JP2010171683A - Filter device, reception device, and signal processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルタ装置、受信装置、信号処理方法、信号処理プログラム、及び、当該信号処理プログラムが記録された記録媒体に関する。 The present invention relates to a filter device, a receiving device, a signal processing method, a signal processing program, and a recording medium on which the signal processing program is recorded.
従来から、音声の放送方式としてFM(Frequency Modulation)方式が多く採用されている。こうしたFM方式の放送では、受信波のマルチパス歪みによる受信障害が重要な問題である。このマルチパス歪みは、周囲における建物による反射等による電波の多重伝搬によって、位相及び電界強度が異なる到来電波が相互に干渉しあうマルチパス現象に伴って発生する。 Conventionally, an FM (Frequency Modulation) system has been widely used as a sound broadcasting system. In such FM broadcasting, reception failure due to multipath distortion of the received wave is an important problem. This multipath distortion occurs due to a multipath phenomenon in which incoming radio waves having different phases and electric field strengths interfere with each other due to multiple propagation of radio waves due to reflections by buildings around the surroundings.
こうしたマルチパス現象が発生すると、本来は振幅が一定であるはずのFM信号の振幅が変動してしまい、再生音声の音質を劣化させる一因となる。特に、受信装置が車両等の移動体に搭載される場合には、移動体の移動とともに、受信状態が変化するので、激しい振幅変動を伴うマルチパス歪みが生じる場合がある。 When such a multipath phenomenon occurs, the amplitude of the FM signal, which should have a constant amplitude, fluctuates, which causes a deterioration in the sound quality of the reproduced sound. In particular, when the receiving device is mounted on a moving body such as a vehicle, the reception state changes as the moving body moves, so that multipath distortion accompanied by severe amplitude fluctuations may occur.
このため、マルチパス歪みを除去するために様々な技術が提案されている。こうした技術の中で、CMA(Constant Modulus Algorithm)と呼ばれるアルゴリズムを利用して適応制御を行うことで、マルチパス歪みを除去するデジタルフィルタを実現する技術が注目されている(特許文献1〜3参照:以下、「従来例1〜3」と呼ぶ)。これらの従来例1〜3の技術では、車両等の移動による受信状態の変化に対応するため、適応制御を適正に行うことができる技術が提案されている。
For this reason, various techniques have been proposed to remove multipath distortion. Among these techniques, attention is paid to a technique for realizing a digital filter that removes multipath distortion by performing adaptive control using an algorithm called CMA (Constant Modulus Algorithm) (see
上述した従来例1〜3のCMAを用いる技術では、本来は振幅が一定であるはずのFM信号の特性に着目して、マルチパス歪みを除去する。すなわち、従来例1〜3のCMAを用いる技術では、デジタルフィルタの通過信号の包絡線と基準値との誤差が最小となるように、デジタルフィルタのタップ係数を更新し、収束させることで、マルチパス歪みを除去するようになっている。 In the technique using the CMAs of the above-described conventional examples 1 to 3, the multipath distortion is removed by paying attention to the characteristic of the FM signal whose amplitude should be constant. That is, in the technologies using the CMAs of the conventional examples 1 to 3, the tap coefficients of the digital filter are updated and converged so that the error between the envelope of the passing signal of the digital filter and the reference value is minimized. It is designed to remove path distortion.
ところで、マルチパス歪みの態様は様々である。こうしたマルチパス歪みの態様として、FM信号におけるパイロット信号に対応する周波数成分が強調され、それ以外の周波数成分が低減してしまう態様(以下、「パイロット強調歪み」と呼ぶ)も存在する。 By the way, there are various modes of multipath distortion. As an aspect of such multipath distortion, there is an aspect (hereinafter referred to as “pilot enhancement distortion”) in which the frequency component corresponding to the pilot signal in the FM signal is enhanced and the other frequency components are reduced.
かかるパイロット強調歪みが発生すると、CMAを利用する適応フィルタでは、パイロット信号に対応する周波数成分を一定とし、その他の周波数成分をキャンセルするようにタップ係数が収束することになる。そして、こうした収束が一度なされると、その後にパイロット強調歪みが解消した後も、しばらくは、パイロット信号の重点的な抽出が継続することになる。 When such pilot-enhanced distortion occurs, in the adaptive filter using CMA, the tap coefficient converges so that the frequency component corresponding to the pilot signal is constant and the other frequency components are cancelled. Once such convergence has been made, the pilot signal will continue to be extracted for a while after the pilot enhancement distortion has been eliminated.
したがって、パイロット強調歪みが発生していないにもかかわらず、適応フィルタの通過信号の検波結果の主な成分が直流成分である状態が、しばらくの間継続することになる。この結果、パイロット強調歪みが解消した後も、しばらくの間、聴取者は音切れを感じることになる。 Therefore, the state in which the main component of the detection result of the passing signal of the adaptive filter is a DC component continues for a while despite the absence of pilot enhancement distortion. As a result, even after the pilot emphasis distortion is resolved, the listener feels that the sound is cut for a while.
このため、マルチパス歪みを有効に除去できるとともに、パイロット強調歪みの発生後における音切れを防止することができる技術が望まれている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。 Therefore, there is a demand for a technique that can effectively remove multipath distortion and can prevent sound interruption after the occurrence of pilot-enhanced distortion. Meeting this requirement is one of the problems to be solved by the present invention.
