JP5443191B2 - ディジタル受信装置 - Google Patents

Description

本発明は、送信機からの変調信号を復調するディジタル受信装置に関する。

一般的に、送信機からの変調信号である希望波がディジタル受信装置で受信される際、その希望波に併せて周囲雑音であるノイズがアンテナに入力される。このため、この種のディジタル受信装置は、ノイズを除去するフィルタを備えるとともに、ノイズ除去後の抽出信号を復調することで、変調前の原信号の内容を正確に特定している。

特許文献１には、フィルタ係数を逐次更新しつつ所定時間前のフィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号をノイズとして除去するモード、すなわち適応モードを有する適応フィルタを備えるディジタル受信装置について開示されている。そして、このディジタル受信装置では、前記適応モードにおいて、ノイズ除去後の信号とノイズ除去前の信号との差分が所定値以上となる新規信号が検出された場合には、フィルタ係数の更新が停止される非適応モードに切り換えられる。尚、この非適応モードは、新規信号が検出されなくなるまでの期間に亘って継続され、やがて新規信号が検出されなくなると、前記適応モードが再開される。

特許第４１６３５７８号公報

ところで、特許文献１に開示されたディジタル受信装置では、非適応モードにおいて、フィルタ係数の更新が停止されることに伴い、更新再開までの期間において、フィルタ係数が所定時間前の値で保持されるとともに、その保持されたフィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号が除去される。このため、その保持されたフィルタ係数が偶然にも希望波の周波数帯にフィルタを形成して同周波数帯の信号を除去する値であるとき、アンテナに希望波が入力されても、この希望波がノイズとして除去され、この場合、希望波を受信できなくなる。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、その目的は、希望波を確実に受信することが可能なディジタル受信装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、送信機からの変調信号である希望波を復調するディジタル受信装置において、フィルタ係数を逐次更新しつつ所定時間前のフィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号を周囲雑音であるノイズとして除去する適応モードと、フィルタ係数の更新を停止してフィルタ係数を所定時間前の値で保持するとともに、その保持したフィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号をノイズとして除去する非適応モードとを有する適応フィルタと、ノイズ除去後の信号とノイズ除去前の信号との差分が所定値以上となる新規信号を検出する検出手段と、前記適応モードにおいて、前記新規信号が前記検出手段で検出されたとき、前記適応フィルタを前記非適応モードへ切り換えるフィルタ制御手段とを備え、前記フィルタ制御手段は、前記適応モードにおいて、所定期間に亘り前記新規信号が前記検出手段で検出されないとき、前記適応フィルタについて、フィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号を除去するフィルタ形成動作を解除して同特定周波数帯の信号を通過させる、フィルタ係数のリセット動作を実施することをその要旨としている。

同構成によると、適応モードにおいて、所定期間に亘り新規信号が検出されないとき、フィルタ係数がリセットされるので、リセット前のフィルタ係数が希望波の周波数帯にフィルタを形成する値であっても、当該リセット後に入力された希望波は除去されることなく適応フィルタを通過できる。従って、希望波を確実に受信することができる。

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、前記適応フィルタによるノイズ除去後の信号である抽出信号が前記希望波であるか否かを判断する判断手段をさらに備え、前記フィルタ制御手段は、前記非適応モードにおいて、前記判断手段で前記抽出信号が前記希望波でないと判断されたとき、前記適応フィルタを前記適応モードへ切り換える一方、前記非適応モードにおいて、前記判断手段で前記抽出信号が前記希望波であると判断されたとき、前記新規信号が前記検出手段で検出されなくなるまで前記適応フィルタを非適応モードで維持することをその要旨としている。

同構成によると、ノイズ除去後の抽出信号が希望波でない場合、適応フィルタが非適応モードから適応モードへ切り換えられることで、当該抽出信号（≠希望波）をノイズとして除去するべくフィルタ係数の更新が再開される。一方、ノイズ除去後の抽出信号が希望波である場合、新規信号が検出されなくなるまで適応フィルタが非適応モードで維持されることで、最後に更新されたフィルタ係数に基づきノイズが除去され、このことにより、希望波が好適に受信される。従って、希望波とノイズとを峻別することで、希望波のみを抽出することができる。

本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
本発明によれば、希望波を確実に受信することができる。

