JP2010252249A

JP2010252249A - 受信装置及びノイズ除去方法

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Publication number: JP2010252249A
Application number: JP2009101993A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Chinda; 武志珍田; Hidenori Aihara; 秀法合原
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2010-11-04

Abstract

【課題】受信した放送信号含まれるインパルスノイズの除去に要する処理時間及び回路規模の増大を抑制可能な受信装置及びノイズ除去方法を提供する。
【解決手段】受信した放送信号から、当該放送信号に含まれるインパルスノイズの複製信号を生成するインパルスノイズレプリカ信号生成部と、放送信号からインパルスノイズレプリカ信号を減算して、インパルスノイズを除去するノイズ除去部とを備え、インパルスノイズレプリカ信号生成部は、インパルスノイズを含むノイズレプリカ信号のサンプル点のうち、振幅値が閾値を越えるサンプルの振幅値と時刻とから、インパルスノイズの最大振幅値と中心時刻とを推定して、これら最大振幅値と中心時刻とに基づいて、閾値以下のサンプル点により形成されるインパルスノイズの波形を推定し、インパルスノイズレプリカ信号を生成する。
【選択図】図７

Description

本発明は、受信装置及びノイズ除去方法に関するものであり、特に、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）により変調された放送信号に混入したインパルスノイズの影響を低減する受信装置及びノイズ除去方法に関するものである。

従来、ディジタルテレビ放送等で使用される信号変調方式として、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が知られている。ＯＦＤＭは、互いに直交する複数のキャリア（搬送波）を用いて、複数のデータを並列的に送信することにより通信効率を向上させた信号変調方式である。

ＯＦＤＭを用いてデータを送信する送信局では、送信するデータ列を複素平面にマッピングして、複素平面の横軸を実数部、縦軸を虚数部としてＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換：Inverse Fast Fourier Transform）を行い、ＩＦＦＴしたデータをＤ／Ａ（ディジタル／アナログ）変換し、それぞれ直交する複数のキャリアに割当てた放送信号を送信する。

この放送信号を受信する受信装置は、受信した放送信号をＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換した後、ＦＦＴ（高速フーリエ変換：Fast Fourier Transform）して復調し、逆マッピングを行うことによってデータを再生する。

このような受信装置により受信する放送信号には、その伝送経路においてしばしばガウスノイズやインパルスノイズ等のノイズが混入する場合がある。放送信号にノイズが混入していた場合、受信した放送信号を復調して再生したデータの品質が劣化する。

特に、インパルスノイズは、非常に広帯域であるため、ＯＦＤＭ変調された放送信号を復調した際に、全てのキャリアに影響を及ぼす。さらに、インパルスノイズの振幅が大きい場合には、放送信号の誤り率特性が大きく劣化する。

ＯＦＤＭ変調された放送信号に混入したインパルスノイズの影響を低減する方法として、受信した放送信号（以下、「受信信号」という。）と、受信信号の伝送路特性を補正することにより再現した放送信号（以下、「再現信号」という。）とから、予想されるノイズ信号（以下、「ノイズレプリカ信号」という。）を生成し、ノイズレプリカ信号のサンプル点のうち所定の閾値を超えたサンプル点に対応する受信信号のサンプル点を、対応する再現信号のサンプル点に入れ替えることによって、インパルスノイズの影響を低減する方法が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。

図１は、従来のノイズレプリカ信号を示す説明図である。この方法では、図１に示すように、ノイズレプリカ信号の各サンプル点と、閾値とを比較し、閾値以上のサンプル点が検出された時刻ｔ１と時刻ｔ２との間にインパルスノイズが混入していると判定する。

そして、受信信号の時刻ｔ１と時刻ｔ２における各サンプル点を再現信号の時刻ｔ１と時刻ｔ２におけるサンプル点に入れ替えることにより、インパルスノイズの影響を低減する。この場合、時刻ｔ１で立ち上がり、時刻ｔ２で立ち下がることが予想されるインパルスノイズ（インパルスノイズレプリカ信号）Ｓ０が推定されていることとなる。

しかし、実際のインパルスノイズは、図１に示すように、時刻ｔ１から閾値まで垂直に立ち上がり、閾値から時刻ｔ２で垂直に立ち下がるものではないため、上記した方法だけでは、時刻ｔ１〜ｔ２の前後の時刻において、インパルスノイズが混入している時刻を精度よく検出することができない。

