JP4532568B2 - 適応ディジタルフィルタ及び受信装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばＦＭ変調や位相変調等された被変調信号を受信する受信装置に関し、特にマルチパス等の伝送路特性の影響を除去するための適応ディジタルフィルタを備えた受信装置に関する。
無線によるＦＭ放送等を受信する受信装置では、マルチパス等の伝送路特性の影響を除去するため、自動等化器としての適応ディジタルフィルタを備えた受信装置が知られている（特許文献１を参照）。
適応ディジタルフィルタは、次式（1a）に示すｚ変換表記の伝達関数Ｈ(z)で表されるトランスバーサルフィルタ（transversal filter）を備えて形成されており、フロントエンド部等で生成される中間周波信号（ＩＦ信号）がＡ／Ｄ変換器と自動利得制御（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）回路を介して供給されるようになっている。そして、Ａ／Ｄ変換器でアナログディジタル変換されＡＧＣ回路で自動利得制御されたＩＦ信号（ディジタルＩＦ信号）Ｘ(t)に対し、トランスバーサルフィルタが複数の遅延素子で遅延転送しつつ複数のタップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を乗算し、その乗算結果を加算することで次式（1b）で表されるインパルス応答列から成るディジタルＩＦ信号Ｙ(t)を生成している。なお、係数Ｔは、トランスバーサルフィルタの構成要素である各遅延素子の遅延時間であり、Ａ／Ｄ変換器におけるサンプリング周波数に基づいて決められている。
Figure 0004532568
更に、従来の適応ディジタルフィルタでは、理想的なＦＭ波（ＦＭ変調されている被変調信号）のエンベロープが一定レベルであることから、所定の一定値（基準値）とディジタルＩＦ信号Ｙ(t)との誤差を評価関数とし、その誤差が０に収束することとなるようにタップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を適応的に調節することでマルチパス等の伝送路特性の影響を除去したディジタルＩＦ信号Ｙ(t)を生成し、ＦＭ検波器に供給して検波及び復調させることで復調信号を生成させることしている。
特開平１０−２０９８９０号公報
ところで、上記従来の受信装置では、フロントエンド部等で生成される被変調信号であるＩＦ信号を適応的ディジタルフィルタに供給するために、Ａ／Ｄ変換器とＡＧＣ回路によってディジタルＩＦ信号Ｘ(t)を生成している。
ところが、Ａ／Ｄ変換器でＩＦ信号をアナログディジタル変換すると、そのＡ／Ｄ変換器の性能に依存して、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)にはＩＦ信号本来の信号成分だけでなく直流成分が含まれてしまい、更にその直流成分はＡＧＣ回路で増幅されることから、高レベルの直流成分となってディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に含まれてしまう。
そして、適応ディジタルフィルタでは、上述した一定の基準値とディジタルＩＦ信号Ｙ(t)との誤差を評価関数としているため、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に含まれている上述の直流成分に収束するようにタップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)が変更されてしまい、マルチパス等の伝送路特性の影響を十分に除去したディジタルＩＦ信号Ｙ(t)を生成することができない場合があった。
また、上述した直流成分がＡ／Ｄ変換器の直流オフセットに依存する場合があることから、その直流オフセット分を考慮してＡＧＣ回路の最大ゲインを狭くすると、例えば弱電界の受信状態のときには、適応ディジタルフィルタに入力されるＩＦ信号本来の信号成分のレベルが相対的に小さくなって、適応ディジタルフィルタの機能が十分に発揮されなくなり、結果、マルチパス等の伝送路特性の影響を除去することが困難となる等の問題を招来する場合があった。
