JPWO2006103922A1 - 無線受信機 - Google Patents
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Abstract
マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能な適応フィルタを備えた無線受信機を提供する。Ａ／Ｄ変換されたディジタルＩＦ信号Ｘを適応的にフィルタリング処理する適応フィルタ９と、ディジタルＩＦ信号Ｘから電界強度を測定し、その電界強度の測定結果に基づいてマルチパスフェーディングとフラットフェーディングの何れかの影響を判定する判定部１２を設ける。判定部１２がマルチパスフェーディングの影響を判定すると、適応フィルタ９がＩＩＲ型フィルタによりディジタルＩＦ信号Ｘに対して適応的にフィルタリング処理を行い、その出力信号ＳIIRを切替え部１０を介して検波器１１に供給し、判定部１２がフラットフェーディングの影響を判定すると、適応フィルタ９がＦＩＲ型フィルタによりディジタルＩＦ信号Ｘに対して適応的にフィルタリング処理を行い、その出力信号ＳFIRを切替え部１０を介して検波器１１に供給する。
Description
本発明は、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングの影響を抑制する適応フィルタを備えた無線受信機に関する。
ＦＭ放送に使用されているＶＨＦ帯の電波は、建造物等によって反射されると直接波と反射波が受信機に加わり、いわゆるマルチパスとなる。このマルチパスが生じると、ＦＭ波に直接波と反射波との干渉によるマルチパスフェーディング（マルチパス歪）が発生し、受信品質を劣化させる。特に、自動車に搭載される車載型無線受信機や携帯型無線受信機等の移動体無線受信機では、マルチパスの影響を受けやすい環境で使用されることから、マルチパス歪の影響を抑制し、受信品質の劣化を防止することが極めて重要となっている。
そこで、従来、図１（ａ）に示すような、マルチパスフェーディングを抑制する適応フィルタを備えた無線受信機が提案されている。
図１（ａ）に示す従来の無線受信機は、フロントエンド１で周波数変換された中間周波信号（ＩＦ信号）をＩＦ増幅部２で帯域制限及び増幅した後、Ａ／Ｄ変換器３でディジタルＩＦ信号Ｘにアナログディジタル変換し、更に適応フィルタ４でディジタルＩＦ信号Ｘに適応処理を施すことで、マルチパスフェーディングを抑制したディジタルＩＦ信号Ｙを生成して、検波器５で検波するようになっている。
ここで、適応フィルタ４は、図１（ｂ）に示すように、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してフィルタ処理を行うＩＩＲ型ディジタルフィルタと、マルチパスフェーディングを抑制すべくＩＩＲ型ディジタルフィルタのタップ係数（フィルタ係数）を可変調整する係数更新部ＯＰＲＴを有して構成されている。
すなわち、ＩＩＲ型ディジタルフィルタは、ディジタルＩＦ信号Ｘを増幅する乗算器ａ0と、乗算器ａ0の出力と後述の帰還信号ＦＢとを加算する加算器ＳＵＭ1と、夫々１サンプル遅延を有する複数個の遅延素子（ｚ−１）を有すると共に加算器ＳＵＭ1の出力を入力してシフトするシフトレジスタＳＲＧと、各遅延素子（ｚ−１）の出力にフィルタ係数を乗算する乗算器ｂ0〜ｂnと、乗算器ｂ0〜ｂnの出力を加算することで帰還信号ＦＢを生成する加算器ＳＵＭ2と、を具備して構成されている。
係数更新部ＯＰＲＴは、加算器ＳＵＭ1から出力される１サンプル遅延ずれたディジタルＩＦ信号Ｙ(t)とＹ(t-1)との２乗の平方根εを演算し、更に２乗の平方根εと所定の収束値Ｖthとの収束誤差Ｅrr(t)が０に収束することとなるように、乗算器ｂ0〜ｂnの各フィルタ係数を可変調整する。すなわち、次式（１）（２）で表される演算を行うことで、２乗の平方根εと収束誤差Ｅrr(t)を演算し、収束誤差Ｅrr(t)に基づいて乗算器ｂ0〜ｂnの各フィルタ係数を可変調整する。ここで、収束値Ｖthは、マルチパスフェーディングを効果的に除去するための固定値であり、実験等によって決められている。
かかる構成によると、適応フィルタ４は、加算器ＳＵＭ1からマルチパスフェーディングを抑制したディジタルＩＦ信号Ｙを出力し、検波器５が検波することにより波形歪み等の少ない検波信号（ベースバンド信号）Ｓoutを出力する。
上記従来の無線受信機は、適応フィルタ４がＩＩＲ型ディジタルフィルタで形成されているため、マルチパスフェーディングを抑制するためには都合のよい構成となっている。すなわち、周波数選択性フェーディングであるマルチパスフェーディングは、直接波と反射波との干渉によるＡＭ成分がＦＭ波に生じることによるものであることから、直接波と反射波の比率が１対１の場合には、ＩＩＲ型ディジタルフィルタのインパルス応答が無限に続く。このことから、ＩＩＲ型ディジタルフィルタが効果的であり、マルチパスフェーディングが収束値Ｖthに収束することで、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）が一定に保たれて、マルチパスフェーディングを取り除くことができる。
ところが、フェーディングはマルチパスによるだけでなく、直接波それ自身の減衰に起因するフラットフェーディングも生じることから、このフラットフェーディングを無限長インパルス特性を有するＩＩＲ型ディジタルフィルタで除去しようとすると、係数更新部ＯＰＲＴで更新される乗算器ｂ0〜ｂnの各フィルタ係数が発散する場合があり、動作が不安定になるという問題があった。
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能な適応フィルタを備えた無線受信機を提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、ＦＭ波の中間周波信号に含まれるフェーディングを抑制する無線受信機であって、前記中間周波信号から電界強度を測定し、該電界強度が所定の閾値より大きいときには第１判定結果、該電界強度が閾値より小さいときには第２判定結果を示す切換制御信号を発生する判定手段と、前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行い、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、ＦＩＲ型フィルタにより、前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う適応フィルタ手段と、前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号を出力し、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＦＩＲ型フィルタの出力信号を出力する切換手段と、を有することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線受信機において、前記適応フィルタ手段は、前記ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＩＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＩＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整し、前記ＦＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＦＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＦＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整する係数更新手段を有することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の無線受信機において、前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号は、前記ＩＩＲ型フィルタの中間タップの位置から出力されることを特徴とする。
本発明の実施の形態に係る無線受信機について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態の無線受信機の構成を表したブロック図である。
図２において、この無線受信機は、受信アンテナで受信される様々な放送波の中からＦＭ放送帯域のＲＦ信号を抽出し、局部発信周波数の局発信号とＲＦ信号とを混合することによって中間周波数のＩＦ信号を出力するフロントエンド６と、そのＩＦ信号を帯域制限して増幅することにより、希望波としてのＩＦ信号を出力するＩＦ増幅部７と、ＩＦ増幅部７から出力されるＩＦ信号をディジタルＩＦ信号Ｘにアナログディジタル変換するＡ／Ｄ変換器８と、適応フィルタ９、切替え部１０、検波器１１及び判定部１２を有して構成されている。
