JP2009260877A - Fm multiplex broadcast receiver and method of demodulating fm multiplex broadcast signal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、RDS(Radio Data System)によるFM多重放送信号を受信するFM多重放送受信機,及びFM多重放送信号の復調方法に関する。 The present invention relates to an FM multiplex broadcast receiver that receives an FM multiplex broadcast signal by RDS (Radio Data System), and an FM multiplex broadcast signal demodulation method.
FM多重放送受信機の受信性能を決定する要因の1つに、中間周波数(IF)帯に使用される各種フィルタのフィルタリング特性がある。一方、送信を行なう放送局側の実状として、RDS方式を用いる前提であっても、国が異なると、通信の品質に大きな影響を及ぼす多重度が異なる場合がある。例えば、EBU(European Broadcasting Union)では、データ通信の多重度を±2kHzとするように設定しているが、この推奨値を無視しているEU(European Union)諸国もある。 One of the factors that determine the reception performance of the FM multiplex broadcast receiver is the filtering characteristics of various filters used in the intermediate frequency (IF) band. On the other hand, even if it is a premise that the RDS system is used as the actual situation on the broadcasting station side that performs transmission, the multiplicity that greatly affects the quality of communication may differ depending on the country. For example, in the EBU (European Broadcasting Union), the multiplicity of data communication is set to be ± 2 kHz, but there are EU (European Union) countries that ignore this recommended value.
また、欧州では、交通情報を提供する放送サービスであるARI(Auto-fahrer Rundfunk Information)を残存させている国がある。このARIが使用する通信帯域はRDSと重複する部分があることから、データ通信の多重度を、ARIが存在する場合と存在しない場合とで変更する規格になっている。そして、従来のFM多重放送受信機ではフィルタリング特性を固定的に設定しており、その特性が、実際に行なわれている放送の多重度に対してミスマッチを生じる場合があり、多重データの受信率が低下するという問題があった。 In Europe, there are countries where ARI (Auto-fahrer Rundfunk Information), which is a broadcasting service providing traffic information, remains. Since the communication band used by the ARI has a portion overlapping with the RDS, the multiplicity of data communication is a standard that changes depending on whether the ARI exists or not. In the conventional FM multiplex broadcast receiver, the filtering characteristic is fixedly set, and this characteristic may cause a mismatch with respect to the multiplicity of the broadcast that is actually performed. There was a problem that decreased.
例えば、特許文献1には、FM多重放送に対応するものではないが、通信回線の周波数特性を補正するためにフィルタ係数テーブルを備え、バンドパスフィルタ(BPF)の特性をダイナミックに変更設定する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1の方式をFM多重放送受信機に適用することを想定すると、受信機の内部にフィルタ係数テーブルを持たせるための回路やメモリデバイスが必要になる。また、そのフィルタ係数テーブルから、今信号を受信している放送局に適したフィルタ係数を選択するための基準がないことが問題となる。
However, assuming that the method of
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、受信している放送局に適したフィルタリング特性を、最適に設定することができるFM多重放送受信機,及びFM多重放送信号の復調方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an FM multiplex broadcast receiver capable of optimally setting a filtering characteristic suitable for a receiving broadcast station, and an FM multiplex broadcast signal. It is to provide a demodulation method.
請求項1記載のFM多重放送受信機によれば、制御手段は、復調されたFM多重放送信号にRDSでは検出されない副搬送波が含まれている場合は、受信したRDSによるFM多重放送信号の多重度が所定値となるものに対応するようにフィルタリングアルゴリズムを変更し、前記副搬送波が含まれていない場合は、受信したRDSによるFM多重放送信号の多重度が前記所定値以上となるものに対応するようにフィルタリングアルゴリズムを変更する。
即ち、RDSでは、多重データを変調する副搬送波を抑圧する平衡変調方式を採用している。しかしならが、RDSと並行して他の放送が行われている場合は、その放送波に、RDSでは検出されない副搬送波が含まれている場合がある。したがって、前記副搬送波が検出されるか否かにより、他の放送も並行して行われているかを容易に判別できる。
According to the FM multiplex broadcast receiver of the first aspect, when the demodulated FM multiplex broadcast signal includes a subcarrier that is not detected by the RDS, the control means includes a number of FM multiplex broadcast signals received by the RDS. When the filtering algorithm is changed so as to correspond to a signal whose severity is a predetermined value, and the subcarrier is not included, the multiplicity of the FM multiplex broadcast signal by the received RDS is equal to or greater than the predetermined value Change the filtering algorithm to
That is, RDS employs a balanced modulation system that suppresses subcarriers that modulate multiplexed data. However, if another broadcast is being performed in parallel with the RDS, the broadcast wave may include a subcarrier that is not detected by the RDS. Therefore, it is possible to easily determine whether another broadcast is being performed in parallel depending on whether the subcarrier is detected.
