JPH11164381A - ディジタルワイヤレスマイク通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤレスマイク通信装置において、屋
内であっても遅延波を除去して通信品質を向上するこ
と。 【解決手段】 アンテナ２１〜２３に受信された直接波
及び遅延波の混在した信号は、それぞれ無線復調部２４
〜２６で復調され、希望波の推定・分離を行う信号処理
手段２７に送られる。信号処理手段２７では、ＬＭＳア
ルゴリズムにしたがって無線復調部２４〜２６からの復
調信号に最適の係数を乗算することにより、遅延波を除
去し、希望波を抽出して信号復号手段２８に送る。信号
復号手段２８では、信号処理手段２７で抽出された信号
をもとにディジタル復号を行い、更に音声への復号を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内外で使用する
ディジタルワイヤレスマイク通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、屋内外においてワイヤレスマ
イク通信装置が使用されている。このワイヤレスマイク
通信装置は、音声信号を送受信する送信機及び受信機か
ら主に構成される。従来のワイヤレスマイク通信装置に
おける受信機の構成の一例を図７に示す。

【０００３】図７において、受信機７０は、電波を受信
する選択ダイバーシチ用受信アンテナ７１，７２と、ア
ンテナ７１，７２から受信信号をそれぞれ復調する無線
復調部７３，７４と、復調された信号に対して選択ダイ
バーシチを行う選択ダイバーシチ回路７５と、選択ダイ
バーシチが行われた信号をＦＭ検波するＦＭ検波回路７
６と、検波された音声信号を増幅する音声信号増幅アン
プ７７と、その音声信号を出力する音声信号出力スピー
カ７８とから主に構成されている。

【０００４】上記構成を有する受信機においては、まず
アンテナ７１，７２で受信された信号が、それぞれ無線
復調部７３，７４に送られ、そこで復調され、更に選択
ダイバーシチ回路７５に送られる。選択ダイバーシチ回
路７５では、２つの信号の受信電力の大きさを比較し、
受信電力が大きいほうの復調信号を選択してＦＭ検波回
路７６に送る。ＦＭ検波回路７６では、復調信号をＦＭ
検波して音声信号を取り出して音声信号増幅アンプ７７
に送る。音声信号増幅アンプ７７で増幅された信号が音
声信号出力スピーカ７８から出力される。

【０００５】上記構成から分かるように、従来のワイヤ
レスマイク通信装置では、音声信号をそのままＦＭ変調
するアナログ変復調装置を用いているため、フェージン
グや多重到来波による通信品質の劣化に対しては、空間
ダイバーシチによるパス選択を行うだけである。

【０００６】現在、近年の移動通信システムのディジタ
ル化に伴い、ワイヤレスマイク通信装置においてもディ
ジタル化の検討が進められている。ディジタル化の検討
にあたっては、先に延べた通信品質の維持向上、限られ
た周波数帯内でのチャネル数の増大等の技術的課題も多
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ワイヤレスマイク通信
装置は、屋内外での使用が想定されており、特に屋内で
の使用の場合は、講堂やホール等のような大空間を考慮
する必要がある。こうした空間では、電波の反射等によ
る多数の遅延波の発生は避けられないことから、これら
多重到来波による通信品質の劣化という重大な課題が生
じる。

【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、屋内であっても遅延波を除去して通信品質を向上
することができるワイヤレスマイク通信装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を講じた。請求項１に記載のデ
ィジタルワイヤレスマイク通信装置は、多重到来波を受
信するアダプティブアレイアンテナ、及びこのアダプテ
ィブアレイアンテナからの受信信号を用いて多重到来波
から希望波の推定・分離を行う信号処理手段を含む受信
機と、この受信機に対して音声信号を送信する送信機
と、を具備する構成を採る。

【００１０】また、請求項３に記載のディジタルワイヤ
レスマイク受信機は、多重到来波を受信するアダプティ
ブアレイアンテナと、このアダプティブアレイアンテナ
からの受信信号を用いて多重到来波から希望波の推定・
分離を行う信号処理手段と、を具備する構成を採る。

【００１１】また、請求項５に記載のディジタルワイヤ
レスマイク通信方法は、アダプティブアレイアンテナで
受信したディジタル受信信号から希望波を抽出し、抽出
された希望波の信号に基づいてディジタル復号を行って
音声信号を得る構成を採る。

