JP6953122B2 - 受信機および受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、受信機および受信方法に関する。

従来、たとえば電気自動車やハイブリッド車に搭載されラジオ放送を受信する装置として、かかる電気自動車やハイブリッド車に搭載されるインバータやモータ等から発生するノイズを低減する機能を備えた装置がある（特許文献１参照）。

特開平８−２７４６６３号公報

しかしながら、従来の装置では、１つのアンテナで受信した信号に基づいて受信信号を復調するとともに、かかる信号から検出したノイズ信号に基づいてノイズ低減処理を行っている。このように、従来の装置は、１つのアンテナで受信した信号に基づいてノイズを低減しており、ノイズの低減精度を改善する余地があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ノイズの低減精度を向上させることができる受信機および受信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の受信機は、主端子と、副端子と、分離部と、ノイズ低減部と、を備える。主端子には、第１周波数帯の放送波を含む第１主信号が入力される。副端子には、第１周波数帯の放送波を含む第１副信号とノイズ信号とが重畳した重畳信号が入力される。分離部は、前記副端子から入力された前記重畳信号から前記ノイズ信号と前記第１副信号とを分離する。ノイズ低減部は、前記第１主信号と、前記第１副信号を合成した合成信号と、前記ノイズ信号を用いて前記第１主信号に含まれるノイズ成分を低減した低減信号のそれぞれに係数をかけて合成することによって受信信号を生成するとともに、前記受信信号の信号対雑音比が高くなるように、前記係数を更新する。

本発明によれば、ノイズの低減精度を向上させることができる受信機および受信方法を提供することを目的とする。

図１は、実施形態に係る受信方法を説明する図である。 図２は、実施形態に係る無線機の構成を示す図である。 図３は、実施形態に係るノイズ低減部の構成を示す図である。 図４は、実施形態に係る第１、第２バンドパスフィルタの通過帯域を説明する図である。 図５は、実施形態に係る無線機が実行する処理手順を示す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の実施形態を詳細に説明する。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。

＜１．１．受信方法＞
図１を用いて、実施形態に係る受信方法について説明する。図１は、実施形態に係る受信方法を説明する図である。本実施形態に係る受信方法は、自動車、より好適には、たとえば電気自動車やハイブリッド車などの車両Ｃに搭載される無線機１で実行される。

まず、図１（ａ）を用いて無線機１の概要について説明する。図１（ａ）は、無線機１の設置例を示す図である。図１（ａ）に示すように、無線機１は、アンテナ装置１０と受信装置２０とを備える。アンテナ装置１０は、たとえばＡＭ放送など第１周波数帯域の放送波を含む第１主信号およびＦＭ放送など第１周波数帯域とは異なる第２周波数帯域の放送波を含む第２主信号を受信する主アンテナ部１１０を備える。

図１（ａ）では、たとえば主アンテナ部１１０が、第１主信号を受信する第１主アンテナ１１１と第２主信号を受信する第２主アンテナ１１２とを備える。なお、主アンテナ部１１０が、たとえば第１、第２周波数帯域を含む広帯域の信号を受信することができる広帯域アンテナ（図示せず）を備えるようにし、かかる広帯域アンテナで第１、第２主信号を受信するようにしてもよい。

また、アンテナ装置１０は、第２周波数帯域の放送波を含む第２副信号を受信する副アンテナ１２１を含む副アンテナ部１２０を備える。第１、第２主アンテナ１１１、１１２および副アンテナ１２１は、たとえば車両Ｃの車体など、第１、第２周波数帯域の放送波を受信しやすい位置に配置される。

無線機１のアンテナ部１３０は、車両Ｃの車体など、第１周波数帯域の放送波を含む第１副信号を受信しやすい位置に配置されるアンテナ１３１を備える。

また、アンテナ装置１０は、主アンテナ部１１０と受信装置２０とを接続する主信号ケーブル１４０を備える。図１（ａ）に示す例では、主信号ケーブル１４０は、第１、第２主信号ケーブル１４１、１４２を備える。第１主信号ケーブル１４１は、第１主アンテナ１１１と受信装置２０とを接続する。第２主信号ケーブル１４２は、第２主アンテナ１１２と受信装置２０とを接続する。

さらに、アンテナ装置１０は、副アンテナ部１２０およびアンテナ部１３０と接続する副信号ケーブル１５０を備える。副信号ケーブル１５０は、副アンテナ１２１およびアンテナ１３１と受信装置２０とを接続する。

続いて、図１（ｂ）を用いて、本実施形態に係る受信方法について説明する。図１（ｂ）は、無線機１が実行する受信方法を説明する図である。

図１に示す受信方法では、無線機１は第１、第２主アンテナ１１１、１１２を介して第１、第２主信号を受信する（ステップＳ１）。また、無線機１は、アンテナ装置１０の副アンテナ１２１を介して第２副信号を受信し（ステップＳ２）、アンテナ１３１を介して第１副信号とノイズ信号とが重畳された重畳信号を受信する（ステップＳ３）。

