して前記放送局からの信号を再生する復調器と；前記等化出力信号から前記放送局からの信号に含まれる第１の局識別情報を抽出する第１の抽出部と；前記受信信号に含まれる第２の局識別情報を抽出する第２の抽出部と；前記第１の局識別情報及び前記第２の局識別情報を比較することより、非所望の放送局に対するキャプチャ状態を検出してキャプチャ検出信号を発生する検出部と；前記等化器に対して定常時は前記計算されたウェイトを設定し、前記キャプチャ検出信号が発生すると前記等化器を一時的にスルーの状態とするための特定ウェイトを設定するウェイト設定部と；を具備する受信機を提供する。

本発明の第４の観点によると、放送局からの信号を受信して受信信号を出力する受信部と；前記受信信号に対して計算されたウェイトを用いて等化を行い、等化出力信号を得る等化器と；前記等化出力信号を復調して前記放送局からの信号を再生する復調器と；再生された信号から高域成分を抽出する抽出部と；前記高域成分のレベルを観測することにより、非所望の放送局に対するキャプチャ状態を検出してキャプチャ検出信号を発生する検出部と；前記等化器に対して定常時は前記計算されたウェイトを設定し、前記キャプチャ検出信号が発生すると前記等化器を一時的にスルーの状態とするための特定ウェイトを設定するウェイト設定部と；を具備する受信機を提供する。

本発明によれば、マルチパス等化器を有する受信機において、非所望の放送局に対するキャプチャ状態を検出すると等化器を一旦スルーの状態にしてから等化器のウェイトの更新を行うことにより、受信レベルが高い所望の放送局からの信号を優先的に受信／再生して常に良好な音質の受信を行うことが可能となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１を参照すると、本発明の第１実施形態に従うＦＭ受信機ではアンテナ１００ａ及び１００ｂによってＦＭ放送波が受信される。アンテナ１００ａ及び１００ｂからの信号はチューナ部１０１ａ及び１０１ｂに入力され、所望チャネルの放送波、すなわち所望の送信周波数の信号が選択され、受信信号が生成される。受信信号はマルチパス等化器（以下、単に等化器という）に入力される。

等化器は、チューナ部１０１ａ及び１０１ｂからの受信信号に対してウェイトを乗じる乗算器１０２ａ及び１０２ｂと、乗算器１０２ａ及び１０２ｂの乗算結果を加算する加算器１０３を有する。加算器１０３によって得られる等化出力信号はＦＭ復調部１０４によって復調される。

チューナ部１０１ａ及び１０１ｂからの受信信号は、受信レベル測定部１０５及びウェイト計算部１０７にも入力される。受信レベル測定部１０５では、受信信号のレベル、すなわち受信レベル（具体的には受信電力）が測定される。ウェイト計算部１０７では、乗算器１０２ａ及び１０２ｂに与えるためのウェイトが計算される。計算されたウェイトは、ウェスト設定部１０８によって乗算器１０２ａ及び１０２ｂに設定される。

受信レベル測定部１０５から出力される受信レベル測定値は、キャプチャ検出部１０６に入力される。キャプチャ検出部１０６では、ウェイト計算部１０７によって計算されたウェイトと受信レベル測定部１０５からの受信レベル測定値に基づいてキャプチャ状態が検出される。ここでいうキャプチャ状態とは、等化器の働きによって所望の放送局以外の放送局、すなわち非所望の放送局を捕捉する状態をいう。キャプチャ検出部１０６からのキャプチャ検出信号は、ウェイト設定部１０８に与えられる。

ここで、所望の放送局（所望局）とは同期放送を行っている複数の放送局のうち、ＦＭ受信機の受信レベルが最も大きくなる放送局であり、非所望の放送局（非所望局）とはそれ以外の放送局をいう。例えば、ＦＭ受信機が放送波を現在受信可能なＡ局とＢ局があり、Ａ局からの信号の受信レベルよりＢ局からの信号の受信レベルの方が高ければ、Ａ局が不所望局、Ｂ局は所望局ということになる。

図２はキャプチャ検出部１０６の詳細を示す図であり、受信レベル判定部２０１、ウェイトノルム観測部２０２、初期化部２０３及びウェイト更新部２０４を有する。受信レベル判定部２０１では、受信レベル測定部１０５から出力される受信レベル測定値に対する閾値判定が行われる。ウェイトノルム観測部２０２では、ウェイト計算部１０７によって計算されるウェイトの大きさを表すウェイトノルムが観測され、ウェイトノルムの閾値判定が行われる。