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、マルチパス歪みを有効に除去しつつ、パイロット強調歪みの発生に伴う音切れを有効に防止することができるフィルタ装置、受信装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is a filter device, a receiving device, and a signal that can effectively prevent sound interruption due to the occurrence of pilot-enhanced distortion while effectively removing multipath distortion. An object is to provide a processing method.
請求項1に記載の発明は、FM信号を含む入力信号におけるマルチパスによる歪み成分を除去するフィルタリング手段と;前記フィルタリング手段を介した信号からパイロット信号成分を除去したパイロット除去信号を生成するパイロット除去手段と;前記パイロット除去信号を参照して、前記フィルタリング手段の前記歪み成分の除去特性を制御する制御手段と;を備えることを特徴とするフィルタ装置である。 According to the first aspect of the present invention, there is provided filtering means for removing a distortion component due to multipath in an input signal including an FM signal; and pilot removal for generating a pilot removal signal obtained by removing the pilot signal component from the signal via the filtering means. And a control means for controlling a removal characteristic of the distortion component of the filtering means with reference to the pilot removal signal.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のフィルタ装置と;受信信号から、FM信号を含む指定物理チャンネルの周波数帯の信号の周波数変換を行って、前記フィルタ装置に入力させるチューナ手段と;を備えることを特徴とする受信装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, the filter device according to any one of the first to third aspects of the present invention includes: performing frequency conversion of a signal in a frequency band of a designated physical channel including an FM signal from a received signal; And a tuner means for inputting to the filter device.
請求項7に記載の発明は、FM信号を含む入力信号におけるマルチパスによる歪み成分を除去するフィルタリング手段を備えるフィルタ装置において使用される信号処理方法であって、前記フィルタリング手段を介した信号からパイロット信号成分を除去したパイロット除去信号を生成するパイロット除去工程と;前記パイロット除去信号を参照して、前記フィルタリング手段の前記歪み成分の除去特性を制御しつつ、前記入力信号に含まれるマルチパスによる歪み成分を除去するフィルタリング工程と;を備えることを特徴とする信号処理方法である。
The invention according to
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の信号処理方法を演算手段に実行させる、ことを特徴とする信号処理プログラムである。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a signal processing program that causes a calculation means to execute the signal processing method according to the seventh aspect.
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の信号処理プログラムが、演算手段により読み取り可能に記録されている、ことを特徴とする記録媒体である。 The invention according to claim 9 is a recording medium in which the signal processing program according to claim 8 is recorded so as to be readable by a calculation means.
以下、本発明の一実施形態を、図1〜図10を参照して説明する。なお、本実施形態においては、車両に搭載されたFMラジオ受信装置を例示して説明する。また、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an FM radio receiver mounted on a vehicle will be described as an example. In the following description and drawings, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[構成]
図1には、一実施形態に係る受信装置100の概略的な構成がブロック図にて示されている。この図1に示されるように、受信装置100は、アンテナ110と、チューナ手段としてのRF処理ユニット120とを備えている。また、受信装置100は、フィルタ装置130と、再生処理ユニット140と、アナログ処理ユニット150とを備えている。さらに、受信装置100は、スピーカユニット160と、操作入力ユニット170と、制御ユニット190とを備えている。
[Constitution]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a
上記のアンテナ110は、放送波を受信する。アンテナ110による受信結果は、受信信号RFSとして、RF処理ユニット120へ送られる。
The
上記のRF処理ユニット120は、制御ユニット190からの選局指令CSLに従って、選択すべき物理チャンネルの信号を受信信号RFSから抽出する選局処理を行い、所定の中間周波数帯の成分を有する中間周波信号IFDを、フィルタ装置130へ送る。このRF処理ユニット120は、図2に示されるように、入力フィルタ121と、高周波増幅器(RF−AMP:Radio Frequency-Amplifier)122と、バンドパスフィルタ(以下、「RFフィルタ」とも呼ぶ)123とを備えている。また、RF処理ユニット120は、ミキサ(混合器)124と、中間周波フィルタ(以下、「IFフィルタ」とも呼ぶ)125と、AD(Analogue to Digital)変換器(ADC)126とを備えている。さらに、RF処理ユニット120は、局部発振回路(OSC)127を備えている。