無線機１のアンテナ装置１０は、主信号ケーブル１４０を介して主アンテナ部１１０で受信した第１、第２主信号を受信装置２０に伝送する（ステップＳ４）。なお、第１主信号は第１主信号ケーブル１４１を介して伝送され、第２主信号は第２主信号ケーブル１４２を介して伝送される。

アンテナ装置１０は、副信号ケーブル１５０を介して、アンテナ部１３０で受信した重畳信号および副アンテナ部１２０で受信した第２副信号を重畳した副重畳信号を受信装置２０に伝送する（ステップＳ５）。

続いて、無線機１の受信装置２０は、副信号ケーブル１５０と接続する副端子２２０（図２参照）を介して受信した副重畳信号から重畳信号および第２副信号を分離する（ステップＳ６）。受信装置２０は、第１主信号と重畳信号に含まれる第１副信号とを合成した合成信号を生成し（ステップＳ７）、第１主信号から重畳信号に含まれるノイズ信号を低減した低減信号を生成する（ステップＳ８）。

受信装置２０は、生成した合成信号および低減信号に基づいて第１受信信号を生成する（ステップＳ９）。たとえば、受信装置２０は、合成信号と低減信号とのそれぞれに係数をかけて合成することによって第１受信信号を生成するとともに、第１受信信号の信号対雑音比が高くなるように、係数を更新する。

また、受信装置２０は、ステップＳ６で分離した第２副信号および主信号ケーブル１４０を介して受信した第２主信号に基づいて第２受信信号を生成する（ステップＳ１０）。具体的には、たとえば受信装置２０は、第２副信号に所定の係数を乗算した信号と第２主信号とを合成することで第２受信信号を生成する。

このように、第１主信号に含まれるノイズ信号を、アンテナ部１３０で受信し、受信したノイズ信号を第１主信号から低減することで、第１受信信号に含まれるノイズ成分をより確実に低減することができ、ノイズの低減精度を向上させることができる。

また、副アンテナ部１２０が受信した第２副信号とアンテナ部１３０が受信した重畳信号とを重畳して伝送することで、ノイズ信号を伝送するためのケーブルを増やすことなくノイズの低減精度を向上させることができる。さらに、ノイズ信号を伝送するケーブルと接続する端子を受信装置２０に増設する必要がなく、受信装置２０を大型化することなくノイズ低減精度を向上させることができる。

このように、本実施形態に係る受信方法は、アンテナ装置１０のケーブルや受信装置２０の端子を増設することがなく、無線機１の大型化を抑制しつつノイズの低減精度を向上させることができる。以下、無線機１の構成について詳細に説明する。

＜１．２．無線機１＞
図２は、本実施形態に係る無線機１の構成を示す図である。図２に示すように、無線機１は、アンテナ装置１０および受信装置２０を備える。

＜１．２．１．アンテナ装置１０＞
アンテナ装置１０は、主アンテナ部１１０と、副アンテナ部１２０と、アンテナ部１３０と、主信号ケーブル１４０と、副信号ケーブル１５０とを備える。

主アンテナ部１１０は、第１、第２主アンテナ１１１、１１２と、第１、第２主増幅部１１３、１１４とを備える。第１主アンテナ１１１は、第１周波数帯域の放送波（たとえばＡＭ放送波）を含む信号を第１主信号として受信する。第２主アンテナ１１２は、たとえば第１周波数帯域とは異なる第２周波数帯域の放送波（たとえばＦＭ放送波）を含む信号を第２主信号として受信する。第１主増幅部１１３は第１主信号を増幅し、第２主増幅部１１４は、第２主信号を増幅する。

主信号ケーブル１４０は、第１主信号ケーブル１４１と第２主信号ケーブル１４２とを備える。第１主信号ケーブル１４１は、第１主増幅部１１３と受信装置２０とを接続する。第１主信号ケーブル１４１は、第１主増幅部１１３が増幅した第１主信号を受信装置２０に伝送する。第２主信号ケーブル１４２は、第２主増幅部１１４と受信装置２０とを接続する。第２主信号ケーブル１４２は、第２主増幅部１１４が増幅した第２主信号を受信装置２０に伝送する。

なお、ここでは、第１、第２主信号をそれぞれ第１、第２主信号ケーブル１４１、１４２で伝送するとしたが、これに限られない。たとえば第１、第２主信号を重畳した主重畳信号を１つの主信号ケーブル１４０で受信装置２０に伝送するようにしてもよい。この場合、たとえば重畳した主重畳信号を図示しない増幅部で増幅する。これにより、増幅部の個数およびケーブルの本数を削減することができる。

