JP3227034B2 - Ｆｍ多重データ復調方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＦＭ多重データ復調方法
に係り、特に道路交通情報システム等の如く、ＦＭ放送
に多重して送信されたデータを復調するＦＭ多重データ
復調方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】運転者に対し車両位置周辺の地図情報と
現在位置情報を提供するようにした車載用ナビゲーショ
ン装置がある。この装置では、自立航法または衛星航法
で自車位置を検出し、ＣＤ−ＲＯＭ、ＩＣカードメモリ
等の地図情報記憶媒体に記憶された中から自車位置の入
っている領域の地図データを読み出し、該地図データに
基づき車両位置周辺の地図画像を描画し、車両位置マー
クを合成して画面に表示するようにしている。ところ
で、車載用ナビゲーション装置において、単に、車両位
置周辺の地図画像を画面に表示するだけでなく、道路案
内、渋滞・工事情報、通行規制情報等も合わせて表示で
きるようにすれば、運転者が各種道路情報を総合判断し
ながら所望地へ、より的確な経路で走行できるようにな
り、便利である。このため、車載用ナビゲーション装置
搭載の車両に対し外部から準マイクロ波ビーコン、ＦＭ
多重放送等の無線通信により位置情報，道路案内情報等
の各種静的情報、渋滞・工事情報，通行規制情報等の各
種動的情報を提供し、自動若しくは運転者が希望すると
きに、これらの情報を画面に表示するようにした道路交
通情報通信システムの実用化が進められている。

【０００３】この内、ＦＭ多重放送では、ＴＶの文字多
重放送と同じ(272,190) 積符号（(272,190) 短縮化差集
合巡回符号）を用い、Ｌ（レベルコントロールド）−Ｍ
ＳＫ変調（特開平１−２９１５３６号公報参照）により
低レートでデータを送信することで、伝送路がフェージ
ング、マルチパスノイズ等の妨害を受ける状況下でも比
較的良好にデータの受信・復調ができるようにしてあ
る。