そして、他の放送も行われている場合は、その放送との干渉を回避するため、RDSの多重度はより低くなるように規定されている。従って、前記副搬送波が検出された場合は、受信信号の多重度が所定値となるものに対応したフィルタリングアルゴリズムを変更し、前記副搬送波が含まれていない場合は、多重度が前記所定値以上となるものに対応するようにフィルタリングアルゴリズムを変更することで、フィルタの特性を適切に設定し、受信性能を向上させることができる。 When other broadcasts are also performed, the RDS multiplicity is defined to be lower in order to avoid interference with the broadcasts. Therefore, when the subcarrier is detected, the filtering algorithm corresponding to the received signal having a predetermined multiplicity is changed, and when the subcarrier is not included, the multiplicity is equal to or higher than the predetermined value. By changing the filtering algorithm so as to correspond to the above, it is possible to appropriately set the characteristics of the filter and improve the reception performance.
請求項2記載のFM多重放送受信機によれば、副搬送波を、ARIの放送信号に含まれるものとする。すなわち、RDSにおいて多重データを変調する副搬送波の周波数成分がARIの放送波に含まれているため、前記副搬送波が検出された場合は、ARIに対応するようにフィルタリングアルゴリズムを変更することができる。
According to the FM multiplex broadcast receiver of
請求項3記載のFM多重放送受信機によれば、副搬送波の周波数を57kHzとする。すなわち、現行のRDSにおいて多重データを変調する副搬送波の周波数は57kHzに設定されているので、周波数を特定してRDS以外の他の放送が行われている否かを明確に判定できる。
According to the FM multiplex broadcast receiver of
請求項4記載のFM多重放送受信機によれば、所定値を、ARIの放送信号について規定されている多重度よりも低い値に設定するので、ARIが放送されている場合に、RDSを受信するためのフィルタリングアルゴリズムを最適に設定することができる。
According to the FM multiplex broadcast receiver of
請求項5記載のFM多重放送受信機によれば、制御手段は、前記副搬送波が含まれていない場合は、多重データのPI(Programme Identification)コードに含まれているカントリーコードが示す国で行なわれているFM多重放送に対応したものにフィルタリングアルゴリズムを変更するので、具体的な国名を特定し、最適なフィルタリングアルゴリズムに変更することができる。
According to the FM multiplex broadcast receiver of
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明する。図1は、FM多重放送受信機の構成を、本発明の要旨に係る部分について示す機能ブロック図である。FM多重放送受信機1のフロントエンド2は、図示しないアンテナによって受信した数10MHz〜100数MHz程度のFM多重放送信号を選局して受信すると、その受信信号を10MHz程度の中間周波数(IF)帯に変換する。尚、選局制御は、マイクロコンピュータで構成されるコントローラ3(制御手段)によって行われる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the FM multiplex broadcast receiver according to the subject matter of the present invention. When the
フロントエンド2によって中間周波数帯に変換された信号は、A/Dコンバータ4により、例えば48MHz程度の十分高いサンプリング周波数でサンプリング(A/D変換)されると、デジタルデータとして次段のデシメーションフィルタ(DFI)5に出力される。デシメーションフィルタ5では、A/D変換されたデータの間引き処理が行われ、データの周波数帯をより低い帯域(例えば512kHz)に落としてFM復調部6(復調手段)に出力する。FM復調部6では、ソフトウエア処理によるコスタスループ方式などで検波処理し、復調したコンポジット信号(図2参照)を次段のFM多重復調部7(多重復調手段)に出力する。尚、コンポジット信号は、ステレオ音声を出力するための図示しない音声信号処理部(ステレオマトリクス等を含む)にも出力される。
When the signal converted into the intermediate frequency band by the
RDS方式では、前述し且つ図2に示すように、多重データを57kHzの副搬送波で変調している。FM多重復調部7では、上記多重データを復調するためにデジタル演算でフィルタリング処理を行う。そのフィルタリング特性は、コントローラ3によって可変制御されるようになっており、フィルタリング特性の変更は、各特性に応じたフィルタ係数のセットが予め組み込まれているプログラム(フィルタリングアルゴリズム)に分岐することで行われる。
In the RDS system, as described above and shown in FIG. 2, the multiplexed data is modulated with a 57 kHz subcarrier. The
また、FM多重復調部7では、RDSでは抑圧されているため検出されないが、ARIの放送波には含まれている57kHzの副搬送波を検出する機能も備えており、その検出結果はコントローラ3に与えられる。データ復号部8(復号手段)は、FM多重復調部7により復調されたベースバンド帯の多重データを復号して、図示しないデータ処理部(表示器など)に出力する。また、データ復号部8において、復号したデータに含まれている、FM多重放送を行っている国名を示すカントリーコードが抽出されて、コントローラ3に出力されるようになっている。
Further, the