あるいは、たとえば主アンテナ部１１０が図示しない広帯域アンテナを用いて第１、第２主信号を受信するようにしてもよい。この場合、図示しない１つの増幅部を用いて広帯域アンテナが受信した信号を増幅するようにする。また、主信号ケーブル１４０をたとえば１本のケーブルとして広帯域アンテナが受信した信号を受信装置２０に伝送する。これにより、増幅部の個数およびケーブルの本数を削減することができる。

副アンテナ部１２０は、第２周波数帯域の放送波を含む信号を第２副信号として受信する副アンテナ１２１と、副増幅部１２２とを備える。アンテナ部１３０は、第１主信号に含まれるノイズ信号および第１周波数帯域の放送波（ＡＭ放送波）を含む第１副信号を受信する。副増幅部１２２には、たとえば第２副信号およびノイズ信号が入力される。副増幅部１２２は、ノイズ信号および第１副信号を重畳した重畳信号と、第２副信号とを重畳した信号を増幅し、副重畳信号を生成する。

このように、副増幅部１２２が第２副信号と重畳信号とを増幅し、副重畳信号を生成することで、第２副信号と重畳信号とを別々に増幅する場合に比べて増幅部の個数を削減することができる。なお、第２副信号や重畳信号が十分強力な場合、あるいは副アンテナ部１２０と受信装置２０の距離が近い場合などは、増幅は必須ではなく、合波器のような受動素子を用いて第２副信号と重畳信号とを重畳してもよい。

副信号ケーブル１５０は、副増幅部１２２と受信装置２０とを接続する。副信号ケーブル１５０は、副増幅部１２２が生成した副重畳信号を受信装置２０に伝送する。

ここで、各アンテナおよび増幅部の配置例について説明する。第１、第２主アンテナ１１１、１１２、副アンテナ１２１およびアンテナ１３１は、たとえば車両Ｃの車体の外側など、第１、第２周波数帯域の放送波を受信しやすい場所に配置される。

また第１、第２主増幅部１１３、１１４および副増幅部１２２は、車両Ｃの車内であって、たとえば受信装置２０と第１、第２主アンテナ１１１、１１２、副アンテナ１２１およびアンテナ１３１との間に設けられる。

これにより、第１、第２主アンテナ１１１、１１２、副アンテナ１２１およびアンテナ１３１と第１、第２主増幅部１１３、１１４および副増幅部１２２との間で減衰した信号を増幅して受信装置２０に伝送することができる。また、主信号ケーブル１４０および副信号ケーブル１５０を伝送する間に減衰する量を考慮して信号を増幅することで、主アンテナ部１１０、副アンテナ部１２０およびアンテナ部１３０と、受信装置２０との間が離れていても受信した第１、第２主信号および重畳信号をより確実に伝送することができる。

＜１．２．２．受信装置２０＞
受信装置２０は、主端子２１０と、副端子２２０と、第１入力部２３０と、第２入力部２４０と、分離部２５０と、第１復調部２６０と、第２復調部２７０とを備える。

主端子２１０は、第１主端子２１１と、第２主端子２１２とを備える。第１主端子２１１は、第１主信号ケーブル１４１と接続する。第２主端子２１２は、第２主信号ケーブル１４２と接続する。たとえば第１、第２主信号が１つの主信号ケーブル１４０を介して伝送される場合、１つの主端子２１０がかかる主信号ケーブル１４０と接続するようにしてもよい。また、副端子２２０は、副信号ケーブル１５０と接続する。

続いて、第１入力部２３０は、たとえばＡ／Ｄ変換部２３１を備え、第１主端子２１１を介して受信した第１主信号に対してＡ／Ｄ変換処理等を施し、第１主ＲＦ信号を生成する。なお、第１入力部２３０が、たとえば図示しない増幅部やフィルタを備え、Ａ／Ｄ変換処理に加えて増幅処理やフィルタリング処理を行うことで、第１主ＲＦ信号を生成するようにしてもよい。

第２入力部２４０は、たとえばＡ／Ｄ変換部２４１を備え、第２主端子２１２を介して受信した第２主信号に対してＡ／Ｄ変換処理等を施し、第２主ＲＦ信号を生成する。なお、第２入力部２４０が、たとえば図示しない増幅部やフィルタを備え、Ａ／Ｄ変換処理に加えて増幅処理やフィルタリング処理を行うことで、第２主ＲＦ信号を生成するようにしてもよい。

分離部２５０は、副端子２２０を介して受信した副重畳信号から第２副信号および重畳信号を分離する。分離部２５０は、バンドパスフィルタ２５１、２５３およびＡ／Ｄ変換部２５２、２５４を備える。

