JP2012100096A - ディジタル受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特に周囲雑音が広帯域であっても、ノイズ除去性能を劣化させることなく消費電力を削減することができるディジタル受信装置を提供する。
【解決手段】適応フィルタ２１により周囲雑音を除去した受信信号に基づき、所望信号の検出判定を行う検出部１８と、所望信号の検出判定の結果、所望信号があるときには適応フィルタ２１を適応モードから非適応モードに切り替え、所望信号の検出判定の結果、所望信号がないときには適応フィルタ２１を非適応モードから適応モードに切り替えるフィルタ制御部２０と、適応モードにおいてフィルタ係数の更新量の大きさに基づき、該フィルタ係数の更新頻度を変更する係数更新頻度制御部２２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディジタル受信装置に関するものである。

従来、ディジタル受信装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。このディジタル受信装置は、所望信号の受信待機状態においてフィルタ係数を逐次更新しつつ周囲雑音を除去する適応モード及び所望信号の受信状態においてフィルタ係数の更新を停止する非適応モードの２つのモードを有する適応フィルタ（１７）と、該適応フィルタの適応モード及び非適応モードを切り替え制御するフィルタ制御手段（１８ｃ）とを備えている。適応フィルタは、所望信号の受信待機状態において、周囲雑音の変化に伴いフィルタ係数が変化する適応フィルタ部（１７ａ）と、周囲雑音を最も低減するように適応フィルタ部のフィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新部（１７ｂ）とを有する。そして、所望信号の受信待機状態において、検出手段（１８ｂ）により所望信号があるという検出判定がなされると、フィルタ制御手段は、適応フィルタを適応モードから非適応モードへと切り替えて、フィルタ係数の更新を停止する。

この場合、所望信号の受信待機状態では、適応フィルタは、その適応モードに対応してフィルタ係数を逐次更新しつつ周囲雑音を除去する。一方、所望信号の受信状態では、適応フィルタは、その非適応モードに対応してフィルタ係数の更新を停止する。すなわち、非適応モードでは、適応フィルタは、適応モードにおいて周囲雑音を除去すべく更新したフィルタ係数を利用して周囲雑音を除去する。従って、所望信号の受信状態では、周囲雑音及び所望信号が相関性を有していても適応フィルタによって周囲雑音のみが除去され、所望信号が好適に受信される。また、周囲雑音及び所望信号が相関性を有するとしても、フィルタ制御手段により適応モード及び非適応モードを切り替え制御することでこれらの選択的な受信が可能であり、例えばこれら周囲雑音及び所望信号を個別に受信しうる回路構成を採用する場合に比べて回路規模の縮小が可能である。

しかしながら、このディジタル受信装置では、所望信号の受信待機状態にある限りフィルタ係数を更新し続けることになる。従って、仮に周囲雑音が安定していても、フィルタ係数を更新し続けるための、徒な電力消費を余儀なくされる。

そこで、例えば特許文献２のディジタル信号処理装置では、適応フィルタの出力信号と所定の基準信号とを比較した誤差信号（適応フィルタにおいて、周囲雑音を除去する前後の両信号を差分した信号に相当）の大きさに基づいて、フィルタ係数を更新する周波数（即ち更新頻度）を変更することが提案されている。すなわち、誤差信号の大きさ（レベル）が所定閾値よりも小さくなると、更新頻度を減少するように制御している。これにより、誤差信号が小さくなれば、フィルタ係数を更新する頻度が減少してその分、消費電力を削減できるとしている。

特開２００５−４５３１４号公報 特開２００３−２８３３８３号公報（第［００３９］段落、第［００４３］〜［００４４］段落）

ところで、特許文献２では、誤差信号の大きさに基づいて、フィルタ係数を更新する頻度を減少させている。従って、特に周囲雑音が広帯域である場合には、誤差信号の大きさに基づいてフィルタ係数の更新頻度を減少し得る機会が実質的に皆無となって、消費電力の削減が十分にできなくなってしまう。

図７（ａ）〜（ｃ）は、周囲雑音を除去する前の信号（以下、「入力信号」ともいう）及び誤差信号の推移を示すタイミングチャートである。図７（ａ）に示すように、高レベルの狭帯域ノイズ下では、適応フィルタにおけるノイズ除去性能の発揮に伴い、誤差信号が所定閾値Ｌを下回ることで、前記更新頻度の減少が速やかに実現される。

