JP6886289B2 - 受信機および受信方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、受信機および受信方法に関する。

従来、ＡＭ（Amplitude Modulation）変調された受信信号（ラジオ放送波）を直交検波することで、受信信号をＩ成分（同相成分）およびＱ成分（直交成分）に分離し、Ｑ成分を用いてＩ成分からノイズを除去する受信機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２５１９０７号公報

しかしながら、上記受信機では、Ｑ成分に音声信号が含まれることは、考慮されていない。例えば、マルチパスの環境下では、Ｑ成分に音声信号が含まれることがあり、この状態でＩ成分からＱ成分を減算しノイズ除去を行うと、ノイズとともに音声信号のレベルが低下するおそれがある。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、音声信号のレベルを低下させずにノイズを適切に除去することを目的とする。

実施形態の一態様に係る受信機は、分離部と、検出部と、バンドパスフィルタと、除去部とを備える。分離部は、受信信号を直交復調し、Ｉ成分とＱ成分とを分離する。検出部は、Ｉ成分およびＱ成分の周波数レベルがともにピークとなり、かつ周波数レベル間の差分が第１差分よりも小さい周波数をノイズ周波数として検出する。バンドパスフィルタは、ノイズ周波数を通過帯域に含む。除去部は、バンドパスフィルタを通過したＱ成分に基づいてＩ成分からノイズを除去する。

実施形態の一態様によれば、音声信号のレベルを低下させずにノイズを適切に除去することができる。

図１は、実施形態に係るノイズ除去の概要を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る受信機の構成を示す概略ブロック図である。 図３は、第１実施形態に係るノイズ除去装置の構成を示す概略ブロック図である。 図４は、第１実施形態に係るノイズ除去処理を説明するフローチャートである。 図５は、第２実施形態に係る受信機の構成を示す概略ブロック図である。 図６は、第２実施形態に係るマルチパス検出装置を説明する概略ブロック図である。 図７は、第２実施形態に係るマルチパス判定処理を説明するフローチャートである。 図８は、第３実施形態に係る受信機の構成を示す概略ブロック図である。 図９は、第３実施形態に係るマルチパス検出装置の構成を示す概略ブロック図である。 図１０は、第３実施形態に係るマルチパス判定処理を説明するフローチャートである。 図１１は、第４実施形態に係るマルチパス検出装置の構成を示す概略ブロック図である。 図１２は、第４実施形態に係るマルチパス判定処理を説明するフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する受信機および受信方法を説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

また、以下の実施形態では、受信機であるラジオにノイズ除去装置が搭載される場合について説明する。受信機は、ＡＭ（Amplitude Modulation）変調されたラジオ放送波（以下、受信信号という。）を受信するものとする。

なお、受信機は、ラジオに限定されるものではなく、ＡＭ変調された信号を受信可能な通信機器であればよい。

受信機は、受信信号からＩ成分およびＱ成分を分離し、ノイズ除去装置により、Ｑ成分を用いてＩ成分からノイズを除去する。

Ｉ成分は、受信信号の搬送波に対して同相の成分であり、主に音声信号やノイズを含む成分である。Ｑ成分は、受信信号の搬送波に対して直角位相の成分であり、主にノイズを含む成分である。受信機が、マルチパスの環境下で受信信号を受信した場合、Ｑ成分にも音声信号が含まれることが知られている。

そのため、マルチパス環境下において、Ｑ成分を用いてＩ成分からノイズを除去すると、音声信号のレベルが低下するおそれがある。

そこで、ノイズ除去装置は、以下の方法により、マルチパスの環境下で音声信号のレベルを低下させずに、ノイズを適切に除去することとした。

図１を用いて、実施形態に係るノイズ除去の概要について説明する。図１は、実施形態に係るノイズ除去の概要を示す図である。

まず、受信信号が直交変調されることでＩ成分とＱ成分とに分離される（Ｓ１）。

次に、Ｉ成分およびＱ成分に含まれるノイズ周波数が検出される（Ｓ２）。

具体的には、Ｉ成分およびＱ成分でピークとなる周波数において、Ｉ成分のレベル（周波数レベル）とＱ成分のレベル（周波数レベル）とが比較され、Ｉ成分のレベルとＱ成分のレベルとの差の絶対値（差分）が第１所定値（第１差分）よりも小さいか否か判定される。