The
上記の入力フィルタ121は、アンテナ110からの受信信号RFSの低周波成分を遮断するハイパスフィルタである。上記の高周波増幅器122は、入力フィルタ121を通過した信号を増幅する。
The
上記のRFフィルタ123は、高周波増幅器122から出力された信号のうち、高周波数帯の信号を選択的に通過させる。上記のミキサ124は、RFフィルタ123を通過した信号と、局部発振回路127から供給された局部発振信号CFとを混合する。上記のIFフィルタ125は、ミキサ124から出力された信号のうち、予め定められた中間周波数範囲の信号を選択して通過させる。
The
上記のADC126は、IFフィルタ125を通過した信号をデジタル信号に変換する。この変換結果は、中間周波信号IFDとして、フィルタ装置130へ向けて出力される。
The ADC 126 converts the signal that has passed through the
上記の局部発振回路127は、電圧制御等により発振周波数の制御が可能な発振器等を備えて構成される。この局部発振回路127は、制御ユニット190から供給された選局指令CSLに従って、選局すべき物理チャンネルに対応する周波数の局部発振信号CFを生成し、ミキサ124へ供給する。
The
図1に戻り、上記のフィルタ装置130は、RF処理ユニット120からの中間周波信号IFDを受ける。そして、フィルタ装置130は、いわゆるマルチパスの発生による受信信号の歪みを除去するためのフィルタリング処理を行う。かかる機能を有するフィルタ装置130は、図3に示されるように、自動利得制御(AGC)部131と、フィルタリング手段としてのデジタルフィルタ部132とを備えている。また、フィルタ装置130は、パイロット除去手段としてのパイロット除去部133と、制御手段としてのフィルタ特性制御部134とを備えている。
Returning to FIG. 1, the
上記のAGC部131は、RF処理ユニット120からの中間周波信号IFDを受ける。そして、AGC部131は、中間周波信号IFDの信号レベルを検出し、その検出結果に基づいて中間周波信号IFDを増幅することにより、中間周波信号IFDの信号レベルにかかわらず、常に安定した振幅の中間周波数帯の信号GCDを生成する。こうして生成された信号GCDは、デジタルフィルタ部132及びフィルタ特性制御部134へ向けて送られる。
The
上記のデジタルフィルタ部132は、本実施形態では、FIR(Finite Impulse Response)フィルタとして構成されている。このデジタルフィルタ部132は、AGC部131からの信号GCDを受ける。そして、デジタルフィルタ部132は、フィルタ特性制御部134からの係数指定CEFに従って、フィルタリング演算を行う。かかる機能を有するデジタルフィルタ部132は、図4に示されるように、(M−1)個の遅延器2311〜231M-1と、M個の係数倍器2320〜232M-1と、加算器233とを備えている。
In the present embodiment, the
上記の遅延器231m(m=1〜M−1)のそれぞれは、入力した信号Xm-1(T)を単位遅延時間τだけ遅延させ、信号Xm(T)として出力する。ここで、信号X0(T)が、AGC部131からの信号GCDとなっている。この結果、信号Xm(T)と信号X0(T)との関係は、次の(1)式で表される。
Xm(T)=X0(T−m・τ) …(1)
Each of the delay devices 231 m (m = 1 to M−1) delays the input signal X m−1 (T) by a unit delay time τ and outputs it as a signal X m (T). Here, the signal X 0 (T) is the signal GCD from the
X m (T) = X 0 (T−m · τ) (1)
遅延器231mにより生成された信号Xm(T)は、係数倍器232mへ向けて送られる。なお、係数倍器2320へは、信号X0(T)が送られるようになっている。
The signal X m (T) generated by the
上記の係数倍器232m(m=0〜M−1)のそれぞれは、信号Xm(T)、及び、フィルタ特性制御部134からの係数指定CEFにおけるタップ係数Km(T)を受ける。そして、係数倍器232mは、信号Xm(T)とタップ係数Km(T)とを乗算する。この乗算の結果は、加算器233へ送られる。
Each of the coefficient multipliers 232 m (m = 0 to M−1) receives the signal X m (T) and the tap coefficient K m (T) in the coefficient designation CEF from the filter
上記の加算器233は、係数倍器2320〜232M-1による乗算結果[X0(T)・K0(T)]〜[XM-1(T)・KM-1(T)]を受ける。そして、加算器233は、次の(2)式により、信号Y0(T)を算出する。
Y0(T)=X0(T)・K0(T)+…+XM-1(T)・KM-1(T) …(2)
The
Y 0 (T) = X 0 (T) · K 0 (T) +... + X M-1 (T) · K M-1 (T) (2)
こうして算出された信号Y0(T)が、信号FLDとして、パイロット除去部133、フィルタ特性制御部134及び再生処理ユニット140へ送られる。
The signal Y 0 (T) calculated in this way is sent as a signal FLD to the
なお、本実施形態では、遅延器231mのそれぞれは、周期τの不図示の基準クロックに同期して信号Xm-1(T)をサンプリングして、信号Xm(T)として出力する。このため、単位遅延時間τの間、サンプリング結果が遅延器231nに保持されて、出力されるようになっている。ここで、単位遅延時間τは、信号X0(T)の信号周期の1/4となっている。
In the present embodiment, each of the
図3に戻り、上記のパイロット除去部133は、本実施形態では、FIR(Finite Impulse Response)フィルタとして構成されている。このパイロット除去部133は、デジタルフィルタ部132からの信号FLDを受ける。そして、パイロット除去部133は、パイロット成分を除去するフィルタリング演算を行う。かかる機能を有するパイロット除去部133は、図5に示されるように、(N−1)個の遅延器2511〜251N-1と、N個の係数倍器2520〜252N-1と、加算器253とを備えている。
Returning to FIG. 3, the
上記の遅延器251n(n=1〜N−1)のそれぞれは、上述した遅延器231mと同様に構成され、入力した信号Yn-1(T)を単位遅延時間τだけ遅延させ、信号Yn(T)として出力する。ここで、信号Y0(T)が、デジタルフィルタ部132からの信号FLDとなっている。この結果、信号Yn(T)と信号Y0(T)との関係は、次の(3)式で表される。
Yn(T)=Y0(T−n・τ) …(3)
Each of the delay units 251 n (n = 1 to N−1) is configured in the same manner as the
Y n (T) = Y 0 (Tn · τ) (3)
なお、本実施形態では、遅延器251nのそれぞれは、遅延器231mの場合と同様に周期τの不図示の基準クロックに同期して信号Yn-1(T)をサンプリングして、信号Yn(T)として出力する。このため、単位遅延時間τの間、サンプリング結果が遅延器251nに保持されて、出力されるようになっている。