一方、図７（ｂ）に示すように、高レベルの広帯域ノイズ下では、適応フィルタにおけるノイズ除去性能の発揮が不十分で、実質的に誤差信号が所定閾値Ｌを下回ることがなくなる。従って、フィルタ係数の更新頻度を減少し得る機会も実質的に皆無となる。これに対し、所定閾値Ｌを増加させて所定閾値Ｌ‘とし、該閾値Ｌ’を誤差信号が下回りやすくすることで、フィルタ係数の更新頻度を減少させることも考えられる。しかしながら、この場合には、図７（ｃ）に示すように、低レベルの広帯域ノイズ下では、誤差信号が所定閾値Ｌ’を常時下回ることになって、ノイズ除去性能が劣化するという別の問題が生じることになる。

本発明の目的は、特に周囲雑音が広帯域であっても、ノイズ除去性能を劣化させることなく消費電力を削減することができるディジタル受信装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、フィルタ係数を逐次更新しつつ該フィルタ係数を利用して受信信号から相関性のある周囲雑音を除去する適応モード及び前記フィルタ係数の更新を停止し前記適応モードにおいて更新した前記フィルタ係数を利用して受信信号から相関性のある周囲雑音を除去する非適応モードを有する適応フィルタと、前記適応フィルタにより周囲雑音を除去した受信信号に基づき、所望信号の検出判定を行う検出手段と、前記所望信号の検出判定の結果、前記所望信号があるときには前記適応フィルタを前記適応モードから前記非適応モードに切り替え、前記所望信号の検出判定の結果、前記所望信号がないときには前記適応フィルタを前記非適応モードから前記適応モードに切り替えるフィルタ制御手段と、前記適応モードにおいて、前記フィルタ係数の更新量の大きさに基づき、該フィルタ係数の更新頻度を変更する更新頻度制御手段とを備えたことを要旨とする。

同構成によれば、前記適応フィルタは、前記適応モードにおいて、前記フィルタ係数を逐次更新する。この際、前記フィルタ係数の更新頻度は、前記更新頻度制御手段により前記フィルタ係数の更新量の大きさに基づき変更される。従って、例えば周囲雑音が不安定で前記フィルタ係数が変化しているとき、即ち該フィルタ係数の更新量の大きさが大きいときに、前記フィルタ係数の更新頻度を増加させることでノイズ除去性能の劣化を抑えることができる。一方、周囲雑音が安定して前記フィルタ係数が収束しているとき、即ち該フィルタ係数の更新量の大きさが小さいときに、前記フィルタ係数の更新頻度を減少させることでその分、消費電力を削減することができる。特に、周囲雑音の帯域（狭帯域、広帯域）に関わらず、前記フィルタ係数の更新量の大きさのみに基づいて、該フィルタ係数の更新頻度を減少させることができるため、消費電力をより一層削減することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のディジタル受信装置において、前記更新頻度制御手段は、前記フィルタ係数の更新頻度を段階的に増加させることを要旨とする。
前記適応モードにおいて、前記検出手段による前記所望信号の検出判定の結果が出るまで（即ちフィルタ係数の更新を停止するまで）には、一定期間の受信信号（一定回数の所望信号）が必要となる。同構成によれば、例えば前記フィルタ係数の更新量の大きさが大きいとき、即ち前記所望信号がある可能性のあるときに、前記フィルタ係数の更新頻度が一気に増加されることがないため、前記所望信号が周囲雑音と見なされて前記フィルタ係数の更新量として急速に反映（誤学習）される可能性を低減できる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のディジタル受信装置において、前記更新頻度制御手段は、前記フィルタ係数の更新頻度を２倍又は１／２倍で段階的に増減することを要旨とする。

同構成によれば、前記フィルタ係数の更新頻度を２進数で増減することができ、前記更新頻度制御手段を実現するディジタル回路の構成を簡素化することができる。
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ディジタル受信装置において、前記更新頻度制御手段は、前記フィルタ係数の更新量の大きさと、所定閾値との大小関係に基づき、前記フィルタ係数の更新頻度を変更することを要旨とする。

同構成によれば、前記更新頻度制御手段は、前記フィルタ係数の更新量の大きさと、所定閾値とを比較する極めて簡易な回路構成で、前記フィルタ係数の更新頻度を変更することができる。