第１所定値は、予め設定された値であり、ノイズであるか否かを判定可能な値である。ノイズ成分の場合、Ｉ成分のレベルとＱ成分のレベルは、ほぼ等しくなる。一方、マルチパスの環境下でＱ成分に含まれる音声信号の場合、Ｑ成分のレベルは、Ｉ成分のレベルに対して小さくなる。第１所定値は、この違いを考慮して設定される。

そして、Ｉ成分のレベルとＱ成分のレベルとの差の絶対値が、第１所定値よりも小さい場合には、その周波数がノイズ周波数として検出される。

例えば、Ｉ成分およびＱ成分でピークとなる周波数「ａ１」、「ａ２」および「ａ３」において、Ｉ成分のレベル(図１中、実線)とＱ成分（図１中、破線）のレベルとの差の絶対値が第１所定値よりも小さい周波数「ａ３」は、ノイズ周波数として検出される。一方、Ｉ成分のレベルとＱ成分のレベルとの差の絶対値が第１所定値以上である周波数「ａ２」および「ａ３」は、ノイズ周波数として検出されない。なお、図１では、説明のためＩ成分およびＱ成分を周波数領域で示し、第１所定値を周波数「ａ１」にのみ示している。

次に、ノイズ周波数を通過帯域に含むバンドパスフィルタをＱ成分が通過する（Ｓ３）。そして、バンドパスフィルタを通過したＱ成分に基づいてＩ成分からノイズが除去される（Ｓ４）。

このように、本実施形態に係るノイズ除去では、マルチパスの環境下であっても、音声信号のレベルを低下させずに、ノイズを適切に除去することができる。

次に、第１実施形態に係る受信機１について図２を参照し説明する。図２は、第１実施形態に係る受信機１の構成を示す概略ブロック図である。

受信機１は、ＲＦ／ＩＦ部２と、Ａ／Ｄ変換部３と、検波部４と、ノイズ除去装置５と、出力部６とを備える。また、受信機１には、アンテナ２０が接続される。

アンテナ２０は、様々なラジオ放送局から送信される複数の信号を受信する。アンテナ２０によって受信される受信信号には、所定周波数（たとえば、ＲＦ（Radio Frequency）帯）の搬送波、音声信号である信号波およびノイズ等が含まれる。

ＲＦ／ＩＦ部２は、アンテナ２０において受信した受信信号から受信すべき放送波の信号を抽出して増幅し、高周波信号（ＲＦ信号）増幅回路や、中間周波信号（ＩＦ信号）増幅回路等により構成され、その処理信号であるＩＦ信号はＡ／Ｄ変換部３に出力される。

Ａ／Ｄ変換部３は、ＲＦ／ＩＦ部２から入力されたＩＦ信号をデジタル信号に変換する。

検波部４は、Ａ／Ｄ変換部３から入力されたＩＦ信号を用いて直交復調し、Ｉ成分およびＱ成分に分離する。検波部４は、搬送波と同じ周波数と位相の正弦波と、ＩＦ信号とをミキサで混合することで、ＩＦ信号からＩ成分を分離する。また、検波部４は、搬送波と同じ周波数の正弦波の位相から９０度ずらされた直交正弦波と、ＩＦ信号とをミキサで混合することで、ＩＦ信号からＱ成分を分離する。

ノイズ除去装置５には、検波部４からＩ成分およびＱ成分が入力される。

ここで、ノイズ除去装置５について図３を参照し説明する。図３は、第１実施形態に係るノイズ除去装置５の構成を示す概略ブロック図である。

ノイズ除去装置５は、検出部５０と、第１ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）５１と、適応フィルタ５２と、第１減算部５３と、乗算部５４と、第２減算部５５とを備える。

検出部５０は、第２ＢＰＦ５６と、第３ＢＰＦ５７と、ピーク検出部５８と、ノイズ検出部５９とを備える。

第２ＢＰＦ５６は、所定の狭帯域を通過帯域とするフィルタである。所定の狭帯域は、予め設定された帯域であり、Ｑ成分の全周波数帯域に適用されるように変更される。すなわち、第２ＢＰＦ５６は、Ｑ成分に周波数スイープを行い、各通過帯域に含まれる周波数を通過させる。

第３ＢＰＦ５７は、第２ＢＰＦ５６と同様のフィルタであり、Ｉ成分の全周波数帯域において周波数スイープを行うフィルタである。

ピーク検出部５８は、第２ＢＰＦ５６を通過した狭帯域の周波数に対して、レベルがピークとなる周波数およびその周波数のレベルを検出する。

具体的には、ピーク検出部５８は、Ｑ成分で、狭帯域の周波数に含まれる或る周波数について、或る周波数のレベルと、或る周波数の前後の周波数のレベルとを比較する。そして、或る周波数のレベルが、前後の周波数のレベルよりも大きい場合に、或る周波数のレベルがピークであると判定する。そして、ピーク検出部５８は、ピークとなる周波数のうち、予め設定されたレベル以上のレベルを有する周波数を、レベルがピークとなる周波数として検出する。