予め設定する閾値を図１に示す閾値よりも低く設定すれば、時刻ｔ１〜ｔ２の前後の時刻におけるインパルスノイズの混入時刻を精度よく検出することはできるが、閾値が小さすぎた場合、インパルスノイズが混入していないサンプル点をインパルスノイズが混入しているサンプル点として誤判定するおそれがある。一方、予め設定する閾値が大きすぎた場合には、比較的振幅の小さなインパルスノイズを検出することができないおそれがある。

そのため、この方法では、ノイズレプリカ信号のサンプル点と比較する閾値の設定を変更しながら、インパルスノイズが混入している時間帯を複数回判定することによって、インパルスノイズが混入しているサンプル点の判定精度を向上させていた。

ITE Technical Vol,32,No.33,PP.13〜16 BCT2008-62(Jul.2008)

しかしながら、上記非特許文献１に記載の方法では、インパルスノイズ（インパルスノイズレプリカ信号）の推定精度が不十分であったため、インパルスノイズが混入しているサンプル点の判定精度を向上させるために、閾値を変更しながらサンプル点の判定処理を繰り返し実行する必要があり、受信装置の回路規模や製造コスト、処理時間が増大するおそれがあった。

また、複数回設定変更する閾値の値や、閾値を上下させる変更量は経験則に頼る部分が大きいため、安定して精度よくインパルスノイズが混入しているサンプル点を判定するためには、必然的にサンプル点の判定処理工程数が増大する可能性が高い。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、受信した放送信号に混入しているインパルスノイズの影響を低減するための処理時間及び回路規模が増大することを抑制可能な受信装置及びノイズ除去方法を提供することを目的とする。

本発明では、直交周波数分割多重方式で変調された放送信号を受信して、受信した前記放送信号の伝送路特性に基づいて、送信時の前記放送信号を再現した再現信号を生成する再現信号生成部と、受信した放送信号から前記再現信号を減算処理することにより、前記受信した放送信号に含まれるノイズの複製信号であるノイズレプリカ信号を生成するノイズレプリカ信号生成部と、前記ノイズレプリカ信号から前記受信した放送信号に含まれるインパルスノイズの複製信号であるインパルスノイズレプリカ信号を生成するインパルスノイズレプリカ信号生成部と、前記受信した放送信号から前記インパルスノイズレプリカ信号を減算処理することにより、前記受信した放送信号から前記インパルスノイズを除去するインパルスノイズ除去部とを備え、前記インパルスノイズレプリカ信号生成部は、前記ノイズレプリカ信号を構成する各サンプル点のうち、振幅値が所定の閾値を越えるサンプル点をノイズサンプル点として検出する閾値比較判定部と、各前記ノイズサンプル点に対応する振幅値と時刻とから、前記インパルスノイズの最大振幅値と前記最大振幅値に対応する中心時刻とを推定する中心時刻ピーク値推定部と、前記最大振幅値と前記最大振幅値に対応する時刻とに基づいて、前記ノイズレプリカ信号を構成する各サンプル点のうち、前記所定の閾値以下のサンプル点により形成されるインパルスノイズの波形を推定して、前記インパルスノイズレプリカ信号を生成するインパルスノイズレプリカ信号生成処理部とを有する受信装置及び同装置によるノイズ除去方法を提供することとした。

本発明によれば、ノイズレプリカ信号を構成する各サンプル点のうち、振幅値が所定の閾値を越えるサンプル点をノイズサンプル点として検出し、各ノイズサンプル点に対応する振幅値と時刻とから、インパルスノイズの最大振幅値と最大振幅値に対応する中心時刻とを推定して、これら最大振幅値と中心時刻とに基づいて、ノイズレプリカ信号を構成する各サンプル点のうち、所定の閾値以下のサンプル点により形成されるインパルスノイズの波形を推定して、インパルスノイズレプリカ信号を生成するため、インパルスノイズが混入しているサンプル点の判定精度を向上させるために、閾値を変更しながらサンプル点の判定処理を繰り返し実行する必要がなくなり、インパルスノイズが混入しているサンプル点の判定処理回数を低減することができるので、受信した放送信号に混入しているインパルスノイズの影響を低減するための処理時間及び回路規模が増大することを抑制することができる。

図１は、従来のノイズレプリカ信号を示す説明図である。図２は、本実施形態に係る受信装置により受信される放送信号波形の一例を示す説明図である。図３は、本実施形態に係る受信装置により、受信信号から伝送路特性に起因した波形の歪みを排除して放送信号の波形を再現するまでの手順を示す説明図である。図４は、本実施形態に係る受信装置により、ノイズレプリカ信号を生成する手順を示す説明図である。図５は、本実施形態に係る受信装置により、インパルスノイズレプリカ信号を生成する手順を示す説明図である。図６は、本実施形態に係る受信装置により、受信信号からインパルスノイズの除去を行う手順を示す説明図である。図７は、本実施形態に係る受信装置の構成を示す機能ブロック図である。図８は、本実施形態に係る受信装置で実行される処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る受信装置及びノイズ除去方法の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。本実施形態では、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重方式）で変調されたディジタルテレビ放送信号（以下、「放送信号」という。）を受信する受信装置及び、同装置により受信した放送信号からインパルスノイズを除去するノイズ除去方法に対して本発明を適用した場合について説明する。