本発明では、特に周囲雑音が広帯域であっても、ノイズ除去性能を劣化させることなく消費電力を削減することができるディジタル受信装置を提供することができる。

本発明の一実施形態を示すシステムブロック図。 係数更新頻度制御部における各更新量の大きさと所定閾値との比較に係る回路構成の説明図。 係数更新頻度制御部における更新頻度の制御態様を示すフローチャート。 フィルタ係数の更新頻度の推移の一例を示す一覧図。 （ａ）（ｂ）は、フィルタ係数の更新量を示すタイミングチャート。 同実施形態の信号処理態様を示す概略ブロック図。 （ａ）〜（ｃ）は、入力信号及び誤差信号の推移を示すタイミングチャートであり、（ｄ）〜（ｆ）は、フィルタ係数の推移を示すタイミングチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のＦＳＫ（Frequency Shift Keying）ディジタル受信装置１０は、例えば利用者が所有する送信機からの信号（以下、「所望信号」という）を受信するためのものである。従って、ＦＳＫディジタル受信装置１０の動作モードには、所望信号を受信する受信状態と、該所望信号の受信待機状態とがある。

ＦＳＫディジタル受信装置１０のアンテナ１１は、基本的に所望信号を入力するために構成されているが、受信状態ではこれに併せて周囲雑音が入力され、受信待機状態では周囲雑音が入力されることになる。

第１周波数変換部１２は、アンテナ１１からの入力信号を周波数変換して中間周波数信号を生成し、これをＡ／Ｄ変換部１３に出力する。なお、第１周波数変換部１２は、所望信号を受信して信号処理可能な周波数に変換するためのもので、例えばローノイズアンプやダウンコンバータ、フィルタなどが含まれる。Ａ／Ｄ変換部１３は、第１周波数変換部１２からの信号をＡ／Ｄ変換して、離散化ディジタル信号を生成する。そして、Ａ／Ｄ変換部１３は、この離散化ディジタル信号を第２周波数変換部１４に出力する。

第２周波数変換部１４は、Ａ／Ｄ変換部１３からの信号を周波数変換してベースバンド信号を生成し、これを周波数帯域制限部１５に出力する。周波数帯域制限部１５は、第２周波数変換部１４からの信号の帯域制限を行って帯域制限信号を生成し、これを受信信号ｘとして適応ノイズ除去部１６に出力する。この受信信号ｘには、少なくとも周囲雑音がノイズ信号として含まれている。

適応ノイズ除去部１６は、適応フィルタ２１と、更新頻度制御手段としての係数更新頻度制御部２２を備えて構成されている。
適応フィルタ２１は、受信信号ｘの変化に伴いフィルタ係数が変化可能な適応フィルタ部２１ａと、所望信号の受信待機状態において受信信号ｘから相関性のある雑音を除去するように適応フィルタ部２１ａのフィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新部２１ｂとを有している。

この適応フィルタ２１は、周波数帯域制限部１５からの受信信号ｘと、該受信信号ｘを遅延部２１ｃを介して適応フィルタ部２１ａに出力することで生成した信号とを誤差演算部２１ｄに出力することで、該誤差演算部２１ｄにおいて、これら信号の誤差信号を妨害波除去後信号ｅとして抽出する。この妨害波除去後信号ｅは、周波数帯域制限部１５からの受信信号ｘに混入する周囲雑音のうち相関性のある雑音が低減されたものである。また、所望信号の受信待機状態では、適応フィルタ２１は、この妨害波除去後信号ｅ等に基づいて、適応フィルタ部２１ａの特性を最適化する（適応モード）。

すなわち、適応フィルタ２１は、妨害波除去後信号ｅをフィルタ係数更新部２１ｂに出力するとともに、遅延部２１ｃを介した受信信号ｘ、即ち適応フィルタ部２１ａ（適応フィルタ２１）により周囲雑音が除去される前の受信信号をフィルタ係数更新部２１ｂに出力する。また、適応フィルタ２１は、遅延部２１ｃを介した受信信号ｘを電力計算部２１ｅに出力するとともに、該電力計算部２１ｅにおいて計算された平均電力をフィルタ係数更新部２１ｂに出力する。

フィルタ係数更新部２１ｂは、これらの信号等に基づき、下式（１）に従って適応フィルタ部２１ａにおける全ての項のフィルタ係数Ｃｉ（ｉ：項番号、例えばｉ＝１，２，…，ｎ（自然数））を演算する。適応フィルタ２１は、式（１）により演算された全ての項のフィルタ係数（タップともいう）Ｃｉに更新することで、適応フィルタ部２１ａの特性を最適化する。