本実施形態のディジタル受信装置の構成を示すブロック図。 本実施形態の構成による作用と特許文献１の構成による作用とを比較した作用図。

以下、本発明を、車両ユーザが車両キーとして所持する電子キーからの変調信号を復調するディジタル受信装置に具体化した一実施形態について説明する。尚、前記電子キーは、その所持態様から一般的に携帯機と称されるとともに、送信機に相当する。そして、この送信機からの変調信号である希望波が車両側のディジタル受信装置で復調されることで、変調前の原信号の内容が特定されるとともに、その特定された内容に基づいて各種車両制御が実施される。例えば、ディジタル受信装置で特定された内容が車両制御系で解析された結果、変調信号の送信元である電子キーが当該車両に適合する正規の電子キーであると判定されたとき、この正規の電子キーの所持者による乗車を許容するべくドアロックが解除されたり、或いはこの者によるエンジン始動が許容される。

図１に示すように、ディジタル受信装置１は、受信アンテナ１０、前処理部２０、ノイズ除去部３０、受信部４０を備える。受信アンテナ１０は、前記希望波を受信するための媒体であるところ、希望波の受信待機状態において、希望波以外の信号である周囲雑音、すなわちノイズが入力される一方、希望波が受信される際には、その希望波に併せて前記ノイズが入力される。そして、前処理部２０では、受信アンテナ１０からの入力信号が周波数変換されることで、同入力信号の周波数と局部発振器による周波数との差の周波数、いわゆる中間周波数の信号が生成される。そして、この中間周波数の信号のアナログ／ディジタル変換を経てベースバンド信号が生成されるとともに、このベースバンド信号に対して帯域制限のなされた信号が前処理部２０からノイズ除去部３０へ出力される。

ノイズ除去部３０は、前処理部２０から入力された信号のうち特定周波数帯の信号をノイズとして除去するためのフィルタとして構成されるとともに、フィルタ部３１、信号処理部３２、フィルタ制御部３３を備える。フィルタ部３１は、電気的に更新可能なフィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号をノイズとして除去する適応フィルタとして構成される。信号処理部３２は、フィルタ部３１によるノイズ除去後の信号を後段で復調できるようにするために、このノイズ除去後の信号である抽出信号を受信部４０に出力するとともに、ノイズ除去後の信号とノイズ除去前の信号との差分を算出する。そして、信号処理部３２は、その算出した差分、すなわち現状のフィルタ係数で除去されずにフィルタ部３１を通過した信号成分を新たにフィルタ部３１で除去できるようにするために、その信号成分を示唆する信号をフィルタ制御部３３に出力する。また、信号処理部３２は、前記算出した差分が所定値以上である場合には、受信アンテナ１０に希望波が入力された可能性があることを示す新規信号の検出信号をフィルタ制御部３３に出力する一方、前記算出した差分が所定値未満である場合には、前記新規信号の検出信号を出力しない。

フィルタ制御部３３は、フィルタ係数を記憶する不揮発性のメモリ３３ａを備える。そして、フィルタ制御部３３は、信号処理部３２から新規信号の検出信号が入力されていない場合にあって、同信号処理部３２から、フィルタ部３１を通過した信号成分を示唆する信号が入力されたとき、その信号成分を除去することが可能となる新たなフィルタ係数を算出する。そして、この場合、フィルタ制御部３３は、今回算出した最新のフィルタ係数をメモリ３３ａに記憶することでフィルタ係数を更新するとともに、この更新後のフィルタ係数をフィルタ部３１に反映させることで、この更新後のフィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号をフィルタ部３１で除去するフィルタ形成動作を実施する。尚、このようにフィルタ制御部３３でフィルタ係数が更新された時点では既に、その更新前のフィルタ係数、すなわち所定時間前のフィルタ係数に基づくノイズ除去後の抽出信号が受信部４０に出力されている。ここで、フィルタ係数を逐次更新しつつ所定時間前のフィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号をノイズとして除去するモードを適応モードと規定する。

一方、フィルタ制御部３３は、信号処理部３２から新規信号の検出信号が入力された場合にあって、同信号処理部３２から、フィルタ部３１を通過した信号成分を示唆する信号が入力されたとき、その信号成分を除去することが可能となる新たなフィルタ係数の算出を行わない。そして、この場合、フィルタ制御部３３は、フィルタ係数の更新を停止するとともに、最後に更新したフィルタ係数をフィルタ部３１に反映させることで、このフィルタ係数に基づくフィルタ形成動作を実施する。ここで、フィルタ係数の更新を停止してフィルタ係数を所定時間前の値で保持するとともに、その保持したフィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号をノイズとして除去するモードを非適応モードと規定する。