受信レベル判定部２０１による受信レベルの判定結果及びウェイトノルム観測部２０２によるウェイトノルムの判定結果は、初期化部２０３及びウェイト更新部２０４に与えられる。初期化部２０３は、上記二つの判定結果に従ってキャプチャを検出するとキャプチャ検出信号を出力する。ウェイト設定部１０８は、定常時はウェイト計算部１０７によって計算されたウェイトを等化器に対して設定するが、キャプチャ検出信号が与えられると等化器の初期化を行うためのウェイトを等化器に対して設定する。ウェイト更新部２０４は、上記二つの判定結果に従ってウェイト設定部１０８に等化器に対して設定するウェイトの更新を指示する。図２のキャプチャ検出部１０６の具体的な処理手順については、後に詳しく説明する。

ウェイト計算部１０７によって等化器のウェイト（係数）を計算するアルゴリズムの一つとして、ここではＦＭ変調波の定包絡性を利用したConstant Modulus Algorithm（ＣＭＡ）を例にして説明する。ＦＭ変調波は元々定包絡であるが、マルチパスを経ると定包絡性を失ってしまう。ＣＭＡは、マルチパスを経て定包絡性を失った受信信号を定包絡に近づけることで、マルチパス等化を行うアルゴリズムである。

まず、ＣＭＡについて簡単に説明する。今、アンテナ１００ａ及び１００ｂからチューナ部１０１ａ及び１０１ｂを経て得られる受信信号をｘ＝（ｘ１，ｘ２）、受信信号ｘに対して乗算器１０２ａ及び１０２ｂで乗じられるウェイトをｗ＝（ｗ１，ｗ２）、加算器１０３から出力される等化出力信号をｙとすると、ウェイト計算部１０７における最急降下法を用いたＣＭＡアルゴリズムのウェイト更新式は次式で書くことが出来る。

ただしμはステップ係数、σは等化出力信号ｙのターゲット振幅を表す。

式（１）から分かるように、ＣＭＡアルゴリズムによると、ターゲット振幅σは任意であるため、受信レベル（受信信号ｘのレベル）がσよりも小さい場合は、全体のレベルを上げながら、かつマルチパスを低減するようにウェイトが制御される。つまり、ＣＭＡアルゴリズムはマルチパスを低減する機能と、等化出力信号をターゲット振幅に近づける自動利得制御（Automatic Gain Control；ＡＧＣ）機能を備えている。ＣＭＡアルゴリズムの詳細については、例えば菊間信良著の「アダプティブアンテナ技術」に記載されている。

このようなＣＭＡアルゴリズムを用いたいわゆるＣＭＡ等化器によって、マルチパスが低減された等化出力信号をＦＭ復調部１０４に送ることができ、良好な音声をユーザに提供することが可能になる。

ところが、先に述べたようにＣＭＡ等化器はキャプチャ現象を強めてしまうという問題がある。以下、この点について詳しく説明する。図３（ａ）に示すように、例えば隣接して存在する二つのＡ局及びＢ局があり、受信局であるＦＭ受信機がＡ局付近の地点ａからＢ局付近の地点ｂへ移動する場合を考える。このとき図３（ｄ）に示すように、地点ａではＡ局からの信号の受信レベルが高く、Ｂ局からの信号の受信レベルが低い。ＦＭ受信機が地点ｂに近づくと、この関係はやがて逆転する。

等化器を備えないＦＭ受信機では、図３（ｃ）に示すようにＡ局からの信号の受信レベルが高い間はＡ局からの信号を受信／再生し、Ｂ局からの信号の受信レベルが高くなるとＢ局からの信号を受信／再生する。すなわち、常に受信レベルの高い放送局（所望局）からの信号を受信／再生する。

これに対し、等化器を備えたＦＭ受信機では、図３（ｂ）に示すようにＢ局からの信号の受信レベルが高いにも関わらず、Ａ局からの信号を受信／再生してしまうという現象が生じる。これは等化器の作用によってＦＭ受信機がＡ局付近にいるときにＡ局を一旦捕捉すると、Ｂ局からの信号の受信レベルが高くなってもその捕捉効果が持続してしまうためである。このような状態がここでいうキャプチャ状態である。すなわち、この場合はＢ局からの受信レベルが高いため、Ｂ局が所望局であるが、Ｂ局より受信レベルの低い非所望局であるＡ局を捕捉してしまっており、キャプチャ状態に陥っている。