【０００４】図４に従来のＦＭ多重放送のデータ復調系
を示す。中間周波増幅／ＦＭ検波器（ＩＦ／ＤＥＴ）１
０の出力はノイズキャンセラ／ステレオ復調回路（ＮＣ
／ＭＰＸ）１１に入力されてノイズ除去とステレオ復調
がなされる一方、フィルタ回路１２に通されてＬ−ＭＳ
Ｋ変調信号成分が取り出される。そして、Ｌ−ＭＳＫ復
調回路１３により遅延検波が行われ、ビットクロックの
再生とビットデータ列の復調がなされる。ビットデータ
列は同期回路１４に入力されて、ブロック同期とフレー
ム同期の検出がなされ、これら同期検出信号に基づき、
誤り訂正回路１５がビットデータ列にＰＮ復号を施した
後、所定のフォーマットに区切りながらＲＡＭ１６に一
時記憶させるとともに、パリティ符号を使用してシンド
ロームデータを生成し、多数決判定により誤り訂正を行
う。この際、多数決判定のしきい値を可変し、最初大き
な値に設定して誤り訂正を行い、次にしきい値を１つ減
じて再度誤り訂正を行うという具合にして、所定の最終
しきい値となるまで繰り返すことで、誤り訂正能力の増
大が図られる（特開昭５９−１８１８４１号公報参
照）。誤り訂正後のデータはＣＰＵ１７を経由してメモ
リ１８に格納される。ユーザが操作部１９で道路交通情
報の呼び出し操作を行うと、ＣＰＵ１７はメモリ１８の
中から所望のデータを読み出しビデオＲＡＭ２０に所望
画像を描画し、ディスプレイ装置２１に出力させて道路
案内情報、渋滞・工事情報，通行規制情報等の画面を表
示させる。なお、同期回路１４ではブロック同期、フレ
ーム同期とも所定数の前方保護と後方保護が掛けられ
て、同期外れ状態を確実に検出できるようにしてある。
そして、同期外れが検出されている間のビットデータ列
（ブロック単位またはフレーム単位）は誤り訂正回路１
５において無効扱いとされ、ＣＰＵ１７への有効データ
としての出力はされない。ここで、前方保護とは、同期
状態から同期外れ状態に移行するとき、所定数連続して
同期異常が起きた時に初めて同期外れと判定し、単に、
同期パタンのビットエラーが起きただけでは同期外れと
しないようにし、正常に受信されたデータを取りこぼし
なく確実に復調できるようにするものである。また、後
方保護とは、同期外れ状態から同期状態に移行すると
き、所定数連続して正常に同期が検出された時に初めて
同期復帰と判定し、単に、同期パタンと同一パタンが１
回見出されただけでは同期復帰としないようにし、誤同
期の発生を防ぐためのものである。通常、前方保護数、
後方保護数とも４程度に設定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、(272,190)
積符号は横パリティ符号と縦パリティ符号を含んでお
り、誤り訂正を横方向と縦方向に行うことができ、本来
高い誤り訂正能力を持っている。一方、ＦＭ多重データ
の内、付加情報に含まれる放送周波数、放送局名等のリ
アルタイムサービスデータは特に選局操作直後におい
て、速やかに復調し、ＣＰＵ１７に引き渡して表示部２
２に表示させる必要があり、地図データ（モザイク地
図）の如くデータ量の大きいものは時間が掛かっても正
確に復調する必要がある。このため、リアルタイムサー
ビスデータの含まれるブロックについては横方向のみ誤
り訂正してＣＰＵ１７に出力し、地図データの如きはフ
レーム全体を横方向、縦方向、横方向の順に繰り返し誤
り訂正したのちＣＰＵ１７に出力するようにしている。
しかしながら、車両で走行しながらのＦＭ多重放送の受
信では、受信状況が種々に変化する。このため、或る時
は伝送路やＬ−ＭＳＫ復調回路１３でのエラー発生が殆
どなく、横方向だけの誤り訂正で正確にデータの復調を
行えるが、或る時はマルチパスやフェージングの為、伝
送路やＬ−ＭＳＫ復調回路１３でのエラー発生が頻発
し、横方向だけでは訂正しきれず、誤った放送周波数や
放送局名が表示されてしまうことがあり、受信状況に適
したデータの復調動作を行えないという問題があった。

【０００６】以上から本発明の目的は、受信状況に応じ
て復調条件を変更し、常に、最適な状態でデータの復調
動作を行うことのできるＦＭ多重データ復調方法を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明におい
ては、受信状態の良否を監視する手段と、受信状態が良
好な場合は、(272,190) 積符号化ＦＭ多重データ中のリ
アルタイムサービスデータは横方向の誤り訂正のみ行っ
てデータを復調し、受信状態が悪化したときは、移動体
用(272,190) 積符号化ＦＭ多重データ中のリアルタイム
サービスデータは他のデータとともに横方向と縦方向に
誤り訂正を繰り返してデータを復調する手段とを設けた
ことにより達成される。

【０００８】

【作用】本発明によれば、受信状態の良否を監視し、受
信状態が良好な場合は、移動体用(272,190) 積符号化Ｆ
Ｍ多重データ中のリアルタイムサービスデータは横方向
の誤り訂正のみ行ってデータを復調し、受信状態が悪化
したときは、移動体用(272,190) 積符号化ＦＭ多重デー
タ中のリアルタイムサービスデータは他のデータととも
に横方向と縦方向に誤り訂正を繰り返してデータを復調
する。これにより、受信状態が良好なときは、リアルタ
イムサービスデータを迅速に復調してユーザに該情報を
いち早く提供することができ、受信状況が悪化したとき
は、正確に復調して誤りのないリアルタイムサービス情
報をユーザに提供することが可能となる。

