JP5516318B2

JP5516318B2 - 復調装置

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Publication number: JP5516318B2
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Inventors: 伸貴山岸
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Description

本発明は、復調装置に関する。

図１は、デジタルテレビ受信機の復調回路が入力する放送波信号１０１の周波数スペクトルの例を示す図である。放送波信号１０１は、例えば中間周波数（ＩＦ）信号である。放送波信号１０１にノイズ１０２が混入すると、同一周波数（Co-Channel）干渉により、ノイズ１０２が放送波信号１０１の品質劣化の要因になる。ノイズ１０２は、例えば、周辺機器から発生するノイズ、又はデジタルテレビ受信機内の復調回路自身のノイズであり、単一周波数の正弦波信号である。

選択した受信波と共に受信された干渉波のキャリヤ周波数に位相同期させる位相同期手段と、位相同期手段で位相同期された信号のレベルを調整するレベル調整手段と、レベル調整手段によってレベル調整がなされた信号を受信波から減算する減算手段とを備え、減算手段から受信された干渉波が除去された受信波を出力する干渉波除去回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、アナログＴＶ信号の同一チャンネル妨害やＣＷ妨害が存在する場合にも高精度の受信性能を有するＯＦＤＭ受信装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−３３９３２０号公報特開２００３−２８３４５４号公報

特許文献１では、干渉波を除去するために、位相ロックループ（ＰＬＬ）回路のループを用いることにより、入力された信号から干渉波のレプリカを生成し、それを入力信号から減算するものである。しかし、この方法では、干渉波のレベルが希望波のレベルに比べて小さい場合には、ＰＬＬ回路内で位相比較が行えず、十分な効果が得られない。また、反射により時間差を持って到達した干渉波が存在する場合（フェージング）には、周波数スペクトルに凹凸が生じ、これをノイズと誤検出し、性能が劣化してしまう場合がある。

本発明の目的は、入力信号内のノイズのレベルが小さい場合でもノイズを除去して復調することができる復調装置を提供することである。

復調装置は、入力信号を復調することによりＩＱ座標の信号を出力する復調部と、前記復調部により出力されるＩＱ座標の信号内のノイズを除去する第１のノイズ除去回路とを有し、前記第１のノイズ除去回路は、前記復調部により出力されるＩＱ座標の信号から第１のノイズレプリカ信号を減算する第１の減算器と、前記ＩＱ座標の理想の信号点に対する前記第１の減算器の出力信号の誤差情報を演算する誤差情報生成部と、前記誤差情報を基にノイズの周波数を検出する第１の周波数検出部と、前記誤差情報及び前記第１の周波数検出部により検出されたノイズの周波数を基に前記第１のノイズレプリカ信号の振幅を調整し、前記第１のノイズレプリカ信号を前記第１の減算器に出力する第１の振幅調整部とを有する。

第１のノイズ除去回路を設けることにより、入力信号内のノイズのレベルが小さい場合でもノイズを除去して復調することができる。

デジタルテレビ受信機の復調回路が入力する放送波信号の周波数スペクトルの例を示す図である。第１の実施形態による復調装置の構成例を示すブロック図である。復調部の出力信号のコンスタレーションの例を示す図である。ノイズを含む信号のコンスタレーションを示す図である。実際の信号点を理想の信号点に近づけることにより信号内のノイズを除去する概念を説明するためのコンスタレーションの図である。第１のノイズ除去回路の構成例を示す図である。第１の周波数検出部のより詳細な構成例を示す図である。第１の振幅調整部のより詳細な構成例を示す図である。第２のノイズ除去回路の構成例を示す図である。入力信号にフェージングによる妨害波が混入した場合の周波数スペクトルの例を示す図である。第２の実施形態による復調装置の構成例を示す図である。第３の実施形態による復調装置の一部の構成例を示す図である。第４の実施形態による復調装置の一部の構成例を示す図である。

（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態による復調装置の構成例を示すブロック図である。復調装置は、例えば、シングルキャリア伝送デジタルテレビ受信機の復調装置である。アンテナ２０２は、無線の放送波信号２０１を受信し、受信信号Ｓ１を高周波数（ＲＦ）部２０３に出力する。ＲＦ部２０３は、受信信号を高周波数帯域から低周波数帯域にダウンコンバートし、低周波数帯域の信号Ｓ２をアナログ／デジタル変換器２０４に出力する。アナログ／デジタル変換器２０４は、信号Ｓ２をアナログからデジタルに変換し、デジタルの信号Ｓ３を出力する。信号Ｓ３は、例えば、ベースバンド信号又は中間周波数（ＩＦ）信号であり、図１に示すようにノイズ１０２を含む放送波信号１０１である。第２のノイズ除去回路２０５は、位相ロックループ（ＰＬＬ）型ノイズ除去回路であり、復調部２０６の前段において信号Ｓ３内のノイズを除去し、ノイズを除去した信号Ｓ４を復調部２０６に出力する。復調部２０６は、信号Ｓ４を復調し、図３に示すような直交するＩ軸及びＱ軸のＩＱ座標の信号Ｓ５を出力する。信号Ｓ５は、Ｉ軸及びＱ軸上のコンスタレーションと呼ばれる信号点の信号である。第１のノイズ除去回路２０７は、誤差情報型ノイズ除去回路であり、復調部２０６の後段において信号Ｓ５内のノイズを除去し、ノイズを除去した信号Ｓ６を出力する。誤り訂正部２０８は、信号Ｓ６の誤り訂正処理を行い、信号Ｓ７を出力する。信号Ｓ７は、例えば、トランスポートストリーム（ＴＳ）信号である。