また、ピーク検出部５８は、Ｉ成分についても、第３ＢＰＦ５７を通過した狭帯域の周波数に対して、レベルがピークとなる周波数およびその周波数のレベルを検出する。

このようにして、ピーク検出部５８は、レベルがピークとなる周波数およびピークとなる周波数のレベルを検出する。

ピーク検出部５８は、周波数スイープによって通過された各狭帯域の周波数について、レベルがピークとなる周波数およびその周波数のレベルを検出する。

ノイズ検出部５９は、ピーク検出部５８によって検出した周波数および周波数のレベルに基づいてノイズ成分の周波数であるノイズ周波数を検出する。

具体的には、ノイズ検出部５９は、Ｑ成分のレベルがピークとなる周波数で、Ｉ成分のレベルがピークとなるか否か判定する。そして、ノイズ検出部５９は、Ｉ成分のレベルでもピークとなる場合に、その周波数におけるＩ成分のレベルとＱ成分のレベルとの差の絶対値を算出する。そして、ノイズ検出部５９は、算出した差の絶対値と、第１所定値とを比較する。

ノイズ検出部５９は、算出した差の絶対値が第１所定値よりも小さい場合に、Ｑ成分のレベルがピークとなる周波数の信号がノイズであると判定し、その周波数をノイズ周波数として検出する。

また、ノイズ検出部５９は、算出した差の絶対値が第１所定値以上である場合に、Ｑ成分のレベルがピークとなる周波数の信号がノイズではなく、マルチパスにより生じる音声信号であると判定し、その周波数をノイズ周波数として検出しない。

また、ノイズ検出部５９は、ノイズ周波数がノイズに起因することの確からしさを示す確度（ノイズ確度）を算出し、ゲインを設定する。ノイズ検出部５９は、Ｑ成分のレベルに基づいて確度を算出する。

ノイズ検出部５９は、Ｑ成分に基づいて確度を算出する。ノイズ検出部５９は、Ｑ成分のレベル、例えば、算出した差の絶対値や、ノイズ周波数におけるＱ成分のピーク突出度に基づいて確度を算出し、ゲインを設定する。Ｑ成分のピーク突出度は、ノイズ周波数におけるＱ成分のフロアレベルからの突出度である。すなわち、Ｑ成分のピーク突出度は、ノイズ周波数におけるＱ成分のフロアレベルに対する相対的な高さである。フロアレベルは、例えば、Ｑ成分の全周波数領域のレベルの平均値である。なお、フロアレベルは、ゼロであってもよい。

算出した差の絶対値が小さい場合や、Ｑ成分のピーク突出度が大きい場合には、確度は大きくなる。

ノイズ検出部５９は、確度が大きくなるにつれて、ゲインを大きく設定する。

第１ＢＰＦ５１は、Ｑ成分のうち、ノイズ検出部５９によってノイズ周波数であると判定された周波数を通過帯域に含むフィルタである。第１ＢＰＦ５１は、第２ＢＰＦ５６と同程度の狭帯域を通過帯域とし、ノイズ周波数を通過帯域とするフィルタである。第１ＢＰＦ５１は、ノイズ検出部５９による判定結果に応じて、通過帯域を変更する。なお、複数のノイズ周波数が検出された場合には、各ノイズ周波数を含む通過帯域が設定される。

適応フィルタ５２は、第１ＢＰＦ５１を通過したＱ成分にフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行い、第１ＢＰＦ５１を通過したＱ成分を、ノイズ除去信号として出力する。適応フィルタ５２は、Ｉ成分と、適応フィルタ５２から出力されるノイズ除去信号の差に応じて、例えば、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムと呼ばれる最適化アルゴリズムを用いてフィルタ係数を自己適応させるフィルタである。

第１減算部５３は、Ｉ成分から、適応フィルタ５２から出力されるノイズ除去信号を減算する。減算された信号は、適応フィルタ５２に入力され、フィルタ係数を設定する際に使用される。