ここで、式（１）において、λμを限りなく小さな値とすると、フィルタ係数Ｃｉの更新量ΔＣｉ（＝Ｃｉ（ｔ＋１）−Ｃｉ（ｔ））は下式（２）で表される。

フィルタ係数更新部２１ｂは、式（２）に従って全ての項の更新量ΔＣｉを演算し、これを前記係数更新頻度制御部２２に逐次出力する。

係数更新頻度制御部２２は、フィルタ係数更新部２１ｂからの更新量ΔＣｉの大きさを常時監視し、該更新量ΔＣｉの大きさと所定閾値ΔＣｔｈ（＞０）との比較を全ての項に亘って繰り返す。

そして、全ての項の更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを下回っていれば、全ての項のフィルタ係数Ｃｉが収束している、即ち周囲雑音が安定していると見なして、係数更新頻度制御部２２は、フィルタ係数更新部２１ｂに対しフィルタ係数の更新頻度を減少させることを表すフィルタ係数更新頻度制御信号を出力する。すなわち、係数更新頻度制御部２２は、フィルタ係数更新部２１ｂに対しフィルタ係数更新頻度制御信号を出力することで、適応フィルタ部２１ａのフィルタ係数の更新を起動する信号（システムクロック）の発生タイミングを変更する。この場合、フィルタ係数更新部２１ｂは、次回にフィルタ係数を更新するまでの期間を２倍に延ばして（更新頻度を１／２倍にして）該フィルタ係数の更新を行う。

一方、少なくとも一つの項の更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを超えていれば、フィルタ係数Ｃｉが収束していない、即ち周囲雑音が安定していないと見なして、係数更新頻度制御部２２は、フィルタ係数更新部２１ｂに対しフィルタ係数の更新頻度を増加させることを表すフィルタ係数更新頻度制御信号を出力する。この場合、フィルタ係数更新部２１ｂは、次回にフィルタ係数を更新するまでの期間を１／２倍に縮めて（更新頻度を２倍にして）該フィルタ係数の更新を行う。

以上により、フィルタ係数更新部２１ｂは、更新量ΔＣｉの大きさと所定閾値ΔＣｔｈとの大小関係に応じて自動的に、次回にフィルタ係数を更新するまでの期間（更新頻度）を制御する。

また、適応フィルタ２１（適応ノイズ除去部１６）は、妨害波除去後信号ｅを信号処理部１７に出力する。信号処理部１７は、前記妨害波除去後信号ｅを入力してその自己相関を算出し、相関信号として検出手段としての検出部１８及び復調部１９にそれぞれ出力する。

検出部１８は、信号処理部１７からの相関信号を入力しており、所望信号の受信に伴う相関信号（妨害波除去後信号ｅ）の著しい変化を監視することで所望信号の検出判定を行うとともに、該所望信号の検出判定（検出判定の結果である所望信号の有無）を表す検出信号を生成する。そして、検出部１８は、この検出信号をフィルタ制御手段としてのフィルタ制御部２０へと出力する。

復調部１９は、信号処理部１７からの相関信号に基づき、復調信号を生成する。そして、復調部１９は、この復調信号を前記フィルタ制御部２０へと出力する。
フィルタ制御部２０は、検出部１８からの検出信号及び復調部１９からの復調信号を入力しており、前記適応フィルタ２１（フィルタ係数更新部２１ｂ）にフィルタ制御信号を出力することで該適応フィルタ２１を制御する。具体的には、フィルタ制御部２０は、検出信号が入力された後、復調信号に基づいて受信中の信号のユニーク性を判別するとともに、受信中の信号が所望信号の特性を示すときにフィルタ係数更新部２１ｂでのフィルタ係数の更新を停止する（非適応モード）。このとき、適応フィルタ２１の適応フィルタ部２１ａでは、更新が停止される直前の最後のフィルタ係数が保持される。従って、所望信号の受信状態では、適応フィルタ２１は、基本的に受信信号ｘから受信待機状態に対応する相関性のある雑音を除去した安定妨害波除去後の抽出信号（妨害波除去後信号ｅ）を信号処理部１７に出力する。

本実施形態では、適応フィルタ部２１ａにおけるフィルタ係数の更新回数に関わらず、所望信号の検出判定の結果が出るまでには、一定期間の受信信号（一定回数の所望信号）が必要になっている。従って、前述の態様で次回にフィルタ係数を更新するまでの期間が延ばされていれば、所望信号の検出判定の結果が出るまでの間におけるフィルタ係数の頻繁な更新、即ち所望信号が周囲雑音と見なされてフィルタ係数の更新量として反映（誤学習）される可能性が低減される。