【００１２】これらの構成によれば、ディジタル信号処
理により、多重到来波から希望波を容易に抽出すること
ができる。これにより、屋内使用時に生じる多重到来波
による通信品質を向上させることが可能となる。

【００１３】請求項２に記載のディジタルワイヤレスマ
イク通信装置は、多重到来波を受信する複数のアダプテ
ィブアレイアンテナ、それぞれのアダプティブアレイア
ンテナからの受信信号を用いて多重到来波から希望波の
推定・分離を行う複数の信号処理手段、これらの信号処
理手段からの信号の出力タイミングを合わせる補正手
段、及びタイミング補正された信号を合成する合成手段
を含む受信機と、この受信機に対して音声信号を送信す
る送信機と、を具備する構成を採る。

【００１４】また、請求項４に記載のディジタルワイヤ
レスマイク受信機は、多重到来波を受信する複数のアダ
プティブアレイアンテナと、それぞれのアダプティブア
レイアンテナからの受信信号を用いて多重到来波から希
望波の推定・分離を行う複数の信号処理手段と、これら
の信号処理手段からの信号の出力タイミングを合わせる
補正手段と、タイミング補正された信号を合成する合成
手段と、を具備する構成を採る。

【００１５】また、請求項６に記載のディジタルワイヤ
レスマイク通信方法は、アダプティブアレイアンテナで
受信したディジタル受信信号から希望波を抽出した複数
の信号の出力タイミングを合わせ、タイミング補正され
た複数の信号を合成し、この合成信号に基づいてディジ
タル復号を行って音声信号を得る構成を採る。

【００１６】これらの構成によれば、複数箇所に設置し
た受信機からの希望波のみを合成して音声信号に再生す
るので、屋内使用時に生じる多重到来波による通信品質
をより高いレベルに向上させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を用いて詳細に説明する。 （実施の形態１）実施の形態１に係るディジタルワイヤ
レスマイク通信装置は、受信信号を複数素子で構成され
るアダプティブアレイアンテナで受信し、各アンテナ素
子からの受信復調信号に基づいて信号処理手段において
希望波及び遅延波を推定し、両者を分離し、希望波を抽
出し、その後、抽出された希望波を信号復号手段で復号
し、音声として再現するものである。

【００１８】図１は本発明の実施の形態１に係るディジ
タルワイヤレスマイク通信装置の構成を示す概略図であ
る。ワイヤレスマイク通信装置は、送信機１と、受信機
２とから主に構成されている。送信機１は、音声入力端
子であるマイク１１と、入力された音声をディジタル符
号化するコーデック部１２と、コーデック部１２からの
出力を無線データ伝送用にフレーム化する無線フレーム
作成部１３と、フレーム化された信号を無線搬送波に変
調する無線変調部１４と、無線変調信号を出力する送信
アンテナ１５とを備える。

【００１９】受信機２は、無線変調信号を受信する第１
〜第３のアンテナ２１〜２３と、第１〜第３のアンテナ
２１〜２３で受信した無線変調信号をそれぞれ復調する
第１〜第３の無線復調部２４〜２６と、第１〜第３の無
線復調部２４〜２６からの受信復調信号に基づいてＬＭ
Ｓアルゴリズムを用いて希望波の推定・分離を行う信号
処理手段２７と、抽出された希望波を復号・音声化する
信号復号手段２８と、音声化された信号を増幅する増幅
アンプ２９と、音声化された信号を出力するスピーカ３
０とを備える。

【００２０】信号処理手段２７は、受信復調信号Ｄ１〜
Ｄ３にそれぞれ対応した係数Ｗ１〜Ｗ３を乗算する乗算
器３１〜３３と、乗算器３１〜３３に受信復調信号Ｄ１
〜Ｄ３にそれぞれ対応する係数を供給するウェイトコン
トロール部３４と、乗算器３１〜３３の出力を加算（合
成）する第１の加算器３５と、合成した信号を仮判定す
る仮判定回路３７と、仮判定により生成した参照信号Ｒ
と乗算器３１〜３３の出力を加算した信号の極性反転値
とを加算する第２の加算器３６とから構成されている。

【００２１】次に、上記構成を有するディジタルワイヤ
レスマイク通信装置の動作について図３及び図４を参照
して説明する。図３はディジタルワイヤレスマイク通信
装置をホール３に設置した場合において、マイク１１か
らの電波伝搬状況を模擬的に示した図である。