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、被変調信号に直流成分が含まれることとなった場合でも、マルチパス等の伝送路特性の影響を抑制すべく、効果的な適応処理を行うことが可能な適応ディジタルフィルタと受信装置を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、ディジタル化された被変調信号からマルチパス等の伝送路特性の影響を除去する適応ディジタルフィルタであって、前記ディジタル化された被変調信号に対し所定のディジタルフィルタリングを施すトランスバーサルフィルタと、前記トランスバーサルフィルタの出力のエンベロープと所定の基準値との誤差を演算する識別判定手段と、前記誤差が収束するように前記トランスバーサルフィルタのタップ係数を調整することで適応制御を行い、前記トランスバーサルフィルタの出力を前記マルチパス等の伝送路特性の影響を除去した被変調信号として生成させる推定制御手段と、を備え、前記推定制御手段は、前記タップ係数を所定の初期係数値に設定することで、前記トランスバーサルフィルタの周波数特性を前記ディジタル化された被変調信号に含まれている直流成分の通過を阻止する周波数特性に設定した後、前記適応制御を行うことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、受信装置であって、請求項１乃至３の何れか１項に記載の適応ディジタルフィルタを有すると共に、アナログの被変調信号をアナログディジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力を自動利得制御して前記デジタル化された被変調信号を生成し、前記適応ディジタルフィルタに入力する自動利得制御手段と、前記トランスバーサルフィルタの出力を検波及び復調する復調手段と、を備えることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、ディジタル化された被変調信号からマルチパス等の伝送路特性の影響を除去する適応ディジタルフィルタリングの方法であって、前記ディジタル化された被変調信号に対し所定のディジタルフィルタリングを施すディジタルフィルタリング工程と、前記ディジタルフィルタリング工程において前記ディジタルフィルタリングされた信号のエンベロープと所定の基準値との誤差を演算する識別判定工程と、前記誤差が収束するように前記ディジタルフィルタリング工程におけるタップ係数を調整することで適応制御を行い、前記ディジタルフィルタリングされた信号を前記マルチパス等の伝送路特性の影響を除去した被変調信号として生成させる推定制御工程と、を備え、前記推定制御工程では、前記タップ係数を所定の初期係数値に設定することで、前記ディジタルフィルタリング工程における前記ディジタルフィルタリングの周波数特性を前記ディジタル化された被変調信号に含まれている直流成分の通過を阻止する周波数特性に設定した後、前記適応制御を行うことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、コンピュータに、ディジタル化された被変調信号からマルチパス等の伝送路特性の影響を除去する適応ディジタルフィルタリングを行わせるコンピュータプログラムであって、前記ディジタル化された被変調信号に対し所定のディジタルフィルタリングを行わせるディジタルフィルタリングステップと、前記ディジタルフィルタリングステップにおいて前記ディジタルフィルタリングされた信号のエンベロープと所定の基準値との誤差を演算させる識別判定ステップと、前記誤差が収束するように前記ディジタルフィルタリングステップにおけるタップ係数を調整させる適応制御を行わせ、前記ディジタルフィルタリングされた信号を前記マルチパス等の伝送路特性の影響を除去した被変調信号として生成させる推定制御ステップと、を備え、前記推定制御ステップは、前記タップ係数を所定の初期係数値に設定させることで、前記ディジタルフィルタリングステップにおける前記ディジタルフィルタリングの周波数特性を前記ディジタル化された被変調信号に含まれている直流成分の通過を阻止する周波数特性に設定させた後、前記適応制御を行わせることを特徴とする。
実施形態に係る受信装置と適応ディジタルフィルタの構成を表したブロック図である。 実施例に係る受信装置と適応ディジタルフィルタの構成を表したブロック図である。 図２（ｂ）に示した適応ディジタルフィルタの周波数特性を例示した特性図である。
本発明の好適な実施の形態について図１を参照して説明する。図１（ａ）は、本実施形態の受信装置の構成を示したブロック図、図１（ｂ）は、適応ディジタルフィルタの構成を示したブロック図である。
図１（ａ）において、本実施形態の受信装置は、Ａ／Ｄ変換器１と、自動利得制御回路（ＡＧＣ回路）２、自動等化器としての適応ディジタルフィルタ３と、ＦＭ検波器４を備えて構成されている。そして、図示していないフロントエンド部とＩＦ部が、ＦＭ放送等の到来電波を同調受信してＩＦ信号（被変調信号）ＳIFを生成し、Ａ／Ｄ変換器１がそのＩＦ信号ＳIFをディジタルＩＦ信号ＤIFにアナログディジタル変換し、ＡＧＣ回路２が自動利得制御によってディジタルＩＦ信号ＤIFをディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に増幅して適応ディジタルフィルタ３に供給し、ＦＭ検波器４が適応ディジタルフィルタ３から出力されるディジタルＩＦ信号Ｙ(t)に基づいて検波及び復調することで復調信号Ｄdetを生成する。