乗算部５４は、適応フィルタ５２から出力されるノイズ除去信号に、ノイズ検出部５９によって設定されたゲインを乗算する。

第２減算部５５は、Ｉ成分から、適応フィルタ５２から出力されるノイズ除去信号にゲインが乗算された信号（Ｑ成分）を減算し、Ｉ成分からノイズを除去する。ゲインは、確度が大きくなるほど大きくなるため、確度が大きいほど、減算量が大きくなる。

このようにして、ノイズ除去装置５は、ノイズを除去したＩ成分を出力する。

図２に戻り、出力部６は、ノイズ除去装置５から出力されたＩ成分を、アナログ信号に変換し、スピーカ等の外部装置へ出力する。

次に、第１実施形態に係るノイズ除去処理について図４を参照し説明する。図４は、第１実施形態に係るノイズ除去処理を説明するフローチャートである。

ノイズ除去装置５は、Ｉ成分およびＱ成分に対し、周波数スイープを行い（Ｓ１０）、Ｉ成分およびＱ成分でレベルがピークとなる周波数およびその周波数のレベルを検出する（Ｓ１１）。

ノイズ除去装置５は、検出した周波数および検出した周波数のレベルに基づいてノイズ周波数を検出し（Ｓ１２）、ゲインを設定する（Ｓ１３）。

ノイズ除去装置５は、ノイズ周波数を通過帯域に含む第１ＢＰＦ５１を通過したＱ成分に適応フィルタ５２を用いてフィルタ処理を行い、ノイズ除去信号を出力する（Ｓ１４）。

ノイズ除去装置５は、ノイズ除去信号にゲインを乗算し（Ｓ１５）、ゲインを乗算したノイズ除去信号をＩ成分から減算してノイズを除去する（Ｓ１６）。

第１実施形態の効果について説明する。

Ｉ成分およびＱ成分に対して周波数スイープを行い、Ｉ成分およびＱ成分のレベルがともにピークとなり、かつ各レベルの差の絶対値が第１所定値よりも小さい周波数をノイズ周波数として検出し、ノイズ周波数を通過帯域に含む第１ＢＰＦ５１を通過したＱ成分に基づいてＩ成分からノイズを除去する。

これにより、マルチパスの環境下であっても、Ｑ成分に含まれる音声信号と、ノイズとを区別し、ノイズのみをＩ成分から除去することができる。そのため、マルチパスの環境下であっても、音声信号のレベルを低下させずに、Ｑ成分を用いてノイズを適切に除去することができる。

また、周波数スイープを行ってピークを検出することで、例えば、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行わずに、ノイズを除去することができ、処理を複雑化せずにノイズを適切に除去することができる。

また、ノイズ周波数がノイズに起因することの確からしさを示す確度を算出し、確度に基づいてノイズ除去信号のゲインを設定する。

これにより、確度に応じてノイズを適切に除去することができる。

次に、第２実施形態に係る受信機１について図５を参照し説明する。図５は、第２実施形態に係る受信機１の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、第１実施形態とは異なる箇所を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態の構成と同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

受信機１は、ＲＦ／ＩＦ部２と、Ａ／Ｄ変換部３と、検波部４と、マルチパス検出装置７と、ノイズ除去装置５と、出力部６とを備える。

マルチパス検出装置７について図６を参照し説明する。図６は、第２実施形態に係るマルチパス検出装置７を説明する概略ブロック図である。

マルチパス検出装置７は、Ｉ成分レベル検出部７０と、Ｑ成分レベル検出部７１と、マルチパス判定部７２とを備える。

Ｉ成分レベル検出部７０は、Ｉ成分自体のレベルを検出する。具体的には、Ｉ成分レベル検出部７０は、Ｉ成分の全周波数帯域のレベルの平均値をＩ成分自体のレベルとして検出する。Ｑ成分レベル検出部７１は、同様に、Ｑ成分自体のレベルを検出する。

マルチパス判定部７２は、Ｉ成分自体のレベルとＱ成分自体のレベルとに基づいてマルチパスであるか否か判定する。

具体的には、マルチパス判定部７２は、Ｉ成分自体のレベルとＱ成分自体のレベルとの比較値を算出する。比較値は、Ｉ成分自体のレベルとＱ成分自体のレベルとの差や、Ｉ成分のレベルに対するＱ成分のレベルの大きさ、すなわち比率である。ここでは、比較値は、Ｉ成分自体のレベルとＱ成分自体のレベルとの差を一例として説明する。