次に、本実施例の作用について図3乃至図6も参照して説明する。図3は、コントローラ3を中心にして行われる処理内容を、本発明の要旨に係る部分について示すフローチャートである。コントローラ3は、先ず、FM多重復調部7により周波数57kHzの副搬送波が検出されているか否かによって、ARIによる放送サービスが行われているか否かを判断し(ステップS1)、当該サービスが行われている場合は(YES)フィルタリングアルゴリズムDに変更する(ステップS7)。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the contents of processing performed with the
ここで、FM多重復調部7におけるフィルタは、例えば図4に示すようなFIR(Finite Impulse Response)フィルタで構成されている。図4では、図示の都合上6次の構成で示しているが、実際には次式で示すように10次で構成しており、そのフィルタリング特性は係数h0〜h10によって決定される。
H(z)=h0+h1・z−1+h2・z−2+…+h10・z−10 …(1)
FIRフィルタは、(1)式を演算することで実現されるが、ステップS7におけるフィルタリングアルゴリズムDは、受信信号の多重度が最小となるものに対応した特性となるように(後述する図5に関する説明を参照)、係数h0〜h10のセットが設定されている。そして、後述するその他のアルゴリズムA〜Cを含む各アルゴリズムは、各特性に対応した係数h0〜h9のセットが予めプログラムで記述されており、各プログラムに分岐することで各フィルタリングアルゴリズムが実施される。
Here, the filter in the
H (z) = h0 + h1 · z −1 + h2 · z −2 +... + H10 · z −10 (1)
The FIR filter is realized by calculating the equation (1), but the filtering algorithm D in step S7 has characteristics corresponding to the one that minimizes the multiplicity of received signals (related to FIG. 5 described later). A set of coefficients h0 to h10 is set. In each of the algorithms including other algorithms A to C described later, a set of coefficients h0 to h9 corresponding to each characteristic is described in advance in the program, and each filtering algorithm is implemented by branching to each program. .
ステップS7におけるフィルタリングアルゴリズムDは、例えばRDSの多重度が±1.2kHz(所定値,ARIの多重度±3.5kHzよりも低い値)に対応した特性に設定する。これは、EBUの規定によって、ARIが放送されている場合、RDSの多重度は±1.2kHzに規定されているからであり、その多重度に対応したフィルタリング特性を設定する。ステップS7を実行すると次のステップS8に移行して、変更したフィルタリングアルゴリズムを用いて、FM多重復調部7による多重復調処理を実行する。
The filtering algorithm D in step S7 is set to a characteristic corresponding to, for example, an RDS multiplicity of ± 1.2 kHz (a predetermined value, a value lower than the ARI multiplicity of ± 3.5 kHz). This is because when the ARI is broadcast according to the EBU regulations, the RDS multiplicity is defined as ± 1.2 kHz, and a filtering characteristic corresponding to the multiplicity is set. If step S7 is performed, it will transfer to the following step S8 and the multiple demodulation process by the FM
一方、ステップS1において、周波数57kHzの副搬送波成分が検出されず、ARIによる放送サービスが行われていないと判断すると(NO)、コントローラ3は、データ復号部8よりカントリーコードを取得する(ステップS2)。尚、この段階では、FM多重復調部7におけるフィルタリングアルゴリズムが最適化されていない場合があるが、多重データを全く復調できないことはないので、フィルタについてはデフォルトの設定状態でカントリーコードを取得する。ここで、デフォルトの設定状態としては、これらフィルタリングアルゴリズムA〜Dのいずれにも該当しない多重度に応じたフィルタ特性に設定されていても良いし、フィルタリングアルゴリズムA〜Dのいずれかの状態に設定されていても良い。
On the other hand, if the subcarrier component having the frequency of 57 kHz is not detected in step S1 and it is determined that the broadcasting service by ARI is not performed (NO), the
図6には、RDSデータに含まれるPI(Programme Identification)コードのデータフォーマット(structure)を示す。PIコードは、RDSデータブロックの冒頭に配置される16ビットのデータであり、そのMSB側4ビット(b15〜b12)がカントリーコードである。カントリーコードは、RDSによる放送を行っている国を識別するためのコードであり、残りの12ビット(b11〜b0)は、放送のカバーエリアや参照番号を示し、各国で定義されて使用される。 FIG. 6 shows a data format (structure) of a PI (Programme Identification) code included in the RDS data. The PI code is 16-bit data arranged at the beginning of the RDS data block, and 4 bits (b15 to b12) on the MSB side are country codes. The country code is a code for identifying the country where the RDS broadcast is performed, and the remaining 12 bits (b11 to b0) indicate a broadcast cover area and a reference number, and are defined and used in each country. .