まず、本実施形態に係るノイズ除去方法について、図２〜６を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る受信装置１により受信される放送信号波形の一例を示す説明図である。

図２に示すように、受信装置１は、所定の放送局１００によりＯＦＤＭ変調されて送信されたディジタルテレビ方法信号（以下、「放送信号Ｓ１」という。）を受信する装置である。

本実施形態では、受信装置１が受信する放送信号（以下、「受信信号Ｓ３」という。）にインパルスノイズＳ２が混入していた場合に、その受信信号Ｓ３からインパルスノイズＳ２を除去するノイズ除去方法を例に挙げて説明する。

図２に示すように、伝送中の放送信号Ｓ１にインパルスノイズＳ２が混入すると、受信信号Ｓ３は、インパルスノイズＳ２の影響を受けて、インパルスノイズＳ２が発生した時間帯に対応する部分の波形が放送局１００から送信された時点の放送信号Ｓ１の波形と異なる波形になる。

本実施形態に係る受信装置１では、この受信信号Ｓ３からインパルスノイズＳ２の成分を推定して除去することにより、受信信号Ｓ３の波形を放送信号Ｓ１の波形に近付けて復元する。

受信装置１は、受信信号Ｓ３を受信すると、その受信信号Ｓ３から伝送路特性に起因した波形の歪みを排除して放送信号Ｓ１の波形を再現する。図３は、本実施形態に係る受信装置１により、受信信号Ｓ３から伝送路特性に起因した波形の歪みを排除して放送信号Ｓ１の波形を再現するまでの手順を示す説明図である。

図３に示すように、受信装置１は、受信信号Ｓ３を受信すると、時間領域の信号である受信信号Ｓ３を高速フーリエ変換することによって、周波数領域におけるシンボル（信号点）からなる放送信号に変換する。

周波数領域の放送信号に変換された各シンボルは、横軸を実数Ｉ、縦軸を虚数Ｑとした複素平面に配置される。この状態では、受信信号Ｓ３が伝送路特性による影響を受けているため、各シンボルは、２次元の複素平面上に不規則に配列されている。

次に、受信装置１は、周波数領域の放送信号に含まれているＳＰ（Scattered Pilot）シンボルを用いて受信信号Ｓ３の伝送路推定値Ｈを算出し、その伝送路推定値Ｈで周波数領域の放送信号を除算することにより、受信信号Ｓ３に対してＳＰ等化処理を行う。

そして、受信装置１は、２次元の複素平面である周波数領域上に配置された各シンボルを仮判定して、放送信号Ｓ１がＯＦＤＭ変調された際に用いられた信号点配置図の配置に収束させることにより伝送路特性の補正を行う。

その後、受信装置１は、周波数領域における補正後の放送信号を逆高速フーリエ変換して、周波数領域の放送信号を再度時間領域の放送信号に変換することにより、伝送路特性に起因した波形の歪みを排除した波形を再現した放送信号（以下、「再現信号Ｓ４」という。）を生成する。なお、この再現信号Ｓ４には、依然としてインパルスノイズＳ２の信号成分が含まれている。

次に、受信装置１は、再現信号Ｓ４を用いて、受信信号Ｓ３に含まれているノイズの複製信号であるノイズレプリカ信号Ｓ５（図４参照）を生成する。図４は、本実施形態に係る受信装置１により、ノイズレプリカ信号Ｓ５を生成する手順を示す説明図である。

図４に示すように、受信装置１は、受信信号Ｓ３から再現信号Ｓ４を除算処理することによって、受信信号Ｓ３に含まれるノイズを推定したノイズレプリカ信号Ｓ５を生成する。

このノイズレプリカ信号Ｓ５において、時間軸Ｔの中心時刻付近で振幅が局所的に大きくなっている部分がインパルスノイズＳ２に対応すると予想される波形部分であるが、その前後に存在する波形は、インパルスノイズＳ２の影響による波形か否かが不明確な信号成分である。