判定部１２は、ディジタルＩＦ信号Ｘから電界強度（Ｓメータ）を演算し、その演算した電界強度と所定の閾値ＴＨＤとを比較する。そして、電界強度が閾値ＴＨＤより大きいときには、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬ、電界強度が閾値ＴＨＤより小さいときには、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬを適応フィルタ９と切替え部１０に供給する。
切替え部１０は、判定部１２から第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９でフィルタリング処理された出力信号ＳIIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送し、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９でフィルタリング処理された出力信号ＳFIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送する。
適応フィルタ９は、ＩＩＲ型ディジタルフィルタと、ＦＩＲ型ディジタルフィルタと、これらのディジタルフィルタのフィルタ係数を調整する係数更新部とを有して構成されている。そして、適応フィルタ９は、判定部１２から第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してＩＩＲ型ディジタルフィルタによるフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理した出力信号ＳIIRを切替え部１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。一方、判定部１２から第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してＦＩＲ型ディジタルフィルタによるフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理した出力信号ＳFIRを切替え部１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。
更に、適応フィルタ９に設けられている上述の係数更新部が、切替え部１０の出力であるディジタルＩＦ信号Ｙの振幅変動（ディジタルＩＦ信号Ｙをアナログ信号とした場合の振幅変動）を検出し、その振幅変動が０に収束することとなるように、ＩＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数と、ＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数を可変調整する。
すなわち、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬに従って、ＩＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳIIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして切替え部１０から出力されると、上述の係数更新部は、そのディジタルＩＦ信号Ｙの振幅変動を検出し、その振幅変動が０に収束することとなるようにＩＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数を自動調整することにより、フェーディングを抑制した出力信号ＳIIRをＩＩＲ型ディジタルフィルタから出力させる。
一方、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬに従って、ＦＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳFIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして切替え部１０から出力されると、上述の係数更新部は、そのディジタルＩＦ信号Ｙの振幅変動を検出し、その振幅変動が０に収束することとなるようにＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数を自動調整することにより、フェーディングを抑制した出力信号ＳFIRをＦＩＲ型ディジタルフィルタから出力させる。
以上に説明したように、本実施形態の無線受信機は、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより大きいときには、適応フィルタ９内のＩＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部との処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳIIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給し、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより小さいときには、適応フィルタ９内のＦＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部との処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳFIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。
このことから、次の効果が得られる。すなわち、マルチパスフェーディングが生じる場合には、電界強度が大きくなることから、適応フィルタ９内のＩＩＲ型ディジタルフィルタよって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理が行われる。このため、直接波と反射波の比率が１対１となるようなマルチパスフェーディングが生じて、インパルス応答が無限に続くような場合でも、マルチパスフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号（ベースバンド）Ｓdetを生成することができる。
一方、フラットフェーディングが生じる場合には、電界強度が小さくなり、閾値ＴＨＤとの比較結果に基づいて、適応フィルタ９内のＦＩＲ型ディジタルフィルタが、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理を行う。このため、ＩＩＲ型ディジタルに較べて安定に動作するＦＩＲ型ディジタルフィルタによって、フラットフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号Ｓdetを生成することができる。
このように、本実施形態の無線受信機によれば、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能であり、受信品質の向上を図ることができるものである。
次に、より具体的な実施例について図３を参照して説明する。図３（ａ）は、本実施例の無線受信機の構成を表したブロック図であり、図２と同一又は相当する部分を同一符号で示している。図３（ｂ）は、適応フィルタの構成を表したブロック図である。
図３（ａ）において、この無線受信機は、選局回路６ａと周波数変換器６ｂを有するフロントエンド６から出力されるＩＦ信号を、ＩＦ増幅部７が帯域制限して増幅し、更にＡ／Ｄ変換器８がディジタルＩＦ信号Ｘにアナログディジタル変換して出力する。
判定部１２は、ディジタルＩＦ信号Ｘから電界強度（Ｓメータ）を演算する電界強度測定部１２ａと、電界強度測定部１２ａで演算された電界強度の値Ｓmtrと所定の閾値ＴＨＤとを比較して切替制御信号ＳＥＬを出力する比較回路１２ｂによって形成されている。すなわち、閾値ＴＨＤは、実験等によって、マルチパスフェーディングが生じるときの電界強度と、フラットフェーディングが生じるときの電界強度との間の値に決められている。そして、比較回路１２ｂは、電界強度の値Ｓmtrが閾値ＴＨＤより大きいときには、第１判定結果を示す論理“Ｈ”となる切替制御信号ＳＥＬを出力し、電界強度の値Ｓmtrが閾値ＴＨＤより小さいときには、第２判定結果を示す論理“Ｌ”となる切替制御信号ＳＥＬを出力する。
切替回路１０は、切替制御信号ＳＥＬに従って切替え動作するアナログスイッチ等で形成されており、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９から出力される出力信号ＳIIＲをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送し、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９から出力される出力信号ＳFIＲをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送する。