図４は、図３において受信局が地点ａから地点ｂに移動した時のＡ局及びＢ局からのそれぞれの受信信号を模式的に表している。図４（ａ）はＡ局からの受信信号、図４（ｂ）はＢ局からの受信信号、そして図４（ｃ）は図４（ａ）と図４（ｂ）の受信信号の合成信号を示している。実際にアンテナで受信されるのは、図４（ｃ）の合成信号であり、受信レベルは常に等しいとしている。

図５（ａ）（ｂ）は、従来の等化器で受信信号に対して等化を行った場合の音声出力であり、図５（ａ）が左スピーカからの出力（Ｌｃｈ）、図５（ｂ）が右スピーカからの出力（Ｒｃｈ）である。なお、ここでは分かりやすくするため、Ａ局ではＬｃｈのみに１ｋＨｚの音声を送信し、Ｂ局ではＬｃｈのみに１０Ｈｚの音声を送信している。

まず、受信局がＡ局付近にいる場合は、Ｌｃｈのみから１ｋＨｚの音声が出力され、Ｒｃｈではほとんど出力がなく、Ａ局の送信信号に近い波形が再生される。なお、図５（ｂ）には、Ｌｃｈの拡大図を示してある。

グラフ中央より右側では、Ｂ局の受信信号が強いのにも関わらず、Ａ局の１ｋＨｚの信号が再生されているのが分かる。また、これと同じ時間帯において、元々信号が送信されていないＲｃｈにも波形が観測されている。これは、等化器が受信レベルの小さいＡ局からの信号を増幅して、ＦＭ復調部に信号を出力したことにより、雑音が増幅されて再生されたためである。更にグラフ右よりになると、ようやくＬｃｈから１０Ｈｚの音声が再々されはじめ、またＲｃｈの雑音成分も低減するようになる。

図６は、本実施形態の受信機で再生された音声出力を示している。図６（ａ）はＬｃｈ、図６（ｂ）がＲｃｈである。また、図６（ｃ）にはウェイトノルムが示してある。ここでウェイトノルムとは、次式で計算される値であり、ウェイトの大きさを表す。

本実施形態では、図２のウェイトノルム観測部２０２によって式（２）のウェイトノルムを観測することで、前述のキャプチャ状態が生じていることを検出する。なお、図１に示したように複数のアンテナ１００ａ及び１００ｂがあるときは、アンテナ数分のウェイトを加算した結果を用いても良く、また時間軸方向にウェイトが複数あるときは、全てのウェイトの大きさを加算しても良いし、一部のタップのウェイトノルムのみを用いても良い。

図６（ｃ）に示すように、Ａ局からの信号のレベルが下がり、Ｂ局からの信号のレベルが高いにも関わらず、Ａ局からの信号をＦＭ復調部１０４に出力しているときは、ウェイトノルムの値が徐々に大きくなる。これは、受信信号のうちＡ局からの信号のレベルは小さいが、これをＣＭＡの出力レベルσに合わせようとし、全体的にレベルを大きくする前述のＡＧＣ機能が働いているため、ウェイトノルムの値が徐々に大きくなるのである。

そこで本実施形態では、ウェイトノルム観測部２０２によってウェイトノルムが予め定められた閾値を超えたと判断された場合は、キャプチャ状態であるとして初期化部２０３によって等化器の初期化を行う。等化器の初期化の方法は種々知られているが、よく知られている初期化の方法は、ある一つのウェイトの大きさのみを「１」とし、他をゼロとする、いわゆるスルーの状態（オールパスフィルタの特性）に戻すことである。図６では約１．７秒後に強いキャプチャが発生されたとしてリセットをかけることで初期化を行っている。

具体的には、本実施形態ではキャプチャ検出部１０６ではウェイトノルム観測部２０２によってキャプチャ状態を検出すると、初期化部２０３からキャプチャ検出信号をウェイト設定部１０８に出力する。ウェイト設定部１０８では、キャプチャ検出信号を受けるとウェイト設定部１０８に対して等化器を初期状態、すなわちスルーの状態に設定するためのウェイトを設定する。

このようにして等化器を一旦スルーの状態にし、この後にウェイトの更新を行うと、ＣＭＡは受信レベルの強い信号を捕捉する性質を持っているため、等化器はＢ局からの信号を等化した等化出力信号をＦＭ復調部１０４に出力し始める。これよって図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｂ局からの信号を再生できていることが分かる。また、音声が放送されていないＲｃｈの雑音成分も極めて少ない。