図３は、復調部２０６の出力信号Ｓ５のコンスタレーションの例を示す図であり、６４ＱＡＭの例を示す。６４ＱＡＭの場合、信号Ｓ５は、６ビットの信号であり、Ｉ軸及びＱ軸上の６４個の信号点を表現可能である。第１のノイズ除去回路２０７は、信号Ｓ５のコンスタレーションから誤差情報を検出し、理想信号点からの誤差を用いてノイズを除去する。その詳細は後述する。

第２のノイズ除去回路２０５及び第１のノイズ除去回路２０７は、ノイズ１０２のレベルに応じた協調動作を行うことにより、幅広いレベルのノイズ１０２を除去することができ、フェージングが存在する場合の性能劣化を防ぐことができる。

図４は、ノイズ１０２を含む信号Ｓ５のコンスタレーションを示す図である。ＩＱ座標の理想の信号点４０１は、ノイズ１０２が存在しない場合の図３の６４個の信号点のうちのいずれか１個の信号点である。実際の信号点４０２は、ノイズ１０２が存在する場合の信号点である。誤差情報４０３は、理想の信号点４０１に対する実際の信号点４０２のずれ情報である。ノイズ１０２が周波数θの正弦波である場合、実際の信号点４０２は理想の信号点４０１の周りを反時計回りに周波数θで回転する。第１のノイズ除去回路２０７は、理想の信号点４０１と実際の信号点４０２の差分である誤差情報４０３を用いるので、レベルの小さいノイズ１０２でも精度良く除去することができる。

図５は、実際の信号点４０２を理想の信号点４０１に近づけることにより信号Ｓ５内のノイズ１０２を除去する概念を説明するためのコンスタレーションの図である。上記のように、実際の信号点４０２は、理想の信号点４０１の周りを反時計周りに周波数θで回転している。まず、図６の第１の周波数検出部６０３により誤差情報４０３の周波数θを検出し、実際の信号点４０２をＩ軸上に固定する。次に、図６の第１の振幅調整部６０８により誤差情報４０３の振幅を０に近づけることにより、実際の信号点４０２を理想の信号点４０１に近づける。第１のノイズ除去回路２０７は、図４の誤差情報４０３を０に近づけることにより、実際の信号点４０２を理想の信号点４０１に近づけ、ノイズ１０２を除去する。

衛星やケーブルテレビ向けのシングルキャリア伝送でノイズ１０２が存在する場合、実際の信号点４０２は理想の信号点４０１の周りを回転するような動きを示す。本実施形態では、第２のノイズ除去回路２０５に加え、実際の信号点４０２と理想の信号点４０１との誤差情報４０３を用いた第１のノイズ除去回路２０７を追加することにより、ノイズ１０２のレベルが小さい場合でも精度よく除去することができる。

図６は、第１のノイズ除去回路２０７の構成例を示す図である。第１のノイズ除去回路２０７は、第１の減算器６０１、誤差情報生成部６０２、第１の周波数検出部６０３、第１の振幅調整部６０８、及びスイッチ６１２を有する。まず、スイッチ６１２が常にオンである場合の動作を説明する。第１の減算器６０１は、入力信号Ｓ５から第１のノイズレプリカ信号Ｓ１３を減算し、ノイズを除去した信号Ｓ６を出力する。ループ処理により第１のノイズレプリカ信号Ｓ１３が生成されるため、信号Ｓ６内のノイズは徐々に０に近づく。誤差情報生成部６０２は、理想の信号点４０１に対する信号Ｓ６の誤差情報４０３を演算し、誤差情報Ｓ１１として出力する。誤差情報Ｓ１１は、ＩＱ座標値である。

第１の周波数検出部６０３は、乗算器６０４、ループフィルタ６０５、数値制御発振器（Numerical Controlled Oscillator:NCO）６０６及びサイン／コサインテーブル６０７を有し、誤差情報Ｓ１１の周波数θを検出し、周波数θの正弦波信号Ｓ１２を出力する。その詳細は、後に図７を参照しながら説明する。