【０００９】また、受信状態の良否を監視し、受信状態
が良好な場合は、同期外れとみなす前方保護数を少なく
し、同期復帰とみなす後方保護数を多くして同期を取り
ながらデータを復調し、受信状態が悪化した場合は、前
方保護数を多くし、後方保護数を少なくして同期を取り
ながらデータを復調する。これにより、受信状態が良好
なときは、同期外れ状態を確実に検出し、誤ったデータ
が復調出力されないようにし、受信状況が悪化したとき
は、同期外れが頻発して復調データが得られなくなって
しまうことが無いようにできる。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【実施例】図１は本発明の第１実施例に係るＦＭ多重デ
ータ復調方法を具現した車載用ＦＭ多重放送受信機（道
路交通情報システム対応）の復調系の一部省略した構成
図である。１０は中間周波増幅／ＦＭ検波器（ＩＦ／Ｄ
ＥＴ）、１１はノイズキャンセラとステレオ復調を行う
ノイズキャンセラ／ステレオ復調回路（ＮＣ／ＭＰ
Ｘ）、１２はＦＭ検波信号からＬ−ＭＳＫ変調信号成分
を取り出すフィルタ回路、１３はＬ−ＭＳＫ変調信号に
遅延検波を施し、ビットクロックの再生とビットデータ
列の復調を行うＬ−ＭＳＫ復調回路、１４Ａはブロック
同期とフレーム同期の検出を行うとともにブロック同期
保護とフレーム同期保護を行う同期回路であり、ブロッ
ク同期とフレーム同期につき、独立して所定数の前方保
護と後方保護を施す。この同期回路１４Ａは、ブロック
同期とフレーム同期の各々につき、後述するＣＰＵの指
示に基づき前方保護数と後方保護数を可変設定できるよ
うになっており、この実施例では、一例として受信状態
が良好な通常時は同期外れ状態を確実に検出するため前
方保護数、後方保護数ともに４に設定され、受信状態の
悪化時は、同期外れ状態が頻発しないように前方保護数
８、後方保護数２に設定される。

【００１３】１５Ａは誤り訂正回路であり、同期回路１
４Ａから入力したブロック同期とフレーム同期の検出信
号に基づき、ビットデータ列にＰＮ復号を施した後、所
定のフォーマットに区切りながらＲＡＭ１６に一時記憶
させるとともに、パリティ符号を使用してシンドローム
データを生成し、シンドロームに対する多数決判定によ
り誤り訂正を行う。この際、多数決判定のしきい値を初
期しきい値から最終しきい値まで段階的に可変すること
で、誤り訂正能力の増大が図られており、かつ、ＣＰＵ
の指示に基づき初期しきい値が可変設定されるようにな
っている。この実施では一例として、受信状態が良好な
時、初期しきい値＝９、最終しきい値＝９とされ（即
ち、横方向または縦方向の誤り訂正は１回で終了）、受
信状態が悪化した時、初期しきい値＝１４、最終しきい
値＝９とされる。また、誤り訂正回路１５Ａはブロック
単位で横方向にだけ訂正を行う第１訂正モードと、フレ
ーム単位で横方向、縦方向、横方向の順に繰り返し訂正
を行う第２訂正モードを有しており、リアルタイムサー
ビス情報以外は第２訂正モードで訂正を行い、リアルタ
イムサービス情報についてはＣＰＵの指示に基づき第１
訂正モードまたは第２訂正モードで誤り訂正を行うよう
になっている。なお、同期回路１４Ａで同期外れが検出
されている間のビットデータ列（ブロック単位またはフ
レーム単位）は誤り訂正回路１５Ａにおいて無効扱いと
され、ＣＰＵへの有効データとしての出力はされないよ
うになっている。

【００１４】１８はＦＭ多重放送から受信された道路交
通情報を記憶するメモリ、１９はユーザが選局操作を行
ったり、道路交通情報の呼び出し操作をしたりする操作
部、２０はユーザ所望の道路交通情報画像を格納するビ
デオＲＡＭ、２１は道路交通情報を画面に表示するディ
スプレイ装置、２２は放送周波数と局名を表示する表示
部、２３は中間周波増幅／ＦＭ検波器１０のＳメータ出
力から高域のノイズ成分を抽出して直流検波を行いノイ
ズレベルを検出するノイズレベル検出回路である。１７
ＡはＣＰＵであり、ユーザによる選局操作に従い同調制
御を行ったり、誤り訂正回路１５Ａから復調データを入
力してメモリ１８に記憶させるとともに、付加情報中の
放送周波数と局名に基づき表示部２２に表示させたり、
ユーザによる道路交通情報の呼び出し操作に従い、メモ
リ１８から該当する頁のデータを読み出してビデオＲＡ
Ｍ２０にユーザ所望の道路交通情報画像を描画し、ディ
スプレイ装置２１に画面表示させたりする。