なお、前記フィルタ制御部２０は、検出信号が入力された後の受信中の信号が所望信号の特性を示さないとき（妨害波の特性を示すとき）に、適応フィルタ２１を適応モードに維持し又は切り替える。このとき、適応フィルタ２１では、フィルタ係数の更新が継続又は再開される。つまり、適応フィルタ２１は、基本的に適応モードに設定されており、受信中の信号が所望信号の特性を示すときに非適応モードに設定される。適応フィルタ２１の適応モードにおいて、更新量ΔＣｉの大きさと所定閾値ΔＣｔｈとの大小関係に応じて自動的に、次回にフィルタ係数を更新するまでの期間（更新頻度）が制御されることは既述のとおりである。

ここで、係数更新頻度制御部２２における各更新量ΔＣｉの大きさと所定閾値ΔＣｔｈとの比較に係る回路構成について図２に基づき説明する。同図に示すように、係数更新頻度制御部２２は、更新量ΔＣｉの上位ビットを監視する監視回路２６と、フリップフロップ２７とを備えて構成される。なお、本実施形態では、各更新量ΔＣｉが３２ビットで表されており、監視回路２６（係数更新頻度制御部２２）は、更新量ΔＣｉの上位６ビットを監視している。更新量ΔＣｉの最上位ビット（ＭＳＢ）は、該更新量ΔＣｉの正負を表すために利用されており、正数であれば「０」が設定され、負数であれば「１」が設定される。そして、例えば更新量ΔＣｉが正数であるとき、所定閾値ΔＣｔｈは「0000_0000_0000_0000_0000_0011_1111_1111 」に設定されており、監視する更新量ΔＣｉの上位６ビットが全て「０」であれば、更新量ΔＣｉ（の大きさ）が所定閾値ΔＣｔｈを下回っていることが確認される。同様に、更新量ΔＣｉが負数であるとき、監視する更新量ΔＣｉの上位６ビットが全て「１」であれば、更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを下回っていることが確認される。

ここで、監視回路２６は、更新量ΔＣｉの上位６ビットをそれぞれ監視するための６つのセレクタ２６ａ〜２６ｆと、これらセレクタ２６ａ〜２６ｆの論理和を演算するＯＲ回路２６ｇとを有する。各セレクタ２６ａ〜２６ｆは、監視対象のビットを入力するとともに、当該ビットを反転回路Ｎを介して入力し、更に最上位ビットを制御信号として入力する。

従って、更新量ΔＣｉが正数でその大きさが所定閾値ΔＣｔｈを下回る場合、上位６ビットが全て「０」になることで、ＯＲ回路２６ｇにおいて論理和「０」が出力される。また、更新量ΔＣｉが正数でその大きさが所定閾値ΔＣｔｈを超える場合、上位６ビットの少なくとも一つが「１」になることで、ＯＲ回路２６ｇにおいて論理和「１」が出力される。一方、更新量ΔＣｉが負数でその大きさが所定閾値ΔＣｔｈを下回る場合、上位６ビットが全て「１」になることで、各セレクタ２６ａ〜２６ｆにおいて監視対象のビットの論理「１」を反転回路Ｎを介して反転した論理「０」が出力され、ＯＲ回路２６ｇにおいて論理和「０」が出力される。また、更新量ΔＣｉが負数でその大きさが所定閾値ΔＣｔｈを超える場合、上位６ビットの少なくとも一つが「０」になることで、ＯＲ回路２６ｇにおいて論理和「１」が出力される。

つまり、監視回路２６は、更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを下回る場合にそのＯＲ回路２６ｇから論理和「０」をフリップフロップ２７に出力し、更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを下回る場合にそのＯＲ回路２６ｇから論理和「１」をフリップフロップ２７に出力する。

そして、フリップフロップ２７は、ＯＲ回路２６ｇ（監視回路２６）から論理和「０」を入力すると、更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを下回ることから、その値を全ての項のフィルタ係数Ｃｉの更新が終わるまで保持（ラッチ）する。また、フリップフロップ２７は、全てのフィルタ係数Ｃｉの更新が終わると、その保持する値をリセットする。

なお、全ての項のフィルタ係数Ｃｉの更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを下回る場合、フィルタ係数更新部２１ｂに対しフィルタ係数の更新頻度を減少させることを表すフィルタ係数更新頻度制御信号が出力され、少なくとも一つの項のフィルタ係数Ｃｉの更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを超える場合、フィルタ係数更新部２１ｂに対しフィルタ係数の更新頻度を増加させることを表すフィルタ係数更新頻度制御信号が出力されることは既述のとおりである。