第１の振幅調整部６０８は、乗算器６０９，６１１及びループフィルタ６１０を有し、誤差情報Ｓ１１を基に周波数θの正弦波信号Ｓ１２の振幅を調整し、第１のノイズレプリカ信号Ｓ１３を生成する。すなわち、第１の振幅調整部６０８は、誤差情報Ｓ１１及び正弦波信号Ｓ１２を基に第１のノイズレプリカ信号Ｓ１３の振幅を調整する。その詳細は、後に図８を参照しながら説明する。

第１のノイズ除去回路２０７は、ノイズの周波数及び位相を検出する第１の周波数検出部６０３及びノイズの振幅を検出する第１の振幅調整部６０８を有する。また、第１のノイズ除去回路２０７は、信号Ｓ１２が乗算器６０４にフィードバックする第１のループ回路と、信号Ｓ１３が第１の減算器６０１にフィードバックする第２のループ回路を有する。第１及び第２のループ回路は、誤差情報Ｓ１１が０になるように収束する。第１の減算器６０１は、入力信号Ｓ５から第１のノイズレプリカ信号Ｓ１３を減算することにより、ノイズを除去した信号Ｓ６を出力することができる。

図７は、第１の周波数検出部６０３のより詳細な構成例を示す図である。第１の周波数検出部６０３は、位相比較器７０１、ループフィルタ６０５、数値制御発振器６０６及びサイン／コサインテーブル６０７を有する。位相比較器７０１は、図６の乗算器６０４に対応する。ループフィルタ６０５は、乗算器７０２，７０３、加算器７０４，７０６及び遅延回路７０５を有する。

位相比較器７０１は、誤差情報Ｓ１１に対してサイン／コサインテーブル６０７が出力する正弦波信号Ｓ１２を逆位相で乗算し、そのＱ成分を出力する。乗算器７０３は、位相比較器７０１の出力信号に対して係数αを乗算する。加算器７０４は、乗算器７０３の出力信号及び遅延回路７０５の出力信号を加算する。遅延回路７０５は、加算器７０４の出力信号を遅延する。乗算器７０２は、位相比較器７０１の出力信号に対して係数βを乗算する。加算器７０６は、遅延回路７０５の出力信号及び乗算器７０２の出力信号を加算する。数値制御発振器６０６は、入力信号に応じた周期で０〜２π［ｒａｄ］の位相データを周期的に出力する。サイン／コサインテーブル６０７は、位相データを入力し、正弦波信号Ｓ１２を出力する。

誤差情報Ｓ１１の位相が正弦波信号Ｓ１２の位相より進んでいる場合、位相比較器７０１の出力信号が正値となり、数値制御発振器６０６にはより大きな値が入力され、サイン／コサインテーブル６０７が出力する正弦波信号Ｓ１２の位相が進み、誤差情報Ｓ１１と正弦波信号Ｓ１２の位相差が０に近づく。逆に、誤差情報Ｓ１１の位相が正弦波信号Ｓ１２より遅れている場合、位相比較器７０１の出力信号が負値となり、数値制御発振器６０６にはより小さな値が入力され、サイン／コサインテーブル６０７が出力する正弦波信号Ｓ１２の位相が遅れ、誤差情報Ｓ１１と正弦波信号Ｓ１２の位相差が０に近づく。第１の周波数検出部６０３の第１のループ回路が収束することにより、サイン／コサインテーブル６０７が出力する正弦波信号Ｓ１２が誤差情報Ｓ１１と同じ周波数及び位相に収束する。

第１の周波数検出部６０３の第１のループ回路が収束していれば、上述のように、誤差情報Ｓ１１と正弦波信号Ｓ１２は周波数及び位相が一致しており、誤差情報Ｓ１１と正弦波信号Ｓ１２を逆位相で乗算すれば、位相比較器７０１が出力するＱ成分信号は０に収束している。すなわち、誤差情報Ｓ１１がＩ軸上に収束する。

図８は、第１の振幅調整部６０８のより詳細な構成例を示す図である。第１の振幅調整部６０８は、乗算器６０９，６１１，８０１、加算器８０２及び遅延回路８０３を有する。乗算器８０１、加算器８０２及び遅延回路８０３は、図６のループフィルタ６１０に対応する。乗算器６０９は、誤差情報Ｓ１１及び正弦波信号Ｓ１２を乗算し、Ｉ成分のみの信号を出力する。乗算器８０１は、乗算器６０９の出力信号に対して係数γを乗算する。加算器８０２は、乗算器８０１の出力信号及び遅延回路８０３の出力信号を加算する。遅延回路８０３は、加算器８０２の出力信号を遅延する。乗算器６１１は、遅延回路８０３の出力信号及び正弦波信号Ｓ１２を乗算し、ノイズを複製した第１のノイズレプリカ信号Ｓ１３を出力する。第１の減算器６０１は、入力信号Ｓ５から第１のノイズレプリカ信号Ｓ１３を減算することにより、ノイズを除去した信号Ｓ６を出力する。

