JP2012100008A - 受信機 - Google Patents

Abstract

【課題】受信機が移動している状態であっても、適正なスケルチ状態を確保できる技術を提供する。
【解決手段】
復調器１で受信した信号が分岐して、スイッチ４及び復調器１へ出力される。検波器２は、受信入力電圧を検出し、受信入力電圧に応じた強さの信号を検波器出力として比較器３へ出力する。車速信号検出器８は、外部機器より車両の移動速度を示す車速信号を取得し、検出を制御器７へ出力する。制御器７は、車速信号検出器８からの検出結果を基に、比較器３に対してしきい値電圧ＴＨを出力する。ここでは、第１〜第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ａ〜ＴＨ＿Ｃの３種類の電圧が出力される。比較器３は、検波器２からの信号と制御器７からの信号（しきい値電圧ＴＨ）とを比較して、比較結果に応じてスイッチ４を制御するための信号を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信機に係り、例えば、ノイズスケルチまたはキャリアスケルチ動作のしきい値を可変する機能を実現する受信機に関する。

一般に、無線受信機や無線機では、無信号時にスピーカから出力される耳障りで不快な雑音（ノイズ）や、交信する必要のない相手方の送信する音声を遮断し、無音状態にするためのスケルチ機能が搭載されている。

そのようなスケルチ機能には使用状況や通信規格に応じて様々な技術が提案されている。例えば、特開２００６−１００８９１号公報（特許文献１）では、アナログ通信方式だけでなくデジタル通信方式におけるスケルチ機能に関して開示されている。具体的には、以下の通りである。アナログ方式では、復調部の出力は、送信側無線機と受信側無線機の距離が離れ、入力電界強度が低下するに従ってノイズレベルが増加する。そして、ノイズスケルチ回路が、ノイズレベルが一定レベルを超えたことを検出すると、その出力をオンして無線機の制御部に通知し、その制御部はこれにより受信音声ミュートスイッチをオンする。受信音声をミュートするノイズレベルは、通常は、無線機の操作パネルに設けたスケルチボリュームにより調整が可能となっている。アナログ方式の無線機では、このような動作により、入力電界強度がどこまで低下したときに受信音声出力をオフするかを調整可能となっている。

さらにデジタル方式では、誤り訂正復号化により検出したＢＥＲを制御部で読み込み、誤り率がしきい値を超えた場合に制御部がミュート制御する。また、スイッチをＯＮ／ＯＦＦするＢＥＲのしきい値については無線機の操作部に設けたボリュームスイッチの設定位置により増減が調整可能である。しきい値の設定を高くすれば、受信音声が劣化する前に受信音声出力をオフすることができる。また、しきい値の設定を低くすれば受信音声が劣化し聞き取り可能な限界レベルまで受信音声を出力することが可能である。そして、無線機の使用者は、スピーカ等から出力される音声の品質を好みに設定することが可能である。

特開２００６−１００８９１号公報

ところで、上述のように、スケルチ機能については様々な技術が提案されて、各種の課題が解決されているが、依然として克服すべき課題が存在しているのも事実である。そのような課題として移動状態におけるスケルチ機能がある。受信機が静止状態では充分な入力電界強度がありノイズスケルチが開く場合（音声出力がオンの状態）でも、移動状態ではフェージング等の影響で断続的に入力電界強度が低下するためにノイズスケルチが閉じる状態（音声出力がオフの状態）になりやすいという傾向がある。スケルチボリューム等で調整される制御器の出力電圧は、調整後は一定の値である。このため、より広い受信領域を得ようとするために制御器の出力電圧を受信機の入力電界強度が低い状態に調整すると、都市ノイズ雑音や、車載電装品等の雑音による誤動作が発生しやすくなってしまう。そのため、運用状態に応じてその都度、制御器の出力電圧を調整する必要があり、煩雑であった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたもので、受信機が移動している状態であっても、適正なスケルチ状態を確保できる技術を提供することを目的とする。