次に、係数更新頻度制御部２２におけるフィルタ係数の更新頻度の制御態様（消費電力削減制御態様）について図３に基づき説明する。なお、本実施形態では、フィルタ係数の更新頻度が最大となる、次回にフィルタ係数を更新するまでの最短期間は「１＝２＾０」に、フィルタ係数の更新頻度が最小となる、次回にフィルタ係数を更新するまでの最長期間は「１２８＝２＾７」に設定されている。そして、各更新量ΔＣｉの大きさと所定閾値ΔＣｔｈとの比較結果に応じて、これら「１」〜「１２８」までの２の累乗で表される８段階で更新頻度が変更されるようになっている。つまり、フィルタ係数の更新頻度が最大（通常）のときに該更新を毎回実施しているとすれば、フィルタ係数の更新頻度が最小のときには、該更新を１２８回に１回実施することになる。

図３に示すように、処理がこのルーチンに移行すると、全ての項のフィルタ係数Ｃｉにおいて、更新量ΔＣｉの大きさと所定閾値ΔＣｔｈとが比較され（Ｓ１）、全ての更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを下回っていれば、最小の更新頻度（期間「１２８」）か否かが判断される（Ｓ２）。そして、最小の更新頻度であれば当該更新頻度が維持され、最小の更新頻度でなければ更新頻度が１／２倍（期間が２倍）される（Ｓ３）。つまり、この動作は、全ての更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを下回る都度に、更新頻度が最小の更新頻度に達するまで繰り返される。

また、Ｓ１において、少なくとも一つの項のフィルタ係数Ｃｉの更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを超えていれば、最大の更新頻度（期間「１」）か否かが判断される（Ｓ４）。そして、最大の更新頻度であれば当該更新頻度が維持され、最大の更新頻度でなければ更新頻度が２倍（期間が１／２倍）される（Ｓ５）。つまり、この動作は、少なくとも一つの更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを超える都度に、更新頻度が最大の更新頻度に達するまで繰り返される。そして、全ての項のフィルタ係数Ｃｉの更新が終了するのを待って（Ｓ６）、制御回路がリセットされる（Ｓ７）。そして、Ｓ１に戻って同様の処理が繰り返される。

図４は、上述の態様で制御されるフィルタ係数の更新頻度の推移の一例を示す一覧図である。ここでは、初期状態（時刻ｔ）における現状の更新頻度が毎回であるものとして、更新量ΔＣｉの大きさと所定閾値ΔＣｔｈとの大小関係に応じた更新頻度の推移を表している。同図に示すように、８段階（毎回〜１２８回に１回）の更新頻度において、更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを超えれば、最大の更新頻度（毎回）を上限に更新頻度が２倍され、更新量ΔＣｉの大きさが所定閾値ΔＣｔｈを下回れば、最小の更新頻度（１２８回に１回）を下限に更新頻度が１／２倍されている。

係数更新頻度制御部２２は、このように制御された更新頻度に対応する期間、フィルタ係数更新頻度制御信号により適応フィルタ２１にシステムクロックを入力しない。従って、適応フィルタ部２１ａにおいては、前記更新頻度に合わせてフィルタ係数の更新を行うことになる。これにより、特に更新頻度の小さい状態では、フィルタ係数の頻繁な更新を抑制できる分、消費電力を削減することができる。これは、システムクロックの入力を抑制することで、適応ノイズ除去部１６等を構成する集積回路の消費電流の要素であるCMOSトランジスタのゲート充放電流や、値が切り替わる時の貫通電流が抑えられることによる。また、このように消費電力を削減したとしても、適応ノイズ除去部１６（適応フィルタ２１）におけるノイズ除去性能の劣化を抑制することができる。

すなわち、更新頻度を減少させる条件の成立時（更新量＜所定閾値）は、図５（ａ）に示すように、フィルタ性能が発揮されてフィルタ係数Ｃｉが収束に近付く状態で起こるため、更新頻度の制御の有無に応じて更新量の推移に若干のずれが生じるにしても、実質的にノイズ除去性能への影響はない。

一方、更新頻度を増加させる条件の成立時（更新量＞所定閾値）は、図５（ｂ）に示すように、フィルタ係数Ｃｉの変化の激しい環境下やフィルタ性能が発揮されずフィルタ係数Ｃｉが収束しない状態で起こるため、更新頻度は減少されずノイズ除去性能の劣化が抑制される。