適応フィルタ９は、図３（ｂ）に示す構成を有しており、電界強度測定回路１２ａと比較回路１２ｂとを有する判定部１２による制御の下で、入力されるディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理を行い、フェーディングを抑制した出力信号ＳIIR又はＳFIRを切替え回路１０を介して検波器１１に供給する。
すなわち、適応フィルタ９は、ディジタルＩＦ信号Ｘと後述のスイッチ回路ＳＷを介して供給される帰還信号ＦＢとを加算する加算器ＳＵＭ1と、夫々１サンプル遅延を有する複数個の遅延素子（ｚ−１）を有すると共に加算器ＳＵＭ1の出力を入力してシフトする複数段のシフトレジスタＳＲＧと、加算器ＳＵＭ1と各遅延素子（ｚ−１）の出力にフィルタ係数を乗算する複数個の乗算器ｂ0〜ｂ2nと、乗算器ｂ0〜ｂ2nの出力を加算することで出力信号ＳFIRを生成する加算器ＳＵＭ2と、係数更新部ＯＰＲＴとを具備して構成されている。
ここで、遅延素子（ｚ−１）の個数が２ｎ個（偶数個）である場合、乗算器ｂ0〜ｂ2nの個数は、２ｎ＋１個（奇数個）となる関係に設定されており、例えば遅延素子（ｚ−１）の個数が２８個、乗算器ｂ0〜ｂ2nの個数は２９となっている。
そして、ｎ番目の遅延素子（ｚ−１）とｎ＋１番目の遅延素子（ｚ−１）との接続点である中点ｎＴsから出力信号ＳIIRが出力される。
スイッチ回路ＳＷは、切替制御信号ＳＥＬに従って導通（オン）又は遮断（オフ）動作を行い、切替え回路１０が接点Ｐ1側に切替え接続されて、出力信号ＳIIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして出力されるのと同期して導通状態となり、加算器ＳＵＭ2の出力信号ＳFIRを帰還信号ＦＢとして加算器ＳＵＭ1に供給することにより、加算器ＳＵＭ1においてその帰還信号ＦＢとディジタルＩＦ信号Ｘとを加算させ、加算結果をシフトレジスタＤＲＧ側へ出力させる。
一方、切替え回路１０が接点Ｐ2側に切替え接続されて、出力信号ＳFIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして出力されるのと同期してスイッチ回路ＳＷは遮断状態となり、帰還信号ＦＢを加算器ＳＵＭ1に供給しないように動作する。これにより、加算器ＳＵＭ1は、入力されるディジタルＩＦ信号ＸをそのままシフトレジスタＤＲＧ側へ出力することとなる。
そして、スイッチ回路ＳＷが導通状態となった場合、ディジタルＩＦ信号Ｘに対する出力信号ＳIIRの伝達関数をｚ変換表記で表すと、次式（３）で表され、ＩＩＲディジタルフィルタが実現される。なお、ＩＩＲディジタルフィルタが実現される場合には、係数更新部ＯＰＲＴによって、乗算器ｂ0のフィルタ係数が０に設定される。
また、スイッチ回路ＳＷが遮断状態となった場合、ディジタルＩＦ信号Ｘに対する出力信号ＳFIRの伝達関数をｚ変換表記で表すと、次式（４）で表され、ＦＩＲディジタルフィルタが実現される。
係数更新部ＯＰＲＴは、切替制御信号ＳＥＬと、切替え回路１０の出力であるディジタルＩＦ信号Ｙと、加算器ＳＵＭ1の出力Ｘ0とシフトレジスタＳＲＧの各遅延素子（ｚ-1）の出力Ｘ1〜Ｘ2nとを入力する。
そして、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ＩＩＲ型ディジタルフィルタの中点ｎＴsから出力される出力信号ＳIIRがディジタルＩＦ信号Ｙとなって供給される１サンプル遅延ずれたディジタルＩＦ信号Ｙ(t)とＹ(t-1)と所定の収束値Ｖthに基づいて、次式（５）（６）で表される２乗の平方根εと収束誤差Ｅrr(t)を演算し、更に、収束誤差Ｅrr(t)と各遅延素子（ｚ-1）の出力Ｘ1〜Ｘ2nとに基づいて、次式（７）で表される演算処理を行うことで、各乗算器ｂ1〜ｂ2nのフィルタ係数を算出して調整する。
ただし、各乗算器ｂ0のフィルタ係数は０にする。また、係数αは、フェーディングを収束させるための係数であり、係数αの値を調整すると、その収束速度を調整することができるようになっている。
このように、係数更新部ＯＰＲＴが各乗算器ｂ0，ｂ1〜ｂ2nのフィルタ係数を自動調整すると、ディジタルＩＦ信号Ｘに生じていたマルチパスフェーディングがＩＩＲ型ディジタルフィルタによって抑制され、その出力信号ＳIIRが切替え回路１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給され、波形歪等の低減された検波信号Ｓdetが生成される。
また、係数更新部ＯＰＲＴは、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ＦＩＲ型ディジタルフィルタの加算器ＳＵＭ2から出力される出力信号ＳFIRがディジタルＩＦ信号Ｙとなって供給される１サンプル遅延ずれたディジタルＩＦ信号Ｙ(t)とＹ(t-1)と所定の収束値Ｖthに基づいて、上記式（５）（６）で表される２乗の平方根εと収束誤差Ｅrr(t)を演算し、更に、収束誤差Ｅrr(t)と加算器ＳＵＭ1の出力Ｘ0と各遅延素子（ｚ-1）の出力Ｘ1〜Ｘ2nとに基づいて、上記式（７）で表される演算処理を行うことで、各乗算器ｂ0〜ｂ2nのフィルタ係数を算出して調整する。
このように、係数更新部ＯＰＲＴが各乗算器ｂ0〜ｂ2nのフィルタ係数を自動調整すると、ディジタルＩＦ信号Ｘに生じていたフラットフェーディングがＦＩＲ型ディジタルフィルタによって抑制され、その出力信号ＳFIRが切替え回路１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給され、波形歪等の低減された検波信号Ｓdetが生成される。
以上に説明したように、本実施例の無線受信機は、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより大きいときには、適応フィルタ９内に形成されるＩＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部ＯＰＲＴとの処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳIIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給し、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより小さいときには、適応フィルタ９内に形成されるＦＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部ＯＰＲＴとの処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳFIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。
このことから、次の効果が得られる。すなわち、マルチパスフェーディングが生じる場合には、電界強度が大きくなることから、適応フィルタ９内のＩＩＲ型ディジタルフィルタよって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理が行われる。このため、直接波と反射波の比率が１対１となるようなマルチパスフェーディングが生じて、インパルス応答が無限に続くような場合でも、マルチパスフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号（ベースバンド）Ｓdetを生成することができる。
一方、フラットフェーディングが生じる場合には、電界強度が小さくなり、閾値ＴＨＤとの比較結果に基づいて、適応フィルタ９内のＦＩＲ型ディジタルフィルタが、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理を行う。このため、ＩＩＲ型ディジタルに較べて安定に動作するＦＩＲ型ディジタルフィルタによって、フラットフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号Ｓdetを生成することができる。
このように、本実施形態の無線受信機によれば、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能であり、受信品質の向上を図ることができるものである。