ノイズが存在するということは、図４に示すような誤差情報４０３が存在するということであるので、乗算器４０９が出力するＩ成分信号は０ではない。信号Ｓ１３の第２のループ回路のループを繰り返すうちに第１の振幅調整部６０８のループフィルタ６１０には乗算器６０９が出力するＩ成分信号の値が蓄積され、第１のノイズレプリカ信号Ｓ１３の振幅が徐々に大きくなる。これは、ノイズが少しずつ除去されることを意味するので、誤差情報Ｓ１１は小さくなり、乗算器６０９が出力するＩ成分信号も次第に０に収束する。

以上のように、第１の周波数検出部６０３及び第１の振幅調整部６０８のループ（第１及び第２のループ回路）が収束することにより、第１の周波数検出部６０３の出力信号Ｓ１２が誤差情報Ｓ１１の周波数及び位相と等しくなり、第１の振幅調整部６０８の出力信号Ｓ１３が誤差情報Ｓ１１の振幅と等しくなり、誤差情報Ｓ１１が０に近づく。つまり、第１のノイズレプリカ信号Ｓ１３が第１の振幅調整部６０８から出力され、信号Ｓ６はノイズが除去された信号になる。

図９は、第２のノイズ除去回路２０５の構成例を示す図である。第２のノイズ除去回路２０５は、第２の周波数検出部９０１、第２の振幅調整部９０６及び第２の減算器９１２を有する。第２の周波数検出部９０１は、図６の第１の周波数検出部６０３と同様に、乗算器（位相比較器）９０２、ループフィルタ９０３、数値制御発振器９０４及びサイン／コサインテーブル９０５を有し、入力信号Ｓ３内のノイズの周波数を検出し、検出した周波数の正弦波信号Ｓ２１を出力する。正弦波信号Ｓ２１は、信号Ｓ３の中心周波数に対するノイズの周波数のずれ周波数を有する。

第２の振幅調整部９０６は、乗算器９０７、ループフィルタ９０８、ゲイン調整部９０９、セレクタ９１０及び乗算器９１１を有し、第２の減算器９１２の出力信号Ｓ４及び正弦波信号Ｓ２１を基に第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２の振幅を調整する。乗算器９０７、ループフィルタ９０８、乗算器９１１及び第２の減算器９１２は、それぞれ図６の乗算器６０９、ループフィルタ６１０、乗算器６１１及び第１の減算器６０１に対応する。乗算器９１１は、ノイズを複製した第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２を出力する。第２の減算器９１２は、入力信号Ｓ３から第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２を減算することにより、ノイズを除去した信号Ｓ４を出力する。第２のノイズ除去回路２０５は、第１のノイズ除去回路２０７と同様に、ループ処理により信号Ｓ４内のノイズが徐々に小さくなる。図２の復調部２０６は、信号Ｓ４内のノイズが閾値より小さくなると、復調処理が収束してロックして引き込みを完了し、引き込み完了通知ＳＡを出力し、正常な復調を行う。セレクタ９１０は、復調部２０６から引き込み完了通知ＳＡを受け取るまではループフィルタ９０８の出力信号を選択して乗算器９１１に出力し、復調部２０６から引き込み完了通知ＳＡを受け取るとゲイン調整部９０９の出力信号を選択して乗算器９１１に出力する。すなわち、初期状態では引き込み完了通知ＳＡが出力されず、信号Ｓ４内のノイズが小さくなるとやがて引き込み完了通知ＳＡが出力される。

まず、初期状態においてセレクタ９１０がループフィルタ９０８の出力信号を選択する場合を説明する。この場合、第２の振幅調整部９０６は、第１のノイズ除去回路２０７の第１の振幅調整部６０８と同様に、ノイズの振幅を検出し、第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２の振幅を調整する。乗算器９０７は、正弦波信号Ｓ２１及び信号Ｓ４を乗算し、両者の相関値を示す信号を出力する。ループフィルタ９０８は、図６のループフィルタ６１０と同様に、乗算器９０７の出力信号を入力し、上記の相関値を蓄積する。セレクタ９１０は、引き込み完了通知ＳＡが出力されていないのでループフィルタ９０８の出力信号を選択して乗算器９１１に出力する。乗算器９１１は、正弦波信号Ｓ２１及びループフィルタ９０８の出力信号を乗算し、第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２を出力する。第２の減算器９１２は、入力信号Ｓ３から第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２を減算することにより、ノイズを除去した信号Ｓ４を出力する。

やがて、信号Ｓ４内のノイズが小さくなると、復調部２０６がロックして引き込み完了通知ＳＡを出力する。ゲイン調整部９０９は、引き込み完了通知ＳＡを入力すると、ループフィルタ９０８の出力信号のレベルを徐々に０まで小さくする。セレクタ９１０は、引き込み完了通知ＳＡを入力すると、ゲイン調整部９０９の出力信号を選択する。乗算器９１１は、正弦波信号Ｓ２１及びゲイン調整部９０９の出力信号を乗算し、第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２を出力する。すなわち、ゲイン調整部９０９は、引き込み完了通知ＳＡを入力すると、第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２のレベルを徐々に０に変化させる制御を行う。第２の減算器９１２は、入力信号Ｓ３から第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２を減算し、ノイズを除去した信号Ｓ４を出力する。第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２が０になると、信号Ｓ４は入力信号Ｓ３と同じ信号になり、第２のノイズ除去回路２０５のノイズ除去機能はオフする。ゲイン調整部９０９により、フェージングによる第２のノイズ除去回路２０５の誤動作を防止することができる。