このようにフィルタ制御部３３は、前記適応モードにおいて、新規信号が検出された場合には、フィルタ部３１を非適応モードへ切り換える。そして、フィルタ制御部３３は、非適応モードにおいて、新規信号が検出されなくなるまでフィルタ部３１を非適応モードで維持するとともに、この非適応モードにおいて、新規信号が検出されなくなった場合には、フィルタ部３１を適応モードへ切り換える。

また、フィルタ制御部３３は、前記適応モードにおいて、新規信号の検出信号が信号処理部３２から入力されないまま所定期間が経過した場合、すなわち所定期間に亘り新規信号が検出されない場合には、フィルタ部３１について、前記フィルタ形成動作を解除して特定周波数帯の信号を通過させる、フィルタ係数のリセット動作を実施する。そして、フィルタ制御部３３は、このリセット動作を実施するに際し、メモリ３３ａに記憶されている所定時間前のフィルタ係数を記憶保持しつつ同フィルタ係数を無効化する。そして、フィルタ制御部３３は、このリセット動作を開始した後、所定時間が経過した場合、すなわちリセット解除条件が満たされた場合には、メモリ３３ａに記憶保持されている所定時間前のフィルタ係数を有効化して同フィルタ係数に基づくフィルタ形成動作を再開する。

受信部４０は、ノイズ除去部３０によるノイズ除去後の抽出信号に基づく受信動作を行うとともに、復調部４１、判定制御部４２を備える。そして、これら復調部４１及び判定制御部４２に対して、ノイズ除去部３０によるノイズ除去後の抽出信号が入力される。復調部４１は、ノイズ除去部３０によるノイズ除去後の抽出信号を復調して受信信号を生成するとともに、その受信信号を車両制御系に出力する。車両制御系は、復調部４１からの受信信号、すなわち変調前の原信号の内容をパターンマッチングにより解析することで、変調信号の送信元である電子キーが当該車両に適合する正規の電子キーであると判定したとき、この正規の電子キーの所持者による乗車を許容するべくドアロックを解除したり、或いはこの者によるエンジン始動を許容する。

判定制御部４２は、ノイズ除去部３０によるノイズ除去後の抽出信号が希望波であるか否かをパターンマッチングにより判断するとともに、前記抽出信号が希望波であると判断した場合には、受信アンテナ１０に希望波が入力されたことを示す希望波の検出信号を前記フィルタ制御部３３に出力する。一方、判定制御部４２は、前記抽出信号が希望波でないと判断した場合には、前記希望波の検出信号を出力しない。前記フィルタ制御部３３は、前記非適応モードにおいて、判定制御部４２から希望波の検出信号が入力された場合には、同希望波である新規信号の検出信号が信号処理部３２から入力されなくなるまで前記フィルタ部３１を非適応モードで維持する。一方、フィルタ制御部３３は、非適応モードにおいて、判定制御部４２から希望波の検出信号が入力されていない場合には、前記フィルタ部３１を適応モードへ切り換える。

次に、ディジタル受信装置１の作用について説明する。ここでは、特許文献１に開示されたディジタル受信装置の作用との比較を行う。尚、図２では、特許文献１の構成による作用を＜実施前＞として、また、本実施形態の構成による作用を＜実施後＞として、それぞれ説明する。

図２に示すように、＜実施前＞及び＜実施後＞に共通して、希望波の周波数帯がｆｃと規定されるとともに、この希望波をノイズとして除去する値のフィルタ係数が適応モードにおいて設定された状態にあるとする。

そして、この設定状態において、受信アンテナに入力される信号に周波数変化がないまま、所定回数の受信待機状態、すなわち所定回数のポーリングを経るまでの期間として規定される所定期間が経過するに際して、＜実施前＞のフィルタ係数は、逐次更新されるものの、希望波をノイズとして除去する値で維持される。そして、この状態で、新規信号として前記希望波が入力されると、＜実施前＞において、適応モードから非適応モードへ切り換えられるとともに、この非適応モードにおいて、フィルタ係数の更新が停止されてフィルタ係数が希望波をノイズとして除去する値で保持される。その結果、＜実施前＞では、希望波がノイズとして除去され、この場合、希望波を受信できない。