更に、ＩＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳIIRがシフトレジスタＳＲＱの中点ｎＴsから出力され、ＦＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳFIRが加算器ＳＵＭ2から出力されるため、出力信号ＳIIRのインパルスレスポンスと出力信号ＳFIRのインパルスレスポンスとの位相が一致することとなる。このため、切替制御信号ＳＥＬに従って切替え回路１０が切替え動作しても、出力信号ＳIIRから出力信号ＳFIRへの切替え時と、出力信号ＳFIRから出力信号ＳIIRへの切替え時において、各出力信号が連続的に切り替わり、歪みのないディジタルＩＦ信号Ｙを検波器１１に供給することができる。
【０００３】
とができる。
［００１１］
ところが、フェーディングはマルチパスによるだけでなく、直接波それ自身の減衰に起因するフラットフェーディングも生じることから、このフラットフェーディングを無限長インパルス特性を有するＩＩＲ型ディジタルフィルタで除去しようとすると、係数更新部ＯＰＲＴで更新される乗算器ｂ０〜ｂｎの各フィルタ係数が発散する場合があり、動作が不安定になるという問題があった。
［００１２］
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能な適応フィルタを備えた無線受信機を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
［００１３］
請求項１に記載の発明は、ＦＭ波の中間周波信号に含まれるフェーディングを抑制する無線受信機であって、前記中間周波信号から電界強度を測定し、該電界強度が所定の閾値より大きいときには第１判定結果、該電界強度が閾値より小さいときには第２判定結果を示す切換制御信号を発生する判定手段と、前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行い、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、ＦＩＲ型フィルタにより、前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う適応フィルタ手段と、前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号を出力し、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＦＩＲ型フィルタの出力信号を出力する切換手段と、を有し、前記ＩＩＲ型フィルタは、前記中間周波信号を入力する第１の加算器と、前記第１の加算器の出力を１サンプル遅延ずつ遅延させる偶数個の遅延素子と、前記第１の加算器の出力と前記各遅延素子の出力にフィルタ係数を乗算する複数の乗算器と、前記複数の乗算器の出力を加算して前記第１の加算器に帰還し前記中間周波信号と加算させる第２の加算器とを備え、前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号を、前記偶数個の遅延素子の中点の接続点にて生じさせること、を特徴とする。
［００１４］
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線受信機において、前記適応フィルタ手段は、前記ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＩＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＩＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整し、前記ＦＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＦＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＦＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整する係数更新手段を有することを特徴とする。
［００１５］
とができる。
［００１１］
ところが、フェーディングはマルチパスによるだけでなく、直接波それ自身の減衰に起因するフラットフェーディングも生じることから、このフラットフェーディングを無限長インパルス特性を有するＩＩＲ型ディジタルフィルタで除去しようとすると、係数更新部ＯＰＲＴで更新される乗算器ｂ０〜ｂｎの各フィルタ係数が発散する場合があり、動作が不安定になるという問題があった。
［００１２］
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能な適応フィルタを備えた無線受信機を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］
［００１３］
請求項１に記載の発明は、ＦＭ波の中間周波信号に含まれるフェーディングを抑制する無線受信機であって、前記中間周波信号から電界強度を測定し、該電界強度が所定の閾値より大きいときには第１判定結果、該電界強度が閾値より小さいときには第２判定結果を示す切換制御信号を発生する判定手段と、前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行い、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、ＦＩＲ型フィルタにより、前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う適応フィルタ手段と、前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号を出力し、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＦＩＲ型フィルタの出力信号を出力する切換手段と、を有し、前記ＩＩＲ型フィルタは、前記中間周波信号を入力する第１の加算器と、前記第１の加算器の出力を１サンプル遅延ずつ遅延させる偶数個の遅延素子と、前記第１の加算器の出力と前記各遅延素子の出力にフィルタ係数を乗算する複数の乗算器と、前記複数の乗算器の出力を加算して前記第１の加算器に帰還し前記中間周波信号と加算させる第２の加算器とを備え、前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号を、前記偶数個の遅延素子の中点の接続点にて生じさせること、を特徴とする。
［００１４］
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線受信機において、前記適応フィルタ手段は、前記ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＩＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＩＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整し、前記ＦＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＦＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＦＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整する係数更新手段を有することを特徴とする。
［００１５］
【０００４】
［図面の簡単な説明］
［００１６］
［図１］
従来の無線受信機の構成を説明するためのブロック図である。
［図２］
本発明の実施形態に係る無線受信機の構成を表したブロック図である。
［図３］
実施例の無線受信機の構成を表したブロック図である。
［発明を実施するための最良の形態］
［００１７］
本発明の実施の形態に係る無線受信機について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態の無線受信機の構成を表したブロック図である。
［００１８］
図２において、この無線受信機は、受信アンテナで受信される様々な放送波の中からＦＭ放送帯域のＲＦ信号を抽出し、局部発信周波数の局発信号とＲＦ信号とを混合することによって中間周波数のＩＦ信号を出力するフロントエンド６と、そのＩＦ信号を帯域制限して増幅することにより、希望波としてのＩＦ信号を出力するＩＦ増幅部７と、ＩＦ増幅部７から出力されるＩＦ信号をディジタルＩＦ信号Ｘにアナログディジタル変換するＡ／Ｄ変換器８と、適応フィルタ９、切替え部１０、検波器１１及び判定部１２を有して構成されている。
［００１９］
判定部１２は、ディジタルＩＦ信号Ｘから電界強度（Ｓメータ）を演算し、その演算した電界強度と所定の閾値ＴＨＤとを比較する。そして、電界強度が閾値ＴＨＤより大きいときには、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬ、電界強度が閾値ＴＨＤより小さいときには、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬを適応フィルタ９と切替え部１０に供給する。