本発明のある態様は、スケルチ機能と、スケルチ動作のしきい値を可変するしきい値制御器とを具備する受信機であって、前記受信機の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段において検出された前記移動速度に応じ、前記スケルチ機能における動作しきい値を設定するしきい値設定手段と、を備える。

以上、本発明によると、受信機が移動している状態であっても、適正なスケルチ状態を確保できる技術を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る、受信機の概略構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る、受信入力電圧と、車速及び比較器の出力の関係を示したグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る、比較例（従来タイプ）の受信入力電圧、ノイズ出力及び比較器の出力の関係を示したグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る、受信機のスケルチ動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る、ノイズ出力と、車速及び比較器の出力の関係を示したグラフである。

次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。本実施形態の概要は以下の通りである。車速信号検出器により車速信号を監視し、受信機の移動状態によりノイズスケルチが開く入力電界強度を自動調整する。このような構成及び動作を採用することで、電波伝搬経路におけるフェージング等の影響による受信機の入力電界強度の断続的な低下が発生しても、ノイズスケルチが閉じてしまう状態が発生しにくくなるため、より広い受信領域を確保できる。以下、第１及び第２の実施形態において具体的に説明する。なお、第１の実施形態ではキャリアスケルチについて説明し、第２の実施形態ではノイズスケルチについて説明する。

＜第１の実施形態＞
以下、図１は、本実施形態に係る受信機１０の概略構成を示す機能ブロック図である。ここでは、主にスケルチ機能に着目して示している。この受信機１０は、一般的なスーパーヘテロダイン方式の装置であって、局部発振器および周波数変換器を用いて、変調された受信高周波信号を一定の中間周波数に周波数変換してから復調を行う。図示のように、受信機１０は、復調器１と、検波器２と、比較器３と、スイッチ４と音声増幅器５と、音声出力器６とを備える。さらに、受信機１０は、車速信号検出器８と、制御器７とを備える。

復調器１は、アンテナで受信した高周波信号を復調する。より具体的には、復調器１は、受信した高周波信号を中間周波数信号に周波数変換し、変換された中間周波数信号を復調する。なお、復調器１は、別の機器で受信し中間周波数信号に変換された信号を取得してもよい。

復調器１で復調された信号は、検波器２及びスイッチ４に出力される。検波器２は、復調器１からの信号の大きさ、つまり、受信入力電圧を検出し、受信入力電圧に応じた強さの信号を検波器出力として比較器３へ出力する。スイッチ４は、後述するように、スケルチ動作の有無に応じてスイッチ動作を行って、音声増幅器５へ出力する。音声増幅器５は、スイッチ４を介して取得した復調器１からの信号を増幅し、スピーカ等の音声出力器６へ出力する。

車速信号検出器８は、受信機１０とは異なる外部機器から移動速度を表す信号を取得する。ここでは、受信機１０は車両に搭載されるものと想定し、車速信号検出器８は、車両に設置された機器から車両の速度を示す車速信号を取得する。さらに、車速信号検出器８は、取得した車速信号から車両の速度を検出（算定）し、制御器７へ出力する。

制御器７は、スケルチボリューム等で調整された一定値を出力するとともに、車速信号検出器８からの出力信号を読み取り、読み取り結果に応じて制御器７の出力電圧（しきい値電圧ＴＨ）を自動調整する。つまり、制御器７は、スケルチ動作のオンオフを決定するしきい値電圧ＴＨを、車両の速度に応じて、第１〜第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ａ〜ＴＨ＿Ｃの３種類に設定する。ここでは、第１のしきい値電圧ＴＨ＿Ａは、一番大きな値で、車両の速度が０ｋｍ／ｈ（静止）から１０ｋｍ／ｈ未満のときに出力される。第２のしきい値電圧ＴＨ＿Ｂは、中間の値で、車両の速度が１０ｋｍ／ｈ以上、６０ｋｍ／ｈ未満のときに出力される。第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ｃは、一番小さな値で、車両の速度が６０ｋｍ／ｈ以上のときに出力される。

