JP2012044483A - Receiving device and receiving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直交周波数分割多重変調された放送信号からインパルスノイズを除去する受信装置および受信方法に関し、特に、複数系統のアンテナブランチを用いて受信した放送信号からインパルスノイズを除去する場合に、インパルスノイズの除去性能を維持しつつ、回路規模の増大を抑えることができる受信装置および受信方法に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus and a receiving method for removing impulse noise from a broadcast signal subjected to orthogonal frequency division multiplexing modulation, and more particularly, to removing impulse noise from a broadcast signal received using a plurality of system antenna branches. The present invention relates to a receiving apparatus and a receiving method capable of suppressing an increase in circuit scale while maintaining noise removal performance.
デジタルテレビ放送波などの放送信号を受信する車載用受信装置では、放送信号を複数系統のアンテナブランチで受信し、受信した放送信号を合成することによって受信性能の向上を図っている。 In a vehicle-mounted receiving apparatus that receives a broadcast signal such as a digital television broadcast wave, the reception performance is improved by receiving the broadcast signal by a plurality of antenna branches and synthesizing the received broadcast signals.
また、車載用受信装置が受信した放送信号には、主として電装系の始動や停止に伴うインパルスノイズが混入する場合がある。このため、車載用受信装置では、受信した放送信号に含まれるインパルスノイズを検出して放送信号から除去するインパルスノイズ除去処理を行っている。 In addition, the broadcast signal received by the in-vehicle receiver may be mixed with impulse noise mainly due to the start and stop of the electrical system. For this reason, in-vehicle receivers perform impulse noise removal processing for detecting impulse noise contained in the received broadcast signal and removing it from the broadcast signal.
ここで、複数のアンテナブランチを有する車載用受信装置では、通常、インパルスノイズ除去処理をアンテナブランチごとに行い、インパルスノイズ除去後の放送信号を合成することとしている(たとえば、特許文献1参照)。 Here, in a vehicle-mounted receiving apparatus having a plurality of antenna branches, normally, impulse noise removal processing is performed for each antenna branch, and a broadcast signal after impulse noise removal is synthesized (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の車載用受信装置のように、インパルスノイズ除去処理をアンテナブランチごとに行うこととすると、インパルスノイズ除去用の回路をアンテナブランチごとに設けなくてはならず、回路規模が増大するという問題があった。 However, if the impulse noise removal processing is performed for each antenna branch as in a conventional in-vehicle receiver, an impulse noise removal circuit must be provided for each antenna branch, which increases the circuit scale. There was a problem.
このことから、複数系統のアンテナブランチを用いて受信した放送信号からインパルスノイズを除去する場合に、インパルスノイズの除去性能を維持しつつ、回路規模の増大を抑えることができる受信装置あるいは受信方法をいかにして実現するかが大きな課題となっている。 Therefore, when removing impulse noise from a broadcast signal received using a plurality of system antenna branches, a receiving apparatus or receiving method capable of suppressing an increase in circuit scale while maintaining impulse noise removal performance. How to achieve it is a big issue.
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、複数系統のアンテナブランチを用いて受信した放送信号からインパルスノイズを除去する場合に、インパルスノイズの除去性能を維持しつつ、回路規模の増大を抑えることができる受信装置あるいは受信方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and has an impulse noise removal performance in the case of removing impulse noise from a broadcast signal received using a plurality of antenna branches. It is an object of the present invention to provide a receiving apparatus or a receiving method capable of suppressing an increase in circuit scale while maintaining.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、直交周波数分割多重変調された放送信号を複数のアンテナで受信する受信装置であって、前記複数のアンテナによってそれぞれ受信された放送信号を周波数領域上で合成する合成手段と、前記合成手段によって合成された合成後信号を時間領域における信号へ変換したうえで、変換後の合成後信号に基づいてインパルスノイズの波形を推定する波形推定手段と、前記波形推定手段によって推定された波形を平滑化する平滑化手段と、前記平滑化手段によって平滑化された波形に基づいて前記合成後信号に含まれるインパルスノイズを検出するインパルスノイズ検出手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention is a receiving apparatus for receiving orthogonal frequency division multiplex modulated broadcast signals by a plurality of antennas, wherein the broadcast signals are respectively received by the plurality of antennas. A synthesis unit that synthesizes the signal in the frequency domain, and a waveform that estimates the waveform of the impulse noise based on the synthesized signal after conversion after converting the synthesized signal synthesized by the synthesis unit into a signal in the time domain An estimation means; a smoothing means for smoothing the waveform estimated by the waveform estimation means; and an impulse noise detection for detecting an impulse noise included in the synthesized signal based on the waveform smoothed by the smoothing means. Means.