そして、コントローラ3は、ステップS2で取得したカントリーコードに基づき、放送を行っている国を判定し(ステップS3)、国に応じてフィルタリングアルゴリズムA〜Cに変更する(ステップS4〜S6)。例えば、A〜H国,若しくはそれ以外の国の場合はアルゴリズムA(ステップS4)、I,J国の場合はアルゴリズムB(ステップS5)、K国の場合はアルゴリズムC(ステップS6)にそれぞれ変更する。例えば、アルゴリズムAは、RDSの多重度が±1.5kHz以上,±4.0kHz未満に対応した特性、アルゴリズムBは、同多重度が±4.0kHz以上,±7.5kHz未満に対応した特性、アルゴリズムCは、同多重度が±7.5kHz以上に対応した特性となるように設定する。それから、ステップS8に移行する。
And the
ここで、図5には、フィルタ係数h1〜h10(h0は省略)の設定を変えることで(Set1,Set2)、フィルタリング特性を変更する一例を示す。尚、縦軸はフィルタの減衰率を示している。このように、Set1に対して、Set2は、遮断周波数がより低く、通過帯域の減衰率がより大きくなるように変更されている。すなわち、RDSの多重度が大きい場合は、受信信号のパワーが比較的大きく、多重度が低い場合は受信信号のパワーが比較的小さい。そのため、多重度が大きい場合はSet2のように通過帯域の減衰率を相対的に大きくし、多重度が小さい場合はSet1のように通過帯域の減衰率を相対的に小さくすれば、多重度が異なる場合でも受信信号のパワーがほぼ等しくなるように調整できる。 Here, FIG. 5 shows an example in which the filtering characteristics are changed by changing the settings of the filter coefficients h1 to h10 (h0 is omitted) (Set1, Set2). The vertical axis represents the filter attenuation factor. As described above, Set2 is changed so that the cutoff frequency is lower and the passband attenuation rate is higher than Set1. That is, when the RDS multiplicity is large, the power of the received signal is relatively large, and when the multiplicity is low, the power of the received signal is relatively small. Therefore, when the multiplicity is high, the passband attenuation factor is relatively large as in Set2, and when the multiplicity is low, the multiplicity is increased by reducing the passband attenuation factor as in Set1. Even when they are different, the received signal power can be adjusted to be substantially equal.
以上のように本実施例によれば、FM多重放送受信機1のコントローラ3は、受信し復調したFM多重放送信号について周波数57kHzの副搬送波が含まれている場合は、受信信号の多重度が最小となるもの、具体的にはARIの多重度±3.5kHzよりも低い多重度に対応したフィルタリングアルゴリズムに変更し、副搬送波が含まれていなかった場合は、受信信号の多重度がより大きいものに対応したフィルタリングアルゴリズムを変更する。したがって、ARIが放送されているか否かに応じてフィルタリングアルゴリズムを変更してフィルタの特性を適切に設定し、多重データの受信性能を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、コントローラ3は、副搬送波が検出されなかった場合は、FM多重復調部7により復調され、データ復号部8により復号された多重データのPIコードに含まれているカントリーコードを参照し、そのカントリーコードが示す国で行なわれているFM多重放送に対応したフィルタリングアルゴリズムに変更するので、具体的な国名を特定し、最適なフィルタリングアルゴリズムを変更することができる。
If the subcarrier is not detected, the
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
フィルタリングアルゴリズムの変更は、ARIが放送されている場合と、放送されていない場合とに対応した2種類を変更しても良いし(この場合、カントリーコードを取得する必要はない)、3種類又は5種類以上を変更しても良い。
また、各フィルタリングアルゴリズムにおける多重度の設定範囲も、適宜変更して実施すれば良い。
フィルタリングアルゴリズムには、IIR(Infinite Impulse Response)フィルタを採用しても良い。また、フィルタの次数も、個別の設計に応じて適宜変更すれば良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
The filtering algorithm may be changed in two types corresponding to the case where the ARI is broadcasted and the case where the ARI is not broadcasted (in this case, it is not necessary to acquire a country code). Five or more types may be changed.