バンドパスフィルタ２５１は、副端子２２０を介して受信した副重畳信号のうち、第１周波数帯域の信号を通過させるフィルタである。副重畳信号には第２周波数帯域の第２副信号と第１周波数帯域の重畳信号とが重畳されている。したがって、バンドパスフィルタ２５１は、副重畳信号のうち第１周波数帯域の信号を通過させることで、重畳信号から第１周波数帯域の重畳信号を抽出する抽出部として動作する。バンドパスフィルタ２５１は、抽出した重畳信号をＡ／Ｄ変換部２５２に出力する。

Ａ／Ｄ変換部２５２は、重畳信号に対してＡ／Ｄ変換処理を施し、ＲＦ重畳信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部２５２は、生成したＲＦ重畳信号を第１復調部２６０に出力する。なお、分離部２５０が、たとえば図示しない増幅部やフィルタを備え、Ａ／Ｄ変換処理に加えて増幅処理やフィルタリング処理を行うことで、ＲＦ重畳信号を生成するようにしてもよい。

バンドパスフィルタ２５３は、副端子２２０を介して受信した副重畳信号のうち、第２周波数帯域の信号を通過させるフィルタである。バンドパスフィルタ２５３は、副重畳信号のうち第２周波数帯域の信号を通過させることで、副重畳信号から第２周波数帯域の第２副信号を抽出する抽出部として動作する。バンドパスフィルタ２５３は、抽出した第２副信号をＡ／Ｄ変換部２５４に出力する。

Ａ／Ｄ変換部２５４は、第２副信号に対してＡ／Ｄ変換処理を施し、第２副ＲＦ信号を生成する。Ａ／Ｄ変換部２５４は、生成した第２副ＲＦ信号を第２復調部２７０に出力する。なお、分離部２５０が、たとえば図示しない増幅部やフィルタを備え、Ａ／Ｄ変換処理に加えて増幅処理やフィルタリング処理を行うことで、第２副ＲＦ信号を生成するようにしてもよい。

第１復調部２６０は、第１主信号および重畳信号に基づいて第１受信信号を生成し、生成した第１受信信号を復調して第１復調信号を生成する。第１復調信号は、たとえば音声信号であり図示しないスピーカから出力される。第１復調部２６０は、ノイズ低減部４００と、検波部２９０とを備える。

ノイズ低減部４００は、主端子２１０を介して受信した第１主信号から、重畳信号に含まれるノイズ信号を除去することで、第１主信号に含まれるノイズを低減する。

ここで、図３を用いてノイズ低減部４００の構成を説明する。図３は、ノイズ低減部４００の構成を示すブロック図である。ノイズ低減部４００は、演算部４１０と、生成部４２０と設定部４３０とを備える。

演算部４１０は、重畳信号に基づき、係数Ｗに応じて演算信号を生成する。生成部４２０は、第１主信号（第１主ＲＦ信号）と演算部４１０が生成した演算信号とを合成することで第１受信信号を生成する。

後述するように、係数Ｗは、例えば第１、第２係数を加算して更新される。また、第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２は、第１主信号と重畳信号に含まれる第１副信号とを合成した合成信号および第１主信号から重畳信号に含まれるノイズ信号を低減した低減信号にそれぞれ第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２をかけた信号が所定の値となるように更新される。したがって、換言すると、第１受信信号は、合成信号および低減信号のそれぞれに第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２をかけて合成することによって生成されるとも言える。

なお、ここでは、合成信号および低減信号のそれぞれに第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２をかけて合成することで第１受信信号を生成する場合に、演算部４１０が第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２に応じた係数Ｗをかけた演算信号を生成する。これにより、合成信号および低減信号のそれぞれに第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２をかける場合に比べて演算部４１０の演算量を低減することができる。

設定部４３０は、第１主信号および重畳信号に基づいて演算部４１０による演算に用いる係数Ｗを設定する。設定部４３０は、重畳信号から第１副信号とノイズ信号とを分離し、分離した第１副信号およびノイズ信号に基づいて演算部４１０による演算に用いる係数Ｗを設定する。換言すると、設定部４３０は、重畳信号から第１副信号とノイズ信号とを分離する分離部である。なお、ここでは、ノイズ低減部４００が設定部４３０を備えるとしたが、例えばノイズ低減部４００と設定部４３０とを別々に備えてもよい。

設定部４３０は、第１バンドパスフィルタ４４１、４４２と第３演算部４４３と合成部４４４と第１設定部４４５とを備える。また、設定部４３０は、第２バンドパスフィルタ４５１、４５２と第４演算部４５３と低減部４５４と第２設定部４５５とを備える。また、設定部４３０は、係数設定部４７０を備える。