比較器３は、検波器２で検波した出力電圧と、制御器７の出力電圧（しきい値電圧ＴＨ）の電圧比較を行い、検波器２の出力電圧がしきい値電圧ＴＨより高い場合に、スイッチ４を遮断（オフ）する動作を行うための制御信号を出力する。ここでは、検波器２の出力電圧がしきい値電圧ＴＨより低い場合には、ローレベルの信号が出力される。検波器２の出力電圧がしきい値電圧ＴＨより大きい場合には、比較器３は、ハイレベルの信号を出力する。なお、ハイ／ローの設定は、スイッチ４の動作仕様に応じて適宜変更される。スイッチ４が導通（オン）状態の場合には、復調器１の出力信号がスイッチ４を通って音声増幅器５で増幅され、スピーカ等の音声出力器６で音声出力する。

ここで受信機１０の入力電界強度が高い場合、検波器２は大きな出力電圧の信号を出力する。このとき、制御器７で設定された出力電圧に対して検波器２の出力電圧が大きい場合、スイッチ４は導通となり音声出力状態となる。つまり、スケルチが開いた状態となる。一方で受信機の入力電界強度が低下した場合、制御器７で設定された出力電圧に対して検波器２の出力電圧が小さくなると、スイッチ４は遮断となり音声出力されない状態となる。つまり、スケルチが閉じた状態となる。

以上の構成による、受信機１０の動作について図２及び図３を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る、受信入力電圧（検波器出力）、車速及び比較器の出力の関係を示したグラフである。また、図３は、比較例として従来タイプの固定しきい値の場合の受信入力電圧及び比較器の出力の関係を示した図である。なお、図２や図３において、受信入力電圧は、同一のデータである。また、図３（ｂ）については第２の実施形態にて用いる。

まず、図３の従来タイプの動作について説明する。従来タイプでは、図３（ａ）に示すように、制御器７からの信号、つまりキャリアスケルチ動作レベルは固定値（固定しきい値ＴＨ＿Ｆ）である。したがって、図１の車速信号検出器８が省かれた構成が従来タイプの受信機１０である。上述の通り、受信機１０の入力電界強度（受信入力電圧）が高い場合、制御器７で設定された出力電圧に対して検波器２の出力電圧である検波器出力が、固定しきい値ＴＨ＿Ｆより高い状態となる。このため、図３（ｃ）に示すように、スイッチ４は導通状態（比較器３の出力：ハイ）となり音声出力状態となる。図示では、時間ｔ１１までの期間や、時間ｔ１２以降の期間が、スイッチ４が導通状態（比較器３の出力：ハイ）である。

一方で時間ｔ１１〜ｔ１２の期間のように、受信機１０の入力電界強度が低下した場合、制御器７で設定された出力電圧に対して検波器２の出力電圧が低い状態となる。つまり、検波器２の出力電圧が固定しきい値ＴＨ＿Ｆより低い状態となる。その結果、スイッチ４は遮断（比較器３の出力：ロー）となり、音声出力がされない状態となる。

送信機からの距離が近い限られた領域では、受信機１０への入力電界強度が高いため音声出力は明瞭度が高い。そして、送信機からの距離が離れるに従い、受信機１０への入力電界強度が低下し音声出力の明瞭度も低下していくが、より広い受信領域を得るため、通常では受信機１０の受信感度限界（受信可能な感度）付近でスイッチ４が遮断するようにスケルチボリューム等の制御器７を設定する。移動局受信機では、電波伝搬経路によるフェージング等の影響で、受信機１０への入力電界強度が変動する。その結果、検波器２の出力電圧がスケルチボリューム等で一定の値に設定した制御器７の出力電圧未満となる範囲で、キャリアスケルチが閉じた状態、つまり音声出力オフの状態となる。