また、本発明は、直交周波数分割多重変調された放送信号を複数のアンテナで受信する受信方法であって、前記複数のアンテナによってそれぞれ受信された放送信号を周波数領域上で合成する合成工程と、前記合成工程において合成した合成後信号を時間領域における信号へ変換したうえで、変換後の合成後信号に基づいてインパルスノイズの波形を推定する波形推定工程と、前記波形推定工程において推定した波形を平滑化する平滑化工程と、前記平滑化工程において平滑化した波形に基づいて前記合成後信号に含まれるインパルスノイズを検出するインパルスノイズ検出工程とを含んだことを特徴とする。 Further, the present invention is a receiving method for receiving orthogonal frequency division multiplexing modulated broadcast signals by a plurality of antennas, and combining the broadcast signals respectively received by the plurality of antennas on a frequency domain; The synthesized signal synthesized in the synthesizing step is converted into a signal in the time domain, the waveform estimating step for estimating the waveform of the impulse noise based on the synthesized signal after the transformation, and the waveform estimated in the waveform estimating step A smoothing step for smoothing; and an impulse noise detection step for detecting impulse noise included in the post-synthesis signal based on the waveform smoothed in the smoothing step.
本発明によれば、複数のアンテナによってそれぞれ受信された放送信号を周波数領域上で合成し、合成された合成後信号を時間領域における信号へ変換したうえで、変換後の合成後信号に基づいてインパルスノイズの波形を推定し、推定された波形を平滑化したうえで、平滑化された波形に基づいて前記合成後信号に含まれるインパルスノイズを検出することとしたため、複数系統のアンテナブランチを用いて受信した放送信号からインパルスノイズを除去する場合に、インパルスノイズの除去性能を維持しつつ、回路規模の増大を抑えることができるという効果を奏する。 According to the present invention, broadcast signals respectively received by a plurality of antennas are synthesized on the frequency domain, the synthesized post-synthesis signal is converted into a signal in the time domain, and then based on the post-synthesized post-synthesis signal. Since the impulse noise waveform is estimated, the estimated waveform is smoothed, and the impulse noise included in the combined signal is detected based on the smoothed waveform, a plurality of antenna branches are used. In the case where impulse noise is removed from a broadcast signal received in this manner, an effect is obtained that an increase in circuit scale can be suppressed while maintaining the impulse noise removal performance.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る受信装置および受信方法の実施例を詳細に説明する。まず、実施例の詳細な説明に先立ち、本発明に係る受信手法の概要について図1を用いて説明する。図1は、本発明に係る受信手法の概要を示す図である。 Exemplary embodiments of a receiving apparatus and a receiving method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. First, prior to detailed description of the embodiment, an outline of a reception method according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a receiving method according to the present invention.
なお、同図の(A)には従来の構成例および本発明に係る構成例を、同図の(B)には、平滑化処理の概要を、それぞれ示している。 In addition, (A) in the figure shows a conventional configuration example and a configuration example according to the present invention, and (B) in the figure shows an outline of the smoothing process.
図1の(A−1)に示したように、従来の受信装置では、ノイズ除去処理部をアンテナブランチ(以下、単に「ブランチ」と記載する)ごとに設けていた。すなわち、従来の受信装置では、インパルスノイズ除去処理をブランチごとに行い、インパルスノイズ除去後の放送信号に対して最大比合成(MRC:Maximum Ratio Combining)を行っていた。 As shown in FIG. 1A-1, in the conventional receiving apparatus, a noise removal processing unit is provided for each antenna branch (hereinafter simply referred to as “branch”). That is, in the conventional receiving apparatus, impulse noise removal processing is performed for each branch, and maximum ratio combining (MRC: Maximum Ratio Combining) is performed on the broadcast signal after impulse noise removal.
ところが、ノイズ除去部をブランチごとに設けることとすると、ブランチ数の増加に伴って回路規模が増大し、コストが嵩んでしまうため、好ましくなかった。 However, providing a noise removing unit for each branch is not preferable because the circuit scale increases with an increase in the number of branches and the cost increases.
そこで、図1の(A−2)に示したように、本発明に係る受信手法では、各ブランチからの放送信号を最大比合成した後にインパルスノイズ除去処理を行うこととした。具体的には、本発明に係る受信手法では、最大比合成を行うMRC部の後段にノイズ除去処理部を設けることとした。かかる構成とすることで、ノイズ除去処理部がブランチの系統数に関係なく1つでよくなるため、回路規模の増大を抑えることができる。 Therefore, as shown in FIG. 1A-2, in the reception method according to the present invention, the impulse noise removal processing is performed after the maximum ratio combining of the broadcast signals from the respective branches. Specifically, in the receiving method according to the present invention, a noise removal processing unit is provided after the MRC unit that performs maximum ratio combining. With such a configuration, one noise removal processing unit is sufficient regardless of the number of branches, and thus an increase in circuit scale can be suppressed.