適応ディジタルフィルタ３は、図１（ｂ）に示すように、ｍ段の遅延素子ＤＬ(1)〜ＤＬ(m)を有する転送部３Ａと、各遅延素子ＤＬ(1)〜ＤＬ(m)の入力又は出力に対してタップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を乗算するｍ＋１個の乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)と、乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)の出力を加算する加算器ＡＤＤと、エンベロープ検出部ＥＶＤと減算器ＳＵＢとを有する識別判定部３Ｃと、推定制御部３Ｄを備えて構成されている。そして、遅延素子ＤＬ(1)〜ＤＬ(m)と乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)及び加算器ＡＤＤによって形成されたトランスバーサルフィルタ３Ｂが、推定制御部３Ｄの制御の下で、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に対し適応的的に所定のディジタルフィルタリングを施し、加算器ＡＤＤの出力信号をディジタルＩＦ信号Ｙ(t)としてＦＭ検波器４に供給する。
遅延素子ＤＬ(1)〜ＤＬ(m)は、夫々、所定の遅延時間Ｔ（ｚ変換表記で表すと、ｚ-1）に設定されており、入力されるディジタルＩＦ信号Ｘ(t)を遅延時間Ｔに従って後段側の遅延素子へと順次に転送する。
つまり、被変調信号ＳIFの最大周波数を（ｆmax）、ナイキスト周波数を（２×ｆmax）とすると、Ａ／Ｄ変換器１のサンプリング周波数ｆsがナイキスト周波数（２×ｆmax）より高い周波数に設定され、各遅延素子ＤＬ(1)〜ＤＬ(m)の遅延時間Ｔが、そのサンプリング周波数ｆsの逆数のサンプリング周期（１／ｆs）に合わせられている。
乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)は、推定制御部３Ｄによって各タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)が更新され、そのタップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)と遅延素子ＤＬ(1)〜ＤＬ(m)の入力又は出力であるディジタルＩＦ信号Ｘ(t)〜Ｘ(t-mT)とを乗算し、その乗算結果を加算器ＡＤＤで加算させてディジタルＩＦ信号Ｙ(t)を生成させる。
以上の構成によってトランスバーサルフィルタ３Ｂは、次式（2a）で表される伝達関数Ｈ(z)を有し、入力されるディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に対して所定のフィルタリング処理を施すことで、次式（2b）で表されるディジタルＩＦ信号Ｙ(t)を生成する。
Figure 0004532568
エンベロープ検出部ＥＶＤは、ディジタルＩＦ信号Ｙ(t)をエンベロープ検波することで、ディジタルＩＦ信号Ｙ(t)のエンベロープを示すエンベロープ信号ＥＹ(t)を生成する。
減算器ＳＵＢは、エンベロープ信号ＥＹ(t)と一定値の基準信号ＢＳとの誤差Ｅ(t)を演算する。すなわち、理想的なＦＭ波（ＦＭ変調されている被変調信号）のエンベロープが一定レベルであることから、所定の一定値を示す基準信号ＢＳとディジタルＩＦ信号Ｙ(t)との誤差Ｅ(t)を演算して評価関数としている。
推定制御部３Ｄは、誤差Ｅ(t)を評価関数とし、所定の適応アルゴリズムに従って、誤差Ｅ(t)が収束するように（誤差Ｅ(t)が０に収束するように）、乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)の各タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を更新する。これにより、入力されるディジタルＩＦ信号Ｘ（ｔ）に含まれる被変調信号ＳIF本来の信号成分に対し、トランスバーサルフィルタ３Ｂの周波数特性がマルチパス等の伝送路特性の影響を低減するように変化し、その伝送路特性の影響が抑制されたディジタルＩＦ信号Ｙ(t)が生成される。