第１バンドパスフィルタ４４１は、第１主信号から第１周波数帯域の放送波を含む放送波主成分を抽出する第１抽出部である。第１バンドパスフィルタ４４１は、第１主ＲＦ信号からたとえば第１周波数帯域のうち放送波が含まれる帯域を第１通過帯域Ｗｆ１とし、かかる第１通過帯域Ｗｆ１を通過する放送波主成分を抽出する。

第１バンドパスフィルタ４４２は、重畳信号から第１周波数帯域の放送波を含む放送波副成分を抽出する第２抽出部である。第１バンドパスフィルタ４４２は、たとえば第１通過帯域Ｗｆ１を通過帯域として重畳ＲＦ信号から放送波副成分を抽出する。なお、放送波主成分および放送波副成分は、ノイズ信号より放送波の信号強度が大きい、すなわち主に第１副信号を含む信号成分である。また、第１通過帯域Ｗｆ１については図４を用いて後述する。

第３演算部４４３は、第１バンドパスフィルタ４４２が抽出した放送波副成分に基づいて第１係数Ｗ１に応じた第３演算信号を生成する。第３演算部４４３は、たとえば第１係数Ｗ１を放送波副成分に乗算することで、第１係数Ｗ１に応じた振幅または位相を有する第３演算信号を生成する。

合成部４４４は、第１バンドパスフィルタ４４１が抽出した放送波主成分と第３演算部４４３が生成した第３演算信号とを合成して合成信号を生成する。たとえば合成部４４４は、加算器であり、放送波主成分と第３演算信号とを加算して合成信号を生成する。

第１設定部４４５は、合成部４４４が合成した合成信号に基づいて第３演算部４４３の第１係数Ｗ１を設定する。第１設定部４４５は、たとえば合成信号の振幅が最大となるように第１係数Ｗ１を設定する。具体的には、第１設定部４４５は、たとえば第３演算部４４３の第１係数Ｗ１に差分ｄＷ１を加算することで、第１係数Ｗ１を更新する。なお、差分ｄＷ１は、正または負の数であるとする。

第１設定部４４５は、第１係数Ｗ１の更新前後の合成信号の振幅を比較し、かかる振幅が増加するように第１係数Ｗ１を設定する。このように第１設定部４４５は、放送波主成分および放送波副成分に基づいた合成信号、すなわち第１周波数帯域の放送波の利得が大きくなるように第１係数Ｗ１を設定する。第１設定部４４５は、設定した第１係数Ｗ１を係数設定部４７０に出力する。あるいは、第１設定部４４５は、差分ｄＷ１を出力するようにしてもよい。

第２バンドパスフィルタ４５１は、第１主信号からノイズ主成分を抽出する第３抽出部である。第２バンドパスフィルタ４５１は、第１主ＲＦ信号からたとえば第１周波数帯域のうちノイズ信号が含まれる帯域を第２通過帯域Ｗｆ２とする。第２通過帯域Ｗｆ２は、第１通過帯域Ｗｆ１とは異なる帯域である。第２バンドパスフィルタ４５１は、第２通過帯域Ｗｆ２を通過帯域として第１主ＲＦ信号からノイズ主成分を抽出する。

第２バンドパスフィルタ４５２は、重畳信号からノイズ副成分を抽出する第４抽出部である。第２バンドパスフィルタ４５２は、たとえば帯域Ｗｆ２を通過帯域として第１副ＲＦ信号からノイズ副成分を抽出する。なお、ノイズ主成分およびノイズ副成分は、放送波よりノイズ信号の信号強度が大きい、すなわち主にノイズ信号を含む信号成分である。また、第２通過帯域Ｗｆ２については図４を用いて後述する。

第４演算部４５３は、第２バンドパスフィルタ４５２が抽出したノイズ副成分に基づいて第２係数Ｗ２に応じた第４演算信号を生成する。第４演算部４５３は、たとえば第２係数Ｗ２をノイズ副成分に乗算することで、第２係数Ｗ２に応じた振幅または位相を有する第４演算信号を生成する。

低減部４５４は、第２バンドパスフィルタ４５１が抽出したノイズ主成分から第４演算部４５３が生成した第４演算信号を低減して低減信号を生成する。たとえば低減部４５４は、減算器であり、ノイズ主成分から第４演算信号を減算して低減信号を生成する。なお、第４演算信号の位相がノイズ主成分の位相と逆相になるように第４演算部４５３で演算が行われる場合、低減部４５４を減算器の代わりに加算器とし、ノイズ主成分に第４演算信号を加算するようにしてもよい。

第２設定部４５５は、低減部４５４が生成した低減信号に基づいて第４演算部４５３の第２係数Ｗ２を設定する。第２設定部４５５は、たとえば低減信号の振幅が「０」に近づくように第２係数Ｗ２を設定する。具体的には、第２設定部４５５は、たとえば第４演算部４５３の第２係数Ｗ２に差分ｄＷ２を加算することで、第２係数Ｗ２を更新する。なお、差分ｄＷ２は、正または負の数であるとする。