しかしながら、合成後の放送信号に対してインパルスノイズ除去処理を行うこととすると、インパルスノイズの検出精度が低下するおそれがある。これは、図1の(B−1)に示したように、複数の放送信号を合成することによって波形にばらつきが生じる結果、インパルスノイズの誤検出や検出漏れが生じ易くなるためである。 However, if the impulse noise removal process is performed on the combined broadcast signal, the detection accuracy of the impulse noise may be reduced. This is because, as shown in (B-1) of FIG. 1, the waveform is varied by synthesizing a plurality of broadcast signals, and as a result, erroneous detection and detection omission of impulse noise are likely to occur.
そこで、本発明に係る受信手法では、図1の(B−2)に示したように、合成後信号を平滑化したうえで、インパルスノイズの検出を行うこととした。 Therefore, in the receiving method according to the present invention, as shown in FIG. 1B-2, the synthesized signal is smoothed and then the impulse noise is detected.
具体的には、本発明に係る受信手法では、合成後信号に基づいてインパルスノイズの波形を推定し、推定波形の電力値をサンプル点ごとに算出する。また、本発明に係る受信手法では、算出された電力値を移動平均することによって、最大比合成後の波形のばらつきを抑えて滑らかな波形に補正する。そして、本発明に係る受信手法では、移動平均後の電力値に基づいてインパルスノイズが混入しているサンプル点を検出する。 Specifically, in the reception method according to the present invention, the waveform of the impulse noise is estimated based on the combined signal, and the power value of the estimated waveform is calculated for each sample point. Further, in the reception method according to the present invention, the calculated power value is subjected to a moving average to suppress a variation in the waveform after the maximum ratio synthesis and correct the waveform to a smooth waveform. In the reception method according to the present invention, the sampling point where the impulse noise is mixed is detected based on the power value after the moving average.
このように、本発明に係る受信手法では、複数のアンテナによってそれぞれ受信された放送信号を合成し、合成された合成後信号に基づいてインパルスノイズの波形を推定し、推定された波形を平滑化したうえで、平滑化された波形に基づいて前記合成後信号に含まれるインパルスノイズを検出することとした。したがって、複数系統のアンテナブランチを用いて受信した放送信号からインパルスノイズを除去する場合に、インパルスノイズの除去性能を維持しつつ、回路規模の増大を抑えることができる。 As described above, in the receiving method according to the present invention, the broadcast signals respectively received by the plurality of antennas are combined, the impulse noise waveform is estimated based on the combined signal, and the estimated waveform is smoothed. In addition, the impulse noise included in the post-synthesis signal is detected based on the smoothed waveform. Therefore, when removing impulse noise from a broadcast signal received using a plurality of system antenna branches, an increase in circuit scale can be suppressed while maintaining the impulse noise removal performance.
なお、本発明に係る受信手法では、合成後信号を周波数領域における信号から時間領域における信号へ変換することによって時間領域におけるインパルスノイズの波形を推定することとしている。具体的には、本発明に係る受信手法は、MRC部の後段にIFFT(逆フーリエ変換)部を設けた点にも新規な構成を有するものである。 In the reception method according to the present invention, the waveform of impulse noise in the time domain is estimated by converting the synthesized signal from the signal in the frequency domain to the signal in the time domain. Specifically, the reception technique according to the present invention has a novel configuration in that an IFFT (inverse Fourier transform) unit is provided after the MRC unit.
以下では、本発明に係る受信手法を適用した受信装置および受信方法についての実施例を詳細に説明する。なお、以下では、車載用のDTV(デジタルテレビジョン)受信機に対して本発明に係る受信装置を適用した場合について説明する。 Hereinafter, embodiments of a receiving apparatus and a receiving method to which the receiving method according to the present invention is applied will be described in detail. In the following, a case where the receiving apparatus according to the present invention is applied to an in-vehicle DTV (digital television) receiver will be described.
まず、本実施例に係る受信装置の全体構成について図2を用いて説明する。図2は、本実施例に係る受信装置の全体構成を示すブロック図である。なお、同図では、受信装置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、一般的な構成要素についての記載を省略している。 First, the overall configuration of the receiving apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram illustrating the overall configuration of the receiving apparatus according to the present embodiment. In the figure, only components necessary for explaining the characteristics of the receiving apparatus are shown, and descriptions of general components are omitted.