更に、推定制御部３Ｄは、本実施形態の受信装置が受信を開始するとき、例えばユーザー等が受信装置の電源を投入した時や、受信中であってもユーザー等の指示に従って受信装置が初期化される時等、受信装置が本来の受信を開始する時（以下「初期時」という）において、乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)の各タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を所定の係数値（以下「初期係数値」という）に初期化することで、トランスバーサルフィルタ３Ｂを、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に含まれる直流成分の通過を阻止するハイパスフィルタの周波数特性、又は、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に含まれる直流成分の通過を阻止し且つディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に含まれる信号成分の周波数帯域幅（つまり、被変調信号ＳIFの周波数帯域幅）を包含するバンドパスフィルタの周波数特性に設定する。そして、その初期設定の後、所定の適応アルゴリズムに従って、誤差Ｅ(t)が収束するように（誤差Ｅ(t)が０に収束するように）、乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)の各タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を更新する動作を開始して、マルチパス等の伝送路特性の影響を低減するように適応制御を行う。
つまり、推定判定部３Ｄは、初期時にトランスバーサルフィルタ３Ｂを上述のハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数特性に設定することによって減算器ＳＵＢから出力される誤差Ｅ(t)を最初の評価関数として、所定の適応アルゴリズムに従って適応処理を開始し、誤差Ｅ(t)が収束するように（誤差Ｅ(t)が０に収束するように）、乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)の各タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を更新、すなわち調整していく。
このように、推定判定部３Ｄが、タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を所定の初期係数値に設定する初期化処理を行うと、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に直流成分が含まれていた場合に、トランスバーサルフィルタ３Ｂがその直流成分の通過を阻止してディジタルＩＦ信号Ｙ(t)を生成することとなり、更にそのディジタルＩＦ信号Ｙ(t)のエンンベロープ信号ＥＹ(t)と基準信号ＢＳとの誤差Ｅ(t)が推定制御部３Ｄに入力される状態となる。そして、推定判定部３Ｄが初期化処理後、マルチパス等の伝送路特性の影響を低減するように適応制御を開始すると、初期化処理時に入力された上述の誤差Ｅ(t)を最初の評価関数として、誤差Ｅ(t)が収束するように（誤差Ｅ(t)が０に収束するように）、タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を適応的に調整することとなる。このため、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に直流成分が含まれていた場合でも、その直流成分の影響を阻止して、ＩＦ信号ＳIFの信号成分に対してマルチパス等の伝送路特性の影響を低減するように適応制御を行うことが可能となる。
以上説明したように、本実施形態の適応ディジタルフィルタ３によれば、所定の初期化処理の際にタップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を所定の初期係数値に設定することで、トランスバーサルフィルタ３ｂを上述のハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとなるように設定してから、引き続き適応制御を開始するので、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に直流成分が含まれていた場合でも、その直流成分の影響を抑制して、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)のＩＦ信号ＳIF本来の信号成分に対してマルチパス等の伝送路特性の影響を低減するように適応制御を行うことができる。このため、Ａ／Ｄ変換器１で生じる直流オフセット等による直流分や、ＡＧＣ回路で増幅される直流分の影響を抑制して、マルチパス等の伝送路特性の影響を低減するように適応制御を行うことができる。
また、本実施形態の受信装置によれば、適応ディジタルフィルタ３から供給されるディジタルＩＦ信号Ｙ(t)に基づいてＦＭ検波器４が検波及び復調を行うことで、復調信号ＤdetのＳ／Ｎ等を向上させることができる。
また、上述したようにディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に直流成分が含まれていても、適応ディジタルフィルタ３がその直流成分の影響を抑制するため、受信装置内に設けられるＡ／Ｄ変換器１の直流オフセットやＡＧＣ回路２のゲイン等の調整が容易となる。このため、受信装置の設計の自由度を向上させることができ、また製造工程での調整作業を簡素化することができる等の効果が得られる。