【００１５】また、ＣＰＵ１７Ａはノイズレベル検出回
路２３で検出されたノイズレベルを入力して受信状態を
監視し、受信状態の良否に応じてデータ復調系の復調条
件の可変設定を行う。具体的には、以下の如く設定す
る。ノイズレベルが小さく受信状態が良好な時 （１）同期回路１４Ａに指示を出し、ブロック同期、フ
レーム同期とも前方保護数４、後方保護数４に設定させ
る。これにより、同期外れ状態を確実に検出し、誤った
データが復調出力されないようにできる。 （２）誤り訂正回路１５Ａに指示を出し、初期しきい値
を９に設定させる。これにより、横方向、縦方向とも誤
り訂正を１回で済ますことができ、受信データを速やか
にＣＰＵ１７Ａに出力できるので、選局操作直後であっ
ても迅速にユー所望の道路交通情報の表示が可能とな
る。 （３）誤り訂正回路１５Ａに指示を出し、放送周波数、
放送局名を含む付加情報のブロックは横方向だけの誤り
訂正でＣＰＵ１７Ａに復調データを出力させる（第１訂
正モード）。これにより、選局操作直後に、いち早く放
送周波数、放送局名を表示部２２に表示させることがで
き、ユーザが希望局か否か直ちに判断できる。

【００１６】ノイズレベルが大きく受信状態が悪い時 （１）同期回路１４Ａに指示を出し、ブロック同期、フ
レーム同期とも前方保護数８、後方保護数２に設定させ
る。これにより、同期外れが頻発して復調データが得ら
れなくなってしまうことが無いようにできる。 （２）誤り訂正回路１５Ａに指示を出し、初期しきい値
を１４に設定させる。こにより、受信データを誤り無く
復調してＣＰＵ１７Ａに出力できるので、ユーザ所望の
道路交通情報を確実に表示させることが可能となる。 （３）誤り訂正回路１５Ａに指示を出し、放送周波数、
放送局名を含む付加情報のブロックは横方向、縦方向、
横方向の順に繰り返し誤り訂正したのちＣＰＵ１７Ａに
出力させる（第２訂正モード）。これにより、正確な放
送周波数、放送局名を表示部２２に表示させることがで
きる。

【００１７】なお、受信状態が悪化した時の同期回路で
の前方保護数は８以外の６、７、９等としても良く、後
方保護数は３にしてもよい。また、前方保護数と後方保
護数の内、一方だけ可変したり、ブロック同期またはフ
レーム同期の内、一方だけ保護数を可変したりしてもよ
い。更に、受信状態が良好な時の誤り訂正回路での初期
しきい値は９以外の例えば１０としても良く、受信状態
が悪化した時の初期しきい値も１４以外の例えば、１
３、１５等としてもよい。また、第２訂正モードでの誤
り訂正は、横方向、縦方向の順に行うようにしてもよ
い。また、ノイズレベルの検出は、Ｓメータ回路出力に
基づき行う代わりに、ステレオ復調信号出力に対し、高
域成分を取り出し、直流検波して行ってもよく、Ｓメー
タ回路出力におけるノイズレベルとステレオ復調信号出
力におけるノイズレベルとの総合判断で行うようにして
もよい。更に、受信状態の監視は、Ｌ−ＭＳＫ復調回路
での２値化前の受信信号に対するアイ開口の良否をチェ
ックして行ってもく、例えば、アイ開口率を計測し、ア
イ開口率が一定の基準以上あるとき、受信状態良好と判
断し、アイ開口率が一定の基準以下のとき、受信状態悪
化と判断する。アイ開口率の計測方法には従来より種々
の提案がされているので、詳しい説明は略す（例えば、
特開昭６３−２９００４５号公報参照）。