第２設定部４５５は、第２係数Ｗ２の更新前後の低減信号の振幅を比較し、かかる振幅が減少するように第２係数Ｗ２を設定する。このように第２設定部４５５は、ノイズ主成分およびノイズ副成分に基づいた低減信号、すなわち第１周波数帯域のノイズ信号の利得が小さくなるように第２係数Ｗ２を設定する。第２設定部４５５は、設定した第２係数Ｗ２を係数設定部４７０に出力する。あるいは、第２設定部４５５は、差分ｄＷ２を出力するようにしてもよい。

係数設定部４７０は、第１、第２設定部４４５、４５５が設定した第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２に基づいて第１受信信号の信号対雑音比が高くなるように演算部４１０の係数Ｗを設定する。たとえば係数設定部４７０は、第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２を加算した値Ｗ１＋Ｗ２を演算部４１０の係数Ｗとして設定する。

ここで、たとえば第１、第２設定部４４５、４５５が第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２の差分ｄＷ１、ｄＷ２を係数設定部４７０に出力する場合、係数設定部４７０はかかる差分ｄＷ１、ｄＷ２を加算した値（ｄＷ１＋ｄＷ２）を係数Ｗに加算することで、演算部４１０の係数Ｗを更新するようにしてもよい。

なお、ここでは、第２係数Ｗ２は、第１主信号に含まれるノイズ信号の位相と第１副信号に含まれるノイズ信号の位相とが逆相となるように設定されるものとする。これにより、第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２を加算した係数Ｗに応じて生成した演算信号を第１主信号に合成することで第１主信号からノイズを低減することができる。

ここで、図４を用いて、第１、第２通過帯域Ｗｆ１、Ｗｆ２について説明する。図４は、第１、第２バンドパスフィルタ４４１、４４２、４５１、４５２の通過帯域を説明する図である。図４には、第１周波数帯域の放送波に含まれる所定チャネルの周波数分布を示している。

たとえばＡＭ放送などのラジオ放送では、所定の周波数帯域で複数チャネルの信号を送信している。かかる信号には、信号を搬送する搬送波と信号に音声データを重畳する変調波とが含まれている。以下、チャネルごとの搬送波および変調波をチャネル信号とも記載する。

図４には、所定のチャネル信号の搬送波の周波数Ｆ（以下、搬送波周波数と記載する）と、かかるチャネル信号の変調波の周波数（以下、変調波周波数と記載する）を示している。図４に示すように、変調波周波数は所定の周波数帯域幅を有し、搬送波周波数Ｆを中心とし上側帯域と下側帯域が対称となる周波数分布を有する。

第１バンドパスフィルタ４４１、４４２の第１通過帯域Ｗｆ１は、搬送波周波数Ｆを含む帯域である。図４に示すように、第１通過帯域Ｗｆ１は、搬送波周波数Ｆを含む狭い帯域である。したがって、第１バンドパスフィルタ４４１、４４２を通過した放送波主成分および放送波副成分は、主に搬送波周波数Ｆの信号成分であるといえる。

このように、第１通過帯域Ｗｆ１は帯域幅が狭く、また搬送波周波数Ｆを含むため、放送波主成分および放送波副成分にはノイズ信号が含まれにくい。本実施形態では、上述したように、合成部４４４が放送波主成分および放送波副成分に基づいて第１係数Ｗ１に応じた合成信号を生成し、合成信号が大きくなるように第１設定部４４５が第１係数Ｗ１を更新する。これにより、第１設定部４４５は、第１主ＲＦ信号に含まれる放送波の利得を増加させる第１係数Ｗ１を設定することができる。

図４に示すように、第２バンドパスフィルタ４５１、４５２の第２通過帯域Ｗｆ２は変調波周波数外の帯域である。具体的には、第２通過帯域Ｗｆ２は、放送波に含まれる複数のチャネル信号間の帯域である。したがって第２バンドパスフィルタ４５１、４５２を通過したノイズ主成分およびノイズ副成分には、主にノイズ信号が含まれる。

本実施形態では、上述したように、低減部４５４がノイズ主成分およびノイズ副成分に基づいて第２係数Ｗ２に応じた低減信号を生成し、低減信号が小さくなるように第２設定部４５５が第２係数Ｗ２を更新する。これにより、第２設定部４５５は、第１主ＲＦ信号に含まれるノイズ信号の利得を低減させる第２係数Ｗ２を設定することができる。

たとえば第１主ＲＦ信号および重畳ＲＦ信号に放送波より大きなノイズ信号が含まれている場合に、係数設定部４７０が、係数Ｗとして、第１主ＲＦ信号および第１副ＲＦ信号に含まれる放送波が大きくなるよう第１係数Ｗ１を設定すると、合成信号に含まれるノイズ信号が放送波より大きくなる場合がある。