なお、ノイズ除去性能は、更新頻度の制御に係る所定閾値の調整・設定によって調整可能である。
また、本実施形態では、フィルタ係数Ｃｉの更新量ΔＣｉに基づいて該フィルタ係数Ｃｉの収束、即ち周囲雑音の安定状態を判断しているため、特に周囲雑音が広帯域である場合であっても、更新頻度を減少し得る機会が得られる。

図７（ｄ）〜（ｆ）は、フィルタ係数の推移を示すタイミングチャートである。図７（ｄ）に示すように、高レベルの狭帯域ノイズ下では、適応フィルタにおけるノイズ除去性能の発揮に伴い、フィルタ係数が速やかに収束していくことで、前記更新頻度の減少が速やかに実現される。

一方、図７（ｅ）に示すように、高レベルの広帯域ノイズ下では、適応フィルタにおけるノイズ除去性能の発揮が不十分で、フィルタ係数の収束に時間がかかるものの、最終的にはフィルタ係数が収束することで前記更新頻度の減少が実現される。また、図７（ｆ）に示すように、低レベルの広帯域ノイズ下であっても同様である。

次に、本実施形態の信号処理態様について図６の概略ブロック図に従い総括的に説明する。同図に示すように、前記アンテナ１１を通じたディジタル受信装置１０への入力信号は、第１周波数変換部１２により中間周波数信号として出力される。この中間周波数信号は、Ａ／Ｄ変換部１３により離散化ディジタル信号として出力される。そして、この離散化ディジタル信号は、第２周波数変換部１４によりベースバンド信号として出力される。このベースバンド信号は、周波数帯域制限部１５により帯域制限信号（受信信号ｘ）として出力される。そして、帯域制限信号は、妨害波を除去する適応ノイズ除去部１６により妨害波除去後信号（ｅ）として抽出される。適応フィルタ２１（適応ノイズ除去部１６）におけるフィルタ係数の更新頻度が、該フィルタ係数の更新量の大きさに基づいて制御されることは既述のとおりである。

次に、この妨害波除去後信号は、その自己相関を算出する信号処理部１７により相関信号として出力される。相関信号は、該相関信号から所望信号を復調する復調部１９により復調信号として出力される。

また、相関信号は、該相関信号から所望信号の検出判定を行う検出部１８により検出信号として出力される。これら復調信号及び検出信号は、フィルタ制御部２０に出力されることで、該フィルタ制御部２０によりフィルタ制御信号が生成されこれが適応ノイズ除去部１６に出力されて、該適応ノイズ除去部１６（適応フィルタ部２１ａ）を安定的に制御する。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、適応フィルタ２１は、適応モードにおいて、フィルタ係数を逐次更新する。この際、フィルタ係数の更新頻度は、係数更新頻度制御部２２によりフィルタ係数の更新量の大きさに基づき変更される。従って、例えば周囲雑音が不安定でフィルタ係数が変化しているとき、即ち該フィルタ係数の更新量の大きさが大きいときに、フィルタ係数の更新頻度を増加させることでノイズ除去性能の劣化を抑えることができる。一方、周囲雑音が安定してフィルタ係数が収束しているとき、即ち該フィルタ係数の更新量の大きさが小さいときに、フィルタ係数の更新頻度を減少させることでその分、消費電力を削減することができる。特に、周囲雑音の帯域（狭帯域、広帯域）に関わらず、フィルタ係数の更新量の大きさのみに基づいて、該フィルタ係数の更新頻度を減少させることができるため、消費電力をより一層削減することができる。

（２）本実施形態では、フィルタ係数の更新量の大きさが大きいとき、即ち所望信号がある可能性のあるときに、フィルタ係数の更新頻度が一気に増加されることがないため、所望信号が周囲雑音と見なされてフィルタ係数の更新量として急速に反映（誤学習）される可能性を低減できる。

（３）本実施形態では、フィルタ係数の更新頻度を２進数で増減することができ、係数更新頻度制御部２２を実現するディジタル回路の構成を簡素化することができる。
（４）本実施形態では、係数更新頻度制御部２２は、フィルタ係数の更新量の大きさと、所定閾値とを比較する極めて簡易な回路構成で、フィルタ係数の更新頻度を変更することができる。