In the present embodiment, each of the
遅延器251nにより生成された信号Xn(T)は、係数倍器252nへ向けて送られる。なお、係数倍器2520へは、信号Y0(T)が送られるようになっている。
The signal X n (T) generated by the
上記の係数倍器252n(n=0〜N−1)のそれぞれは、信号Yn(T)を受ける。そして、係数倍器252nは、信号Yn(T)と、予め固定的に定められたタップ係数Wnとを乗算する。この乗算の結果は、加算器253へ送られる。ここで、タップ係数Wnは、パイロット成分に対応する周波数帯の信号成分を選択的に遮断する観点から、予め定められる。
Each of the coefficient multipliers 252 n (n = 0 to N−1) receives a signal Y n (T). The
上記の加算器253は、係数倍器2520〜252N-1による乗算結果[Y0(T)・W0]〜[YN-1(T)・WN-1]を受ける。そして、加算器253は、次の(4)式により、信号Y’(T)を算出する。
Y’(T)=Y0(T)・W0+…+YN-1(T)・WN-1 …(4)
The
Y ′ (T) = Y 0 (T) · W 0 +... + Y N-1 (T) · W N-1 (4)
こうして算出された信号Y’(T)が、信号PRDとして、フィルタ特性制御部134へ送られる。
The signal Y ′ (T) calculated in this way is sent to the filter
なお、以上のように構成されたパイロット除去部133の通過率の周波数特性の例が、図6に示されている。
FIG. 6 shows an example of the frequency characteristic of the pass rate of the
図3に戻り、上記のフィルタ特性制御部134は、AGC部131からの信号GCD(=X0(T))と、パイロット除去部133からの信号PRD(=Y’(T))と、デジタルフィルタ部132からの信号FLD(=Y0(T))とを受ける。そして、フィルタ特性制御部134は、これらの信号X0(T),Y’(T),Y0(T)に基づいて、係数指定CEFを生成する。かかる機能を有するフィルタ特性制御部134は、図7に示されるように、包絡線検波部241と、誤差算出手段としての誤差算出部242と、係数更新手段としての係数更新部244とを備えている。
Returning to FIG. 3, the filter
上記の包絡線検波部241は、不図示の遅延器、乗算器、加算器等を備えて構成される。ここで、遅延器は、上述した遅延器231mと同様に構成されている。
The
この包絡線検波部241は、デジタルフィルタ部132からの信号Y0(T)を受ける。そして、包絡線検波部241は、信号Y0(T)に関する包絡線検波を行う。なお、本実施形態では、包絡線検波部241は、次の(5)式の演算を行うことにより、信号Y0(T)に関する包絡線検波を行う。
YENV(T)=[Y0(T)]2+[Y0(T−τ)]2 …(5)
The
Y ENV (T) = [Y 0 (T)] 2 + [Y 0 (T−τ)] 2 (5)
包絡線検波部241による包絡線検波結果は、信号YENV(T)として、誤差算出部242へ送られる。
The envelope detection result by the
上記の誤差算出部242は、不図示の減算器を備えるとともに、基準値YTHが記憶されている。この誤差算出部242は、包絡線検波部241からの信号YENV(T)を受ける。そして、誤差算出部242は、次の(6)式により、信号YENV(T)の基準値YTHからの誤差を算出する。
ERR(T)=YENV(T)−YTH …(6)
The
ERR (T) = Y ENV (T) −Y TH (6)
誤差算出部242による誤差算出結果は、信号ERR(T)として、係数更新部244へ送られる。なお、基準値YTHは、実験、シミュレーション、経験等に基づき、上述したAGC部131における自動利得制御特性とともに、予め定められる。
The error calculation result by the
上記の係数更新部244は、AGC部131からの信号GCD(=X0(T))と、パイロット除去部133からの信号PRD(=Y’(T))と、誤差算出部242からの信号ERR(T)とを受ける。そして、係数更新部244は、これらの信号X0(T),Y’(T),ERR(T)に基づいて、係数指定CEFを生成する。かかる機能を有する係数更新部244は、図8に示されるように、1個の遅延部247と、M個の遅延部2481〜248Mと、M個の個別係数算出部2490〜249M-1とを備えている。
The
上記の遅延部247は、上述した遅延器231mと同様に構成され、入力した信号Y’(T)を単位遅延時間τだけ遅延させ、信号Y’(T−τ)として出力する。信号Y’(T),Y’(T−τ)は、個別係数算出部2490〜249M-1へ送られる。
The
上記の遅延器248j(j=1〜M)のそれぞれは、上述した遅延器231mと同様に構成され、入力した信号Xj-1(T)を単位遅延時間τだけ遅延させ、信号Xj(T)として出力する。この結果、信号Xj(T)と信号X0(T)との関係は、次の(7)式で表される。
Xj(T)=X0(T−j・τ) …(7)
Each of the delay devices 248 j (j = 1 to M) is configured in the same manner as the
X j (T) = X 0 (T−j · τ) (7)
遅延器248jにより生成された信号Xj(T)は、個別係数算出部249j-1,249jへ向けて送られる。なお、個別係数算出部2490へは、信号X0(T)、及び、遅延器2481により生成された信号X1(T)が送られるようになっている。また、遅延器248Mにより生成された信号XM(T)は、個別係数算出部249M-1へのみ送られるようになっている。
The signal X j (T) generated by the
上記の個別係数算出部249m(m=0〜M−1)のそれぞれは、不図示の乗算器、加算器、減算器等を備えて構成される。この個別係数算出部249mは、信号Xm(T),Xm+1(T)(=Xm(T―τ)),Y’(T),Y’(T−τ),ERR(T)を受ける。そして、個別係数算出部249mは、次の(8)及び(9)式により、タップ係数Km(T+τ)を算出する。
Km(T+τ)=Km(T)−α・ERR(T)・Pm(T) …(8)
Pm(T)=Xm(T)・Y’(T)+Xm(T−τ)・Y’(T―τ) …(9)
ここで、αは、タップ係数Kmの収束強度の観点から、予め定められた正の値である。
Each of the individual coefficient calculation units 249 m (m = 0 to M−1) includes a multiplier, an adder, a subtractor, and the like (not shown). The individual
K m (T + τ) = K m (T) −α · ERR (T) · P m (T) (8)
P m (T) = X m (T) · Y ′ (T) + X m (T−τ) · Y ′ (T−τ) (9)
Here, α is a positive value determined in advance from the viewpoint of the convergence strength of the tap coefficient K m .