一方、前記希望波をノイズとして除去する値のフィルタ係数が適応モードにおいて設定された状態で、受信アンテナ１０に入力される信号に周波数変化がないまま、前記所定期間が経過した場合、＜実施後＞では、フィルタ係数のリセット動作が実施される。即ち、この場合、希望波をノイズとして除去する値のフィルタ係数が記憶保持されつつ同フィルタ係数が無効化される結果、希望波をノイズとして除去するフィルタ形成動作が解除される。その結果、＜実施後＞では、リセット動作の開始後、リセット解除条件が満たされるまでの期間内に、新規信号として前記希望波が入力されると、この希望波は、フィルタ部３１を通過できることとなり、この場合、希望波を受信できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）適応モードにおいて、所定期間に亘り新規信号が検出されないとき、フィルタ係数がリセットされるので、リセット前のフィルタ係数が希望波の周波数帯にフィルタを形成する値であっても、当該リセット後に入力された希望波は除去されることなくフィルタ部３１を通過できる。従って、希望波を確実に受信することができる。

（２）ノイズ除去後の抽出信号が希望波でない場合、フィルタ部３１が非適応モードから適応モードへ切り換えられることで、当該抽出信号（≠希望波）をノイズとして除去するべくフィルタ係数の更新が再開される。一方、ノイズ除去後の抽出信号が希望波である場合、新規信号が検出されなくなるまでフィルタ部３１が非適応モードで維持されることで、最後に更新されたフィルタ係数に基づきノイズが除去され、このことにより、希望波が好適に受信される。従って、希望波とノイズとを峻別することで、希望波のみを抽出することができる。

（３）リセット動作が開始された後、リセット解除条件が満たされるまでリセット動作の実施が継続される。このようにリセット動作が開始されてからリセット解除条件が満たされるまでの期間を希望波の受信待機状態と位置付け、この期間中に希望波が入力された場合、それを確実に受信することができる。

（４）リセット動作が開始された後、所定時間が経過したとき、リセット解除条件が満たされたと判断されてリセット前のフィルタ係数に基づくフィルタ形成動作が再開される。このように希望波の受信待機状態に所定時間という時間制限を持たせることで、フィルタ形成動作を自動的に再開することができる。

（５）新規信号が検出されている期間中は非適応モードで維持され、この非適応モードでは、フィルタ係数の更新が停止される。従って、フィルタ係数に新規信号の影響が及んでしまうことが回避され、その結果、適切なフィルタ係数に基づきノイズを除去することができる。

（６）適応モードにおいて、所定期間に亘り新規信号が検出されないとき、メモリ３３ａに記憶されている所定時間前のフィルタ係数が記憶保持されつつ同フィルタ係数が無効化されることによりリセット動作が実施される。このようにフィルタ係数がリセットされるからと言ってそれが消去される訳ではないので、後にそれが必要となった時点でそれを再び用いることができる。

（７）リセット動作が開始された後、リセット解除条件が満たされたとき、メモリ３３ａに記憶保持されている所定時間前のフィルタ係数が有効化されて同フィルタ係数に基づくフィルタ形成動作が再開される。このため、フィルタ形成動作が再開されることに伴い、これまで十分に学習されて更新されたリセット前のフィルタ係数に基づきノイズを除去することができる。

（８）車両ユーザが所持する携帯機からの希望波が車両側で受信され易くなる分、両者間の通信がスムーズに行われるので、車両応答性を向上できる。そして、このことにより、車両ユーザに不快感を与えることがなくなる。

尚、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・リセット開始条件が満たされるまでの所定期間は、適宜設定可能である。
・リセット解除条件が満たされるまでの所定時間は、適宜設定可能である。

・本発明に係るディジタル受信装置は、いわゆるＦＳＫ（周波数変調）方式、ＡＳＫ（振幅変調）方式、ＰＳＫ（位相変調）方式等、いずれの変調方式によるものであってもよい。

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記載する。
（イ）前記フィルタ制御手段は、前記リセット動作を開始した後、リセット解除条件が満たされるまで前記リセット動作の実施を継続する請求項１又は請求項２に記載のディジタル受信装置。同構成によると、リセット動作が開始されてからリセット解除条件が満たされるまでの期間を希望波の受信待機状態と位置付け、この期間中に希望波が入力された場合、それを確実に受信することができる。