図１０は、入力信号にフェージングによる妨害波が混入した場合の周波数スペクトルの例を示す図である。フェージングは、送信点から受信点までの間に存在する建物の反射等の影響で、電波が送信点から受信点まで複数の経路で伝搬する現象である。フェージングにより妨害波が生じると、信号にノッチ１００１〜１００３が乗る。場合によっては、このようなスペクトルが入力されると、第２のノイズ除去回路２０５がノイズを誤検出し、復調特性が劣化する場合がある。

本実施形態では、フェージングによる誤検出を防止するため、ゲイン調整部９０９を設け、第１のノイズ除去回路２０７と協調動作させることにより、第２のノイズ除去回路２０５の誤動作を防止し、フェージングによる復調特性の劣化を防止することができる。

前述したように、第１のノイズ除去回路２０７は、誤差情報Ｓ１１を基にしてノイズを除去するので、復調部２０６がロックし、誤差情報Ｓ１１が得られさえすれば、いかなる種類のノイズでも精度よく除去することができる。したがって、復調部２０６がロックしている場合は、第２のノイズ除去回路２０５は動作を停止しても、復調装置全体の性能には影響せず、むしろ上記のようなフェージングの際の誤検出を防ぐことができる利点がある。

以上のように、セレクタ９１０は、復調部２０６の引き込み完了通知ＳＡを受け取るまではループフィルタ９０８の出力信号を選択し、引き込み完了通知ＳＡを受け取るとゲイン調整部９０９の出力信号を選択する。ゲイン調整部９０９は、ループフィルタ９０８の出力値に乗算するゲインの値を徐々に下げて行き、最終的には第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２のレベルを０にし、第２のノイズ除去回路２０５をバイパスさせる。急激にバイパスすると、復調装置全体の同期系に悪影響を及ぼす場合があるが、ゲイン調整部９０９により第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２のレベルを徐々に下げていくことにより、復調装置全体の同期のループ特性を保ったままバイパス状態にすることができる。

第２のノイズ除去回路２０５は、ノイズ１０２のレベルが小さい場合には相関値が求まらず、ノイズ１０２を効果的に除去することが困難である。この課題を解決するために、第１のノイズ除去回路２０７を設ける。第１のノイズ除去回路２０７は、復調部２０６から出力される信号Ｓ５の誤差情報Ｓ１１を用いて、レベルが小さいノイズを除去する。

第１のノイズ除去回路２０７は、第２のノイズ除去回路２０５と同様に、第１の周波数検出部６０３及び第１の振幅調整部６０８を有する。ただし、第１のノイズ除去回路２０７は、入力信号として誤差情報Ｓ１１を用いるという点で第２のノイズ除去回路２０５と異なる。

第２のノイズ除去回路２０５及び第１のノイズ除去回路２０７は、共に周波数検出部６０３，９０１及び振幅調整部６０８，９０６を動作させることにより、ノイズレプリカ信号Ｓ１３，Ｓ２２を生成し、これを入力信号Ｓ５，Ｓ３から減算することによりノイズを除去することができる。

第２のノイズ除去回路２０５は、ノイズのレベルが大きい場合に位相比較器（乗算器）９０２の精度が増し、ノイズを除去することが可能であるが、ノイズのレベルが小さい場合には位相比較器（乗算器）９０２での相関演算ができないため、ノイズを検出することが困難である。一方、第１のノイズ除去回路２０７は、ノイズのレベルが大きい場合には誤差情報Ｓ１１を得る以前に復調装置全体がロックできず、第１のノイズ除去回路２０７も動作を開始できない。逆に、ノイズのレベルが小さい場合には誤差情報Ｓ１１を用いて精度良くノイズを除去することができる。第２のノイズ除去回路２０５及び第１のノイズ除去回路２０７を直列に接続することにより、幅広いレベルのノイズを除去することができる。

（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態による復調装置の構成例を示す図である。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。第２のノイズ除去回路２０５は、検出した図９の正弦波信号Ｓ２１及び第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２を第１のノイズ除去回路２０７に出力する。正弦波信号Ｓ２１はノイズの周波数情報であり、第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２はノイズのレベル情報である。第１のノイズ除去回路２０７は、正弦波信号Ｓ２１及び第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２を入力し、ノイズ除去を行う。これにより、第２のノイズ除去回路２０５及び第１のノイズ除去回路２０７の協調動作が可能になる。