また、本実施形態の受信装置の構成によると、被変調信号ＳIFからディジタル信号処理によって復調信号Ｄdetを生成するディジタル受信装置を形成する場合に適している。
なお、以上に説明した適応ディジタルフィルタ３は、いわゆるハードフェアで構成することとして説明したが、同様の機能を発揮するコンピュータプログラムを作成し、そのコンピュータプログラムをディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）やマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）に実行させることで、マルチパス等の伝送路特性の影響を低減するための適応ディジタルフィルタリングを行ってもよい。
次に、適応ディジタルフィルタと受信装置のより具体的な実施例について、図２及び図３を参照して説明する。
図２（ａ）は、本実施例の受信装置の構成を示したブロック図であり、図１（ａ）と同一又は相当する部分を同一符号で示している。図２（ｂ）は、適応ディジタルフィルタの構成を示したブロック図であり、図１（ａ）と同一又は相当する部分を同一符号で示している。図３（ａ）（ｂ）は、適応ディジタルフィルタの周波数特性を示した特性図である。
図２（ａ）において、本実施例の受信装置は、ＦＭ放送等の到来電波を受信するアンテナ９及びＲＦ部１０と、ＲＦ部１０から出力される高周波数の受信信号と局部発振器１２からの局発信号とを混合し、中間周波数の信号に周波数変換する混合器１１と、その中間周波数の信号から所定の占有周波数帯域幅のＩＦ信号（被変調信号）ＳIFを抽出するＩＦフィルタ及びＩＦ増幅部１３と、Ａ／Ｄ変換器１と、ＡＧＣ回路２と、適応ディジタルフィルタ３と、ＦＭ検波器４と、ＦＭ検波器４の出力（復調信号）Ｄdetをステレオ復調等してディジタルアナログ変換し更に電力増幅してスピーカ８に供給する、オーディオ処理部５とＤ／Ａ変換器６及び出力部７を備えて構成されている。
適応ディジタルフィルタ３は、図１（ｂ）の構成と同様に、複数段ｍ（ｍは偶数）の遅延素子ＤＬ(0)〜ＤＬ(m)を有する転送部３Ａと、識別判定部３Ｃによってタップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)が調整されるｍ＋１個の乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)と、加算器ＡＤＤと、識別判定部３Ｃ及び推定制御部３Ｄを備えて構成されている。更に、乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)の各遅延時間Ｔが、Ａ／Ｄ変換器１のサンプリング周期に合わせて設定されている。
ここで、転送部３Ａと乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)と加算器ＡＤＤによって、前記式（2a）で表される伝達関数Ｈ(z)を有するトランスバーサルフィルタ（別言すれば、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）型のディジタルフィルタ）３Ｂが形成され、更に、入力されるディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に対し、前記式（2b）で表されるディジタルＩＦ信号Ｙ(t)を生成する。
識別判定部３Ｃは、２つのエンベロープ検出部ＥＶＤとＥＶＤＸとを有して構成されている。
エンベロープ検出部ＥＶＤは、加算器ＡＤＤで生成されるディジタルＩＦ信号Ｙ(t)の絶対値の二乗値│Ｙ(t)│2を演算する演算器１４と、演算器１４の出力を乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)の各遅延時間Ｔと同じ遅延時間で遅延させる遅延素子１５と、演算器１４で演算された二乗値│Ｙ(t)│2と遅延素子１５の出力値│Ｙ(t-T)│2とを加算することで、ディジタルＩＦ信号Ｙ(t)のエンベロープを示すエンベロープ信号ＥＹ(t)を生成する加算器１６とを備えて構成されている。
エンベロープ検出部ＥＶＤＸは、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)の絶対値の二乗値│Ｘ(t)│2を演算する演算器１７と、演算器１７の出力を乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)の各遅延時間Ｔと同じ遅延時間で遅延させる遅延素子１８と、演算器１７で演算された二乗値│Ｘ(t)│2と遅延素子１８の出力値│Ｘ(t-T)│2とを加算することで、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)のエンベロープを示すエンベロープ信号ＥＸ(t)を生成する加算器１９と、エンベロープ信号ＥＸ(t)を平滑化することによって、直流の基準信号ＢＳ(t)を生成するディジタルローパスフィルタ２０を備えて構成されている。