（ロ）前記フィルタ制御手段は、前記リセット動作を開始した後、所定時間が経過したとき、前記リセット解除条件が満たされたと判断してリセット前のフィルタ係数に基づく前記フィルタ形成動作を再開する上記（イ）に記載のディジタル受信装置。同構成によると、希望波の受信待機状態に所定時間という時間制限を持たせることで、フィルタ形成動作を自動的に再開することができる。

（ハ）前記フィルタ制御手段は、前記非適応モードにおいて、前記新規信号が前記検出手段で検出されなくなるまで前記適応フィルタを非適応モードで維持するとともに、この非適応モードにおいて、前記新規信号が前記検出手段で検出されなくなったとき、前記適応フィルタを前記適応モードへ切り換える請求項１〜２及び上記（イ）〜（ロ）のいずれか一つに記載のディジタル受信装置。同構成によると、新規信号が検出されている期間中は非適応モードで維持され、この非適応モードでは、フィルタ係数の更新が停止される。従って、フィルタ係数に新規信号の影響が及んでしまうことが回避され、その結果、適切なフィルタ係数に基づきノイズを除去することができる。

（ニ）請求項１〜２及び上記（イ）〜（ハ）のいずれか一つに記載のディジタル受信装置において、フィルタ係数を記憶する記憶手段をさらに備え、前記フィルタ制御手段は、前記適応モードにおいて、前記所定期間に亘り前記新規信号が前記検出手段で検出されないとき、前記記憶手段に記憶されている所定時間前のフィルタ係数を記憶保持しつつ同フィルタ係数を無効化することにより前記リセット動作を実施することを特徴とするディジタル受信装置。同構成によると、フィルタ係数がリセットされるからと言ってそれが消去される訳ではないので、後にそれが必要となった時点でそれを再び用いることができる。

（ホ）前記フィルタ制御手段は、前記リセット動作を開始した後、前記リセット解除条件が満たされたとき、前記記憶手段に記憶保持されている所定時間前のフィルタ係数を有効化して同フィルタ係数に基づく前記フィルタ形成動作を再開する上記（ニ）に記載のディジタル受信装置。同構成によると、フィルタ形成動作が再開されることに伴い、これまで十分に学習されて更新されたリセット前のフィルタ係数に基づきノイズを除去することができる。

１…ディジタル受信装置、１０…受信アンテナ、２０…前処理部、３０…ノイズ除去部、３１…フィルタ部（適応フィルタ）、３２…信号処理部（検出手段）、３３…フィルタ制御部（フィルタ制御手段）、３３ａ…メモリ（記憶手段）、４０…受信部、４１…復調部、４２…判定制御部（判断手段）。

Claims (2)

1. 送信機からの変調信号である希望波を復調するディジタル受信装置において、
   フィルタ係数を逐次更新しつつ所定時間前のフィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号を周囲雑音であるノイズとして除去する適応モードと、フィルタ係数の更新を停止してフィルタ係数を所定時間前の値で保持するとともに、その保持したフィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号をノイズとして除去する非適応モードとを有する適応フィルタと、
   ノイズ除去後の信号とノイズ除去前の信号との差分が所定値以上となる新規信号を検出する検出手段と、
   前記適応モードにおいて、前記新規信号が前記検出手段で検出されたとき、前記適応フィルタを前記非適応モードへ切り換えるフィルタ制御手段とを備え、
   前記フィルタ制御手段は、前記適応モードにおいて、所定期間に亘り前記新規信号が前記検出手段で検出されないとき、前記適応フィルタについて、フィルタ係数に基づき特定周波数帯の信号を除去するフィルタ形成動作を解除して同特定周波数帯の信号を通過させる、フィルタ係数のリセット動作を実施する
   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、
   前記適応フィルタによるノイズ除去後の信号である抽出信号が前記希望波であるか否かを判断する判断手段をさらに備え、
   前記フィルタ制御手段は、前記非適応モードにおいて、前記判断手段で前記抽出信号が前記希望波でないと判断されたとき、前記適応フィルタを前記適応モードへ切り換える一方、前記非適応モードにおいて、前記判断手段で前記抽出信号が前記希望波であると判断されたとき、前記新規信号が前記検出手段で検出されなくなるまで前記適応フィルタを非適応モードで維持する
   ことを特徴とするディジタル受信装置。

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