こうして算出されたタップ係数K0(T+τ)〜KM-1(T+τ)が、係数指定CEFとしてデジタルフィルタ部132へ送られる。より詳しくは、タップ係数Km(T+τ)が、更新されたタップ係数として、上述した係数倍器232mへ送られる。この結果、係数倍器232mに供給されるタップ係数が更新される。
The tap coefficients K 0 (T + τ) to K M-1 (T + τ) calculated in this way are sent to the
図1に戻り、上記の再生処理ユニット140は、フィルタ装置130からの信号FLDを受ける。そして、再生処理ユニット140は、信号FLDに対して検波処理を施した後に、検波結果に対して復調処理を施す。かかる機能を有する再生処理ユニット140は、図9に示されるように、検波部141と、ステレオ復調部142とを備えている。
Returning to FIG. 1, the
上記の検波部141は、フィルタ装置130からの信号FLDに対して、所定方式でデジタル検波処理を施してコンポジット信号である検波信号DADを生成する。こうして生成された検波信号DADは、ステレオ復調部142へ送られる。
The
上記のステレオ復調部142は、検波部141からの検波信号DADに対してステレオ復調処理を施し、信号DMDを生成する。生成された信号DMDは、アナログ処理ユニット150へ送られる。
The
なお、本実施形態では、フィルタ装置130及び再生処理ユニット140においては、デジタル信号処理が行われるようになっている。
In the present embodiment, the
図1に戻り、上記のアナログ処理ユニット150は、再生処理ユニット140からの信号DMDを受ける。そして、アナログ処理ユニット150は、制御ユニット190による制御のもとで、出力音声信号AOSを生成し、スピーカユニット160へ送る。かかる機能を有するアナログ処理ユニット150は、図10に示されるように、DA(Digital to Analogue)変換部151と、音量調整部152と、パワー増幅部153とを備えている。
Returning to FIG. 1, the
上記のDA変換部151は、再生処理ユニット140からの信号DMDを受ける。そして、DA変換部151は、信号DMDをアナログ信号に変換する。このDA変換部151は、信号DMDに含まれるレフトチャンネル(以下、「Lチャンネル」)信号及びライトチャンネル(以下、「Rチャンネル」)信号に対応して、互いに同様に構成された2個のDA(Digital to Analogue)変換器を備えている。DA変換部151による変換結果であるアナログ信号ACSは、音量調整部152へ送られる。
The
上記の音量調整部152は、DA変換部151からのアナログ信号ACSを受ける。そして、音量調整部152は、制御ユニット190からの音量調整指令VLCに従って、アナログ信号ACSに対して音量調整処理を施す。この音量調整部152は、アナログ信号ACSに含まれるLチャンネル信号及びRチャンネル信号に対応して、互いに同様に構成された2個の電子ボリューム素子等を備えて構成されている。音量調整部152による調整結果であるアナログ信号VCSは、パワー増幅部153へ送られる。
The
上記のパワー増幅部153は、音量調整部152からのアナログ信号VCSを受ける。そして、パワー増幅部153は、アナログ信号VCSをパワー増幅する。このパワー増幅部153は、アナログ信号VCSに含まれるLチャンネル信号及びRチャンネル信号に対応して、互いに同様に構成された2個のパワー増幅器を備えている。パワー増幅部153による増幅結果である出力音声信号AOSは、スピーカユニット160へ送られる。
The
図1に戻り、上記のスピーカユニット160は、Lチャンネルスピーカ及びRチャンネルスピーカを備えている。このスピーカユニット160は、アナログ処理ユニット150からの出力音声信号AOSに従って、音声を再生出力する。
Returning to FIG. 1, the
上記の操作入力ユニット170は、受信装置100の本体部に設けられたキー部、あるいはキー部を備えるリモート入力装置等により構成される。ここで、本体部に設けられたキー部としては、不図示の表示ユニットに設けられたタッチパネルを用いることができる。また、キー部を有する構成に代えて、音声入力する構成を採用することもできる。操作入力ユニット170への操作入力結果は、操作入力データIPDとして制御ユニット190へ送られる。
The
上記の制御ユニット190は、操作入力ユニット170からの操作入力データIPDを解析する。そして、操作入力データIPDの内容が、物理チャンネルを含む選局指定であった場合には、制御ユニット190は、指定された物理チャンネルに対応する選局指令CSLを生成して、RF処理ユニット120へ送る。また、操作入力データIPDの内容が、音量調整態様を含む音量調整指定であった場合には、制御ユニット190は、指定された音量調整態様に対応する音量調整指令VLCを生成して、アナログ処理ユニット150へ送る。
The
[動作]
以上のようにして構成された受信装置100の動作について、フィルタ装置130における適応制御に主に着目して説明する。
[Operation]
The operation of the receiving
前提として、操作入力ユニット170には既に利用者により選局指定が入力されており、指定された物理チャンネルに対応する選局指令CSLが、RF処理ユニット120へ送られているものとする。また、操作入力ユニット170には既に利用者により音量調整指定が入力されており、指定された音量調整態様に対応する音量調整指令VLCが、アナログ処理ユニット150へ送られているものとする(図1参照)。
As a premise, it is assumed that channel selection is already input to the
こうした状態で、アンテナ110で放送波を受信すると、受信信号RFSが、アンテナ110からRF処理ユニット120へ送られる。そして、RF処理ユニット120において、選択すべき物理チャンネルの信号を受信信号RFSから抽出する選局処理が行われる。この選局処理の結果として、所定の中間周波数帯の成分を有する中間周波信号IFDが、フィルタ装置130へ送られる(図1参照)。
In this state, when a broadcast wave is received by the