［００２０］
切替え部１０は、判定部１２から第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９でフィルタリング処理された出力信号ＳＩＩＲをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送し、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９でフィルタリング処理された出力信号ＳＦＩＲをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送する。
［００２１］
適応フィルタ９は、ＩＩＲ型ディジタルフィルタと、ＦＩＲ型ディジタルフィルタと、これらのディジタルフィルタのフィルタ係数を調整する係数更新部とを有して構成されている。
［図面の簡単な説明］
［００１６］
［図１］
従来の無線受信機の構成を説明するためのブロック図である。
［図２］
本発明の実施形態に係る無線受信機の構成を表したブロック図である。
［図３］
実施例の無線受信機の構成を表したブロック図である。
［発明を実施するための最良の形態］
［００１７］
本発明の実施の形態に係る無線受信機について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態の無線受信機の構成を表したブロック図である。
［００１８］
図２において、この無線受信機は、受信アンテナで受信される様々な放送波の中からＦＭ放送帯域のＲＦ信号を抽出し、局部発信周波数の局発信号とＲＦ信号とを混合することによって中間周波数のＩＦ信号を出力するフロントエンド６と、そのＩＦ信号を帯域制限して増幅することにより、希望波としてのＩＦ信号を出力するＩＦ増幅部７と、ＩＦ増幅部７から出力されるＩＦ信号をディジタルＩＦ信号Ｘにアナログディジタル変換するＡ／Ｄ変換器８と、適応フィルタ９、切替え部１０、検波器１１及び判定部１２を有して構成されている。
［００１９］
判定部１２は、ディジタルＩＦ信号Ｘから電界強度（Ｓメータ）を演算し、その演算した電界強度と所定の閾値ＴＨＤとを比較する。そして、電界強度が閾値ＴＨＤより大きいときには、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬ、電界強度が閾値ＴＨＤより小さいときには、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬを適応フィルタ９と切替え部１０に供給する。
［００２０］
切替え部１０は、判定部１２から第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９でフィルタリング処理された出力信号ＳＩＩＲをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送し、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９でフィルタリング処理された出力信号ＳＦＩＲをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送する。
［００２１］
適応フィルタ９は、ＩＩＲ型ディジタルフィルタと、ＦＩＲ型ディジタルフィルタと、これらのディジタルフィルタのフィルタ係数を調整する係数更新部とを有して構成されている。
【０００８】
数が２８個、乗算器ｂ０〜ｂ２ｎの個数は２９となっている。
［００３６］
そして、ｎ番目の遅延素子（ｚ−１）とｎ＋１番目の遅延素子（ｚ−１）との接続点である中点ｎＴｓから出力信号ＳＩＩＲが出力される。
［００３７］
スイッチ回路ＳＷは、切替制御信号ＳＥＬに従って導通（オン）又は遮断（オフ）動作を行い、切替え回路１０が接点Ｐ１側に切替え接続されて、出力信号ＳＩＩＲがディジタルＩＦ信号Ｙとして出力されるのと同期して導通状態となり、加算器ＳＵＭ２の出力信号ＳＦＩＲを帰還信号ＦＢとして加算器ＳＵＭ１に供給することにより、加算器ＳＵＭ１においてその帰還信号ＦＢとディジタルＩＦ信号Ｘとを加算させ、加算結果をシフトレジスタＳＲＧ側へ出力させる。
［００３８］
一方、切替え回路１０が接点Ｐ２側に切替え接続されて、出力信号ＳＦＩＲがディジタルＩＦ信号Ｙとして出力されるのと同期してスイッチ回路ＳＷは遮断状態となり、帰還信号ＦＢを加算器ＳＵＭ１に供給しないように動作する。これにより、加算器ＳＵＭ１は、入力されるディジタルＩＦ信号ＸをそのままシフトレジスタＳＲＧ側へ出力することとなる。
［００３９］
そして、スイッチ回路ＳＷが導通状態となった場合、ディジタルＩＦ信号Ｘに対する出力信号ＳＩＩＲの伝達関数をｚ変換表記で表すと、次式（３）で表され、ＩＩＲディジタルフィルタが実現される。なお、ＩＩＲディジタルフィルタが実現される場合には、係数更新部ＯＰＲＴによって、乗算器ｂ０のフィルタ係数が０に設定される。
［００４０］
［数２］
［００４１］
また、スイッチ回路ＳＷが遮断状態となった場合、ディジタルＩＦ信号Ｘに対する出力信号ＳＦＩＲの伝達関数をｚ変換表記で表すと、次式（４）で表され、ＦＩＲディジタルフィルタが実現される。
［００４２］
［数３］
数が２８個、乗算器ｂ０〜ｂ２ｎの個数は２９となっている。
［００３６］
そして、ｎ番目の遅延素子（ｚ−１）とｎ＋１番目の遅延素子（ｚ−１）との接続点である中点ｎＴｓから出力信号ＳＩＩＲが出力される。
［００３７］
スイッチ回路ＳＷは、切替制御信号ＳＥＬに従って導通（オン）又は遮断（オフ）動作を行い、切替え回路１０が接点Ｐ１側に切替え接続されて、出力信号ＳＩＩＲがディジタルＩＦ信号Ｙとして出力されるのと同期して導通状態となり、加算器ＳＵＭ２の出力信号ＳＦＩＲを帰還信号ＦＢとして加算器ＳＵＭ１に供給することにより、加算器ＳＵＭ１においてその帰還信号ＦＢとディジタルＩＦ信号Ｘとを加算させ、加算結果をシフトレジスタＳＲＧ側へ出力させる。
［００３８］
一方、切替え回路１０が接点Ｐ２側に切替え接続されて、出力信号ＳＦＩＲがディジタルＩＦ信号Ｙとして出力されるのと同期してスイッチ回路ＳＷは遮断状態となり、帰還信号ＦＢを加算器ＳＵＭ１に供給しないように動作する。これにより、加算器ＳＵＭ１は、入力されるディジタルＩＦ信号ＸをそのままシフトレジスタＳＲＧ側へ出力することとなる。
［００３９］
そして、スイッチ回路ＳＷが導通状態となった場合、ディジタルＩＦ信号Ｘに対する出力信号ＳＩＩＲの伝達関数をｚ変換表記で表すと、次式（３）で表され、ＩＩＲディジタルフィルタが実現される。なお、ＩＩＲディジタルフィルタが実現される場合には、係数更新部ＯＰＲＴによって、乗算器ｂ０のフィルタ係数が０に設定される。
［００４０］
［数２］
また、スイッチ回路ＳＷが遮断状態となった場合、ディジタルＩＦ信号Ｘに対する出力信号ＳＦＩＲの伝達関数をｚ変換表記で表すと、次式（４）で表され、ＦＩＲディジタルフィルタが実現される。
［００４２］
［数３］
【書類名】明細書
【発明の名称】無線受信機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングの影響を抑制する適応フィルタを備えた無線受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＭ放送に使用されているＶＨＦ帯の電波は、建造物等によって反射されると直接波と反射波が受信機に加わり、いわゆるマルチパスとなる。このマルチパスが生じると、ＦＭ波に直接波と反射波との干渉によるマルチパスフェーディング（マルチパス歪）が発生し、受信品質を劣化させる。特に、自動車に搭載される車載型無線受信機や携帯型無線受信機等の移動体無線受信機では、マルチパスの影響を受けやすい環境で使用されることから、マルチパス歪の影響を抑制し、受信品質の劣化を防止することが極めて重要となっている。
【０００３】
そこで、従来、図１（ａ）に示すような、マルチパスフェーディングを抑制する適応フィルタを備えた無線受信機が提案されている。
【０００４】
図１（ａ）に示す従来の無線受信機は、フロントエンド１で周波数変換された中間周波信号（ＩＦ信号）をＩＦ増幅部２で帯域制限及び増幅した後、Ａ／Ｄ変換器３でディジタルＩＦ信号Ｘにアナログディジタル変換し、更に適応フィルタ４でディジタルＩＦ信号Ｘに適応処理を施すことで、マルチパスフェーディングを抑制したディジタルＩＦ信号Ｙを生成して、検波器５で検波するようになっている。
【０００５】
ここで、適応フィルタ４は、図１（ｂ）に示すように、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してフィルタ処理を行うＩＩＲ型ディジタルフィルタと、マルチパスフェーディングを抑制すべくＩＩＲ型ディジタルフィルタのタップ係数（フィルタ係数）を可変調整する係数更新部ＯＰＲＴを有して構成されている。