同図に示すように、受信装置10は、アンテナ1に対応するブランチ11−1と、アンテナ2に対応するブランチ11−2と、アンテナ3に対応するブランチ11−3と、アンテナ4に対応するブランチ11−4とを備えている。また、受信装置10は、MRC部12と、ノイズ除去処理部13と、誤り訂正部14と、TS生成部15と、映像デコーダ16と、音声デコーダ17とを備えている。
As shown in the figure, the
また、各ブランチ(11−1〜11−4)は、チューナ11aと、A(Analog)D(Digital)変換部11bと、FFT(Fast Fourier Transform)部11cと、伝送路等化部11dとをさらに備えている。なお、以下では、アンテナ1に対応するブランチ11−1について説明するが、他のブランチ(11−2〜11−4)についても同様である。
Each branch (11-1 to 11-4) includes a
チューナ11aは、アンテナ1からの放送信号を検波・増幅する処理部であり、検波・増幅後の放送信号をAD変換部11bへ出力する。AD変換部11bは、チューナ11aからのアナログ信号をデジタル信号へ変換してFFT部11cへ出力する。
The
FFT部11cは、AD変換部11bから入力される放送信号をFFT(Fast Fourier Transform;高速フーリエ変換)処理することで時間領域における信号から周波数領域における信号へ変換する処理部である。また、FFT部11cは、FFT処理後の放送信号を伝送路等化部11dへ出力する。
The
伝送路等化部11dは、FFT部11cから入力される放送信号の搬送波(キャリア)ごとに伝送路応答を推定するとともに、推定した伝送路応答に基づき、FFT部11cから入力される放送信号を補正する等化処理を行う処理部である。
The transmission
また、伝送路等化部11dは、等化処理後の放送信号をMRC部12へ出力する。なお、伝送路等化部11dは、推定した伝送路応答もMRC部12へ出力するが、かかる点については、図3を用いて後述することとする。
Further, the transmission
MRC部12は、各ブランチ(11−1〜11−4)からそれぞれ受け取った放送信号に対して最大比合成処理を行い、最大比合成後の放送信号をノイズ除去処理部13へ出力する処理部である。
The
なお、最大比合成処理とは、各ブランチからの放送信号に対して合成後のS/N比が最大となるような重み付けを行ったうえで合成を行う処理である。 Note that the maximum ratio combining process is a process of combining the broadcast signals from the respective branches after performing weighting so that the combined S / N ratio is maximized.
ノイズ除去処理部13は、MRC部12から受け取った放送信号に含まれるインパルスノイズを検出し、検出したインパルスノイズを放送信号から除去する処理部である。また、ノイズ除去処理部13は、インパルスノイズ除去後の放送信号を誤り訂正部14へ出力する処理も併せて行う。なお、MRC部12およびノイズ除去処理部13の詳細な構成については、図3を用いて後述する。
The noise
誤り訂正部14は、インパルスノイズ除去後の各キャリアの仮判定尤度を算出し、算出した仮判定尤度に基づいて放送信号に対してビタビ復号等の誤り訂正処理を行い、誤り訂正処理後の放送信号をTS生成部15へ出力する処理部である。TS生成部15は、誤り訂正後の放送信号に対し、RS(Reed Solomon)復号処理やインターリーブ処理等の後処理を行うとともに、後処理後の放送信号をTSパケットの形式へ変換して映像デコーダ16および音声デコーダ17へ出力する処理部である。
The
映像デコーダ16は、TS生成部15からTS出力された放送信号を復号することによって映像信号を取り出す処理部である。また、音声デコーダ17は、TS生成部15からTS出力された放送信号を復号することによって音声信号を取り出す処理部である。なお、映像デコーダ16によって取り出された映像信号および音声デコーダ17によって取り出された音声信号は、ディスプレイやスピーカといった出力装置へ出力される。
The
ここで、MRC部12およびノイズ除去処理部13の詳細な構成について図3を用いて説明する。図3は、MRC部およびノイズ除去処理部の詳細な構成を示すブロック図である。
Here, detailed configurations of the
図3に示したように、MRC部12は、データ合成部12aと伝送路合成部12bとをさらに備えている。また、ノイズ除去処理部13は、デマップ部13aと、マップ部13bと、乗算部13c,13dと、IFFT部13e,13fと、減算部13g,13iと、ノイズ検出部13hと、FFT部13jと、伝送路等化部13kとをさらに備えている。
As shown in FIG. 3, the
まず、MRC部12の詳細な構成について説明する。データ合成部12aは、各ブランチ(11−1〜11−4)からそれぞれ受け取った放送信号を最大比合成する処理部である。また、伝送路合成部12bは、各ブランチ(11−1〜11−4)からそれぞれ受け取った伝送路応答を最大比合成する処理部である。
First, the detailed configuration of the
なお、データ合成部12aによって合成された放送信号(以下、「合成後信号」と記載する)は、デマップ部13aおよび乗算部13dへ出力され、伝送路合成部12bによって合成された伝送路応答(以下、「合成後伝送路応答」と記載する)は、乗算部13cおよび乗算部13dへ出力される。
The broadcast signal synthesized by the
つづいて、ノイズ除去処理部13の詳細な構成について説明する。デマップ部13aは、データ合成部12aから入力される合成後信号の各信号点を同相成分軸(I軸)および直交成分軸(Q軸)であらわしたコンスタレーション上へデマッピングしてマップ部13bへ出力する処理部である。なお、合成後信号の各信号点は、伝送路で受けたノイズや反射等の影響が低いほどコンスタレーション上の各マッピング枠の基準点から近い位置へデマッピングされる。