フィルタ装置130では、AGC部131が、中間周波信号IFDを受ける。中間周波信号IFDを受けたAGC部131は、中間周波信号IFDの信号レベルを検出し、その検出結果に基づいて中間周波信号IFDを増幅する。この結果、中間周波信号IFDの信号レベルにかかわらず、安定した振幅の中間周波数帯の信号GCDが生成される。こうして生成された信号GCDは、デジタルフィルタ部132及びフィルタ特性制御部134へ向けて送られる(図3参照)。
In
信号GCD(=X0(T))を受けたデジタルフィルタ部132は、その時点(すなわち、時刻T)におけるX0(T)〜XM-1(T)と、タップ係数K0(T)〜KM-1(T)とに基づいて、上述した(2)式を用いた算出により、信号FLD(=Y0(T))を生成する。そして、信号FLD(=Y0(T))が、パイロット除去部133、フィルタ特性制御部134及び再生処理ユニット140へ送られる(図4参照)。
Upon receiving the signal GCD (= X 0 (T)), the
信号FLD(=Y0(T))を受けたパイロット除去部133は、その時点(すなわち、時刻T)におけるY0(T)〜YN-1(T)と、予め固定的に定められたタップ係数W0〜WN-1とに基づいて、上述した(4)式を用いた算出により、信号FLD(=Y0(T))からパイロット成分が除去された信号PRD(=Y’(T))を生成する。そして、信号PRD(=Y’(T))が、フィルタ特性制御部134へ送られる(図5参照)。
The
フィルタ特性制御部134では、上述のように、包絡線検波部241が、信号FLD(=Y0(T))を受ける。そして、信号FLD(=Y0(T))を受けた包絡線検波部241は、上述した(5)式を用いた算出により包絡線検波を行って、信号YENV(T)を生成し、誤差算出部242へ送る(図7参照)。
In the filter
信号YENV(T)を受けた誤差算出部242は、上述した(6)式を用いた算出を行うことにより、誤差算出を行う。この誤差算出の結果は、信号ERR(T)として、係数更新部244へ送られる(図7参照)。
The
係数更新部244は、上記のように、AGC部131からの信号GCD(=X0(T))と、パイロット除去部133からの信号PRD(=Y’(T))と、誤差算出部242からの信号ERR(T)とを受ける。この係数更新部244では、上述のようにして、遅延部247が、信号Y’(T)に基づいて、信号Y’(T−τ)を生成するとともに、遅延部2481〜248Mが、信号X0(T)に基づいて、信号X1(T)〜XM(T)を生成する(図8参照)。そして、個別係数算出部249m(m=0〜M−1)のそれぞれが、信号Xm(T),Xm(T−τ)(=Xm+1(T)),Y’(T),Y’(T−τ),ERR(T)及び定数αに基づいて、上述した(8)式及び(9)式の算出を行って、新たなタップ係数Km(T+τ)を算出する。こうして算出された新たなタップ係数K0(T+τ)〜KM-1(T+τ)が、係数指定CEFとして、デジタルフィルタ部132へ供給されることにより、デジタルフィルタ部132における係数倍器232mに供給されるタップ係数が更新される(図4参照)。
As described above, the
かかる更新が繰り返されるCMA方式による適応制御が行われることにより、フィルタ装置130からは、信号ERR(T)におけるパイロット除去信号である信号Y’(T)に対応する部分が最小とされた信号FLDが出力されることになる。このため、選択された物理チャンネルの放送波のパイロット強調歪みの発生の有無にかかわらず、当該放送波における音声成分が適切な振幅で抽出される。したがって、パイロット強調歪みが発生し、その後に、当該パイロット強調歪みが解消した場合であっても、音切れの発生が防止される。
By performing adaptive control by the CMA method in which such updating is repeated, the signal FLD from the
さて、フィルタ装置130から信号FLDを受けた再生処理ユニット140では、検波部141が信号FLDに対して検波処理を施した後に、検波結果に対して、ステレオ復調部142がステレオ復調処理を施す。この結果が、信号DMDとして、アナログ処理ユニット150へ送られる(図9参照)。
Now, in the
再生処理ユニット140からの信号DMDを受けたアナログ処理ユニット150では、まず、DA変換部151が、信号DMDをアナログ信号ACSに変換する。引き続き、音量調整部152が、制御ユニット190からの音量調整指令VLCに従って、アナログ信号ACSに対して音量調整処理を施し、アナログ信号VCSとして、パワー増幅部153へ送る(図10参照)。
In the
アナログ信号VCSを受けたパワー増幅部153は、アナログ信号VCSをパワー増幅して、出力音声信号AOSを生成し、スピーカユニット160へ送る(図10参照)。そして、スピーカユニット160が、アナログ処理ユニット150からの出力音声信号AOSに従って、音声を再生出力する。
Upon receiving the analog signal VCS, the
以上説明したように、本実施形態では、マルチパス歪みの除去を、CMA方式を利用した適応制御を行うフィルタ装置130を用いて行う。そして、本実施形態では、この適応制御におけるデジタルフィルタのタップ係数の算出に際して、デジタルフィルタの出力信号Y(T)に代えて、当該出力信号からパイロット成分を除去したパイロット除去信号Y’(T)を使用する。この結果、デジタルフィルタのタップ係数は、誤差ERR(T)におけるパイロット除去信号Y’(T)に対応する部分が最小となるように決定される。
As described above, in the present embodiment, multipath distortion is removed using the
したがって、本実施形態によれば、マルチパス歪みを有効に除去しつつ、パイロット強調歪みの発生に伴う音切れを有効に防止することができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to effectively prevent sound interruption caused by the occurrence of pilot enhancement distortion while effectively removing multipath distortion.