また、たとえば第１主ＲＦ信号および重畳ＲＦ信号にノイズ信号より大きな放送波が含まれている場合に、係数設定部４７０が、係数Ｗとして、第１主ＲＦ信号に含まれるノイズ信号が小さくなるように第２係数Ｗ２を設定すると、低減信号に含まれる放送波がより小さくなる場合がある。

そこで、係数設定部４７０は、第１、第２設定部４４５、４５５が設定した第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２に基づいて第１受信信号の信号対雑音比が高くなるように演算部４１０の係数Ｗを設定する。これにより、ノイズ低減部４００は、第１受信信号に与えるノイズの影響をより低減することができ、ノイズをより高精度に低減することができる。

なお、ここでは、第２バンドパスフィルタ４５１、４５２の第２通過帯域Ｗｆ２をチャネル間の帯域としたが、これに限られない。第２通過帯域Ｗｆ２は、チャネル信号が含まれにくい帯域であればよく、たとえば搬送波周波数Ｆは含まれないが変調波周波数が含まれる帯域であってもよい（図４のＷｆ３参照）。

この場合、第２設定部４５５は、ノイズ主成分およびノイズ副成分に変調波が含まれない場合に第２係数Ｗ２の更新を行う。すなわち、ノイズ主成分およびノイズ副成分に主にノイズ信号が含まれている場合に第２係数Ｗ２の更新を行う。なお、ノイズ主成分およびノイズ副成分に変調波が含まれるか否かは、変調波の上側帯域および下側帯域を比較することで判定することができる。これは、変調波周波数の周波数分布が、搬送波周波数Ｆを中心として上側帯域および下側帯域で線対称となっているためである。

なお、搬送波周波数Ｆは含まれないが変調波周波数が含まれる帯域は、所定の帯域幅を有する帯域Ｗｆ３であってもよく、また、変調波周波数および搬送波周波数Ｆを含む帯域からたとえばノッチフィルタ等で搬送波周波数Ｆを除去した帯域であってもよい。

たとえば、放送波に含まれる複数のチャネルにおいて、各チャネルの周波数帯域の一部が重複している場合、変調波を含まないチャネル間の帯域が存在しない場合がある。係る場合であっても、変調波周波数の帯域を第２通過帯域ＷＦ２とすることで、低減部４５４は、第１主信号に含まれるノイズ信号を低減した低減信号を生成することができる。

＜１．３．受信処理＞
次に、本実施形態に係る無線機１が実行する受信処理手順について図５を用いて説明する。図５は、本実施形態に係る無線機１が実行する処理手順を示すフローチャートである。なお、かかる受信処理は、たとえば無線機１の電源がＯＮ状態である場合に繰り返し実行されるものとする。

無線機１のアンテナ装置１０は、主アンテナ部１１０を介して第１、第２主信号を、副アンテナ部１２０を介して第２副信号を受信するとともに、アンテナ部１３０を介して重畳信号を受信する（ステップＳ１０１）。

アンテナ装置１０は、主信号ケーブル１４０を介して第１、第２主信号を伝送し、副信号ケーブル１５０を介して副重畳信号を伝送する（ステップＳ１０２）。

無線機１の受信装置２０は、副重畳信号から第２副信号と重畳信号とを分離する（ステップＳ１０３）。

無線機１の受信装置２０は、第１主信号および重畳信号に含まれる放送波（第１副信号）に基づいて第３演算部４４３の第１係数Ｗ１を更新する（ステップＳ１０４）。また、受信装置２０は、第１主信号および重畳信号に含まれるノイズ信号に基づいて第４演算部４５３の第２係数Ｗ２を更新する（ステップＳ１０５）。

受信装置２０の係数設定部４７０は、ステップＳ１０４、Ｓ１０５で更新した第３、第４演算部４４３、４５３の第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２に基づき、演算部４１０の係数Ｗを設定する（ステップＳ１０６）。演算部４１０は、係数Ｗに基づいて第１受信信号を生成する（ステップＳ１０７）。

受信装置２０は、第１受信信号を復調し、第２主信号および第２副信号に基づいて生成した第２受信信号を復調する（ステップＳ１０８）。

なお、ステップＳ１０４、Ｓ１０５は、その処理順序を入れ替えてもよく、また同時に処理を行ってもよい。

以上のように、本実施形態に係る無線機１は、ノイズ信号をアンテナ部１３０で受信することで、第１受信信号に含まれるノイズ成分をより高精度に低減することができ、ノイズの低減精度を向上させることができる。また、副アンテナ部１２０が受信した第２副信号とアンテナ部１３０が受信した副重畳信号とを重畳して伝送することで、アンテナ装置１０のケーブルや受信装置２０の端子を増設することなく、すなわち無線機１の大型化を抑制しつつ、ノイズの低減精度を向上させることができる。