【０００６】
すなわち、ＩＩＲ型ディジタルフィルタは、ディジタルＩＦ信号Ｘを増幅する乗算器ａ0と、乗算器ａ0の出力と後述の帰還信号ＦＢとを加算する加算器ＳＵＭ1と、夫々１サンプル遅延を有する複数個の遅延素子（ｚ-1）を有すると共に加算器ＳＵＭ1の出力を入力してシフトするシフトレジスタＳＲＧと、各遅延素子（ｚ-1）の出力にフィルタ係数を乗算する乗算器ｂ0〜ｂnと、乗算器ｂ0〜ｂnの出力を加算することで帰還信号ＦＢを生成する加算器ＳＵＭ2と、を具備して構成されている。
【０００７】
係数更新部ＯＰＲＴは、加算器ＳＵＭ1から出力される１サンプル遅延ずれたディジタルＩＦ信号Ｙ(t)とＹ(t-1)との２乗の平方根εを演算し、更に２乗の平方根εと所定の収束値Ｖthとの収束誤差Ｅrr(t)が０に収束することとなるように、乗算器ｂ0〜ｂnの各フィルタ係数を可変調整する。すなわち、次式（１）（２）で表される演算を行うことで、２乗の平方根εと収束誤差Ｅrr(t)を演算し、収束誤差Ｅrr(t)に基づいて乗算器ｂ0〜ｂnの各フィルタ係数を可変調整する。ここで、収束値Ｖthは、マルチパスフェーディングを効果的に除去するための固定値であり、実験等によって決められている。
【０００８】
【数１】
【０００９】
かかる構成によると、適応フィルタ４は、加算器ＳＵＭ1からマルチパスフェーディングを抑制したディジタルＩＦ信号Ｙを出力し、検波器５が検波することにより波形歪み等の少ない検波信号（ベースバンド信号）Ｓoutを出力する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来の無線受信機は、適応フィルタ４がＩＩＲ型ディジタルフィルタで形成されているため、マルチパスフェーディングを抑制するためには都合のよい構成となっている。すなわち、周波数選択性フェーディングであるマルチパスフェーディングは、直接波と反射波との干渉によるＡＭ成分がＦＭ波に生じることによるものであることから、直接波と反射波の比率が１対１の場合には、ＩＩＲ型ディジタルフィルタのインパルス応答が無限に続く。このことから、ＩＩＲ型ディジタルフィルタが効果的であり、マルチパスフェーディングが収束値Ｖthに収束することで、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）が一定に保たれて、マルチパスフェーディングを取り除くことができる。
【００１１】
ところが、フェーディングはマルチパスによるだけでなく、直接波それ自身の減衰に起因するフラットフェーディングも生じることから、このフラットフェーディングを無限長インパルス特性を有するＩＩＲ型ディジタルフィルタで除去しようとすると、係数更新部ＯＰＲＴで更新される乗算器ｂ0〜ｂnの各フィルタ係数が発散する場合があり、動作が不安定になるという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能な適応フィルタを備えた無線受信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、ＦＭ波の中間周波信号に含まれるフェーディングを抑制する無線受信機であって、前記中間周波信号から電界強度を測定し、該電界強度が所定の閾値より大きいときには第１判定結果、該電界強度が閾値より小さいときには第２判定結果を示す切換制御信号を発生する判定手段と、前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行い、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、ＦＩＲ型フィルタにより、前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う適応フィルタ手段と、前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号を出力し、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＦＩＲ型フィルタの出力信号を出力する切換手段と、を有し、前記ＩＩＲ型フィルタは、前記中間周波信号を入力する第１の加算器と、前記第１の加算器の出力を１サンプル遅延ずつ遅延させる偶数個の遅延素子と、前記第１の加算器の出力と前記各遅延素子の出力にフィルタ係数を乗算する複数の乗算器と、前記複数の乗算器の出力を加算して前記第１の加算器に帰還し前記中間周波信号と加算させる第２の加算器とを備え、前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号を、前記偶数個の遅延素子の中点の接続点にて生じさせること、を特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線受信機において、前記適応フィルタ手段は、前記ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＩＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＩＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整し、前記ＦＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＦＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＦＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整する係数更新手段を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態に係る無線受信機について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態の無線受信機の構成を表したブロック図である。
【００１６】
図２において、この無線受信機は、受信アンテナで受信される様々な放送波の中からＦＭ放送帯域のＲＦ信号を抽出し、局部発信周波数の局発信号とＲＦ信号とを混合することによって中間周波数のＩＦ信号を出力するフロントエンド６と、そのＩＦ信号を帯域制限して増幅することにより、希望波としてのＩＦ信号を出力するＩＦ増幅部７と、ＩＦ増幅部７から出力されるＩＦ信号をディジタルＩＦ信号Ｘにアナログディジタル変換するＡ／Ｄ変換器８と、適応フィルタ９、切替え部１０、検波器１１及び判定部１２を有して構成されている。
【００１７】
判定部１２は、ディジタルＩＦ信号Ｘから電界強度（Ｓメータ）を演算し、その演算した電界強度と所定の閾値ＴＨＤとを比較する。そして、電界強度が閾値ＴＨＤより大きいときには、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬ、電界強度が閾値ＴＨＤより小さいときには、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬを適応フィルタ９と切替え部１０に供給する。
【００１８】
切替え部１０は、判定部１２から第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９でフィルタリング処理された出力信号ＳIIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送し、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９でフィルタリング処理された出力信号ＳFIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送する。
【００１９】
適応フィルタ９は、ＩＩＲ型ディジタルフィルタと、ＦＩＲ型ディジタルフィルタと、これらのディジタルフィルタのフィルタ係数を調整する係数更新部とを有して構成されている。そして、適応フィルタ９は、判定部１２から第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してＩＩＲ型ディジタルフィルタによるフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理した出力信号ＳIIRを切替え部１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。一方、判定部１２から第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してＦＩＲ型ディジタルフィルタによるフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理した出力信号ＳFIRを切替え部１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。