[実施形態の変形]
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
[Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
例えば、上記の実施形態では、包絡線検波に際しては、デジタルフィルタ部132の出力信号の包絡線を求めるようにし、包絡線と基準値との誤差を参照して、デジタルフィルタ部132用のタップ係数を算出するようにした。これに対し、上記の実施形態におけるフィルタ特性制御部134に代えて、図11に示される構成のフィルタ特性制御部134Bを採用し、包絡線検波に際しても、パイロット除去信号Y’(T)の包絡線を求めるようにしてもよい。この場合には、デジタルフィルタのタップ係数は、パイロット除去信号Y’(T)の基準値に対する誤差ERR(T)が最小となるように決定される。
For example, in the above-described embodiment, when detecting the envelope, the envelope of the output signal of the
かかるフィルタ特性制御部134Bを採用した場合にも、上記の実施形態の場合と同様に、マルチパス歪みを有効に除去しつつ、パイロット強調歪みの発生に伴う音切れを有効に防止することができる。
Even when such a filter
また、上記の実施形態では、デジタルフィルタ部132及びパイロット除去部133をFIRフィルタとして構成したが、これらのうちの少なくとも一方を、出力信号を入力信号と加算するIIR(Infinite Impulse Response)フィルタとして構成することもできる。
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、中間周波数の帯域を特に明示しなかったが、ベースバンド帯域を含め、任意の周波数帯域を中間周波数の帯域とすることできる。 In the above-described embodiment, the intermediate frequency band is not particularly specified. However, any frequency band including the baseband band can be used as the intermediate frequency band.
また、上記の実施形態では、1アンテナ及び1RF処理ユニットの構成の場合に、本発明を適用したが、いわゆる合成ダイバシチ方式を採用する複数アンテナ及び複数RF処理ユニットの構成の場合にも、本発明を適用することができる。この場合には、複数のRF処理ユニットごとにデジタルフィルタ部を設け、各デジタルフィルタ部からの出力信号の和と、上記の実施形態における信号Y(T)として利用するようにすればよい。 In the above embodiment, the present invention is applied to the configuration of one antenna and one RF processing unit. However, the present invention is also applied to the configuration of a plurality of antennas and a plurality of RF processing units employing a so-called synthetic diversity method. Can be applied. In this case, a digital filter unit may be provided for each of the plurality of RF processing units, and the sum of the output signals from each digital filter unit and the signal Y (T) in the above embodiment may be used.
また、上記の実施形態では、タップ係数Km(T+τ)を(8)及び(9)式により算出したが、従来例1の場合と同様に、以下の(10)〜(13)式により算出するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the tap coefficient K m (T + τ) is calculated by the equations (8) and (9). However, as in the case of the conventional example 1, it is calculated by the following equations (10) to (13). You may make it do.
Km(T+τ)=Km(T)−α(T)・ERR(T)・Rm(T) …(10)
Pm(T)=Xm(T)・Y(T)+Xm(T−τ)・Y(T―τ) …(11)
Rm(T)=SIGN{Pm(T)}・|Pm(T)|1/2 …(12)
但し、
SIGN{Pm(T)}=[1(Pm(T)>0),
0(Pm(T)=0),
−1(Pm(T)<0)] …(13)
K m (T + τ) = K m (T) −α (T) · ERR (T) · R m (T) (10)
Pm (T) = Xm (T) .Y (T) + Xm (T-.tau.). Y (T-.tau.) (11)
R m (T) = SIGN {P m (T)} · | P m (T) | 1/2 (12)
However,
SIGN {P m (T)} = [1 (P m (T)> 0),
0 (P m (T) = 0),
−1 (P m (T) <0)] (13)
また、上記の実施形態では、誤差ERR(T)算出を(6)式により算出したが、従来例2の場合と同様に、以下の(14)及び(15)式により算出するようにしてもよい。 In the above embodiment, the error ERR (T) is calculated by the equation (6). However, as in the case of the conventional example 2, it may be calculated by the following equations (14) and (15). Good.