【００２２】マイク１１から入力された音声信号は、送
信機１内の音声コーデック部１２でアナログ信号からデ
ィジタル符号化され、無線フレーム作成部１３に送られ
る。無線フレーム作成部１３では、符号化されたディジ
タル信号列と、通信装置内であらかじめ設定されている
無線伝送用情報信号（同期捕捉用信号や送信機ＩＤ等）
とを合わせて無線伝送フレームを作成する。

【００２３】次に、無線伝送フレーム化された信号は、
無線変調部１４に送られ、無線信号に変調され、アンテ
ナ１５から送信される。このようにして送信機１から出
力された信号は、受信機２に受信されるときには直接波
ａの他に、ホール３の壁に反射してそれぞれ入射角θ
ｂ、θｃで到来する遅延波ｂ、ｃが存在する。これらの
３つの波は、混在した状態で第１〜第３のアンテナ２１
〜２３に受信される。

【００２４】第１〜第３のアンテナ２１〜２３では、そ
れぞれ第１〜第３の無線復調部２４〜２６で受信信号を
復調し、この信号を希望波の推定・分離を行う信号処理
手段２７に送る。信号処理手段２７では、ＬＭＳアルゴ
リズムにしたがって第１〜第３の無線復調部２４〜２６
からの受信復調信号に最適な係数を乗算することによ
り、遅延波を除去し、希望波を抽出して信号復号手段２
８に送る。

【００２５】信号処理手段２７では、まず、乗算器３１
〜３３でそれぞれ第１〜第３の無線復調部２４〜２６か
らの受信復調信号Ｄ１〜Ｄ３にウェイトコントロール部
３４から供給された係数Ｗ１〜Ｗ３を乗算する。この場
合、それぞれの係数Ｗ１〜Ｗ３は、受信復調信号Ｄ１〜
Ｄ３に対応して設定される。

【００２６】次いで、乗算器３１〜３３からの出力を第
１の加算器３５で加算・合成する。そして、合成した信
号を仮判定回路３７に送り、そこで仮判定を行い、参照
信号Ｒを生成する。

【００２７】この参照信号Ｒと先に求めた合成信号の極
性を反転させた信号を第２の加算器３６において加算す
ることにより、参照信号Ｒと合成信号との間の誤差ｅを
求める。この誤差ｅの信号はウェイトコントロール部３
４に送られる。ウェイトコントロール部３４では、この
誤差ｅを小さくするように、受信復調信号に乗算する係
数を更新する。したがって、信号処理手段２７では、上
記一連の動作を繰り返して、誤差ｅを最小値に維持する
ようにする。

【００２８】信号復号手段２８では、信号処理手段２７
で抽出された信号に基づいてディジタル復号を行い、更
に音声への復号を行う。復号された音声信号は、増幅ア
ンプ２９で増幅されスピーカ３０を通して出力される。
なお、この時のアダプティブアレイアンテナの指向性
は、それぞれθｂ、θｃの到来方向にヌルをもつ図４の
ようになる。

【００２９】上記構成によれば、アダプティブアレイア
ンテナの基本特性である、指向性に（素子数−１）の自
由度（ヌル）を持たせることができるという特徴を生か
し、３素子のアダプティブアレイアンテナを用いて２方
向にヌルを生成し、遅延波の除去を実現することができ
る。

【００３０】なお、本実施の形態では、アダプティブア
レイアンテナでの希望波信号の推定・分離を行う信号処
理手段としてＬＭＳアルゴリズムを用いた場合について
説明しているが、これに限定されず、遅延波を除去でき
る他のアダプティブアレイアンテナ制御アルゴリズムを
用いても良い。

【００３１】（実施の形態２）実施の形態２に係るディ
ジタルワイヤレスマイク通信装置は、実施の形態１のア
ダプティブアレイアンテナを複数箇所設置し、アダプテ
ィブアレイアンテナ信号出力を合成して空間ダイバーシ
チ制御を行うものである。すなわち、複数箇所に設置し
たそれぞれのアダプティブアレイアンテナの各素子で信
号を受信し、その受信信号を無線復調部において復調
し、これを信号処理手段で各アンテナ素子からの復調信
号に基づいて希望波と遅延波とに推定し、両者を分離
し、希望波を抽出する。更に、各アダプティブアレイア
ンテナ毎に抽出した希望波信号のタイミングを合わせた
後、希望波信号を合成する。その後、合成された信号を
復号し、音声として再現する。