つづいて、図２を参照して、受信機１０の動作について説明する。上述したように、静止及び１０ｋｍ／ｈ未満の状態でスケルチ動作が開く検波器出力のしきい値を第１のしきい値電圧ＴＨ＿Ａとし、１０ｋｍ／ｈ以上６０ｋｍ／ｈ未満の移動状態でスケルチ動作が開くしきい値を第２のしきい値電圧ＴＨ＿Ｂとし、時速６０ｋｍ以上の移動状態でスケルチ動作が開くしきい値を第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ｃをとしている。

制御器７は、車速信号検出器８で検出した車速信号をもとに、第１〜第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ａ〜ＴＨ＿Ｃのいずれの出力をすべき状態にあるかを読み取り、その車速信号情報に応じて制御器７の出力電圧（第１〜第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ａ〜ＴＨ＿Ｃ）を自動調整する。

例えば、時間ｔ１までの期間は、車速が１０ｋｍ／ｈ未満なので、しきい値電圧ＴＨは第１のしきい値電圧ＴＨ＿Ａとなる。時間ｔ１〜ｔ２の期間は、車速が１０ｋｍ／ｈ〜６０ｋｍ／ｈなので、しきい値電圧ＴＨは第２のしきい値電圧ＴＨ＿Ｂとなる。時間ｔ２〜ｔ３の期間は、車速が６０ｋｍ／以上であるので第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ｃとなる。以降の期間も、車速に応じてしきい値電圧ＴＨが、上記基準に応じて変化して自動調整されている。

比較器３では、検波器２の出力電圧と車速状態に応じて制御器７で自動調整された出力電圧（第１〜第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ａ〜ＴＨ＿Ｃ）とを比較する。従来では受信中にキャリアスケルチが閉じる状態であっても、本実施形態の受信機１０では、受信機１０が移動状態であれば、キャリアスケルチ動作のしきい値が低く自動調整されて、キャリアスケルチが閉じない状態となる。例えば、図３の従来タイプにおいて、時間ｔ１１〜ｔ１２では、検波器２からの出力である検波器出力がキャリアスケルチ動作レベルである固定しきい値電圧ＴＨ＿Ｆを下回ることから、スケルチが閉じた状態、つまり、スイッチ４が遮断した状態になる。一方、図２において、例えば期間ｔ２〜ｔ３では、車速が６０ｋｍ／ｈ以上であることに対応して、しきい値電圧ＴＨが一番低い第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ｃに自動調整されている。その結果、受信入力電圧（入力電界強度）が低下しているのにもかかわらず、検波器出力は、しきい値電圧ＴＨ（ここでは、第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ｃ）を下回ることがない。したがって、スケルチは閉じること（音声出力がオフになること）がない。

一般に、受信機１０への入力電界強度が低い状態では、周囲都市雑音等の影響を受けてキャリアスケルチ誤動作が発生し、音声出力器６からノイズ音を出力してしまったり、或いは通話音声自体の明瞭度が低下する現象が伴う。しかし、移動状態では周囲雑音も大きくなるため、このような状態となっても人間の耳にはそれほど不快とは認識しにくい。一方、静止状態及び時速１０ｋｍ未満の状態では、設定した第１のしきい値電圧ＴＨ＿Ａよりも低い検波器出力のときにキャリアスケルチが開く（スイッチ４がオンする）ために、キャリアスケルチの誤動作が発生しにくく、受信音声の明瞭度も一般には良好であるため、ユーザの周囲雑音が低くてもユーザの耳には不快とは認識されない。このようにキャリアスケルチ動作レベルを自動調整し、移動状態におけるキャリアスケルチが開く受信入力電圧を低くすることで、受信エリアを広く確保することが可能となる。

以上の受信機１０の動作を図４のフローチャートにより簡単にまとめて説明する。
まず、受信・復調工程として、復調器１で受信した信号が分岐して、スイッチ４及び検波器２へ出力される（Ｓ１０）。つぎに検波工程として、検波器２は、受信入力電圧に応じた信号を出力電圧として比較器３へ出力する（Ｓ１２）。