そのため、受信装置１では、このノイズレプリカ信号Ｓ５からインパルスノイズＳ２の複製信号であるインパルスノイズレプリカ信号Ｓ６（図５参照）を生成する。図５は、本実施形態に係る受信装置１により、インパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を生成する手順を示す説明図である。

インパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を生成する際、受信装置１は、図５（ａ）に示すように、ノイズレプリカ信号Ｓ５と所定の閾値とを比較する処理を行う。なお、図４及び図５（ａ）では、ノイズレプリカ信号Ｓ５を実線により示しているが、このノイズレプリカ信号Ｓ５は、実際には、その信号を示す実線にそって存在する複数のサンプル点（信号点）により構成されている。

ここで、ノイズレプリカ信号Ｓ５と比較する所定の閾値としては、たとえば、予めテスト用に生成した理想的なインパルスノイズと理想的なガウスノイズとを付加した受信信号Ｓ３を生成し、その受信信号Ｓ３に基づいて受信装置１で生成したノイズレプリカ信号Ｓ５の振幅値を検証し、理想的なガウスノイズの最大振幅値よりも大きく、理想的なインパルスノイズの最大振幅値よりも小さな振幅値を用いることができる。

図５（ｂ）は、図５（ａ）中に示す破線領域を拡大したものである。図５（ｂ）に示すように、この受信装置１は、ノイズレプリカ信号Ｓ５を構成する各サンプル点のうち、そのサンプル点に対応する振幅が所定の閾値を超えるサンプル点をノイズサンプル点として検出する。

特に、本実施形態の受信装置１では、ノイズサンプル点が検出された時間帯を単純にインパルスノイズＳ２の発生時間帯として推定するのではなく、ノイズサンプル点に対応する振幅値と時刻とから、インパルスノイズＳ２の最大振幅値と、その最大振幅値とに対応する時刻とを推定し、ノイズレプリカ信号を構成する各サンプル点のうち、前記所定の閾値以下のサンプル点により形成されるインパルスノイズＳ２の波形を推定して、インパルスノイズレプリカ信号を生成する。

具体的には、受信装置１は、検出したノイズサンプル点に対応する時刻（そのサンプル点が受信された時刻）と、それらの各ノイズサンプル点に対応するノイズレプリカ信号の振幅値とから、インパルスノイズＳ２の最大振幅値（以下、「ピーク値」という。）を推定すると共に、そのピーク値に対応する時刻（以下、「ピーク時刻」という。）をインパルスノイズＳ２が混入した時間帯の中心時刻として推測する。

このとき、受信装置１は、たとえば、インパルスノイズＳ２の振幅の時間変化がなだらかであることを考慮して、各サンプル点における振幅値の時間変化を時間方向に補完処理することによって、インパルスノイズＳ２のピーク値と、そのピーク値に対応する時間軸Ｔにおけるピーク時刻とを推定する。

そして、受信装置１は、推定したピーク時刻にピーク値をとる理想インパルスを所定の周波数帯域のバンドパスフィルタにより濾波した場合に得られる信号をインパルスノイズレプリカ信号として生成する。なお、バンドパスフィルタに設定する所定の帯域幅としては、たとえば、放送局１００が放送信号Ｓ１を送信するキャリア（搬送波周波数）のバンド幅に設定する。

ここで、例えば、理想インパルスを帯域幅Ｎｆ_０の理想帯域フィルタに通した後の信号のベースバンド表現は、以下に示す数１により表現することができる。

そして、受信装置１は、所定帯域幅をＮｆ_０、ピーク値をＡ、ピーク時刻をｔ_０とした場合に、時刻ｔにおける振幅値が上記数１により得られる信号をインパルスノイズレプリカ信号として生成する。つまり、受信装置１は、上記数１中のＡに推定したインパルスノイズＳ２のピーク値を代入し、数１中のｔ_０に推定したインパルスノイズレプリカ信号のピーク時刻を代入することにより、図５（ｃ）に示すインパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を生成する。

その後、受信装置１は、生成したインパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を用いて、受信信号Ｓ３からインパルスノイズＳ２の除去を行う。図６は、本実施形態に係る受信装置１により、受信信号Ｓ３からインパルスノイズＳ２の除去を行う手順を示す説明図である。

図６に示すように、受信装置１は、受信信号Ｓ３から数１により生成したインパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を減算処理することによって、受信信号Ｓ３からインパルスノイズＳ２を除去した信号（以下、「復元信号Ｓ７」という。）を生成する。