【００３２】図５は本発明の実施の形態２に係るディジ
タルワイヤレスマイク通信装置の構成を示す概略図であ
る。受信機４は、各々３素子で構成され、無線変調部及
び信号処理回路を含む第１〜第４のアダプティブアレイ
アンテナ４１〜４４と、各アダプティブアレイアンテナ
の信号処理出力を伝送するケーブル４５〜４８と、各ア
ダプティブアレイアンテナの信号処理出力タイミングを
補正する補正手段４９と、タイミング補正された各アダ
プティブアレイアンテナの信号処理出力を最大比合成す
る合成手段５０と、合成手段からの出力信号を復号し、
音声化する信号復号手段５１と、音声化された信号を増
幅する増幅アンプ５２と、増幅された音声信号を出力す
るスピーカ５３とを備える。

【００３３】次に、上記構成を有するディジタルワイヤ
レスマイク通信装置の動作について図６を参照して説明
する。図６はディジタルワイヤレスマイク通信装置をホ
ール３に設置した場合において、マイク１１からの電波
伝搬状況を模擬的に示した図である。

【００３４】マイク１１から入力された音声信号は、実
施の形態１と同様にして送信機１内の音声コーデック部
１２でアナログ信号からディジタル符号化され、無線フ
レーム作成部１３に送られ、符号化されたディジタル信
号列と、通信装置内であらかじめ設定されている無線伝
送用情報信号とを合わせて無線伝送フレームが作成さ
れ、無線変調部１４で無線信号に変調され、アンテナ１
５から送信される。

【００３５】図６から分かるように、送信された信号
は、受信機４の第１のアダプティブアレイアンテナ４１
に受信されるときには、直接波ｄ１の他に、ホール３の
壁に反射して到来する遅延波ｅ１及びｆ１が存在し、３
つの波は混在したまま第１のアダプティブアレイアンテ
ナ４１に受信される。

【００３６】同様に、他のアダプティブアレイアンテナ
４２〜４４についても、それぞれ第２のアダプティブア
レイアンテナ４２は直接波ｄ２、遅延波ｅ２及び遅延波
ｆ２が混在したまま受信され、第３のアダプティブアレ
イアンテナ４３は直接波ｄ３、遅延波ｅ３及び遅延波ｆ
３が混在したまま受信され、第４のアダプティブアレイ
アンテナは直接波ｄ４、遅延波ｅ４及び遅延波ｆ４が混
在したまま受信される。

【００３７】第１のアダプティブアレイアンテナ４１で
は、上述したＬＭＳアルゴリズムにしたがって、受信復
調信号に最適の係数を乗算することにより、遅延波を除
去し、希望波を抽出してケーブル４５を通して信号合成
手段４９に送る。他のアダプティブアレイアンテナ４２
〜４４でも同様に、それぞれの受信信号から遅延波を除
去し、希望波を抽出してケーブル４６〜４８を通して信
号タイミング補正手段４９に送る。

【００３８】アンテナ設置位置により信号伝送時間が異
なるため、信号タイミング補正手段４９では、あらかじ
め測定したそれぞれのケーブルの所要伝送時間をデータ
として保持し、信号合成時に全アンテナからの信号タイ
ミングが一致するよう補正をかける。信号タイミング補
正手段４９でタイミングを合わせた後、信号合成手段５
０において、４つの入力信号の最大比合成を行う。

【００３９】合成された信号は、信号復号手段５１に送
られ、そこでディジタル復号され、更に音声信号に復号
される。復号された音声信号は、増幅アンプ５２で増幅
され、スピーカ５３を通して出力される。このときの各
アダプティブアレイアンテナ４１〜４４は、それぞれの
遅延波の到来方向にヌルをもつ指向性となる。これによ
り、遅延波の除去を行うことができ、複数箇所に設置し
た受信機からの希望波のみを合成して音声信号に再生す
るので、通信品質をより高いレベルに向上させることが
できる。

【００４０】なお、本実施の形態では、アダプティブア
レイアンテナでの希望波信号の推定・分離を行う信号処
理手段としてＬＭＳアルゴリズムを用いた場合について
説明しているが、これに限定されず、遅延波を除去でき
る他のアダプティブアレイアンテナ制御アルゴリズムを
用いても良い。