上記処理と並列に車速特定工程として、車速信号検出器８は、外部機器より車両の移動速度を示す車速信号を取得し、検出を制御器７へ出力する（Ｓ１４）。つづいて、しきい値電圧設定工程として、制御器７は、車速信号検出器８からの検出結果を基に、比較器３に対してしきい値電圧ＴＨを出力する（Ｓ１６）。ここでは、上述の通り第１〜第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ａ〜ＴＨ＿Ｃの３種類のいずれかの電圧が出力される。

づついて、受信電圧比較工程として、比較器３は、検波器２からの信号と制御器７からの信号とを比較して、比較結果に応じてスイッチ４をオンオフ制御するための信号を出力する（Ｓ１８）。具体的には、比較器３は、検波器２からの出力電圧である検波器出力と、制御器７の出力電圧（しきい値電圧ＴＨ）の電圧比較を行い、検波器出力が低い場合にスイッチ４を遮断（オフ）する動作を行うための制御信号を出力する。検波器２の出力電圧が高い場合にスイッチ４を導通（オン）する動作を行うための制御信号を出力する。そして、スイッチ動作制御工程として、スイッチ４は、制御器７の制御信号に応じてオンオフ動作を行う（Ｓ２０）。以上の動作処理（Ｓ１０〜Ｓ２０）が、受信機１０がオンしている間において、または、速度に応じたスケルチしきい値変更動作処理を行うことが選択されている間において、実行される。

本実施形態によると、車速信号を検出、監視し、受信機１０が静止状態及び移動状態に応じてキャリアスケルチ動作点を自動調整することにより、受信中のキャリアスケルチ動作が閉じてしまう状態を減らすことができる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、入力電界強度（受信入力電圧）を評価したが、本実施形態では、ノイズスケルチとして、音声帯域外成分（ノイズ）を検波し、その検波結果をもとにノイズスケルチ動作を行う。第１の実施形態の図１で示した受信機１０と異なる点は、検波器２の検波処理及び制御器７から出力されるしきい値電圧ＴＨにある。

具体的には、検波器２は、復調器１から取得した信号から音声帯域外成分（ノイズ）を検波し、検波結果を検波器出力として比較器３へ出力する。ここで、図５に検波器出力、車速及び比較器出力の関係を示すグラフを示す。図５（ａ）に示すように、音声帯域外成分（ノイズ）に関する検波器出力は、図２（ａ）のグラフとは上下反転した特徴を示している。つまり、一般に、受信機１０の入力電界強度が強い場合、つまり、復調器１における受信入力電圧が大きい場合、ノイズ成分を示す検波器２での検波値は小さくなる。逆に、受信入力電圧が小さい場合、検波器２での検波値は大きくなる。

制御器７は、図２（ａ）で示した第１〜第３のしきい値電圧ＴＨ＿Ａ〜ＴＨ＿Ｃの変わりに、それらに対応する第１〜第３の受信入力しきい値電圧ＴＨ＿ａ〜ＴＨ＿ｃを用いる。この場合、図５（ａ）に示すように、第１の受信入力しきい値電圧ＴＨ＿ａが一番小さい値となり、第３の受信入力しきい値電圧ＴＨ＿ｃが一番大きな値となる。

そして、上述同様に、制御器７は、スケルチ動作のオンオフを決定するしきい値電圧ＴＨを、車両の速度に応じて、第１〜第３のしきい値電圧ＴＨ＿ａ〜ＴＨ＿ｃの３種類に設定する。ここでは、第１のしきい値電圧ＴＨ＿ａは、一番小さな値で、車両の速度が０ｋｍ／ｈ（静止）から１０ｋｍ／ｈ未満のときに出力される。第２のしきい値電圧ＴＨ＿ｂは、中間の値で、車両の速度が１０ｋｍ／ｈ以上、６０ｋｍ／ｈ未満のときに出力される。第３のしきい値電圧ＴＨ＿ｃは、一番大きな値で、車両の速度が６０ｋｍ／ｈ以上のときに出力される。