マルチパスの環境下ではない場合、Ｑ成分には、音声信号が含まれない。そのため、マルチパスの環境下ではない場合、Ｉ成分自体のレベルとＱ成分自体のレベルとの比較値は大きくなる。なお、比較値として、Ｉ成分自体のレベルに対するＱ成分自体のレベルの比率を用いる場合には、マルチパスの環境下ではない場合、比較値は小さくなる。

マルチパス判定部７２は、比較値が第２所定値よりも小さい場合にマルチパスであると判定する。また、マルチパス判定部７２は、比較値が第２所定値以上である場合にマルチパスではないと判定する。第２所定値は、予め設定された値であり、マルチパスであるか否か判定可能な値である。

このようにして、マルチパス検出装置７は、Ｉ成分自体のレベルとＱ成分自体のレベルとに基づいてマルチパスを検出する。

ノイズ除去装置５は、マルチパス検出装置７によるマルチパス検出結果に基づいてノイズ除去を行う。具体的には、マルチパス検出装置７によってマルチパスが検出された場合には、ノイズ除去装置５は、第１実施形態と同様の処理を行い、ノイズを除去する。

また、マルチパス検出装置７によってマルチパスが検出されなかった場合には、ノイズ除去装置５は、例えば、ピーク検出を行わず、第１ＢＰＦ５１を用いずにノイズ除去を行う。この場合、ノイズ除去装置５は、Ｑ成分に適応フィルタ５２によりフィルタ処理を行ってノイズを除去する。

このように、マルチパス検出結果に基づいてノイズ除去装置５におけるノイズ除去処理を分けることで、マルチパスの環境下ではない場合には、簡易な処理でノイズを除去することができる。

なお、受信機１は、ノイズ除去装置を複数有し、マルチパスの有無に応じて使用するノイズ除去装置を変更してもよい。例えば、マルチパスが検出された場合には、Ｑ成分を用いずにノイズ除去が行われ、マルチパスが検出されない場合には、Ｑ成分を用いてノイズ除去が行われてもよい。

次に、第２実施形態に係るマルチパス判定処理について図７を参照し説明する。図７は、第２実施形態に係るマルチパス判定処理を説明するフローチャートである。

マルチパス検出装置７は、Ｉ成分自体およびＱ成分自体のレベルを検出する（Ｓ２０）。

マルチパス検出装置７は、Ｉ成分自体のレベルとＱ成分自体のレベルとの比較値を算出する（Ｓ２１）。

マルチパス検出装置７は、算出した比較値に基づいてマルチパスであるか否か判定する（Ｓ２２）。

第２実施形態の効果について説明する。

Ｉ成分自体のレベルとＱ成分自体のレベルとの比較値に基づいてマルチパスを判定することで、簡易な方法により、マルチパスを検出することができる。

次に、第３実施形態に係る受信機１について図８、図９を参照し説明する。図８は、第３実施形態に係る受信機１の構成を示す概略ブロック図である。図９は、第３実施形態に係るマルチパス検出装置７の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、第２実施形態とは異なる箇所を中心に説明し、第２実施形態（第１実施形態）と同様の構成については、第２実施形態の構成と同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。なお、ここでは、説明のため、第２実施形態の検波部４を、第１検波部４として記載する。

マルチパス検出装置７は、第２検波部７３と、レベル検出部７４と、Ｉ成分レベル検出部７０と、Ｉ成分正規化部７５と、Ｑ成分レベル検出部７１と、Ｑ成分正規化部７６と、マルチパス判定部７２とを備える。

第２検波部７３は、搬送波に対して所定周波数（例えば、数Ｈｚ〜数十Ｈｚ）ずらしたローカル信号を用いて直交復調し、Ｉ’成分およびＱ’成分を生成する。

レベル検出部７４は、Ｉ’成分自体のレベルおよびＱ’成分自体のレベルを検出し、Ｉ’成分自体のレベルとＱ’成分自体のレベルとの平均値を算出する。なお、Ｉ’成分、Ｑ’成分のどちらか一方の値を平均値として用いてもよい。

Ｉ成分正規化部７５は、レベル検出部７４によって算出した平均値を用いてＩ成分自体のレベルを正規化する。Ｑ成分正規化部７６は、レベル検出部７４によって算出した平均値を用いてＱ成分自体のレベルを正規化する。