第１の実施形態で説明したように、図９の第２のノイズ除去回路２０５は、引き込み完了通知ＳＡを入力すると、セレクタ９１０がゲイン調整部９０９の出力信号を選択し、ノイズ除去機能をオフにする。その際、ノイズのレベルが大きく、かつノイズの周波数が変動している場合には、第１のノイズ除去回路２０７の単独動作だけでは追従できない可能性がある。この課題を解決するために、第２のノイズ除去回路２０５は、ノイズ除去機能をオフにした後も、正弦波信号（ノイズの周波数情報）Ｓ２１を第１のノイズ除去回路２０７に伝達する。

第１のノイズ除去回路２０７は、第２のノイズ除去回路２０５から正弦波信号（ノイズの周波数情報）Ｓ２１及び第２のノイズレプリカ信号（ノイズのレベル情報）Ｓ２２を入力する。また、第１のノイズ除去回路２０７は、第２のノイズレプリカ信号（ノイズのレベル情報）Ｓ２２を常時監視し、ノイズのレベルを確認する。復調部２０６が引き込み完了通知ＳＡを出力した後、第１のノイズ除去回路２０７内の第１の周波数検出部６０３は、第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２のレベルが閾値より大きいときには正弦波信号（ノイズの周波数情報）Ｓ２１に応じてノイズの周波数を検出する。また、第１のノイズ除去回路２０７は、第１の実施形態で説明した第２のノイズ除去回路２０５の誤動作を防ぐため、第２のノイズレプリカ信号Ｓ２２のレベルが閾値より小さいときには正弦波信号（ノイズの周波数情報）Ｓ２１を使わずにノイズを除去する。

次に、第２のノイズ除去回路２０５及び第１のノイズ除去回路２０７の他の制御方法を説明する。図９の第２のノイズ除去回路２０５のセレクタ９１０は、引き込み完了通知ＳＡを入力後、下記の選択を行う。図９の第２のノイズ除去回路２０５では、引き込み完了通知ＳＡを入力した後、ループフィルタ９０８の出力値の収束値が第２の閾値より小さい場合には悪影響を与えるノイズが存在しないと判断し、セレクタ９１０はゲイン調整部９０９の出力信号を選択し、ノイズ除去機能をオフにする。同様に、図６の第１のノイズ除去回路２０７は、復調部２０６から引き込み完了通知ＳＡを入力した後、ループフィルタ６１０の出力値の収束値が第１の閾値より小さい場合には悪影響を与えるノイズが存在しないと判断し、スイッチ６１２をオフし、ノイズ除去機能をオフにする。その場合、第１の減算器６０１は、入力信号Ｓ５をそのまま出力信号Ｓ６として出力する。これにより、ホワイトノイズ等による第２のノイズ除去回路２０５及び第１のノイズ除去回路２０７の誤動作を防止することができる。

また、第２のノイズ除去回路２０５では、引き込み完了通知ＳＡを入力した後、ループフィルタ９０８の出力値の収束値が第２の閾値より大きく第４の閾値より小さい場合には小レベルのノイズが存在すると判断し、セレクタ９１０はゲイン調整部９０９の出力信号を選択し、ノイズ除去機能をオフにする。第４の閾値は、第２の閾値より大きい値である。同様に、図６の第１のノイズ除去回路２０７は、復調部２０６から引き込み完了通知ＳＡを入力した後、ループフィルタ６１０の出力値の収束値が第１の閾値より大きく第３の閾値より小さい場合には小レベルのノイズが存在すると判断し、スイッチ６１２をオンし、ノイズ除去機能をオンにする。第３の閾値は、第１の閾値より大きい値である。

また、第２のノイズ除去回路２０５では、引き込み完了通知ＳＡを入力した後、ループフィルタ９０８の出力値の収束値が第４の閾値より大きい場合には大レベルのノイズが存在すると判断し、セレクタ９１０はループフィルタ９０８の出力信号を選択し、ノイズ除去機能をオンにする。同様に、図６の第１のノイズ除去回路２０７は、復調部２０６から引き込み完了通知ＳＡを入力した後、ループフィルタ６１０の出力値の収束値が第３の閾値より大きい場合には大レベルのノイズが存在すると判断し、スイッチ６１２をオンし、ノイズ除去機能をオンにする。

（第３の実施形態）
図１２は、第３の実施形態による復調装置の一部の構成例を示す図である。本実施形態の復調装置は、図２の復調装置に対して、第２のノイズ除去回路２０５の代わりに、ノイズ除去回路２０５ａ〜２０５ｃ及び減算器１２０１〜１２０３を設けたものである。ノイズ除去回路２０５ａ〜２０５ｃは、図９の第２の減算器９１２を除く第２のノイズ除去回路２０５と同じ構成を有する。減算器１２０１〜１２０３は、図９の第２の減算器９１２に対応する。すなわち、本実施形態では、復調部２０６の前段において、複数の第２のノイズ除去回路２０５ａ〜２０５ｃが直列に接続されている。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。本実施形態は、図１の放送波信号１０１内に周波数の異なる３個のノイズ１０２が存在する場合に、３個のノイズ１０２を除去することができる。第２のノイズ除去回路２０５ａ〜２０５ｃの直列接続数は変えることができる。