このように、本実施形態の受信装置１では、ノイズレプリカ信号を構成するサンプル点のうち、ノイズレプリカ信号の振幅値が所定の閾値を超えるノイズサンプル点を検出し、そのノイズサンプル点に対応する振幅と時刻とからインパルスノイズＳ２のピーク値とピーク時刻とを推定し、推定したピーク値とピーク時刻とを上記数１に代入することによって、インパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を生成する。

そのため、この受信装置１によれば、図５（ｃ）に示したように、推定したピーク値を頂点として、略二等辺三角形状に裾野を広げたインパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を生成することができる。

このインパルスノイズレプリカ信号Ｓ６の立ち上がり角度、及び、立下り角度は、推定したピーク時刻に、推定したピーク値をとる理想インパルスを、放送信号Ｓ１の周波数帯域を選択的に通過させるバンドパスフィルタにより濾波した結果得られる波形の立ち上がり角度、及び、立下り角度であるため、受信信号Ｓ３に含まれるインパルスノイズＳ２の立ち上がり角度、及び、立下り角度と非常に近いことが予想される。

つまり、本実施形態の受信装置１では、ノイズレプリカ信号Ｓ５を構成する複数のサンプル点の中で、振幅値が所定の閾値を超え、明らかにインパルスノイズＳ２に対応することが予想されるノイズサンプル点により構成される部分のインパルスノイズＳ２の波形を再現すると共に、各ノイズサンプル点の振幅及び時刻からインパルスノイズＳ２に対応するか否かが不明確な振幅値が閾値以下のサンプル点から構成されるインパルスノイズＳ２の波形を予想して再現することができる。

そのため、この受信装置１によれば、振幅値が所定の閾値以下のサンプル点がインパルスノイズＳ２に起因するものか否かを判定するために、ノイズレプリカ信号のサンプル点と比較する閾値を複数回変更しながら複数回インパルスノイズＳ２の除去処理を行う必要がない。

その結果、本実施形態の受信装置１は、インパルスノイズＳ２の除去処理に含まれる高速フーリエ変換や逆フーリエ変換の回数を低減（最低１回ずつに）することができるようになるため、インパルスノイズＳ２の除去処理に要する処理時間、処理回路の回路規模、当該受信装置１の製造コストを低減させることができる。

次に、本実施形態に係る受信装置１の構成について、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る受信装置１の構成を示す機能ブロック図である。なお、図７では、本実施形態に係る受信装置１の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な放送信号を受信する受信装置が有する構成要素についての記載を一部省略している。

図７に示すように、本実施形態に係る受信装置１は、再現信号生成部２と、ノイズレプリカ信号生成部３と、インパルスノイズレプリカ信号生成部４と、インパルスノイズ除去部５と、遅延部６と、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部７とを備えている。

再現信号生成部２は、放送局１００から送信されるＯＦＤＭで変調された放送信号Ｓ１を受信して、受信した受信信号Ｓ３の伝送路特定に基づいて、放送局１００による送信時の放送信号Ｓ１の波形に近い波形を再現した再現信号Ｓ４を生成する処理部である。

この再現信号生成部２は、ＦＦＴ部２１と、ＳＰ（Scattered Pilot）等化部２２と、デマップ部２３と、乗算部２４と、ＩＦＦＴ（Inverse Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部２５とを備えている。

ＦＦＴ部２１は、アンテナ（図示略）により受信された時間領域における受信信号Ｓ３を高速フーリエ変換することにより、周波数領域におけるシンボルからなる放送信号に変換してＳＰ等化部２２へ出力する処理部である。なお、ここで、アンテナにより受信された受信信号Ｓ３には、インパルスノイズＳ２等が混入しているものとする。

ＳＰ等化部２２は、周波数領域におけるシンボルに変換された放送信号に含まれるＳＰシンボルを用いて受信信号Ｓ３の伝送路推定値Ｈを算出し、その伝送路推定値ＨでＦＦＴ部２１から入力される周波数領域の放送信号を複素除算することにより、放送信号に対してＳＰ等化処理を行ってデマップ部２３へ出力する処理部である。また、このＳＰ等化部２２は、算出した伝送路推定値Ｈを後段の乗算部２４へ出力する。

デマップ部２３は、２次元の複素平面である周波数領域上に配置された各シンボルを受信信号Ｓ３がＯＦＤＭ変調された際に用いられた信号点の配置に収束させることにより伝送路特性の補正を行い、補正後の周波数領域における放送信号を乗算部２４へ出力する処理部である。