マルチパス判定部７２は、正規化されたＩ成分自体のレベルと、正規化されたＱ成分自体のレベルとに基づいてマルチパスであるか否か判定する。

具体的には、マルチパス判定部７２は、正規化されたＩ成分自体のレベルと、正規化されたＱ成分自体のレベルとの差の絶対値を算出する。マルチパス判定部７２は、差の絶対値が第３所定値よりも小さい場合に、マルチパスであると判定する。また、マルチパス判定部７２は、差の絶対値が第３所定値以上である場合、マルチパスではないと判定する。第３所定値は、予め設定された値であり、マルチパスであるか否か判定可能な値である。

なお、マルチパス判定部７２は、規格されたＩ成分自体のレベルに対する正規化されたＱ成分自体のレベルの比率に基づいてマルチパスであるか否か判定してもよい。

次に、第３実施形態に係るマルチパス判定処理について図１０を参照し説明する。図１０は、第３実施形態に係るマルチパス判定処理を説明するフローチャートである。

マルチパス検出装置７は、搬送波に対して所定周波数ずらしたローカル信号を用いて直交復調された信号に基づき、Ｉ’成分およびＱ’成分を生成し（Ｓ３０）、Ｉ’成分自体およびＱ’成分自体のレベルを検出する（Ｓ３１）。

マルチパス検出装置７は、Ｉ’成分自体のレベルとＱ’成分自体のレベルとの平均値を算出する（Ｓ３２）。

マルチパス検出装置７は、Ｉ成分自体およびＱ成分自体のレベルを検出する（Ｓ３３）。

マルチパス検出装置７は、算出した平均値を用いて、Ｉ成分自体およびＱ成分自体のレベルをそれぞれ正規化する（Ｓ３４）。

マルチパス検出装置７は、正規化したＩ成分自体のレベルおよび正規化したＱ成分自体のレベルに基づいてマルチパスであるか否か判定する（Ｓ３５）。

第３実施形態の効果について説明する。

受信信号の搬送波の周波数から所定周波数ずらしたローカル信号を用いて直交復調した信号に基づき、Ｉ’成分およびＱ’成分を生成し、Ｉ’成分自体のレベルとＱ’成分自体のレベルとの平均値に基づいてＩ成分自体およびＱ成分自体のレベルを正規化する。これにより、位相同期の状態に関わらず、受信信号の大きさを推定することができ、推定された受信信号の大きさに応じて、Ｉ成分自体およびＱ成分自体のレベルが正規化される。そして、正規化されたＩ成分自体のレベルと、正規化されたＱ成分自体のレベルとに基づいてマルチパスを判定する。そのため、例えば、受信場所における電界強度によらず、マルチパスを正確に判定することができる。

なお、正規化されたＱ成分自体のレベルに基づいてマルチパスを判定してもよい。これにより、上記実施形態に対し、簡易な処理でマルチパスを判定することができる。

次に、第４実施形態に係る受信機１について図１１を参照し説明する。図１１は、第４実施形態に係るマルチパス検出装置７の構成を示す概略ブロック図である。ここでは、第３実施形態とは異なる箇所を中心に説明し、第３実施形態と同様の構成については、第３実施形態の構成と同じ符号を付し、詳しい説明は省略する。

マルチパス検出装置７は、第２検波部７３と、レベル検出部７４と、Ｉ成分正規化部７７と、第１ＦＦＴ部７８と、Ｑ成分正規化部７９と、第２ＦＦＴ部８０と、マルチパス判定部７２とを備える。

Ｉ成分正規化部７７は、レベル検出部７４によって算出された平均値を用いてＩ成分を正規化する。

第１ＦＦＴ部７８は、正規化されたＩ成分にＦＦＴ処理を行い、Ｉ成分の周波数スペクトルを算出する。

Ｑ成分正規化部７９は、レベル検出部７４によって算出した平均値を用いてＱ成分を正規化する。

第２ＦＦＴ部８０は、正規化されたＱ成分にＦＦＴ処理を行い、Ｑ成分の周波数スペクトルを算出する。

マルチパス判定部７２は、Ｉ成分の周波数スペクトルおよびＱ成分の周波数スペクトルに基づいてマルチパスであるか否か判定する。

具体的には、マルチパス判定部７２は、Ｉ成分の周波数スペクトルおよびＱ成分の周波数スペクトルでレベルがともにピークとなる周波数を検出する。なお、マルチパス判定部７２は、ピークとなる周波数のうち、予め設定されたレベル以上のレベルを有する周波数をピークとなる周波数として検出する。

そして、マルチパス判定部７２は、Ｉ成分およびＱ成分でともにレベルがピークとなる周波数においてＩ成分のレベルとＱ成分のレベルとの差（差分）の絶対値を算出する。そして、マルチパス判定部７２は、算出した差の絶対値と第４所定値（第２差分）とを比較する。第４所定値は、予め設定された値であり、ノイズであると判定可能な値である。