ERR(T)=YENV(T)−XENV(T) …(14)
XENV(T)=[X0(T)]2+[X0(T−τ)]2 …(15)
ERR (T) = Y ENV (T) −X ENV (T) (14)
X ENV (T) = [X 0 (T)] 2 + [X 0 (T−τ)] 2 (15)
また、上記の実施形態では、誤差ERR(T)算出を(6)式により算出し、係数更新部244へ供給するようにしたが、従来例3の場合と同様に、(6)式における基準値YTH代えて、AGC部131からの出力される信号GCDの包絡線の検波結果を平滑化した信号を基準信号として、デジタルフィルタ部132からの出力信号Y(t)と、当該基準信号との差を誤差として採用することもできる。この場合には、当該誤差の直流成分を監視し、当該直流成分の値が所定値よりも大きくなった場合には、当該誤差の大きさを抑制した補正誤差が、係数更新部244へ供給される。
In the above embodiment, the error ERR (T) calculation is calculated by the equation (6) and supplied to the
なお、上記の実施形態におけるフィルタ装置130、再生処理ユニット140及び制御ユニット190を、中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)等を備えた演算手段としてのコンピュータとして構成し、予め用意されたプログラムを当該コンピュータで実行することにより、上記の実施形態における処理の一部又は全部を実行するようにしてもよい。このプログラムはハードディスク、CD−ROM、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、当該コンピュータによって記録媒体から読み出されて実行される。また、このプログラムは、CD−ROM、DVD等の可搬型記録媒体に記録された形態で取得されるようにしてもよいし、インターネットなどのネットワークを介した配信の形態で取得されるようにしてもよい。
In addition, the
100 … 受信装置
120 … RF処理ユニット(チューナ手段)
130 … フィルタ装置
132 … デジタルフィルタ部(フィルタリング手段)
133 … パイロット除去部(パイロット除去手段)
134,134B … フィルタ特性制御部(制御手段)
242 … 誤差算出部(誤差算出手段)
244 … 係数更新部(係数更新手段)
DESCRIPTION OF
130: Filter device 132: Digital filter unit (filtering means)
133 ... Pilot removal part (pilot removal means)
134, 134B ... Filter characteristic control unit (control means)
242 ... Error calculation section (error calculation means)
244 ... Coefficient updating unit (coefficient updating means)
Claims (9)
前記フィルタリング手段を介した信号からパイロット信号成分を除去したパイロット除去信号を生成するパイロット除去手段と;
前記パイロット除去信号を参照して、前記フィルタリング手段の前記歪み成分の除去特性を制御する制御手段と;
を備えることを特徴とするフィルタ装置。 Filtering means for removing multipath distortion components in the input signal including the FM signal;
Pilot removal means for generating a pilot removal signal obtained by removing a pilot signal component from the signal passed through the filtering means;
Control means for controlling the distortion component removal characteristics of the filtering means with reference to the pilot removal signal;
A filter device comprising:
前記制御手段は、
前記デジタルフィルタからの出力信号の振幅値と基準値との誤差を算出する誤差算出手段と;
前記算出された誤差と前記パイロット除去信号とを受け、前記誤差において前記パイロット除去信号に対応する部分が最小となる前記デジタルフィルタのフィルタ特性を予測演算し、前記予測演算の結果に基づいて、前記デジタルフィルタの各タップ係数を更新する係数更新手段と;を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のフィルタ装置。 The filtering means includes a digital filter,
The control means includes
Error calculating means for calculating an error between an amplitude value of an output signal from the digital filter and a reference value;
Receiving the calculated error and the pilot removal signal, predicting a filter characteristic of the digital filter that minimizes a portion corresponding to the pilot removal signal in the error, and based on a result of the prediction calculation, Coefficient updating means for updating each tap coefficient of the digital filter;
The filter device according to claim 1.
前記制御手段は、
前記パイロット除去信号の振幅値と基準値との誤差を算出する誤差算出手段と;
前記算出された誤差と前記パイロット除去信号とを受け、前記誤差が最小となる前記デジタルフィルタのフィルタ特性を予測演算し、前記予測演算の結果に基づいて、前記デジタルフィルタの各タップ係数を更新する係数更新手段と;を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のフィルタ装置。 The filtering means includes a digital filter,
The control means includes
Error calculating means for calculating an error between an amplitude value of the pilot removal signal and a reference value;
Receiving the calculated error and the pilot removal signal, predicting the filter characteristic of the digital filter that minimizes the error, and updating each tap coefficient of the digital filter based on the prediction calculation result A coefficient update means;
The filter device according to claim 1.
受信信号から、FM信号を含む指定物理チャンネルの周波数帯の信号の周波数変換を行って、前記フィルタ装置に入力させるチューナ手段と;
を備えることを特徴とする受信装置。 A filter device according to any one of claims 1 to 3;
Tuner means for performing frequency conversion of a signal in a frequency band of a designated physical channel including an FM signal from a received signal and inputting the signal to the filter device;
A receiving apparatus comprising:
前記フィルタリング手段を介した信号からパイロット信号成分を除去したパイロット除去信号を生成するパイロット除去工程と;
前記パイロット除去信号を参照して、前記フィルタリング手段の前記歪み成分の除去特性を制御しつつ、前記入力信号に含まれるマルチパスによる歪み成分を除去するフィルタリング工程と;
を備えることを特徴とする信号処理方法。 A signal processing method used in a filter device including filtering means for removing distortion components due to multipath in an input signal including an FM signal,
A pilot removal step of generating a pilot removal signal obtained by removing a pilot signal component from the signal via the filtering means;
A filtering step for removing distortion components due to multipath included in the input signal while controlling the distortion component removal characteristics of the filtering means with reference to the pilot removal signal;
A signal processing method comprising:
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