Next, a detailed configuration of the noise
マップ部13bは、デマップ部13aによってデマッピングされた合成後信号に対してマッピング処理を施して乗算部13cへ出力する。乗算部13cは、マップ部13bから入力される放送信号と伝送路合成部12bから入力される合成後伝送路応答とを乗算する処理部である。また、乗算部13cは、かかる処理によって伝送路特性を持った合成後信号をIFFT部13eへ出力する。
The
乗算部13dは、データ合成部12aから入力される合成後信号と伝送路合成部12bから入力される合成後伝送路応答とを乗算する処理部である。また、乗算部13dは、かかる処理によって伝送路特性を持った合成後信号をIFFT部13fへ出力する。
The
IFFT部13eは、乗算部13cから入力された合成後信号をIFFT処理することによって周波数領域における信号から再び時間領域における信号へ変換し、減算部13gへ出力する処理部である。また、IFFT部13fは、乗算部13dから入力された合成後信号をIFFT処理することによって周波数領域における信号から再び時間領域における信号へ変換し、減算部13gへ出力する処理部である。
The
減算部13gは、IFFT部13fから入力される合成後信号からIFFT部13eから入力される合成後信号を減算し、これによって得られる推定波形データをノイズ検出部13hへ出力する処理部である。
The subtracting
すなわち、ノイズ除去処理部13は、乗算部13dおよびIFFT部13fの経路で得られる合成後信号(インパルスノイズを含んだ元データ)から、デマップ部13a〜IFFT部13eの経路で得られる合成後信号(送信時の放送信号として復元された仮判定データ)を減算することによって、インパルスノイズの波形を推定する。
In other words, the noise
なお、デマップ部13a、マップ部13b、乗算部13c,13d、IFFT部13e,13fおよび減算部13gは、合成後信号に基づいてインパルスノイズの波形を推定する波形推定手段の一例に相当する。
The
ノイズ検出部13hは、減算部13gから入力される推定波形データを用いてインパルスノイズの検出を行う処理部である。なお、以下では、減算部13gから入力される推定波形データを「ノイズレプリカ」と呼ぶこととする。
The
ここで、ノイズ検出部13hの詳細な構成について図4を用いて説明する。図4は、ノイズ検出部13hの詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すように、ノイズ検出部13hは、電力算出部131と、バッファ132と、平滑化部133と、検出処理部134とをさらに備えている。
Here, a detailed configuration of the
電力算出部131は、ノイズレプリカの電力値(以下、「ノイズレプリカ電力値」と記載する)をサンプル点ごとに算出する処理部である。具体的には、電力算出部131は、ノイズレプリカのI軸レベルの2乗とQ軸レベルの2乗の和をノイズレプリカ電力値として算出する。
The
また、電力算出部131は、算出したノイズレプリカ電力値をバッファ132へ格納するとともに、検出処理部134へ渡す処理も併せて行う。また、電力算出部131は、ノイズレプリカ電力値の算出を行った旨を平滑化部133へ通知する処理も行う。
In addition, the
バッファ132は、電力算出部131によって算出されたノイズレプリカ電力値のうち、直近のノイズレプリカ電力値を所定サンプル数分記憶する一時記憶部である。すなわち、バッファ132は、最も古いノイズレプリカ電力値を上書きすることによって最新のノイズレプリカ電力値を順次記憶していく。
The
平滑化部133は、ノイズレプリカ電力値の算出を行った旨の通知を電力算出部131から受け取った場合に、ノイズレプリカ電力値の平滑化処理を行う処理部である。具体的には、平滑化部133は、バッファ132に記憶されたノイズレプリカ電力値を移動平均することによってノイズレプリカ電力値を平滑化する。
The smoothing
また、平滑化部133は、移動平均後のノイズレプリカ電力値を検出処理部134へ出力する処理も併せて行う。
The smoothing
なお、ここでは、平滑化部133が、移動平均によってノイズレプリカ電力値を平滑化することとしたが、平滑化の手法は限ったものではなく、加重平均等のその他の手法を用いて平滑化を行ってもよい。
Here, the smoothing
検出処理部134は、平滑化部133から入力される移動平均後のノイズレプリカ電力値を所定の閾値と比較することで、インパルスノイズが混入しているサンプル点を検出する処理部である。
The
そして、検出処理部134は、インパルスノイズが混入しているサンプル点を検出した場合、具体的には、移動平均後のノイズレプリカ電力値が閾値以上である場合には、かかるサンプル点の移動平均前のノイズレプリカ電力値を減算部13iへ出力する。なお、移動平均化前のノイズレプリカ電力値は、電力算出部131から出力されたものである。
When the
一方、検出処理部134は、移動平均後のノイズレプリカ電力値が閾値未満である場合には、減算部13iに対するノイズレプリカ電力値の出力を行わない。
On the other hand, when the noise replica power value after moving average is less than the threshold, the
ここで、ノイズレプリカ電力値に対して平滑化処理を行わずにインパルスノイズの検出処理を行う場合の例について図5を用いて説明する。図5は、平滑化処理前のノイズレプリカ電力値分布の一例を示す図である。 Here, an example in the case of performing the impulse noise detection process without performing the smoothing process on the noise replica power value will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a noise replica power value distribution before the smoothing process.