乗算部２４は、デマップ部２３から入力された伝送路特性と、ＳＰ等化部２２から入力される伝送路推定値Ｈとを乗算して、ＩＦＦＴ部２５へ出力する処理部である。

ＩＦＦＴ部２５は、乗算部２４から入力される周波数領域の放送信号を逆高速フーリエ変換することにより、再度時間領域における再現信号Ｓ４に変換してノイズレプリカ生成部３へ出力する処理部である。なお、この再現信号Ｓ４は、伝送路特性による影響は排除されているが、伝送中に混入したインパルスノイズＳ２等は依然含まれた状態である。

ノイズレプリカ信号生成部３は、加算器３１を備えており、遅延部６から入力される受信信号Ｓ３から、再現信号生成部２から入力される再現信号Ｓ４を減算処理することによってノイズレプリカ信号Ｓ５を生成し、インパルスノイズレプリカ信号生成部４へ出力する処理部である。なお、ノイズレプリカ信号生成部３に入力される受信信号Ｓ３は、再現信号Ｓ４と位相同期するように、遅延部６により位相遅延処理が施されている。

インパルスノイズレプリカ信号生成部４は、閾値比較判定部４１と、中心時刻ピーク値推定部４２と、インパルスノイズレプリカ信号生成処理部４３とを備えている。

閾値比較判定部４１は、ノイズレプリカ生成部３から入力されるノイズレプリカ信号Ｓ５を構成する各サンプル点のうち、振幅値が所定の閾値を越えるサンプル点をノイズサンプル点として検出して、各ノイズサンプル点に対応するノイズレプリカ信号Ｓ５の振幅値と、各ノイズサンプル点の検出時刻に関する情報を中心時刻ピーク値推定部４２へ出力する処理部である。

中心時刻ピーク値推定部４２は、閾値比較判定部４１から入力される各ノイズサンプル点の振幅及び検出時刻を示す情報に基づいて、受信信号Ｓ３に混入したインパルスノイズＳ２のピーク値とピーク時刻とを推定し、その推定結果をインパルスノイズレプリカ信号生成処理部４３へ出力する処理部である。

インパルスノイズレプリカ信号生成処理部４３は、中心時刻ピーク値推定部４２から入力されるインパルスノイズＳ２のピーク値の推定値をＡとし、ピーク時刻の推定値をｔ_０として上述の数１に代入することによって、インパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を生成して、インパルスノイズ除去部５へ出力する処理部である。

インパルスノイズ除去部５は、加算器５１を備えており、遅延部６から入力される受信信号Ｓ３から、インパルスノイズレプリカ信号生成部４から入力されるインパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を減算処理することによって、インパルスノイズＳ２を除去した復元信号Ｓ７を生成し、ＦＦＴ部７へ出力する。

ＦＦＴ部７は、インパルスノイズレプリカ信号生成部４から入力される時間領域の復元信号Ｓ７を高速フーリエ変換することによって、周波数領域の復元信号に変換して後段の処理部へ出力する処理部である。

ＦＦＴ部７から出力された復元信号Ｓ７は、一般的な受信装置と同様に、伝送路推定処理、等化処理、誤り訂正処理等が施されて復調され、所定の表示装置によりディジタルテレビ放送画像として表示される。

なお、図７には、受信装置１の機能的な構成を示したが、この受信装置１は、物理的にはＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）とを有する情報処理装置を備えており、ＣＰＵがＲＯＭから所定の信号受信プログラムを読出し、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより、上記した再現信号生成部２、ノイズレプリカ信号生成部３、インパルスノイズレプリカ信号生成部４、インパルス除去部５等として機能する。

次に、受信装置１が備えるＣＰＵが実行する処理について、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る受信装置１で実行される処理を示すフローチャートである。なお、ここでは、受信信号Ｓ３からインパルスノイズＳ２を除去するために実行される処理について説明することとし、それ以外の処理については、説明を省略する。

図８に示すように、ＣＰＵは、受信装置１に電源が投入されると、まず、放送信号（受信信号Ｓ３）を受信したか否かの判定を行い（ステップＳ１０１）、受信信号Ｓ３を受信したと判定した場合に（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０２へ移す。一方、ＣＰＵは、受信信号Ｓ３を受信していないと判定した場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、処理を終了して、再度ステップＳ１０１から処理を開始する。

ステップＳ１０２において、ＣＰＵは、受信信号Ｓ３から再現信号Ｓ４を生成し、生成した再現信号Ｓ４からノイズレプリカ信号Ｓ５を生成して（ステップＳ１０３）、処理をステップＳ１０４へ移す。

ステップＳ１０４において、ＣＰＵは、ノイズレプリカ信号Ｓ５の各サンプル点と所定の閾値とを比較して、閾値を超えるサンプル点をノイズサンプル点として検出し、その後、検出したサンプル点（ノイズサンプル点）からインパルスノイズＳ２のピーク時刻とピーク値とを推定して（ステップＳ１０５）、処理をステップＳ１０６へ移す。