【００２０】
更に、適応フィルタ９に設けられている上述の係数更新部が、切替え部１０の出力であるディジタルＩＦ信号Ｙの振幅変動（ディジタルＩＦ信号Ｙをアナログ信号とした場合の振幅変動）を検出し、その振幅変動が０に収束することとなるように、ＩＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数と、ＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数を可変調整する。
【００２１】
すなわち、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬに従って、ＩＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳIIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして切替え部１０から出力されると、上述の係数更新部は、そのディジタルＩＦ信号Ｙの振幅変動を検出し、その振幅変動が０に収束することとなるようにＩＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数を自動調整することにより、フェーディングを抑制した出力信号ＳIIRをＩＩＲ型ディジタルフィルタから出力させる。
【００２２】
一方、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬに従って、ＦＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳFIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして切替え部１０から出力されると、上述の係数更新部は、そのディジタルＩＦ信号Ｙの振幅変動を検出し、その振幅変動が０に収束することとなるようにＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数を自動調整することにより、フェーディングを抑制した出力信号ＳFIRをＦＩＲ型ディジタルフィルタから出力させる。
【００２３】
以上に説明したように、本実施形態の無線受信機は、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより大きいときには、適応フィルタ９内のＩＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部との処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳIIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給し、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより小さいときには、適応フィルタ９内のＦＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部との処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳFIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。
【００２４】
このことから、次の効果が得られる。すなわち、マルチパスフェーディングが生じる場合には、電界強度が大きくなることから、適応フィルタ９内のＩＩＲ型ディジタルフィルタよって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理が行われる。このため、直接波と反射波の比率が１対１となるようなマルチパスフェーディングが生じて、インパルス応答が無限に続くような場合でも、マルチパスフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号（ベースバンド）Ｓdetを生成することができる。
【００２５】
一方、フラットフェーディングが生じる場合には、電界強度が小さくなり、閾値ＴＨＤとの比較結果に基づいて、適応フィルタ９内のＦＩＲ型ディジタルフィルタが、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理を行う。このため、ＩＩＲ型ディジタルに較べて安定に動作するＦＩＲ型ディジタルフィルタによって、フラットフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号Ｓdetを生成することができる。
【００２６】
このように、本実施形態の無線受信機によれば、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能であり、受信品質の向上を図ることができるものである。
【実施例】
【００２７】
次に、より具体的な実施例について図３を参照して説明する。図３（ａ）は、本実施例の無線受信機の構成を表したブロック図であり、図２と同一又は相当する部分を同一符号で示している。図３（ｂ）は、適応フィルタの構成を表したブロック図である。
【００２８】
図３（ａ）において、この無線受信機は、選局回路６ａと周波数変換器６ｂを有するフロントエンド６から出力されるＩＦ信号を、ＩＦ増幅部７が帯域制限して増幅し、更にＡ／Ｄ変換器８がディジタルＩＦ信号Ｘにアナログディジタル変換して出力する。
【００２９】
判定部１２は、ディジタルＩＦ信号Ｘから電界強度（Ｓメータ）を演算する電界強度測定部１２ａと、電界強度測定部１２ａで演算された電界強度の値Ｓmtrと所定の閾値ＴＨＤとを比較して切替制御信号ＳＥＬを出力する比較回路１２ｂによって形成されている。すなわち、閾値ＴＨＤは、実験等によって、マルチパスフェーディングが生じるときの電界強度と、フラットフェーディングが生じるときの電界強度との間の値に決められている。そして、比較回路１２ｂは、電界強度の値Ｓmtrが閾値ＴＨＤより大きいときには、第１判定結果を示す論理“Ｈ”となる切替制御信号ＳＥＬを出力し、電界強度の値Ｓmtrが閾値ＴＨＤより小さいときには、第２判定結果を示す論理“Ｌ”となる切替制御信号ＳＥＬを出力する。
【００３０】
切替回路１０は、切替制御信号ＳＥＬに従って切替え動作するアナログスイッチ等で形成されており、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９から出力される出力信号ＳIIＲをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送し、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９から出力される出力信号ＳFIＲをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送する。
【００３１】
適応フィルタ９は、図３（ｂ）に示す構成を有しており、電界強度測定回路１２ａと比較回路１２ｂとを有する判定部１２による制御の下で、入力されるディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理を行い、フェーディングを抑制した出力信号ＳIIR又はＳFIRを切替え回路１０を介して検波器１１に供給する。
【００３２】
すなわち、適応フィルタ９は、ディジタルＩＦ信号Ｘと後述のスイッチ回路ＳＷを介して供給される帰還信号ＦＢとを加算する加算器ＳＵＭ1と、夫々１サンプル遅延を有する複数個の遅延素子（ｚ-1）を有すると共に加算器ＳＵＭ1の出力を入力してシフトする複数段のシフトレジスタＳＲＧと、加算器ＳＵＭ1と各遅延素子（ｚ-1）の出力にフィルタ係数を乗算する複数個の乗算器ｂ0〜ｂ2nと、乗算器ｂ0〜ｂ2nの出力を加算することで出力信号ＳFIRを生成する加算器ＳＵＭ2と、係数更新部ＯＰＲＴとを具備して構成されている。
【００３３】
ここで、遅延素子（ｚ-1）の個数が２ｎ個（偶数個）である場合、乗算器ｂ0〜ｂ2nの個数は、２ｎ＋１個（奇数個）となる関係に設定されており、例えば遅延素子（ｚ-1）の個数が２８個、乗算器ｂ0〜ｂ2nの個数は２９となっている。
【００３４】
そして、ｎ番目の遅延素子（ｚ-1）とｎ＋１番目の遅延素子（ｚ-1）との接続点である中点ｎＴsから出力信号ＳIIRが出力される。
【００３５】
スイッチ回路ＳＷは、切替制御信号ＳＥＬに従って導通（オン）又は遮断（オフ）動作を行い、切替え回路１０が接点Ｐ1側に切替え接続されて、出力信号ＳIIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして出力されるのと同期して導通状態となり、加算器ＳＵＭ2の出力信号ＳFIRを帰還信号ＦＢとして加算器ＳＵＭ1に供給することにより、加算器ＳＵＭ1においてその帰還信号ＦＢとディジタルＩＦ信号Ｘとを加算させ、加算結果をシフトレジスタＳＲＧ側へ出力させる。