減算器ＳＵＢは、基準信号ＢＳ(t)とエンベロープ信号ＥＹ(t)との誤差Ｅ(t)を演算し、評価関数として推定制御部３Ｄに供給する。
推定制御部３Ｄは、誤差Ｅ(t)を評価関数とし、所定の適応アルゴリズムに従って、誤差Ｅ(t)が収束するように（誤差Ｅ(t)が０に収束するように）、乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)の各タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を更新することで、入力されるディジタルＩＦ信号Ｘ（ｔ）に含まれる被変調信号ＳIF本来の信号成分に対し、トランスバーサルフィルタ３Ｂの周波数特性がマルチパス等の伝送路特性の影響を低減するように変化させ、その伝送路特性の影響が抑制されたディジタルＩＦ信号Ｙ(t)を生成させる。
更に、推定制御部３Ｄは、本実施形態の受信装置が受信を開始する「初期時」において、乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)の各タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を所定の「初期係数値」に初期化することで、トランスバーサルフィルタ３Ｂを、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に含まれる直流成分の通過を阻止するハイパスフィルタの周波数特性、又は、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に含まれる直流成分の通過を阻止し且つディジタルＩＦ信号Ｘ(t)の信号成分の周波数帯域幅（つまり、被変調信号ＳIFの周波数帯域幅）を包含するバンドパスフィルタの周波数特性に設定する。
本実施例では、ＦＩＲフィルタ３Ｂが次式（3a）又は次式（3b）で表される伝達関数Ｈ(z)等となるように各タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を所定の「初期係数値」に初期化している。
Figure 0004532568
より具体的には、ｍ＋１個の乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)のうち、第ｍ／２段目の遅延素子ＤＬ(m/2)の出力に接続された遅延素子（すなわち中心に位置する遅延素子）Ｍ(m/2)のタップ係数ｈ(m/2)を０．５、次の遅延素子Ｍ(m/2＋１)のタップ係数ｈ(m/2＋１)を−０．５、残余の遅延素子Ｍ(0)〜Ｍ(m/2−１)とＭ(m/2＋１)〜Ｍ(m)のタップ係数ｈ(0)〜ｈ(m/2−１)とｈ(m/2＋１)〜ｈ(m)を０に設定することで、図４（ａ）に示すハイパスフィルタの周波数特性に設定する。
また、他の具体例として、中心に位置する遅延素子Ｍ(m/2)のタップ係数ｈ(m/2)を０、遅延素子Ｍ(m/2−１)のタップ係数ｈ(m/2−１)を０．５、遅延素子Ｍ(m/2＋１)のタップ係数ｈ(m/2＋１)を−０．５、残余の遅延素子Ｍ(0)〜Ｍ(m/2−２)とＭ(m/2＋２)〜Ｍ(m)のタップ係数ｈ(0)〜ｈ(m/2−２)とｈ(m/2＋２)〜ｈ(m)を０に設定することで、図４（ｂ）に示すバンドパスフィルタの周波数特性に設定する。
こうしてタップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を所定の「初期係数値」に初期化することで、トランスバーサルフィルタ３Ｂを、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に含まれる直流成分の通過を阻止するハイパスフィルタの周波数特性、又は、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に含まれる直流成分の通過を阻止し且つ被変調信号ＳIFの周波数帯域幅を包含するバンドパスフィルタの周波数特性に設定する。
更に、推定制御部３Ｄは、トランスバーサルフィルタ３Ｂを上述のハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタの周波数特性に設定することによって減算器ＳＵＢから出力される誤差Ｅ(t)を最初の評価関数として、所定の適応アルゴリズムに従って適応処理を開始し、誤差Ｅ(t)が収束するように（誤差Ｅ(t)が０に収束するように）、乗算器Ｍ(0)〜Ｍ(m)の各タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を更新すなわち調整することで、マルチパス等の伝送路特性の影響を低減するように適応制御を行う。