In addition, the multiplicity setting range in each filtering algorithm may be changed as appropriate.
An IIR (Infinite Impulse Response) filter may be employed as the filtering algorithm. Further, the order of the filter may be appropriately changed according to the individual design.
副搬送波の周波数は57kHzに限ることはなく、ARIの放送波に含まれている周波数に対応するものに限ることもない。
ARIが放送されていない場合の多重度を、ARIが放送されている場合の多重度と同じ値に設定しても良い。
The frequency of the subcarrier is not limited to 57 kHz, and is not limited to the frequency corresponding to the frequency included in the ARI broadcast wave.
The multiplicity when the ARI is not broadcast may be set to the same value as the multiplicity when the ARI is broadcast.
図面中、1はFM多重放送受信機、3はコントローラ(制御手段)、6はFM復調部(復調手段)、7はFM多重復調部(多重復調手段)、8はデータ復号部(復号手段)を示す。 In the drawings, 1 is an FM multiplex broadcast receiver, 3 is a controller (control means), 6 is an FM demodulator (demodulator), 7 is an FM multiplex demodulator (multiplex demodulator), and 8 is a data decoder (decoder). Indicates.
Claims (10)
復調されたFM多重放送信号をフィルタリング処理して多重データを復調する多重復調手段と、
前記復調されたFM多重放送信号に応じて、前記フィルタリング処理のためのフィルタリングアルゴリズムを変更する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記復調されたFM多重放送信号にRDSでは検出されない副搬送波が含まれている場合は、前記受信したRDSによるFM多重放送信号の多重度が所定値となるものに対応するように前記フィルタリングアルゴリズムを変更し、前記副搬送波が含まれていない場合は、前記受信したRDSによるFM多重放送信号の多重度が前記所定値以上となるものに対応するように前記フィルタリングアルゴリズムを変更することを特徴とするFM多重放送受信機。 Demodulation means for A / D converting and demodulating the received FM multiplex broadcast signal by RDS (Radio Data System);
Multiplex demodulating means for demodulating multiplexed data by filtering the demodulated FM multiplex broadcast signal;
Control means for changing a filtering algorithm for the filtering process according to the demodulated FM multiplex broadcast signal;
When the demodulated FM multiplex broadcast signal includes a subcarrier that is not detected by the RDS, the control means corresponds to the multiplicity of the FM multiplex broadcast signal received by the RDS having a predetermined value. If the subcarrier is not included, the filtering algorithm is changed so that the multiplicity of the FM multiplex broadcast signal by the received RDS is greater than or equal to the predetermined value. An FM multiplex broadcast receiver.
復調されたFM多重放送信号をフィルタリング処理して多重データを復調するFM多重放送信号の復調方法において、
前記復調されたFM多重放送信号にRDSでは検出されない副搬送波が含まれている場合は、前記受信したRDSによるFM多重放送信号の多重度が所定値となるものに対応するように前記フィルタリングアルゴリズムを変更し、前記副搬送波が含まれていない場合は、前記受信したRDSによるFM多重放送信号の多重度が前記所定値以上となるものに対応するように前記フィルタリングアルゴリズムを変更することを特徴とするFM多重放送信号の復調方法。 Received RDS (Radio Data System) FM multiplex broadcast signal is A / D converted and demodulated,
In an FM multiplex broadcast signal demodulation method for demodulating multiplexed data by filtering a demodulated FM multiplex broadcast signal,
When the demodulated FM multiplex broadcast signal includes a subcarrier that is not detected by RDS, the filtering algorithm is set so as to correspond to the multiplicity of the FM multiplex broadcast signal received by RDS having a predetermined value. If the subcarrier is not included, the filtering algorithm is changed so that the multiplicity of the FM multiplex broadcast signal by the received RDS is greater than or equal to the predetermined value. Demodulation method of FM multiplex broadcast signal.
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