マルチパス判定部７２は、算出した差の絶対値が第４所定値よりも小さい場合に、その周波数をノイズ周波数であると判定する。

そして、マルチパス判定部７２は、ノイズ周波数を除いた各周波数スペクトルを比較し、マルチパスであるか否か判定する。

例えば、マルチパス判定部７２は、ノイズ周波数を除いたＩ成分の周波数スペクトルのレベルの平均値と、ノイズ周波数を除いたＱ成分の周波数スペクトルのレベルの平均値との差を算出する。

そして、マルチパス判定部７２は、算出した差が第５所定値よりも小さい場合に、マルチパスであると判定する。また、マルチパス判定部７２は、算出した差が第５所定値以上である場合に、マルチパスではないと判定する。第５所定値は、予め設定された値であり、マルチパスであると判定可能な値である。

また、例えば、マルチパス判定部７２は、ノイズ周波数を除いたＱ成分の周波数スペクトルのレベルの平均値のみに基づいてマルチパスであるか否か判定してもよい。

次に、第４実施形態に係るマルチパス判定処理について図１２を参照し説明する。図１２は、第４実施形態に係るマルチパス判定処理を説明するフローチャートである。

マルチパス検出装置７は、搬送波に対して所定周波数ずらしたローカル信号を用いて直交復調された信号に基づき、Ｉ’成分およびＱ’成分を生成し（Ｓ４０）、Ｉ’成分自体およびＱ’成分自体のレベルを検出する（Ｓ４１）。

マルチパス検出装置７は、Ｉ’成分自体のレベルとＱ’成分自体のレベルとの平均値を算出し（Ｓ４２）、算出した平均値を用いて、Ｉ成分およびＱ成分を正規化する（Ｓ４３）。

マルチパス検出装置７は、正規化したＩ成分および正規化したＱ成分にＦＦＴ処理を行い、Ｉ成分の周波数スペクトルおよびＱ成分の周波数スペクトルを算出する（Ｓ４４）。

マルチパス検出装置７は、Ｉ成分の周波数スペクトルおよびＱ成分の周波数スペクトルに基づいてマルチパスであるか否か判定する（Ｓ４５）。

第４実施形態の効果について説明する。

Ｉ成分の周波数スペクトルおよびＱ成分の周波数スペクトルを算出し、各周波数スペクトルでレベルがともにピークであり、かつレベルの差の絶対値が第４所定値よりも小さいノイズ周波数を除いた各周波数スペクトルに基づいてマルチパスを判定する。

このように、ノイズ周波数が除かれた各周波数スペクトルに基づいてマルチパスであるか否か判定することで、マルチパスを正確に判定することができる。

また、マルチパスを判定するとともに、ノイズ周波数を検出することができるので、その後のノイズ除去処理を簡易にすることができる。

次に上記実施形態の変形例について説明する。

第１実施形態において、ノイズ検出部５９は、確度を設定する場合に、Ｑ成分自体から推定されるマルチパスのレベル、すなわち、度合いに基づいて確度を算出し、ゲインを設定してもよい。例えば、ノイズ検出部５９は、第２実施形態のマルチパス検出装置７によって算出されるＩ成分自体のレベルとＱ成分自体のレベルとの比較値や、第３実施形態のマルチパス検出装置７によって算出される、規格されたＱ成分自体の値に基づいて確度を算出し、ゲインを設定してもよい。

すなわち、ノイズ検出部５９は、例えば、算出した差の絶対値や、ノイズ周波数におけるＱ成分のピーク突出度、Ｑ成分自体から推定されるマルチパスのレベルの少なくとも一つに基づき、確度を算出し、ゲインを設定してもよい。

このように、マルチパスである場合に、マルチパスのレベルなど、Ｑ成分に基づいて確度を算出し、ゲインを設定することで、Ｑ成分を用いてノイズを適切に除去することができる。

また、第１実施形態において、ノイズ除去装置５は、Ｑ成分のレベルがピークとなる周波数に対してのみ、Ｉ成分のピークを検出し、Ｉ成分のレベルとＱ成分のレベルとの差の絶対値を算出してもよい。これにより、ピーク検出の処理を簡易にすることができる。