以上に説明した本実施例の適応ディジタルフィルタ３によると、エンベロープ検出部ＥＶＤＸにおいてディジタルＩＦ信号Ｘ(t)をエンベロープ検波して平滑化することで直流の基準信号ＢＳ(t)を生成し、推定制御部３Ｄがその基準信号ＢＳ(t)とディジタルＩＦ信号Ｙ(t)のエンベロープ信号ＥＹ(t)との誤差Ｅ(t)を評価関数として、誤差Ｅ(t)が収束するように（誤差Ｅ(t)が０に収束するように）、タップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を適応的に調整するので、ディジタルＩＦ信号Ｙ(t)の振幅を、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)の振幅に合わせることができる。このため、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)の情報量を損なうこと無くディジタルＩＦ信号Ｙ(t)を生成することができる。
また、本実施形態の適応ディジタルフィルタ３によれば、所定の初期化処理の際にタップ係数ｈ(0)〜ｈ(m)を所定の初期係数値に設定することで、トランスバーサルフィルタ３ｂを上述のハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタとなるように設定してから、適応制御を開始するので、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に直流成分が含まれていた場合でも、その直流成分の影響を抑制して、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)のＩＦ信号ＳIF本来の信号成分に対してマルチパス等の伝送路特性の影響を低減するように適応制御を行うことができる。このため、Ａ／Ｄ変換器１で生じる直流オフセット等による直流分や、ＡＧＣ回路で増幅される直流分の影響を抑制して、マルチパス等の伝送路特性の影響を低減するように適応制御を行うことができる。
また、弱電界の受信状態のときでも、適応ディジタルフィルタ３が機能を十分に発揮させて、マルチパス歪を除去しＳ／Ｎの良好な復調信号を生成するためのディジタルＩＦ信号Ｙ(t)を生成することができる。
また、本実施形態の受信装置によれば、適応ディジタルフィルタ３から供給されるディジタルＩＦ信号Ｙ(t)に基づいてＦＭ検波器４が検波及び復調を行うことで、復調信号ＤdetのＳ／Ｎ等を向上させることができる。
また、上述したようにディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に直流成分が含まれていても、適応ディジタルフィルタ３がその直流成分の影響を抑制するため、受信装置内に設けられるＡ／Ｄ変換器１の直流オフセットやＡＧＣ回路２のゲイン等の調整が容易となる。このため、受信装置の設計の自由度を向上させることができ、また製造工程での調整作業を簡素化することができる等の効果が得られる。
なお、以上に述べた本実施例では、適応ディジタルフィルタ３にディジタルＩＦ信号Ｘ(t)の直流成分の通過を阻止する機能を持たせる構成としているが、Ａ／Ｄ変換器１とＡＧＣ回路２の間に、ディジタルＩＦ信号ＤIFに含まれている直流成分の通過を阻止するディジタルハイパスフィルタやディジタルバンドパスフィルタを設けてもよい。
また、ＡＧＣ回路２と適応ディジタルフィルタ３の間に、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に含まれている直流成分の通過を阻止するディジタルハイパスフィルタやディジタルバンドパスフィルタを設けてもよい。
また、適応ディジタルフィルタ３にディジタルＩＦ信号Ｘ(t)の直流成分の通過を阻止する機能を持たせる構成とするのに加えて、Ａ／Ｄ変換器１とＡＧＣ回路２の間に、ディジタルＩＦ信号ＤIFに含まれている直流成分の通過を阻止するディジタルハイパスパスフィルタやディジタルバンドパスフィルタを設けたり、また、ＡＧＣ回路２と適応ディジタルフィルタ３の間に、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)に含まれている直流成分の通過を阻止するディジタルハイパスフィルタやディジタルバンドパスフィルタを設けてもよい。このように、ディジタルＩＦ信号Ｘ(t)の直流成分の通過を阻止する適応ディジタルフィルタ３と、ディジタルハイパスフィルタ又はディジタルバンドパスフィルタを設けると、直流成分の影響をより確実に抑制することができる。