さらに、本実施形態に係る無線機１は、ノイズ信号と第１周波数帯域の放送波を含む第１副信号とをアンテナ部１３０で受信する場合であっても、第１主信号および第１副信号を合成した合成信号および第１主信号からノイズ信号を低減した低減信号に基づいて生成した係数Ｗに応じて第１受信信号を算出することで、第１受信信号に含まれるノイズをより高精度に低減することができる。

上記実施形態および変形例にかかる受信機（受信装置）２０は、主端子２１０と、副端子２２０と、分離部（設定部）４３０と、ノイズ低減部４００と、を備える。主端子２１０には、第１周波数帯の放送波を含む第１主信号が入力される。副端子２２０には、第１周波数帯の放送波を含む第１副信号とノイズ信号とが重畳した重畳信号が入力される。分離部（設定部）４３０は、副端子２２０から入力された重畳信号からノイズ信号と第１副信号とを分離する。ノイズ低減部４００は、第１主信号と、第１副信号を合成した合成信号と、ノイズ信号を用いて第１主信号に含まれるノイズ成分を低減した低減信号のそれぞれに係数をかけて合成することによって第１受信信号を生成するとともに、第１受信信号の信号対雑音比が高くなるように、係数を更新する。

これにより、アンテナ装置１０のケーブルや受信装置２０の端子を増設することなく、すなわち無線機１の大型化を抑制しつつノイズの低減精度を向上させることができる。

上記実施形態にかかる受信機（受信装置）２０のノイズ低減部４００は、合成信号に基づいた第１係数と低減信号に基づいた第２係数とに応じて係数を更新する。

これにより、ノイズ低減部４００は、第１受信信号に与えるノイズの影響をより低減することができ、ノイズをより高精度に低減することができる。

上記実施形態にかかる受信機（受信装置）２０のノイズ低減部４００は、重畳信号に係数をかけて第１主信号と合成することで第１受信信号を生成する。

これにより、合成信号および低減信号のそれぞれに第１、第２係数Ｗ１、Ｗ２をかける場合に比べて演算部４１０の演算量を低減することができ、受信機２０の処理を低減することができる。

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 無線機
１０ アンテナ装置
２０ 受信装置
１１０ 主アンテナ部
１２０ 副アンテナ部
１３０ アンテナ部
１４０ 主信号ケーブル
１５０ 副信号ケーブル
２１０、２２０ 端子
２３０、２４０ 入力部
２５０ 分離部
２６０、２７０ 復調部
４００ ノイズ低減部
２９０ 検波部

Claims (3)

1. 第１周波数帯の放送波を含む第１主信号が入力される主端子と、
   第１周波数帯の放送波を含む第１副信号とノイズ信号とが重畳した重畳信号が入力される副端子と、
   前記副端子から入力された前記重畳信号から前記ノイズ信号と前記第１副信号とを分離する分離部と、
   前記第１主信号と前記第１副信号に第１係数をかけた信号とを合成した合成信号が大きくなるように前記第１係数を更新する第１設定部と、前記ノイズ信号を用いて前記第１主信号に含まれるノイズ成分を低減した低減信号が小さくなるように前記ノイズ信号にかける第２係数を更新する第２設定部と、を含み、前記重畳信号に、前記第１係数と前記第２係数とが反映されるように合成した合成係数をかけて、前記第１主信号に合成することによって受信信号を生成するノイズ低減部と、
   を備えることを特徴とする受信機。
2. 前記ノイズ低減部は、
   前記第１係数及び前記第２係数を加算した前記合成係数を前記重畳信号にかけた信号と、前記第１主信号と、を合成して前記受信信号を生成する、
   請求項１に記載の受信機。
3. 主端子を介して第１周波数帯の放送波を含む第１主信号を受信する工程と、
   副端子を介して第１周波数帯の放送波を含む第１副信号とノイズ信号とが重畳した重畳信号を受信する工程と、
   前記副端子から入力された前記重畳信号から前記ノイズ信号と前記第１副信号とを分離する工程と、
   前記第１主信号と前記第１副信号に第１係数をかけた信号とを合成した合成信号が大きくなるように前記第１係数を更新する第１設定部と、前記ノイズ信号を用いて前記第１主信号に含まれるノイズ成分を低減した低減信号が小さくなるように前記ノイズ信号にかける第２係数を更新する第２設定部と、を含み、前記重畳信号に、前記第１係数と前記第２係数とが反映されるように合成した合成係数をかけて、前記第１主信号に合成することによって受信信号を生成する工程と、
   を含むことを特徴とする受信方法。

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