なお、同図に示したグラフの横軸は時間(サンプル番号)をあらわし、縦軸はノイズレプリカ電力値を電力レベルであらわしている。また、同図では、インパルスノイズがサンプル番号「7」〜「23」の区間において混入しているものとする。 The horizontal axis of the graph shown in the figure represents time (sample number), and the vertical axis represents the noise replica power value as a power level. Further, in the figure, it is assumed that impulse noise is mixed in the section of sample numbers “7” to “23”.
図5に示したように、検出処理部134は、閾値を電力レベル「4」に設定したとすると、実際にはインパルスノイズが混入していないサンプル点「2」、「6」、「25」をノイズレプリカが混入しているサンプル点として判定してしまう。また、検出処理部134は、サンプル点「7」、「10」、「21」、「23」については、実際にインパルスノイズが混入しているにもかかわらず、インパルスノイズが混入しているサンプル点として検出してしまう。
As shown in FIG. 5, if the threshold value is set to the power level “4”, the
なお、閾値を電力レベル「5」に設定することで、インパルスノイズの誤検出を防ぐことはできるが、実際にインパルスノイズが混入しているサンプル点「19」の検出漏れがさらに発生することとなる。 Note that by setting the threshold value to the power level “5”, it is possible to prevent erroneous detection of the impulse noise, but further detection omission of the sample point “19” where the impulse noise is actually mixed occurs. Become.
このように、平滑化部133による平滑化処理を行わずに検出処理を行った場合、インパルスノイズの誤検出や検出漏れが生じ易くなるため、インパルスノイズの検出精度が低下するおそれがある。
As described above, when the detection process is performed without performing the smoothing process by the smoothing
一方、平滑化処理を行ったうえでインパルスノイズの検出処理を行う場合の例について図6を用いて説明する。図6は、平滑化処理後のノイズレプリカ電力値分布の一例を示す図である。 On the other hand, an example in which impulse noise detection processing is performed after smoothing processing will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the noise replica power value distribution after the smoothing process.
同図に示すように、平滑化処理を施すことで、ノイズレプリカ電力値の分布が平滑化される。そして、検出処理部134は、かかる平滑化後のノイズレプリカ電力値を用いてインパルスノイズの検出処理を行う。
As shown in the figure, the distribution of the noise replica power value is smoothed by performing the smoothing process. The
たとえば、検出処理部134は、閾値を電力レベル「4」に設定したとすると、インパルスノイズを誤検出することなく、実際にインパルスノイズが混入しているサンプル点の大部分(サンプル点「7」〜「22」)を検出することができる。
For example, if the threshold value is set to the power level “4”, the
このように、平滑化処理を行ったうえでインパルスノイズの検出処理を行うことによって、最大比合成後にインパルスノイズ除去を行う場合であっても、インパルスノイズの検出精度の低下を防ぐことができる。 Thus, by performing the impulse noise detection process after performing the smoothing process, it is possible to prevent a decrease in the detection accuracy of the impulse noise even when the impulse noise is removed after the maximum ratio synthesis.
図3に戻り、ノイズ除去処理部13の残りの構成要素について説明する。減算部13iは、IFFT部13fから入力される合成後信号から、ノイズ検出部13hから入力されるノイズレプリカ電力値を減算することで、合成後信号からインパルスノイズを除去する処理部である。
Returning to FIG. 3, the remaining components of the noise
ここで、ノイズ検出部13hから入力されるノイズレプリカ電力値は、上述したように、移動平均前のノイズレプリカ電力値である。すなわち、本実施例では、移動平均後のノイズレプリカ電力値をインパルスノイズ検出用のノイズレプリカ電力値として用い、移動平均前のノイズレプリカ電力値をインパルスノイズ除去用のノイズレプリカ電力値として用いることとしている。これは、本来、移動平均前のノイズレプリカ電力値が、インパルスノイズとして推定された値であるためである。
Here, as described above, the noise replica power value input from the
このように、減算部13iが、ノイズ検出部13hの検出処理部134によってインパルスノイズが混入しているサンプル点が検出された場合に、当該サンプル点における移動平均前の電力値を用いて合成後信号からインパルスノイズを除去することとしたため、インパルスノイズを適切に除去することができる。
As described above, when the subtracting
また、減算部13iは、インパルスノイズ除去後の合成後信号をFFT部13jへ出力する処理も行う。
The subtracting
FFT部13jは、減算部13iから入力される合成後信号をFFT処理することで時間領域における信号から周波数領域における信号へと変換し、伝送路等化部13kへ出力する処理部である。また、伝送路等化部13kは、FFT部13iから入力される合成後信号の搬送波(キャリア)ごとに伝送路応答を推定するとともに、推定した伝送路応答に基づき、FFT部13iから入力される合成後信号を補正する等化処理を行う処理部である。
The
また、伝送路等化部13kは、等化処理後の合成後信号を図2に示した誤り訂正部14へ出力する処理も行う。
The transmission
次に、ノイズ検出部13hの具体的な動作について図7を用いて説明する。図7は、ノイズ検出部13hによる処理手順を示すフローチャートである。なお、同図においては、1つのサンプル点についての処理手順を示しているが、実際には、ノイズ検出部13hは、同図に示した処理を各サンプル点について行うこととなる。