【００１８】図２は本発明の第２実施例に係るＦＭ多重
データ復調方法を具現した車載用ＦＭ多重放送受信機
（道路交通情報システム対応）の復調系の一部省略した
構成図である。なお、図４と同一の構成部分には同一の
符号が付してある。１０は中間周波増幅／ＦＭ検波器
（ＩＦ／ＤＥＴ）、１１はノイズキャンセラとステレオ
復調を行うノイズキャンセラ／ステレオ復調回路（ＮＣ
／ＭＰＸ）、１２はＦＭ検波信号からＬ−ＭＳＫ変調信
号成分を取り出すフィルタ回路、１３はＬ−ＭＳＫ変調
信号に遅延検波を施し、ビットクロックの再生とビット
データ列の復調を行うＬ−ＭＳＫ復調回路、１４はブロ
ック同期とフレーム同期の検出を行うとともにブロック
同期保護とフレーム同期保護を行う同期回路であり、ブ
ロック同期とフレーム同期につき、独立して所定数の前
方保護と後方保護を施す。

【００１９】２４はＬ−ＭＳＫ復調回路１３から２値化
前の受信信号を取り出し、アイ開口の良否を監視するア
イ開口監視部であり、受信信号のゼロクロス点を検出し
てゼロクロス検出パルスを出力するゼロクロス検出回路
２５、基準ビットクロックを１／Ｎ分周する分周回路２
６、ゼロクロス点と基準ビットクロックの１／Ｎ分周信
号との時間差を計測する時間差計時回路２７、該時間差
計時回路２７での計時結果に基づきアイ開口の良否をブ
ロック単位で判定する判定回路２８から構成されてい
る。基準ビットクロックは周波数固定の発振器から得た
クロックまたは受信信号から再生したクロックを用い
る。判定回路２８は比較的長い期間平均した時間差を基
準にして、１ブロック周期の間に、時間差が平均時間差
に対し一定の割合（例えば±１０パーセント）以上とな
った回数をカウントし、該カウント値が一定以下であれ
ば、受信状態良好、一定以上であれば受信状態悪化を示
す判定信号を後述する誤り訂正回路に出力する。分周回
路２６の分周比はＮ＝２、４など比較的小さな整数とす
る。

【００２０】図３はアイ開口監視部２４の動作を説明す
る線図である。ａ〜ｃは正常時のアイ波形であり、ゼロ
クロス点と基準ビットクロックの１／Ｎ分周信号との時
間差ｔ₁ 〜ｔ₃ はいずれもほぼ同一で、平均時間差とほ
ぼ一致しており、判定回路２８は受信状態良好（アイ開
口正常）と判定する。しかし、ｄの如くアイ波形が異常
になるとゼロクロス点と基準ビットクロックの１／Ｎ分
周信号との時間差ｔ₄〜ｔ₆ が平均時間差と大きくかけ
離れる。このとき、１ブロック周期の間に、若し、一定
回数以上の時間差の異常が生じれば、判定回路２８は受
信状態不良（アイ開口異常）と判定する。

【００２１】１５Ｂは誤り訂正回路であり、同期回路１
４から入力したブロック同期とフレーム同期の検出信号
に基づき、ビットデータ列にＰＮ復号を施した後、所定
のフォーマットに区切りながらＲＡＭ１６に一時記憶さ
せるとともに、パリティ符号を使用してシンドロームデ
ータを生成し、シンドロームに対する多数決判定により
誤り訂正を行う。この際、多数決判定のしきい値を初期
しきい値から最終しきい値まで段階的に可変すること
で、誤り訂正能力の増大が図られている。また訂正回路
１５Ｂはブロック単位で横方向にだけ訂正を行う第１訂
正モードと、フレーム単位で横方向、縦方向、横方向の
順に繰り返し訂正を行う第２訂正モードを有しており、
付加情報以外は第２訂正モードで訂正を行い、付加情報
については第１訂正モード又は、第２訂正モードで誤り
訂正を行うようになっている。なお、同期回路１４で同
期外れが検出されている間と、アイ開口監視部２４で受
信状態悪化と判定されている間のビットデータ列（ブロ
ック単位またはフレーム単位）は誤り訂正回路１５Ｂに
おいて無効扱いとされ、ＣＰＵ１７への有効データとし
ての出力はしない。