次に、図７を用いて本実施形態における等化器のウェイト制御に関する処理手順について説明する。
まず、ＦＭ受信機のシステム全体の電源がＯＮになると、等化器の初期化を行う（ステップＳ１１）。初期化方法については前述のようにウェイトｗ１のみ「１」とし、残りのウェイトをゼロとする手法が代表的であるが、前述の通りいくつかの方法がある。初期化は、初期化部２０３によりウェスト設定部１０８を介して行われる。

次に、初期化が終わるとウェイト更新部２０４からウェイトの更新の指示をウェイト設定部１０８に出す。ウェイト設定部１０８は、ウェイト計算部１０７により計算されたウェイトを用いて、式（１）に基づいて等化器に設定するウェイトを更新する（ステップＳ１２）。

次に、式（２）に基づいてウェイトノルムの値を観測する（ステップＳ１３）。ウェイトノルムの計算も式（２）のみでなく、数あるウェイトのうちの一部を観測して行っても良い。

ステップＳ１３によりウェイトノルムの値が予め定められた閾値Ｗｔｈを超えたと判断されると、次に受信レベル測定部１０５によって測定された受信レベルを受信レベル判定部２０１によって判定する（ステップＳ１４）。ここで、ステップＳ１４により受信レベルが予め定められた閾値Ｖｔｈより大きければ、キャプチャ状態が検出されたとしてステップＳ１１に戻り、等化器を初期化する。

受信レベルを閾値Ｖｔｈで判定する理由は、以下の通りである。例えば、図４（ｂ）に示されるようなＢ局からの信号がない場合を考える。時間が経つにつれてＡ局からの信号は小さくなり、しかもＢ局からの信号がないため、受信レベルは徐々に下がってゆく。このとき、等化器はＡ局からの信号を一定の値（すなわち、ターゲット振幅σ）にしてＦＭ復調部１０４に送り続けるために、ウェイトノルムの値は大きくなる。

この場合はＡ局からの信号に代わるＢ局からの信号が存在しないため、Ａ局からの信号を受信／再生することが望ましい。このようにウェイトノルムが大きくても、Ａ局に代わる代替局が存在しない状況で受信レベルが下がる場合は、Ａ局からの信号の受信／再生を続けることが望ましい。本実施形態によると、このような場合はステップＳ１４によって受信レベルが閾値Ｖｔｈに満たないと判定されるため、等化器の初期化は行われない。

変形例としては、ウェイトノルムの閾値Ｗｔｈを受信レベルに基づいて設定し、ステップＳ１４の受信レベルの判定処理を省略しても良い。つまり、受信レベルが高いときは閾値Ｗｔｈを低い値に設定し、受信レベルが小さいときには閾値Ｗｔｈを高い値にする。言い換えれば、受信レベルが高いほど閾値Ｗｔｈを低い値に設定する。代替局であるＢ局がＡ局の近くにある場合は、受信レベルが高いため、このようにすることでウェイトノルムの閾値Ｗｔｈは低くなり、Ｂ局からの信号の受信／再生に移行しやすくなる。反対にＢ局がＡ局より遠くにあるときは、なるべくＡ局からの信号を受信／再生し、Ｂ局からの信号の受信／再生に移行してしまわないようにすることが可能である。

このように、本実施形態によれば常に受信レベルの強い所望局からの信号を受信／再生することができ、ユーザに高音質な音声を提供することが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図８に示されるように、第２の実施形態に従うＦＭ受信機では複数のＦＭ復調部１０４ａ及び１０４ｂと、ＦＭ復調部１０４ａ及び１０４ｂの出力信号を受ける複数のデコーダ１０９ａ及び１０９ｂが備えられる。ＦＭ復調部１０４ａでは、図１中のＦＭ復調部１０４と同様に等化出力信号について復調が行われる。もう一つのＦＭ復調部１０４ｂでは、等化器を通さない受信信号、例えばチューナ部１０１ａからの受信信号が直接入力され、この受信信号に対して復調が行われる。

ＲＤＳ(Radio Data System)／ＲＢＤＳ(Radio Broadcast Data System)デコーダ１０９ａ及び１０９ｂでは、ＦＭ復調部１０４ａ及び１０４ｂの出力信号（コンポジット信号）の特定部分が復号されることにより、放送局識別番号と呼ばれる局識別情報が抽出される。抽出された放送局識別番号は、キャプチャ検出部１０６に与えられる。

ここで、ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ａには、等化出力信号を復調するＦＭ復調部１０４ａからの出力信号が入力される。ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂには、チューナ部１０１ａからの受信信号を直接復調するＦＭ復調部１０４ｂからの出力信号が入力される。すなわち、ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ａは等化出力信号中の放送局識別番号を抽出し、もう一つのＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂは等化器を通さない受信信号中の放送局識別番号を抽出する。