Next, a specific operation of the
図7に示したように、ノイズ検出部13hでは、電力算出部131が、対象となるサンプル点のノイズレプリカ電力値を算出し(ステップS101)、算出したノイズレプリカ電力値をバッファへ記憶する(ステップS102)。
As shown in FIG. 7, in the
つづいて、平滑化部133は、バッファ132に記憶されたノイズレプリカ電力値を用いて、対象となるサンプル点のノイズレプリカ電力値を移動平均する(ステップS103)。
Subsequently, the smoothing
そして、検出処理部134は、移動平均後のノイズレプリカ電力値が閾値以上であるか否かを判定し(ステップS104)、閾値以上であれば(ステップS104、Yes)、移動平均前のノイズレプリカ電力値を減算部13iへ出力して(ステップS105)、処理を終える。一方、検出処理部134は、移動平均後のノイズレプリカ電力値が閾値以上でない場合には(ステップS104、No)、そのまま処理を終える。
Then, the
上述してきたように、本実施例では、MRC部12が、複数のアンテナ1〜4によってそれぞれ受信された放送信号を周波数領域上で合成し、ノイズ除去処理部13が、MRC部12によって合成された合成後信号を時間領域における信号へ変換したうえで、変換後の合成後信号に基づいてインパルスノイズの波形を推定し、平滑化部133が、推定された波形を平滑化し、検出処理部134が、平滑化部133によって平滑化された波形に基づいて合成後信号に含まれるインパルスノイズを検出することとした。
As described above, in the present embodiment, the
したがって、複数系統のアンテナブランチを用いて受信した放送信号からインパルスノイズを除去する場合に、インパルスノイズの除去性能を維持しつつ、回路規模の増大を抑えることができる。 Therefore, when removing impulse noise from a broadcast signal received using a plurality of system antenna branches, an increase in circuit scale can be suppressed while maintaining the impulse noise removal performance.
また、合成後信号は、最大比合成によってS/N比が最大となっている(すなわち、ホワイトノイズ(AWGN:Additive White Gaussian Noise)が低減された状態となっている)。ホワイトノイズが低減されると、インパルスノイズの波形を精度良く推定することができるため、結果として、インパルスノイズの検出精度を向上させることができる。 Further, the combined signal has the maximum S / N ratio by the maximum ratio combining (that is, the white noise (AWGN: Additive White Gaussian Noise) is reduced). When the white noise is reduced, the waveform of the impulse noise can be accurately estimated, and as a result, the detection accuracy of the impulse noise can be improved.
また、本実施例では、電力算出部131が、ノイズレプリカ電力値をサンプル点ごとに算出し、平滑化部133が、電力算出部131によって算出されたノイズレプリカ電力値を移動平均することによってノイズレプリカ電力値を平滑化することとしたため、インパルスノイズの検出をリアルタイムに行うことができる。
In this embodiment, the
なお、上述してきた実施例では、検出処理部134が、インパルスノイズの検出処理をサンプル点ごとに行うこととしたが、これに限ったものではない。すなわち、インパルスノイズの波形は、あらかじめ推定しておくことができるため、インパルスノイズが混入している区間さえわかれば、かかる区間からあらかじめ推定しておいたインパルスノイズの波形を差し引くことで、インパルスノイズを除去することも可能である。
In the embodiment described above, the
そこで、以下では、ノイズ検出部13hが、インパルスノイズが混入している区間を検出する場合について図8を用いて説明しておく。図8は、ノイズ検出部13hによる他の処理手順を示すフローチャートである。
Therefore, hereinafter, a case where the
同図に示したように、ノイズ検出部13hでは、電力算出部131が、対象となるサンプル点のノイズレプリカ電力値を算出し(ステップS201)、算出したノイズレプリカ電力値をバッファへ記憶する(ステップS202)。また、平滑化部133は、バッファ132に記憶されたノイズレプリカ電力値を用いて、対象となるサンプル点のノイズレプリカ電力値を移動平均する(ステップS203)。
As shown in the figure, in the
つづいて、検出処理部134は、移動平均後のノイズレプリカ電力値が閾値以上であるか否かを判定する(ステップS204)。そして、検出処理部134は、移動平均後のノイズレプリカ電力値が閾値以上である場合には(ステップS204、Yes)、区間検出用のフラグがON状態であるか否かを判定し(ステップS205)、ON状態でなければ(ステップS205、No)、フラグをONにセットして(ステップS206)、処理をステップS201へ戻す。また、フラグがON状態である場合には(ステップS205、Yes)、そのまま処理をステップS201へ戻す。
Subsequently, the
一方、検出処理部134は、移動平均後のノイズレプリカ電力値が閾値以上でない場合(ステップS204、No)、フラグがON状態であるか否かを判定し(ステップS207)、ON状態でなければ(ステップS207、No)、処理をステップS201へ戻す。
On the other hand, if the noise replica power value after moving average is not equal to or greater than the threshold (No in step S204), the
また、検出処理部134は、フラグがON状態である場合には(ステップS207、Yes)、フラグをOFFにセットするとともに(ステップS208)、フラグONからフラグOFFまでの区間をインパルスノイズが混入している区間として検出して(ステップS209)、処理を終了する。
Further, when the flag is in the ON state (step S207, Yes), the
なお、検出処理部134によって検出された区間は、減算部13iへと出力され、減算部13iが、図示しない記憶部にあらかじめ記憶しておいたインパルスノイズの波形データを合成後信号から差し引くこととすればよい。
The section detected by the