信号Ｓ３は、図２のアナログ／デジタル変換器２０４から出力される信号である。ノイズ除去回路２０５ａは、第２のノイズ除去回路２０５と同様に、信号Ｓ３を入力し、ノイズレプリカ信号を生成する。減算器１２０１は、信号Ｓ３からノイズ除去回路２０５ａのノイズレプリカ信号を減算し、１個目のノイズを除去した信号を出力する。減算器１２０１は、図９の第２の減算器９１２に対応する。

ノイズ除去回路２０５ｂは、第２のノイズ除去回路２０５と同様に、減算器１２０１の出力信号を入力し、ノイズレプリカ信号を生成する。減算器１２０２は、減算器１２０１の出力信号からノイズ除去回路２０５ｂのノイズレプリカ信号を減算し、２個目のノイズを除去した信号を出力する。減算器１２０２は、図９の第２の減算器９１２に対応する。

ノイズ除去回路２０５ｃは、第２のノイズ除去回路２０５と同様に、減算器１２０２の出力信号を入力し、ノイズレプリカ信号を生成する。減算器１２０３は、減算器１２０２の出力信号からノイズ除去回路２０５ｃのノイズレプリカ信号を減算し、３個目のノイズを除去した信号Ｓ４を出力する。減算器１２０３は、図９の第２の減算器９１２に対応する。信号Ｓ４は、図２の復調部２０６に出力される。これにより、周波数が異なる３個のノイズを除去することができる。

以上のように、３個のノイズ除去回路２０５ａ〜２０５ｃを直接に接続した場合、それぞれのノイズ除去回路２０５ａ〜２０５ｃが、入力されている複数のノイズのいずれかを検出し、順次除去することができる。

（第４の実施形態）
図１３は、第４の実施形態による復調装置の一部の構成例を示す図である。本実施形態の復調装置は、図２の復調装置に対して、第１のノイズ除去回路２０７の代わりに、３個のノイズ除去回路２０７ａ〜２０７ｃを設けたものである。ノイズ除去回路２０７ａ〜２０７ｃは、図６の第１の減算器６０１、誤差情報生成部６０２及びスイッチ６１２を除く第１のノイズ除去回路２０７と同じ構成を有する。すなわち、本実施形態では、復調部２０６の後段において、複数の第１のノイズ除去回路２０７ａ〜２０７ｃが並列に接続されている。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。本実施形態は、図１の放送波信号１０１内に周波数の異なる３個のノイズ１０２が存在する場合に、３個のノイズ１０２を除去することができる。第１のノイズ除去回路２０７ａ〜２０７ｃの並列接続数は変えることができる。

図６と同様に、第１の減算器６０１は、信号Ｓ５から信号Ｓ１３を減算し、ノイズを除去した信号Ｓ６を出力する。誤差情報生成部６０２は、信号Ｓ６を入力し、誤差情報Ｓ１１を出力する。

ノイズ除去回路２０７ａは、第１のノイズ除去回路２０７と同様に、誤差情報Ｓ１１を入力し、ノイズレプリカ信号を出力する。ノイズ除去回路２０７ｂは、第１のノイズ除去回路２０７と同様に、誤差情報Ｓ１１を入力し、ノイズレプリカ信号を出力する。ノイズ除去回路２０７ｃは、第１のノイズ除去回路２０７と同様に、誤差情報Ｓ１１を入力し、ノイズレプリカ信号を出力する。加算器１３０１は、ノイズ除去回路２０７ａ〜２０７ｃが出力するノイズレプリカ信号を加算し、合成した第１のノイズレプリカ信号Ｓ１３を出力する。図６と同様に、第１のノイズレプリカ信号Ｓ１３は、スイッチ６１２を介して、第１の減算器６０１に出力される。

ノイズ除去回路２０７ａ〜２０７ｃを並列に接続することにより、誤差情報生成部６０２は１個で済む。ただし、複数のノイズ除去回路２０７ａ〜２０７ｃが同時に動作する場合、複数のノイズ除去回路２０７ａ〜２０７ｃが同じ周波数に存在するノイズを検出してしまい、それぞれの振幅調整がうまく機能しない可能性がある。

これを解決するために、複数のノイズ除去回路２０７ａ〜２０７ｃを同時に動作させることはせず、１個ずつ順番に動作させ、１個のノイズ除去回路がノイズ除去を完了したら、次のノイズ除去回路を動作させる、というように動作開始タイミングを制御する。すなわち、複数のノイズ除去回路２０７ａ〜２０７ｃはノイズ除去機能が順次オンする。具体的には、まず、１個のノイズ除去回路２０７ａのみ動作させる。ノイズ除去回路２０７ａがノイズ除去を完了したら、２個のノイズ除去回路２０７ａ及び２０７ｂのみを動作させる。２個のノイズ除去回路２０７ａ及び２０７ｂがノイズ除去を完了したら、３個のノイズ除去回路２０７ａ〜２０７ｃを動作させる。これにより、周波数が異なる３個のノイズを除去することができる。