続いて、ＣＰＵは、推定したピーク時刻とピーク値を上記した数式（数１）に適用して、インパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を生成し（ステップＳ１０６）、受信した放送信号（受信信号Ｓ３）からインパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を減算処理して、復元信号Ｓ７を生成し（ステップＳ１０７）、その後、インパルスノイズＳ２の除去に関する処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る受信装置１及び同装置によるノイズ除去方法では、ノイズレプリカ信号Ｓ５を構成する各サンプル点のうち、振幅値が所定の閾値を越えるサンプル点をノイズサンプル点として検出し、各ノイズサンプル点に対応する振幅値と時刻とから、インパルスノイズＳ２のピーク値とピーク時刻とを推定して、これらピーク値とピーク時刻とを所定の数式（数１）に代入することによって、ノイズレプリカ信号Ｓ５を構成する各サンプル点のうち、所定の閾値以下のサンプル点により形成されるインパルスノイズＳ２の波形を推定して、インパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を生成する。

そのため、インパルスノイズＳ２が混入しているサンプル点の判定精度を向上させるために、閾値を変更しながらサンプル点の判定処理を繰り返し実行する必要がなくなり、インパルスノイズＳ２が混入しているサンプル点の判定処理回数を低減することができるので、受信信号Ｓ３に混入しているインパルスノイズＳ２の影響を低減するための処理時間及び回路規模が増大することを抑制することができる。

また、本実施形態では、受信信号Ｓ３に一つのインパルスノイズＳ２が混入していた場合を例に挙げて説明したが、本発明は、複数のインパルスノイズＳ２が混入した受信信号Ｓ３からインパルスノイズＳ２を除去することを想定して受信装置１で実行される処理を変更してもよい。

複数のインパルスノイズＳ２が混入した受信信号Ｓ３からインパルスノイズＳ２を除去する場合、例えば、振幅値が所定の閾値を超えたノイズレプリカ信号のサンプル点のみでピーク値の検出を行い、検出されたピーク値の数をインパルスノイズＳ２の数と判定し、各ピーク値に対応するピーク時刻をインパルスノイズＳ２の中心時刻として判定する。

その後は、検出した各ピーク値について、上記した実施形態と同様の処理手順により受信信号Ｓ３からインパルスノイズＳ２の除去を行う。なお、複数のインパルスノイズＳ２を検出して除去する場合、一つのインパルスノイズＳ２を検出して除去する場合よりも、ノイズレプリカ信号Ｓ５のサンプル点と比較する閾値を高く設定する。

また、上記した実施形態では、一度の判定によりインパルスノイズＳ２のピーク値及びピーク時刻を推定したが、ピーク値及びピーク時刻の判定を複数回行った後に、その結果得られたピーク値とピーク時刻とを数１に適用してインパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を生成するように、受信装置１を構成してもよい。

かかる構成とする場合、受信装置１は、インパルスノイズレプリカ信号生成部４は、時刻ｔにおけるノイズサンプル点の振幅値と、数１におけるｔ_０、Ａ_Ｉ、Ａ_Ｑの各値を複数回変更して得られた各時刻ｔにおけるインパルスノイズレプリカ信号Ｓ６の振幅値との差が最小となるｔ_０、Ａ_Ｉ、Ａ_Ｑの値を数１に適用して、最終的なインパルスノイズレプリカ信号Ｓ６を決定する。

かかる構成とすることにより、インパルスノイズレプリカ信号Ｓ６の波形を受信信号Ｓ３に混入しているインパルスノイズＳ２の波形に、より近づけることができるので、受信信号Ｓ３からインパルスノイズＳ２による影響をより確実に除去することができる。

また、上記した実施形態では、ノイズレプリカ信号Ｓ５のサンプル点と比較する閾値を固定して、インパルスノイズＳ２のピーク値とピーク時刻とを推定したが、これらピーク値及びピーク時刻の推定は、閾値を段階的に下げながら行ってもよい。

こうすることによっても、インパルスノイズレプリカ信号Ｓ６の波形を受信信号Ｓ３に混入しているインパルスノイズＳ２の波形に、より近づけることができるので、受信信号Ｓ３からインパルスノイズＳ２による影響をより確実に除去することができる。

１受信装置
２再現信号生成部
３ノイズレプリカ信号生成部
４インパルスノイズレプリカ信号生成部
５インパルスノイズ除去部
６遅延部
７ＦＦＴ部
Ｓ１放送信号
Ｓ２インパルスノイズ
Ｓ３受信信号
Ｓ４再現信号
Ｓ５ノイズレプリカ信号
Ｓ６インパルスノイズレプリカ信号
Ｓ７復元信号