（５）本実施形態では、係数更新頻度制御部２２は、フィルタ係数の更新頻度を所定の制限範囲内（毎回〜１２８回に１回）で増減する。従って、フィルタ係数の更新頻度が過剰に増加されることで、該フィルタ係数が過早に更新されて電力消費を増加させたり、あるいはフィルタ係数の更新頻度が過剰に減少されることで、該フィルタ係数の更新が遅れてノイズ除去性能が劣化したりすることを抑制することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態において、フィルタ係数の更新頻度の制御態様は一例である。例えばフィルタ係数の更新量の大きさに応じて更新頻度を一気に増減したり、更新頻度を増減する際の条件が一定時間継続することで更新頻度を増減したりしてもよい。

・前記実施形態においては、全ての項のフィルタ係数の更新量の大きさが所定閾値を下回ったときに、全ての項のフィルタ係数について一括でそれらの更新頻度を減少させた。これに対し、一の項のフィルタ係数の更新量の大きさが所定閾値を下回ったときに、当該項のフィルタ係数についてのみその更新頻度を減少させてもよい。このように、フィルタ係数ごとにその更新頻度を制御することで、より細かな制御を行うことができる。

・前記実施形態において、相関性のない周囲雑音を除去する適応ノイズ除去部を別途設けてもよい。
・前記実施形態においては、ディジタル受信装置としてＦＳＫディジタル受信装置を採用したが、例えばＡＳＫ（振幅変調）やＰＳＫ（位相変調）などその他のディジタル受信装置を採用してもよい。

・前記実施形態においては特に言及していないが、本発明に係るディジタル受信装置は車載用ディジタル受信装置としての使用が可能である。こうした車載用ディジタル受信装置としては、例えば利用者が所有する送信機との無線通信によって車両用ドアの施錠・解錠やエンジンの始動・停止を認証するいわゆる電子錠を構成するものがある。あるいは、利用者のリモコン操作を無線通信により受信してパワーウィンド装置やスライドドア装置、サンルーフ装置、身体障害者用シート装置など電動の各種装置を駆動制御するシステムに適用してもよい。
・本発明は、ディジタル受信装置のみならずその他のディジタル信号復調器に適用してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）請求項１〜４のいずれか一項に記載のディジタル受信装置において、
前記更新頻度制御手段は、前記フィルタ係数の更新頻度を所定の制限範囲内で増減することを特徴とするディジタル受信装置。同構成によれば、前記フィルタ係数の更新頻度が過剰に増加されることで、該フィルタ係数が過早に更新されて電力消費を増加させたり、あるいは前記フィルタ係数の更新頻度が過剰に減少されることで、該フィルタ係数の更新が遅れてノイズ除去性能が劣化したりすることを抑制することができる。

１０…ＦＳＫディジタル受信装置、１８…検出部（検出手段）、２０…フィルタ制御部（フィルタ制御手段）、２１…適応フィルタ、２２…係数更新頻度制御部（更新頻度制御手段）。

Claims (4)

1. フィルタ係数を逐次更新しつつ該フィルタ係数を利用して受信信号から相関性のある周囲雑音を除去する適応モード及び前記フィルタ係数の更新を停止し前記適応モードにおいて更新した前記フィルタ係数を利用して受信信号から相関性のある周囲雑音を除去する非適応モードを有する適応フィルタと、
   前記適応フィルタにより周囲雑音を除去した受信信号に基づき、所望信号の検出判定を行う検出手段と、
   前記所望信号の検出判定の結果、前記所望信号があるときには前記適応フィルタを前記適応モードから前記非適応モードに切り替え、前記所望信号の検出判定の結果、前記所望信号がないときには前記適応フィルタを前記非適応モードから前記適応モードに切り替えるフィルタ制御手段と、
   前記適応モードにおいて、前記フィルタ係数の更新量の大きさに基づき、該フィルタ係数の更新頻度を変更する更新頻度制御手段とを備えたことを特徴とするディジタル受信装置。
2. 請求項１に記載のディジタル受信装置において、
   前記更新頻度制御手段は、前記フィルタ係数の更新頻度を段階的に増加させることを特徴とするディジタル受信装置。
3. 請求項２に記載のディジタル受信装置において、
   前記更新頻度制御手段は、前記フィルタ係数の更新頻度を２倍又は１／２倍で段階的に増減することを特徴とするディジタル受信装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のディジタル受信装置において、
   前記更新頻度制御手段は、前記フィルタ係数の更新量の大きさと、所定閾値との大小関係に基づき、前記フィルタ係数の更新頻度を変更することを特徴とするディジタル受信装置。

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