また、以上に説明した本実施例の適応ディジタルフィルタ３は、いわゆるハードフェアで構成することして説明したが、同様の機能を発揮するコンピュータプログラムを作成し、そのコンピュータプログラムをディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）やマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）に実行させることで、マルチパス等の伝送路特性の影響を低減するための適応ディジタルフィルタリングを行ってもよい。

Claims (6)

  1. ディジタル化された被変調信号からマルチパス等の伝送路特性の影響を除去する適応ディジタルフィルタであって、
    前記ディジタル化された被変調信号に対し所定のディジタルフィルタリングを施すトランスバーサルフィルタと、
    前記トランスバーサルフィルタの出力のエンベロープと所定の基準値との誤差を演算する識別判定手段と、
    前記誤差が収束するように前記トランスバーサルフィルタのタップ係数を調整することで適応制御を行い、前記トランスバーサルフィルタの出力を前記マルチパス等の伝送路特性の影響を除去した被変調信号として生成させる推定制御手段と、
    を備え、
    前記推定制御手段は、前記タップ係数を所定の初期係数値に設定することで、前記トランスバーサルフィルタの周波数特性を前記ディジタル化された被変調信号に含まれている直流成分の通過を阻止する周波数特性に設定した後、前記適応制御を行うことを特徴とする適応ディジタルフィルタ。
  2. 前記タップ係数の前記初期係数値は、前記トランスバーサルフィルタの周波数特性をハイパスフィルタの周波数特性に設定する係数値であることを特徴とする請求項１に記載の適応ディジタルフィルタ。
  3. 前記タップ係数の前記初期係数値は、前記トランスバーサルフィルタの周波数特性を、前記ディジタル化された被変調信号の周波数帯域幅を含むバンドパスフィルタの周波数特性に設定する係数値であることを特徴とする請求項１に記載の適応ディジタルフィルタ。
  4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の適応ディジタルフィルタを有すると共に、
    アナログの被変調信号をアナログディジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、
    前記Ａ／Ｄ変換器の出力を自動利得制御して前記デジタル化された被変調信号を生成し、前記適応ディジタルフィルタに入力する自動利得制御手段と、
    前記トランスバーサルフィルタの出力を検波及び復調する検波手段と、
    を備えることを特徴とする受信装置。
  5. ディジタル化された被変調信号からマルチパス等の伝送路特性の影響を除去する適応ディジタルフィルタリングの方法であって、
    前記ディジタル化された被変調信号に対し所定のディジタルフィルタリングを施すディジタルフィルタリング工程と、
    前記ディジタルフィルタリング工程において前記ディジタルフィルタリングされた信号のエンベロープと所定の基準値との誤差を演算する識別判定工程と、
    前記誤差が収束するように前記ディジタルフィルタリング工程におけるタップ係数を調整することで適応制御を行い、前記ディジタルフィルタリングされた信号を前記マルチパス等の伝送路特性の影響を除去した被変調信号として生成させる推定制御工程と、
    を備え、
    前記推定制御工程では、前記タップ係数を所定の初期係数値に設定することで、前記ディジタルフィルタリング工程における前記ディジタルフィルタリングの周波数特性を前記ディジタル化された被変調信号に含まれている直流成分の通過を阻止する周波数特性に設定した後、前記適応制御を行うことを特徴とする適応ディジタルフィルタリングの方法。
  6. コンピュータに、ディジタル化された被変調信号からマルチパス等の伝送路特性の影響を除去する適応ディジタルフィルタリングを行わせるコンピュータプログラムであって、
    前記ディジタル化された被変調信号に対し所定のディジタルフィルタリングを行わせるディジタルフィルタリングステップと、
    前記ディジタルフィルタリングステップにおいて前記ディジタルフィルタリングされた信号のエンベロープと所定の基準値との誤差を演算させる識別判定ステップと、
    前記誤差が収束するように前記ディジタルフィルタリングステップにおけるタップ係数を調整させる適応制御を行わせ、前記ディジタルフィルタリングされた信号を前記マルチパス等の伝送路特性の影響を除去した被変調信号として生成させる推定制御ステップと、
    を備え、
    前記推定制御ステップは、前記タップ係数を所定の初期係数値に設定させることで、前記ディジタルフィルタリングステップにおける前記ディジタルフィルタリングの周波数特性を前記ディジタル化された被変調信号に含まれている直流成分の通過を阻止する周波数特性に設定させた後、前記適応制御を行わせることを特徴とするコンピュータプログラム。
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