ＲＤＳ／ＲＢＤＳは、放送局識別番号などを送信するディジタル変調データであり、欧州ではＲＤＳと称され、米国ではＲＢＤＳと称される。ＲＤＳ／ＲＢＤＳは、ＦＭ復調後のコンポジット信号と呼ばれる信号の高域に多重される。図９にＦＭコンポジット信号のイメージ図を示す。ＦＭコンポジット信号は受信信号をＦＭ復調した信号であり、図９に示されるように一番低域にスピーカの左信号Ｌｃｈと右信号の和（Ｌｃｈ＋Ｒｃｈ）が多重され、３８ｋＨｚを中心にスピーカの左信号Ｌｃｈと右信号の差（Ｌｃｈ−Ｒｃｈ）が多重され、更に５７ｋＨｚを中心にＲＤＳ／ＲＢＤＳ信号が多重される。このＦＭコンポジット信号を用いてＲＤＳ／ＲＢＤＳデコードがなされる。

上記のように欧米ではＲＤＳ／ＲＢＤＳと呼ばれているが、日本では同じようにＦＭコンポジット信号に多重されるＦＭ文字多重放送の中に放送局識別番号が入っているため、日本で使用する受信機では、ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダはＦＭ文字多重放送デコーダに置き換わる。しかしながら、いずれの場合もデコーダで検出された放送局識別番号をキャプチャ検出部１０６へ出力することに関して変わりはない。ＲＤＳ／ＲＢＤＳやＦＭ文字多重放送については多くの文献に復号方法が述べられているので、説明を省略する。

次に、図１０を用いて第２の実施形態における等化器のウェイト制御に関する処理手順について説明する。
等化器の初期化及びウェイト更新のステップＳ２１及びＳ２２は、第１の実施形態におけるステップＳ１１及びＳ１２と同じである。

ステップＳ２２の次のステップＳ２３では、等化器出力信号を復調するＦＭ復調器１０４ａからのコンポジット信号を復号するＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ａによって検出された放送局識別番号Ｉａと、等化器を経ない信号を復調するＦＭ復調器１０４ｂからのコンポジット信号を復号するＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂによって検出された放送局識別番号Ｉａとを比較する。

ここで図３を参照すると、Ａ局に近い地点ａに受信局であるＦＭ受信機が存在する場合、ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ａにおいてはＡ局の識別番号が抽出され、ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂにおいてもＡ局の識別番号が出力される。この場合、ステップＳ２３ではＩａ＝Ｉｂと判定され、通常どおりウェイト更新が行われる。

一方、ＦＭ受信機が地点ｂの方向に移動して、Ａ局からの受信レベルよりもＢ局からの受信レベルの方がやや大きくなった場合には、ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ａからはＡ局の識別番号が出力され、ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂからはＢ局の識別番号が出力されるはずである。すなわち、等化出力信号中の放送局識別番号を抽出するＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ａからは、等化器の作用によって捕捉されている放送局（この場合はＡ局）の識別番号が出力される。一方、等化器を通さない受信信号中の放送局識別番号を抽出するＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂからは、純粋に受信レベルの強い方の放送局（この場合はＢ局）の識別番号が出力される。従って、この場合にはステップＳ２３においてＩａ≠Ｉｂと判定される。

ステップＳ２３においてＩａ≠Ｉｂと判定されると、次にＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ａ及び１０９ｂの復号品質Ｑａ及びＱｂが比較される。ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダの復号品質としては、例えばＣＲＣ(cyclic redundancy check)エラーの回数、同期誤りの回数、またはＰＬＬ(phase-locked loop)のロック回数などを用いることが可能である。

ここで、もしＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂの復号品質Ｑｂの方がＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ａの復号品質Ｑａより高い場合（ステップＳ２４の結果がＮＯの場合）は、ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂで抽出された放送局識別番号で示される放送局が受信局の近くに存在していると判断し、ステップＳ２１に移って等化器の初期化を行う。一方、Ｑｂの方がＱａより低い場合（ステップＳ２４の結果がＹＥＳの場合）には、ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂにより抽出される放送局識別番号の信頼性がないとして、等化器は通常通りウェイトの更新を行う。