また、第１実施形態において、ＦＦＴ処理を行った周波数スペクトルに基づいてノイズ周波数を検出してもよい。

また、上記実施形態において、各部や各装置における処理は、統合され、または分離されて行われてもよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 受信機
４ 検波部（分離部）
５ ノイズ除去装置（除去部）
７ マルチパス検出装置
５０ 検出部
５１ 第１ＢＰＦ
５８ ピーク検出部
５９ ノイズ検出部
７０ Ｉ成分レベル検出部
７１ Ｑ成分レベル検出部
７２ マルチパス判定部
７４ レベル検出部
７５ Ｉ成分正規化部
７６ Ｑ成分正規化部
７８ 第１ＦＥＴ部
８０ 第２ＦＥＴ部

Claims (8)

1. 受信信号を直交復調し、Ｉ成分とＱ成分とを分離する分離部と、
   前記Ｉ成分および前記Ｑ成分の周波数レベルがともにピークとなり、かつ前記周波数レベル間の差分が第１差分よりも小さい周波数をノイズ周波数として検出する検出部と、
   前記ノイズ周波数を通過帯域に含むバンドパスフィルタと、
   前記バンドパスフィルタを通過した前記Ｑ成分に基づいて前記Ｉ成分からノイズを除去する除去部と
   を備えることを特徴とする受信機。
2. 前記検出部は、
   前記Ｉ成分および前記Ｑ成分をそれぞれ周波数スイープすることによって前記ピークを検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
3. 前記Ｑ成分の前記周波数レベルに基づき、前記ノイズ周波数がノイズに起因することの確からしさを示すノイズ確度を算出するノイズ確度算出部と、
   前記ノイズ確度に基づき、前記バンドパスフィルタを通過した前記Ｑ成分に対してゲインを設定するゲイン設定部と
   を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の受信機。
4. 前記分離部によって分離された前記Ｉ成分自体のレベルを検出するＩ成分レベル検出部と、
   前記分離部によって分離された前記Ｑ成分自体のレベルを検出するＱ成分レベル検出部と、
   前記Ｉ成分レベル検出部によって検出された前記Ｉ成分自体のレベルと、前記Ｑ成分レベル検出部によって検出された前記Ｑ成分自体のレベルとの比較値に基づき、マルチパスであるか否かを判定するマルチパス判定部と
   を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の受信機。
5. 前記分離部によって分離された前記Ｑ成分自体のレベルを検出するＱ成分レベル検出部と、
   前記受信信号における搬送波の周波数から所定周波数ずらしたローカル信号を用いて直交復調された信号に基づき、前記Ｑ成分レベル検出部によって検出した前記Ｑ成分自体のレベルを正規化するＱ成分正規化部と、
   前記Ｑ成分正規化部によって正規化された前記Ｑ成分自体のレベルに基づき、マルチパスであるか否かを判定するマルチパス判定部と
   を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の受信機。
6. 前記分離部によって分離された前記Ｉ成分自体のレベルを検出するＩ成分レベル検出部と、
   前記ローカル信号を用いて直交復調された前記信号に基づき、前記Ｉ成分レベル検出部によって検出された前記Ｉ成分自体のレベルを正規化するＩ成分正規化部と
   を備え、
   前記マルチパス判定部は、
   前記Ｉ成分正規化部によって正規化した前記Ｉ成分自体のレベルと、前記Ｑ成分正規化部によって正規化された前記Ｑ成分自体のレベルとに基づいてマルチパスであるか否かを判定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の受信機。
7. 前記Ｉ成分の周波数スペクトルを算出するＩ成分スペクトル算出部と、
   前記Ｑ成分の周波数スペクトルを算出するＱ成分スペクトル算出部と、
   前記Ｉ成分および前記Ｑ成分の周波数スペクトルでレベルがともにピークとなり、かつ該レベル間の差分が第２差分よりも小さい周波数を除いた前記Ｉ成分および前記Ｑ成分の周波数スペクトルに基づき、マルチパスであるか否かを判定するマルチパス判定部
   を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の受信機。
8. 受信信号を直交復調し、Ｉ成分とＱ成分とを分離する分離工程と、
   前記Ｉ成分および前記Ｑ成分の周波数レベルがともにピークとなり、かつ前記周波数レベル間の差分が第１差分よりも小さい周波数をノイズ周波数として検出する検出工程と、
   前記ノイズ周波数を通過帯域に含むバンドパスフィルタによって前記Ｑ成分を通過させる通過工程と、
   前記バンドパスフィルタを通過した前記Ｑ成分に基づいて前記Ｉ成分からノイズを除去する除去工程と
   を含むことを特徴とする受信方法。

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