以上のように、本発明に係る受信装置および受信方法は、複数系統のアンテナブランチを用いて受信した放送信号からインパルスノイズを除去する場合に、インパルスノイズの除去性能を維持しつつ、回路規模の増大を抑えたい場合に有用であり、特に、車載用受信装置への適用に適している。 As described above, the receiving apparatus and the receiving method according to the present invention maintain the performance of removing impulse noise when removing impulse noise from a broadcast signal received using a plurality of systems of antenna branches, while maintaining the circuit scale. This is useful when it is desired to suppress the increase, and is particularly suitable for application to a vehicle-mounted receiving device.
1〜4 アンテナ
10 受信装置
11−1〜11−4 ブランチ
12 MRC部
12a データ合成部
12b 伝送路合成部
13 ノイズ除去処理部
13a デマップ部
13b マップ部
13c,13d 乗算部
13e,13f IFFT部
13g,13i 減算部
13h ノイズ検出部
131 電力算出部
132 バッファ
133 平滑化部
134 検出処理部
13j FFT部
13k 伝送路等化部
14 誤り訂正部
15 TS生成部
16 映像デコーダ
17 音声デコーダ
1 to 4
Claims (4)
前記複数のアンテナによってそれぞれ受信された放送信号を周波数領域上で合成する合成手段と、
前記合成手段によって合成された合成後信号を時間領域における信号へ変換したうえで、変換後の合成後信号に基づいてインパルスノイズの波形を推定する波形推定手段と、
前記波形推定手段によって推定された波形を平滑化する平滑化手段と、
前記平滑化手段によって平滑化された波形に基づいて前記合成後信号に含まれるインパルスノイズを検出するインパルスノイズ検出手段と
を備えたことを特徴とする受信装置。 A receiving device for receiving orthogonal frequency division multiplex modulated broadcast signals with a plurality of antennas,
Synthesizing means for synthesizing broadcast signals respectively received by the plurality of antennas on a frequency domain;
Waveform estimation means for estimating a waveform of impulse noise based on the combined signal after conversion after converting the combined signal combined by the combining means into a signal in the time domain;
Smoothing means for smoothing the waveform estimated by the waveform estimating means;
An impulse noise detecting means for detecting impulse noise included in the post-synthesis signal based on the waveform smoothed by the smoothing means.
をさらに備え、
前記平滑化手段は、
前記電力値算出手段によって算出された電力値を移動平均することによって前記波形を平滑化することを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 A power value calculating means for calculating a power value for each sampling point of the waveform estimated by the waveform estimating means,
The smoothing means includes
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the waveform is smoothed by moving and averaging the power value calculated by the power value calculating unit.
をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載の受信装置。 Impulse noise removing means for removing impulse noise from the broadcast signal using a power value before moving average at the sample point when a sample point mixed with impulse noise is detected by the impulse noise detecting means. The receiving apparatus according to claim 2, further comprising:
前記複数のアンテナによってそれぞれ受信された放送信号を周波数領域上で合成する合成工程と、
前記合成手段において合成した合成後信号を時間領域における信号へ変換したうえで、変換後の合成後信号に基づいてインパルスノイズの波形を推定する波形推定工程と、
前記波形推定工程において推定した波形を平滑化する平滑化工程と、
前記平滑化工程において平滑化した波形に基づいて前記合成後信号に含まれるインパルスノイズを検出するインパルスノイズ検出工程と
を含んだことを特徴とする受信方法。
A receiving method for receiving orthogonal frequency division multiplexing modulated broadcast signals with a plurality of antennas,
A combining step of combining broadcast signals respectively received by the plurality of antennas on a frequency domain;
A waveform estimation step of estimating a waveform of impulse noise based on the combined signal after the conversion after the combined signal combined in the combining means into a signal in the time domain;
A smoothing step of smoothing the waveform estimated in the waveform estimation step;
And an impulse noise detection step of detecting an impulse noise included in the post-synthesis signal based on the waveform smoothed in the smoothing step.
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