Claims

直交周波数分割多重方式で変調された放送信号を受信して、受信した前記放送信号の伝送路特性に基づいて、送信時の前記放送信号を再現した再現信号を生成する再現信号生成部と、
受信した放送信号から前記再現信号を減算処理することにより、前記受信した放送信号に含まれるノイズの複製信号であるノイズレプリカ信号を生成するノイズレプリカ信号生成部と、
前記ノイズレプリカ信号から前記受信した放送信号に含まれるインパルスノイズの複製信号であるインパルスノイズレプリカ信号を生成するインパルスノイズレプリカ信号生成部と、
前記受信した放送信号から前記インパルスノイズレプリカ信号を減算処理することにより、前記受信した放送信号から前記インパルスノイズを除去するインパルスノイズ除去部とを備え、
前記インパルスノイズレプリカ信号生成部は、
前記ノイズレプリカ信号を構成する各サンプル点のうち、振幅値が所定の閾値を越えるサンプル点をノイズサンプル点として検出する閾値比較判定部と、
各前記ノイズサンプル点に対応する振幅値と時刻とから、前記インパルスノイズの最大振幅値と前記最大振幅値に対応する中心時刻とを推定する中心時刻ピーク値推定部と、
前記最大振幅値と前記中心時刻とに基づいて、前記ノイズレプリカ信号を構成する各サンプル点のうち、前記所定の閾値以下のサンプル点により形成されるインパルスノイズの波形を推定して、前記インパルスノイズレプリカ信号を生成するインパルスノイズレプリカ信号生成処理部と
を有することを特徴とする受信装置。
インパルスノイズレプリカ信号生成処理部は、
前記中心時刻に前記最大振幅値をとるインパルスを所定帯域幅のバンドパスフィルタにより濾波した場合に得られる信号を前記インパルスノイズレプリカ信号として生成することを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
インパルスノイズレプリカ信号生成処理部は、
前記所定帯域幅をＮｆ_０、前記最大振幅値をＡ、前記中心時刻をｔ_０とした場合に、時刻ｔにおける振幅値が

により得られる信号を前記インパルスノイズレプリカ信号として生成することを特徴とする請求項２に記載の受信装置。
前記インパルスノイズレプリカ信号生成処理部は、時刻ｔにおける前記ノイズサンプル点の振幅値と、前記数１における前記ｔ_０、Ａ_Ｉ、Ａ_Ｑの各値を複数回変更して得られた各時刻ｔにおける前記インパルスノイズレプリカ信号の振幅値との差が最小となる前記ｔ_０、Ａ_Ｉ、Ａ_Ｑの値を前記数１に適用することを特徴とする請求項３に記載の受信装置。
受信した放送信号からノイズを除去するノイズ除去方法であって、
直交周波数分割多重方式で変調された放送信号を受信して、受信した前記放送信号の伝送路特性に基づいて、送信時の前記放送信号を再現した再現信号を生成する再現信号生成ステップと、
受信した放送信号から前記再現信号を減算処理することにより、前記受信した放送信号に含まれるノイズの複製信号であるノイズレプリカ信号を生成するノイズレプリカ信号生成ステップと、
前記ノイズレプリカ信号から前記受信した放送信号に含まれるインパルスノイズの複製信号であるインパルスノイズレプリカ信号を生成するインパルスノイズレプリカ信号生成ステップと、
前記受信した放送信号から前記インパルスノイズレプリカ信号を減算処理することにより、前記受信した放送信号から前記インパルスノイズを除去するインパルスノイズ除去ステップとを備え、
前記インパルスノイズレプリカ信号生成ステップは、
前記ノイズレプリカ信号を構成する各サンプル点のうち、振幅値が所定の閾値を越えるサンプル点をノイズサンプル点として検出する閾値比較判定ステップと、
各前記ノイズサンプル点に対応する振幅値と時刻とから、前記インパルスノイズの最大振幅値と前記最大振幅値に対応する中心時刻とを推定する中心時刻ピーク値推定ステップと、
前記最大振幅値と前記中心時刻とに基づいて、前記ノイズレプリカ信号を構成する各サンプル点のうち、前記所定の閾値以下のサンプル点により形成されるインパルスノイズの波形を推定して、前記インパルスノイズレプリカ信号を生成するインパルスノイズレプリカ信号生成処理ステップと
を有することを特徴とするノイズ除去方法。