ここでは、ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ａ及び１０９ｂで異なった局が識別されたとき（ステップＳ２３の結果がＮＯの場合）、次のステップＳ２４において復号品質Ｑａ及びＱｂの比較を行ったが、実装の負荷を減らすためにステップＳ２３の処理を省略してもよい。すなわち、ステップＳ２３においてＩａ≠ＩｂのときステップＳ２１に戻って等化器の初期化を行うようにしてもよい。

このように本実施形態では、等化器を介してＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ａで検出された局識別番号Ｉａと、等化器を介さずにＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂで検出された局識別番号Ｉｂとを比較することにより、等化器で前述のキャプチャ状態が起きているかを判別し、キャプチャ状態が起きていると判断されれば等化器の初期化を行い、等化器を一時的にスルーの状態とする。等化器のウェイトを更新しているＣＭＡは、初期化が行われると電力の強い信号を捕捉する性質があるため、本実施形態に従うと常に受信レベルが高く、信号対雑音比（ＳＮＲ）の高い局からの音声をユーザに提供することが可能になる。

なお、本実施形態ではアンテナ１００ｂに接続されているチューナ部１０１ｂからの受信信号をＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂに入力しているが、アンテナ１００ａ及び１００ｂの受信レベルを比較し、アンテナ１００ａ及び１００ｂに接続されているチューナ部１０１ａ及び１０１ｂからの受信信号のうち受信レベルが高い方をＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ１０９ｂに入力してもよい。このようにすると、より信頼性のある局識別を行うことが可能である。

（第３の実施形態）
図１１に示されるように、第３の実施形態に従うＦＭ受信機ではＦＭ復調部１０４の出力である図９に示したようなコンポジット信号の高域成分を抽出する高域抽出部１１０が備えられる。より具体的には、高域抽出部１１０ではＦＭ復調部１０４から出力されるコンポジット信号から例えば１００ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの高域成分を抽出し、高域成分のレベル（電力）に応じたレベル測定値を出力する。キャプチャ検出部１０６では、受信レベル測定部１０５で測定された受信レベルと、高域抽出部１１０により抽出されたコンポジット信号の高域成分のレベル測定値を使用して非所望局に対するキャプチャ状態の検出が行われる。

図９に示すように、コンポジット信号は５７ｋＨｚ付近より高域、例えば１００ｋＨｚ付近には、信号が多重されていない。しかし、信号のレベルが低下すると、コンポジット信号の高域に雑音成分が発生する。あるいは、同一チャネルの成分が存在した場合でも、コンポジット信号の高域に干渉による雑音が生じてしまう。本実施形態では、この同一チャネルの成分の影響で発生した雑音などの高域成分を検出してキャプチャの検出を行う。高域成分の抽出方法としては、例えばハイパスフィルタを使用することが可能である。

次に、図１２を用いて本実施形態における等化器のウェイト制御に関する処理手順について説明する。
等化器の初期化及びウェイト更新のステップＳ３１及びＳ３２は、第１の実施形態におけるステップＳ１１及びＳ１２と同じである。

ステップＳ３２の次のステップＳ３３では、キャプチャ検出部１０６において高域抽出部１１０から出力される、コンポジット信号の高域成分レベル測定値を予め定められた閾値Ｎｔｈと比較し、高域成分のレベル測定値が閾値Ｎｔｈを越えていたらキャプチャが生じた可能性が高いと判断し、ステップＳ３３へ進む。

ステップＳ３３では、キャプチャ検出部１０６において受信レベル測定部１０５によって測定された受信レベルを閾値Ｖｔｈと比較する。ここで、ステップＳ３３により受信レベルが予め定められた閾値Ｖｔｈより大きければ、キャプチャ状態が検出されたとしてステップＳ３１に戻り、等化器を初期化する。

前述の通り、コンポジット信号の高域成分（雑音成分）が増大する原因としては、同一チャネルの問題以外に、単純に受信レベルが低下して雑音するケースもある。よって、等化前の受信信号を用いて別途受信レベルの測定も行い、ステップＳ３４において受信レベルが閾値Ｖｔｈを超えていれば高域の雑音成分は等化器がキャプチャ状態に陥っていることが原因であるとして、キャプチャ検出とする。キャプチャ状態が検出された場合、等化器の初期化を行うことにより、等化器は受信レベルの高い放送局からの信号を捕捉できるようになる。

第１〜第３の実施形態では、複数の放送局が同一周波数で同一の内容を放送している場合を想定して説明を行ったが、隣接する地域（県や国）において複数の放送局が同一周波数で異なる内容の放送を送信している場合にも有効である。