【００２２】ここで、同期回路１４で同期外れが検出さ
れている間だけビットデータ列を無効としたのでは、同
期信号にエラーが無く、実際のデータビットに大きなエ
ラーが生じていたときに、該データが誤り訂正しきれず
にＣＰＵ１７に入力されてしまうことがあるが、アイ開
口監視部２４で受信状態悪化と判定されている間のビッ
トデータ列も無効扱いとすることで、ＣＰＵ１７へ正し
いデータのみ入力させることができ、正受信率が向上す
る。なお、判定回路での判定は、フレーム単位で行って
もよい。また、アイ開口の良否判定はアイ開口率の測定
結果に基づき行うようにしてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上本発明によれば、受信状態の良否を
監視し、受信状態が良好な場合は、移動体用(272,190)
積符号化ＦＭ多重データ中のリアルタイムサービスデー
タは横方向の誤り訂正のみ行ってデータを復調し、受信
状態が悪化したときは、移動体用(272,190) 積符号化Ｆ
Ｍ多重データ中のリアルタイムサービスデータは他のデ
ータとともに横方向と縦方向に誤り訂正を繰り返してデ
ータを復調するように構成したから、受信状態が良好な
ときは、リアルタイムサービスデータを迅速に復調して
ユーザに該情報をいち早く提供することができ、受信状
況が悪化したときは、正確に復調して誤りのないリアル
タイムサービス情報をユーザに提供することが可能とな
る。

【００２４】また、受信状態の良否を監視し、受信状態
が良好な場合は、同期外れとみなす前方保護数を少なく
し、同期復帰とみなす後方保護数を多くして同期を取り
ながらデータを復調し、受信状態が悪化した場合は、前
方保護数を多くし、後方保護数を少なくして同期を取り
ながらデータを復調する用に構成したから受信状態が良
好なときは、同期外れ状態を確実に検出し、誤ったデー
タが復調出力されないようにし、受信状況が悪化したと
きは、同期外れが頻発して復調データが得られなくなっ
てしまうことが無いようにできる。

【００２５】

【００２６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るＦＭ多重データ復調
方法を具現したＦＭ多重放送受信機のデータ復調系の一
部省略した構成図である。

【図２】本発明の第２実施例に係るＦＭ多重データ復調
方法を具現したＦＭ多重放送受信機のデータ復調系の一
部省略した構成図である。

【図３】図２中のアイ開口監視部の動作を説明する線図
である。

【図４】従来のＦＭ多重放送受信機のデータ復調系の一
部省略した構成図である。

【符号の説明】

１３ Ｌ−ＭＳＫ復調回路 １４、１４Ａ 同期回路 １５Ａ、１５Ｂ 誤り訂正回路 １７、１７Ａ ＣＰＵ ２３ ノイズレベル検出回路 ２４ アイ開口監視部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/26 H04Q 7/04 - 7/38 H04B 1/16 H04L 1/00 H04L 27/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リアルタイムサービスデータを含む移動
   体用(272,190) 積符号化ＦＭ多重データを復調するＦＭ
   多重データ復調方法において、 受信状態の良否を監視し、受信状態が良好な場合は、移
   動体用(272,190) 積符号化ＦＭ多重データ中のリアルタ
   イムサービスデータは横方向の誤り訂正のみ行ってデー
   タを復調し、 受信状態が悪化したときは、移動体用(272,190) 積符号
   化ＦＭ多重データ中のリアルタイムサービスデータは他
   のデータとともに横方向と縦方向に誤り訂正を繰り返し
   てデータを復調するようにしたこと、 を特徴とするＦＭ多重データ復調方法。
2. 【請求項２】 移動体用ＦＭ多重データに対し同期保護
   を行ってデータを復調するＦＭ多重データ復調方法にお
   いて、 受信状態の良否を監視し、受信状態が良好な場合は、同
   期外れとみなす前方保護数を少なくし、同期復帰とみな
   す後方保護数を多くして同期を取りながらデータを復調
   し、 受信状態が悪化した場合は、前方保護数を多くし、後方
   保護数を少なくして同期を取りながらデータを復調する
   ようにしたこと、 を特徴とするＦＭ多重データ復調方法。