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

６０１第１の減算器
６０２誤差情報生成部
６０３第１の周波数検出部
６０４乗算器
６０５ループフィルタ
６０６数値制御発振器
６０７サイン／コサインテーブル
６０８第１の振幅調整部
６０９乗算器
６１０ループフィルタ
６１１乗算器
６１２スイッチ

Claims

入力信号を復調することによりＩＱ座標の信号を出力する復調部と、
前記復調部により出力されるＩＱ座標の信号内のノイズを除去する第１のノイズ除去回路とを有し、
前記第１のノイズ除去回路は、
前記復調部により出力されるＩＱ座標の信号から第１のノイズレプリカ信号を減算する第１の減算器と、
前記ＩＱ座標の理想の信号点に対する前記第１の減算器の出力信号の誤差情報を演算する誤差情報生成部と、
前記誤差情報を基にノイズの周波数を検出する第１の周波数検出部と、
前記誤差情報及び前記第１の周波数検出部により検出されたノイズの周波数を基に前記第１のノイズレプリカ信号の振幅を調整し、前記第１のノイズレプリカ信号を前記第１の減算器に出力する第１の振幅調整部とを有することを特徴とする復調装置。
さらに、入力信号内のノイズを除去し、前記ノイズを除去した信号を前記復調部に出力する第２のノイズ除去回路を有し、
前記第２のノイズ除去回路は、
入力信号から第２のノイズレプリカ信号を減算する第２の減算器と、
前記入力信号を基にノイズの周波数を検出する第２の周波数検出部と、
前記第２の減算器の出力信号及び前記第２の周波数検出部により検出されたノイズの周波数を基に前記第２のノイズレプリカ信号の振幅を調整し、前記第２のノイズレプリカ信号を前記第２の減算器に出力する第２の振幅調整部とを有することを特徴とする請求項１記載の復調装置。
前記復調部は、前記第２のノイズ除去回路から出力される信号内のノイズが閾値より小さくなったときに引き込み完了通知を出力し、
前記第２のノイズ除去回路は、前記復調部から引き込み完了通知を入力すると、前記第２のノイズレプリカ信号のレベルを０に変化させるゲイン調整部を有することを特徴とする請求項２記載の復調装置。
前記ゲイン調整部は、前記第２のノイズレプリカ信号のレベルを徐々に０に変化させることを特徴とする請求項３記載の復調装置。
前記復調部が前記引き込み完了通知を出力した後、前記第１のノイズ除去回路内の前記第１の周波数検出部は、前記第２のノイズ除去回路内の前記第２の周波数検出部により検出された周波数に応じて前記ノイズの周波数を検出することを特徴とする請求項３又は４記載の復調装置。
前記復調部が前記引き込み完了通知を出力した後、前記第１のノイズ除去回路内の前記第１の周波数検出部は、前記第２のノイズ除去回路の前記第２のノイズレプリカ信号のレベルが閾値より大きいときには、前記第２のノイズ除去回路内の前記第２の周波数検出部により検出された周波数に応じて前記ノイズの周波数を検出することを特徴とする請求項５記載の復調装置。
前記復調部は、前記第２のノイズ除去回路から出力される信号内のノイズが閾値より小さくなったときに引き込み完了通知を出力し、
前記復調部が前記引き込み完了通知を出力した後、前記第１のノイズ除去回路は、前記第１のノイズレプリカ信号のレベルが第１の閾値より小さい場合にはノイズ除去機能をオフにし、
前記復調部が前記引き込み完了通知を出力した後、前記第２のノイズ除去回路は、前記第２のノイズレプリカ信号のレベルが第２の閾値より小さい場合にはノイズ除去機能をオフにすることを特徴とする請求項２記載の復調装置。
前記復調部が前記引き込み完了通知を出力した後、前記第１のノイズ除去回路は、前記第１のノイズレプリカ信号のレベルが前記第１の閾値より大きい場合にはノイズ除去機能をオンにし、
前記復調部が前記引き込み完了通知を出力した後、前記第２のノイズ除去回路は、前記第２のノイズレプリカ信号のレベルが前記第２の閾値より大きい場合にはノイズ除去機能をオンにすることを特徴とする請求項７記載の復調装置。
前記復調部の前段に、前記第２のノイズ除去回路が複数直列に接続されることを特徴とする請求項２〜８のいずれか１項に記載の復調装置。
前記復調部の後段に、前記第１のノイズ除去回路が複数並列に接続され、前記複数の第１のノイズ除去回路はノイズ除去機能が順次オンされることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の復調装置。