ここで受信機１０の入力電界強度が高い場合、復調器１の出力におけるノイズが減少し、制御器７で設定された出力電圧に対して検波器２の出力電圧が低い状態となる。このため、スイッチ４は導通となり音声出力状態となる。つまり、スケルチが開いた状態となる。一方で受信機の入力電界強度が低下した場合、復調器１の出力はノイズが増加し、制御器７で設定された出力電圧に対して検波器２の出力電圧が高状態となる。このため、スイッチ４は遮断となり音声出力されない状態となる。つまり、スケルチが閉じた状態となる。

例えば、時刻ｔ１〜ｔ２までの期間では、ノイズの大きさを示す検波器出力は徐々に上昇している。一方、車速は、時刻ｔ１の１０ｋｍ／ｈから徐々に上昇し、時刻ｔ２において６０ｋｍ／ｈに達している。その結果、時刻ｔ１〜ｔ２までの期間では、制御器７は、第２のしきい値電圧ＴＨ＿ｂを出力する。このとき、ノイズ出力を示す検波器出力は、第２のしきい値電圧ＴＨ＿ｂより小さいため、比較器出力は、図５（ｃ）に示すように、ハイのままであり、スケルチが閉じない状態となっている。

さらに、時刻ｔ２〜ｔ３までの期間では、検波器出力が第２のしきい値電圧ＴＨ＿ｂよりも高くなっている時間があるが、車速が６０ｋｍ／ｈを超えたことで、制御器７の出力が第３のしきい値電圧ＴＨ＿ｃとなっている。その結果、検波器出力が第３のしきい値電圧ＴＨ＿ｃを超えることが無く、比較器出力は、図５（ｃ）に示すように、ハイのままであり、スケルチが閉じない状態となっている。

このように、ノイズスケルチ動作を行う場合でも、その動作にあわせて制御器７がしきい値電圧ＴＨを出力することで、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、実施形態では、車速信号検出器８における速度信号の３段階制御は一例であるが、速度信号に比例して更に細かく可変して制御することも可能である。また、車速信号を外部から取得する構成に限らず、受信機１０が車速信号を取得する手段、例えばジャイロセンサやＧＰＳセンサ等を備えてもよい。

さらにまた、デジタル通信方式の場合、検波器２をＢＥＲ検出器とする構成としてもよい。

本実施形態を簡単にまとめると次の通りである。
本実施形態に係る方法は、スケルチ機能と、スケルチ動作のしきい値を可変するしきい値制御器とを具備する受信機におけるスケルチ制御方法であって、前記受信機の移動速度を特定する速度検出工程と、速度検出工程において特定された前記移動速度をもとに前記スケルチ機能における動作しきい値を設定するしきい値変更工程と、を有する。
また、前記速度検出工程は、外部の速度検出信号を取得してもよい。
また、前記速度検出工程は、内部の機器の速度検出信号を取得してもよい。
本実施形態に係る装置は、スケルチ手段と、スケルチ動作のしきい値を可変するしきい値制御手段と、移動速度を検出する速度信号検出手段と、を有し、前記しきい値制御手段は、前記速度信号検出手段から得た速度信号情報をもとにスケルチ動作の前記しきい値を決定する。
また、前記速度信号検出手段は、外部の移動速度検出装置から信号を取得してもよい。
また、前記外部の移動速度検出装置は、車両に搭載される車速検出装置であってもよい。
また、当該受信機は、移動速度を検出する移動速度検出手段を備え、速度信号検出手段は、前記移動速度検出手段から信号を取得してもよい。

１ 復調器
２ 検波器
３ 比較器
４ スイッチ
５ 音声増幅器
６ 音声出力器
７ 制御器
８ 車速信号検出器
１０ 受信機

Claims (1)

1. スケルチ機能と、スケルチ動作のしきい値を可変するしきい値制御器とを具備する受信機であって、
   前記受信機の移動速度を検出する速度検出手段と、
   前記速度検出手段において検出された前記移動速度に応じ、前記スケルチ機能における動作しきい値を設定するしきい値設定手段と、
   を備えることを特徴とする受信機。

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