【００４１】同様に、本実施の形態では、信号合成手段
５０において最大比合成する場合について説明している
が、信号合成手段５０において他の空間ダイバーシチで
の合成方法を用いても良い。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明のディジタル
ワイヤレスマイク通信装置は、受信機のアンテナにアダ
プティブアレイアンテナを用いて希望波及び遅延波を推
定し、両者を分離することにより、屋内使用時に生じる
多重到来波による通信品質の劣化を防ぐことが可能とな
る。また、複数のアダプティブアレイアンテナを用いる
ことにより、更なる通信品質の維持向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るディジタルワイヤ
レスマイク通信装置の構成を示すブロック図

【図２】上記実施の形態に係るディジタルワイヤレスマ
イク通信装置における受信機の信号処理手段を説明する
ためのブロック図

【図３】上記実施の形態に係るディジタルワイヤレスマ
イク通信装置をホールに設置した場合において、マイク
からの電波伝搬状況を模擬的に示した図

【図４】上記実施の形態に係るディジタルワイヤレスマ
イク通信装置において、アダプティブアレイアンテナ制
御による指向性を示すパターン図

【図５】本発明の実施の形態１に係るディジタルワイヤ
レスマイク通信装置の構成を示すブロック図

【図６】上記実施の形態に係るディジタルワイヤレスマ
イク通信装置をホールに設置した場合において、マイク
からの電波伝搬状況を模擬的に示した図

【図７】従来のワイヤレスマイク通信装置の構成を示す
ブロック図

【符号の説明】

１ 送信機 ２，４ 受信機 ３ ホール ２１〜２３ 第１〜第３のアンテナ ２４〜２６ 第１〜第３の無線復調部 ２７ 信号処理手段 ２８，５１ 信号復号手段 ２９，５２ 増幅アンプ ３０，５３ スピーカ ３１〜３３ 乗算器 ３４ ウェイトコントロール部 ３５ 第１の加算器 ３６ 第２の加算器 ３７ 仮判定回路 ４１〜４４ 第１〜第４のアダプティブアレイアンテナ ４５〜４８ 信号伝送用ケーブル ４９ 信号タイミング補正手段 ５０ 信号合成手段 ａ，ｄ１〜ｄ４ 直接波 ｂ，ｃ，ｅ１〜ｅ４、ｆ１〜ｆ４ 遅延波

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多重到来波を受信するアダプティブアレ
   イアンテナ、及びこのアダプティブアレイアンテナから
   の受信信号を用いて多重到来波から希望波の推定・分離
   を行う信号処理手段を含む受信機と、この受信機に対し
   て音声信号を送信する送信機と、を具備することを特徴
   とするディジタルワイヤレスマイク通信装置。
2. 【請求項２】 多重到来波を受信する複数のアダプティ
   ブアレイアンテナ、それぞれのアダプティブアレイアン
   テナからの受信信号を用いて多重到来波から希望波の推
   定・分離を行う複数の信号処理手段、これらの信号処理
   手段からの信号の出力タイミングを合わせる補正手段、
   及びタイミング補正された信号を合成する合成手段を含
   む受信機と、この受信機に対して音声信号を送信する送
   信機と、を具備することを特徴とするディジタルワイヤ
   レスマイク通信装置。
3. 【請求項３】 多重到来波を受信するアダプティブアレ
   イアンテナと、このアダプティブアレイアンテナからの
   受信信号を用いて多重到来波から希望波の推定・分離を
   行う信号処理手段と、を具備することを特徴とするディ
   ジタルワイヤレスマイク受信機。
4. 【請求項４】 多重到来波を受信する複数のアダプティ
   ブアレイアンテナと、それぞれのアダプティブアレイア
   ンテナからの受信信号を用いて多重到来波から希望波の
   推定・分離を行う複数の信号処理手段と、これらの信号
   処理手段からの信号の出力タイミングを合わせる補正手
   段と、タイミング補正された信号を合成する合成手段
   と、を具備することを特徴とするディジタルワイヤレス
   マイク受信機。
5. 【請求項５】 アダプティブアレイアンテナで受信した
   ディジタル受信信号から希望波を抽出し、抽出された希
   望波の信号に基づいてディジタル復号を行って音声信号
   を得ることを特徴とするディジタルワイヤレスマイク通
   信方法。
6. 【請求項６】 アダプティブアレイアンテナで受信した
   ディジタル受信信号から希望波を抽出した複数の信号の
   出力タイミングを合わせ、タイミング補正された複数の
   信号を合成し、この合成信号に基づいてディジタル復号
   を行って音声信号を得ることを特徴とするディジタルワ
   イヤレスマイク通信方法。