図３から理解されるように、従来の等化器を用いた場合、受信局の移動に伴ってＡ局からの受信レベルがかなり小さくなり、かつＢ局からの受信レベルがかなり大きくなってから、ようやくＢ局の捕捉を始める。逆に、受信局がＢ局の近傍からＡ局の方向へ移動した場合、Ｂ局からの受信レベルがかなり小さく、Ａ局からの受信レベルがかなり大きくなってから、ようやくＡ局の捕捉を始める。このように従来の等化器を用いた受信機は、放送局の捕捉にかなり大きなヒステリシスを持つことがわかる。

例えば、例えば県境または国境などでＡ局からのある放送の信号を受信していたユーザが隣接県または隣国のＢ局にかなり近づくと、Ｂ局からの異なる放送の信号を受信してしまう。このような場合、等化器を用いない一般のＦＭ受信機によると、Ａ局からの信号の受信レベルが大きくなる位置に戻れば、Ａ局からの信号を直ちに受信できるようになる。

ところが、従来の等化器を備えたＦＭ受信機では、前述したヒステリシスがあるため、隣接県または隣国のＢ局を一旦捕捉してしまうと、受信機がＢ局から離れてＡ局に近づいても相当近づかない限りＡ局を捕捉できないという問題が発生する。これはＦＭ受信機のユーザから見れば、Ａ局からの信号の受信／再生を続けたいにも関わらず、Ｂ局からの不所望の信号を受信するということであり、好ましくない。

本実施形態によると、等化器を備えたＦＭ受信機でありながらも、キャプチャ効果は等化器を用いないＦＭ受信機と同様に受信レベルの大小で決まる。すなわち、本実施形態によれば常に受信機から見てＳＮＲの高い局を捕捉して受信することができるため、上記のような状況でＢ局を一旦捕捉しても、受信機がＡ局に近づけば速やかにＡ局を捕捉することができる。

（第４の実施形態）
次に、図１３を用いて本発明の第４の実施形態について説明する。図１３に示す受信機では、図１に示した受信機に隣接チャネル検知部１１１が追加されている。隣接チャネル検知部１１１では、チューナ部１０１ａ及び１０１ｂで選択されている所望局の送信周波数に隣接する周波数の信号、すなわち所望局が使用しているチャネルの隣接チャネルの信号が検知される。

このように隣接チャネル検知部１１１で隣接チャネルの信号が検知されると、キャプチャ検出器１０６でキャプチャ状態が検出されても、ウェイト設定部１０８による等化器の初期化は行われないようにする。隣接チャネルの信号が受信信号に混入すると、キャプチャ検出部１０６において誤ってキャプチャ状態と検出される可能性が考えられる。本実施形態によれば、このような場合は等化器の初期化を行わないようにすることで、所望局からの信号を常に聴取し続けることが可能である。なお、このような隣接チャネル検知部１１１による等化器の初期化中止制御は、第３の実施形態に対しても有効である。

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。

本発明の第１の実施形態に従うＦＭ受信機を示すブロック図 キャプチャ検出部の具体例を示すブロック図 マルチパス等化器を備えたＦＭ受信機とマルチパス等化器を備えないＦＭ受信機の受信状況の違いを説明する図 ２つの放送局からの信号の受信レベル及び合成された受信信号の受信レベルの変化を示す図 通常のマルチパス等化器による等化処理について説明する図 第１の実施形態におけるマルチパス等化器による等化処理について説明する図 第１の実施形態におけるマルチパス等化器による等化処理の流れを示すフローチャート 本発明の第２の実施形態に従うＦＭ受信機を示すブロック図 ＦＭコンポジット信号の周波数配置を示す図 第２の実施形態におけるマルチパス等化器による等化処理の流れを示すフローチャート 本発明の第３の実施形態に従うＦＭ受信機を示すブロック図 第３の実施形態におけるマルチパス等化器による等化処理の流れを示すフローチャート 本発明の第４の実施形態に従うＦＭ受信機を示すブロック図

符号の説明

１００ａ−１００ｂ・・・アンテナ
１０１ａ−１０１ｂ・・・チューナ部
１０２ａ−１０２ｂ・・・乗算器
１０３・・・加算器
１０４・・・ＦＭ復調部
１０５・・・受信レベル測定部
１０６・・・キャプチャ検出部
１０７・・・ウェイト計算部
１０８・・・ウェイト設定部
１０９ａ−１０９ｂ・・・ＲＤＳ／ＲＢＤＳデコーダ
１１０・・・高域抽出部
１１１・・・隣接チャネル検知部
２０１・・・受信レベル判定部
２０２・・・ウェイトノルム観測部
２０３・・・初期化部
２０４・・・ウェイト更新部

Claims (9)

1. 放送局からの信号を受信して受信信号を出力する受信部と；
   前記受信信号に対して計算されたウェイトを用いて等化を行い、等化出力信号を得る等化器と；
   前記等化出力信号を復調して前記放送局からの信号を再生する復調器と；
   前記計算されたウェイトの大きさを観測することにより、非所望の放送局に対するキャプチャ状態を検出してキャプチャ検出信号を発生する検出部と；
   前記等化器に対して定常時は前記計算されたウェイトを設定し、前記キャプチャ検出信号が発生すると前記等化器を一時的にスルーの状態とするための特定ウェイトを設定するウェイト設定部と；
   を具備する受信機。
2. 前記検出部は、前記計算されたウェイトの大きさが予め定められた閾値を超えたことをもって前記キャプチャ状態を検出するように構成される請求項１記載の受信機。
3. 放送局からの信号を受信して受信信号を出力する受信部と；
   前記受信信号に対して計算されたウェイトを用いて等化を行い、等化出力信号を得る等化器と；
   前記等化出力信号を復調して前記放送局からの信号を再生する復調器と；
   前記受信信号のレベルを測定する測定部と；
   前記等化器に対して定常時は前記計算されたウェイトを設定し、前記計算されたウェイトの大きさが第１の閾値を超え、かつ前記受信信号の受信レベルが第２の閾値を超えると前記等化器を一時的にスルーの状態とするための特定ウェイトを設定するウェイト設定部と；
   を具備する受信機。
4. 放送局からの信号を受信して受信信号を出力する受信部と；
   前記受信信号に対して計算されたウェイトを用いて等化を行い、等化出力信号を得る等化器と；
   前記等化出力信号を復調して前記放送局からの信号を再生する復調器と；
   前記等化出力信号から前記放送局からの信号に含まれる第１の局識別情報を抽出する第１の抽出部と；
   前記受信信号に含まれる第２の局識別情報を抽出する第２の抽出部と；
   前記第１の局識別情報及び前記第２の局識別情報を比較することにより、非所望の放送局に対するキャプチャ状態を検出してキャプチャ検出信号を発生する検出部と；
   前記等化器に対して定常時は前記計算されたウェイトを設定し、前記キャプチャ検出信号が発生すると前記等化器を一時的にスルーの状態とするための特定ウェイトを設定するウェイト設定部と；
   を具備する受信機。
5. 前記第１の抽出部は、前記等化出力信号の特定部分を復号して前記第１の局識別情報を抽出するように構成され、
   前記第２の抽出部は前記受信信号の特定部分を復号して前記第２の局識別情報を抽出するように構成され、
   前記検出部は、前記第１の抽出部の復号品質及び前記第２の抽出部の復号品質を比較し、前記第１の局識別情報と前記第２の局識別情報とが異なり、かつ前記前記第１の抽出部の復号品質より前記第２の抽出部の復号品質が高いことをもって前記キャプチャ状態を検出するように構成される請求項４記載の受信機。
6. 放送局からの信号を受信して受信信号を出力する受信部と；
   前記受信信号に対して計算されたウェイトを用いて等化を行い、等化出力信号を得る等化器と；
   前記等化出力信号を復調して前記放送局からの信号を再生する復調器と；
   再生された信号から高域成分を抽出する抽出部と；
   前記高域成分のレベルを観測することにより、非所望の放送局に対するキャプチャ状態を検出してキャプチャ検出信号を発生する検出部と；
   前記等化器に対して定常時は前記計算されたウェイトを設定し、前記キャプチャ検出信号が発生すると前記等化器を一時的にスルーの状態とするための特定ウェイトを設定するウェイト設定部と；
   を具備する受信機。
7. 前記検出部は、前記高域成分のレベルが予め決められた閾値を超えたことをもって前記キャプチャ状態を検出するように構成される請求項６記載の受信機。
8. 前記受信信号のレベルを測定する測定部をさらに具備し、
   前記検出部は、前記高域成分のレベルが第１の閾値を超え、かつ前記受信信号の受信レベルが第２の閾値を超えたことをもって前記キャプチャ状態を検出するように構成される請求項６記載の受信機。
9. 前記受信信号に含まれる、所望の放送局の送信周波数に隣接する周波数の信号を検知する検知部をさらに具備し、前記ウェイト設定部は前記隣接する周波数の信号が検知されると前記特定ウェイトの設定を中止するように構成される請求項１乃至８のいずれか１項記載の受信機。

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