【００３６】
一方、切替え回路１０が接点Ｐ2側に切替え接続されて、出力信号ＳFIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして出力されるのと同期してスイッチ回路ＳＷは遮断状態となり、帰還信号ＦＢを加算器ＳＵＭ1に供給しないように動作する。これにより、加算器ＳＵＭ1は、入力されるディジタルＩＦ信号ＸをそのままシフトレジスタＳＲＧ側へ出力することとなる。
【００３７】
そして、スイッチ回路ＳＷが導通状態となった場合、ディジタルＩＦ信号Ｘに対する出力信号ＳIIRの伝達関数をｚ変換表記で表すと、次式（３）で表され、ＩＩＲディジタルフィルタが実現される。なお、ＩＩＲディジタルフィルタが実現される場合には、係数更新部ＯＰＲＴによって、乗算器ｂ0のフィルタ係数が０に設定される。
【００３８】
【数２】
【００３９】
また、スイッチ回路ＳＷが遮断状態となった場合、ディジタルＩＦ信号Ｘに対する出力信号ＳFIRの伝達関数をｚ変換表記で表すと、次式（４）で表され、ＦＩＲディジタルフィルタが実現される。
【００４０】
【数３】
【００４１】
係数更新部ＯＰＲＴは、切替制御信号ＳＥＬと、切替え回路１０の出力であるディジタルＩＦ信号Ｙと、加算器ＳＵＭ1の出力Ｘ0とシフトレジスタＳＲＧの各遅延素子（ｚ-1）の出力Ｘ1〜Ｘ2nとを入力する。
【００４２】
そして、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ＩＩＲ型ディジタルフィルタの中点ｎＴsから出力される出力信号ＳIIRがディジタルＩＦ信号Ｙとなって供給される１サンプル遅延ずれたディジタルＩＦ信号Ｙ(t)とＹ(t-1)と所定の収束値Ｖthに基づいて、次式（５）（６）で表される２乗の平方根εと収束誤差Ｅrr(t)を演算し、更に、収束誤差Ｅrr(t)と各遅延素子（ｚ-1）の出力Ｘ1〜Ｘ2nとに基づいて、次式（７）で表される演算処理を行うことで、各乗算器ｂ1〜ｂ2nのフィルタ係数を算出して調整する。
【００４３】
ただし、各乗算器ｂ0のフィルタ係数は０にする。また、係数αは、フェーディングを収束させるための係数であり、係数αの値を調整すると、その収束速度を調整することができるようになっている。
【００４４】
【数４】
【００４５】
【数５】
【００４６】
このように、係数更新部ＯＰＲＴが各乗算器ｂ0，ｂ1〜ｂ2nのフィルタ係数を自動調整すると、ディジタルＩＦ信号Ｘに生じていたマルチパスフェーディングがＩＩＲ型ディジタルフィルタによって抑制され、その出力信号ＳIIRが切替え回路１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給され、波形歪等の低減された検波信号Ｓdetが生成される。
【００４７】
また、係数更新部ＯＰＲＴは、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ＦＩＲ型ディジタルフィルタの加算器ＳＵＭ2から出力される出力信号ＳFIRがディジタルＩＦ信号Ｙとなって供給される１サンプル遅延ずれたディジタルＩＦ信号Ｙ(t)とＹ(t-1)と所定の収束値Ｖthに基づいて、上記式（５）（６）で表される２乗の平方根εと収束誤差Ｅrr(t)を演算し、更に、収束誤差Ｅrr(t)と加算器ＳＵＭ1の出力Ｘ0と各遅延素子（ｚ-1）の出力Ｘ1〜Ｘ2nとに基づいて、上記式（７）で表される演算処理を行うことで、各乗算器ｂ0〜ｂ2nのフィルタ係数を算出して調整する。
【００４８】
このように、係数更新部ＯＰＲＴが各乗算器ｂ0〜ｂ2nのフィルタ係数を自動調整すると、ディジタルＩＦ信号Ｘに生じていたフラットフェーディングがＦＩＲ型ディジタルフィルタによって抑制され、その出力信号ＳFIRが切替え回路１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給され、波形歪等の低減された検波信号Ｓdetが生成される。
【００４９】
以上に説明したように、本実施例の無線受信機は、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより大きいときには、適応フィルタ９内に形成されるＩＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部ＯＰＲＴとの処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳIIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給し、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより小さいときには、適応フィルタ９内に形成されるＦＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部ＯＰＲＴとの処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳFIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。
【００５０】
このことから、次の効果が得られる。すなわち、マルチパスフェーディングが生じる場合には、電界強度が大きくなることから、適応フィルタ９内のＩＩＲ型ディジタルフィルタよって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理が行われる。このため、直接波と反射波の比率が１対１となるようなマルチパスフェーディングが生じて、インパルス応答が無限に続くような場合でも、マルチパスフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号（ベースバンド）Ｓdetを生成することができる。
【００５１】
一方、フラットフェーディングが生じる場合には、電界強度が小さくなり、閾値ＴＨＤとの比較結果に基づいて、適応フィルタ９内のＦＩＲ型ディジタルフィルタが、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理を行う。このため、ＩＩＲ型ディジタルに較べて安定に動作するＦＩＲ型ディジタルフィルタによって、フラットフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号Ｓdetを生成することができる。
【００５２】
このように、本実施形態の無線受信機によれば、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能であり、受信品質の向上を図ることができるものである。
【００５３】
更に、ＩＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳIIRがシフトレジスタＳＲＱの中点ｎＴsから出力され、ＦＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳFIRが加算器ＳＵＭ2から出力されるため、出力信号ＳIIRのインパルスレスポンスと出力信号ＳFIRのインパルスレスポンスとの位相が一致することとなる。このため、切替制御信号ＳＥＬに従って切替え回路１０が切替え動作しても、出力信号ＳIIRから出力信号ＳFIRへの切替え時と、出力信号ＳFIRから出力信号ＳIIRへの切替え時において、各出力信号が連続的に切り替わり、歪みのないディジタルＩＦ信号Ｙを検波器１１に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】 従来の無線受信機の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】 本発明の実施形態に係る無線受信機の構成を表したブロック図である。
【図３】 実施例の無線受信機の構成を表したブロック図である。
【符号の説明】
９…適応フィルタ
１０…切替え部
１２…判定部
ＳＵＭ1…加算器
ＳＵＭ2…加算器
ｚ-1 …遅延素子
ｂ0〜ｂ2n…乗算器
ＯＰＲＴ…係数更新部
【発明の名称】無線受信機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングの影響を抑制する適応フィルタを備えた無線受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＭ放送に使用されているＶＨＦ帯の電波は、建造物等によって反射されると直接波と反射波が受信機に加わり、いわゆるマルチパスとなる。このマルチパスが生じると、ＦＭ波に直接波と反射波との干渉によるマルチパスフェーディング（マルチパス歪）が発生し、受信品質を劣化させる。特に、自動車に搭載される車載型無線受信機や携帯型無線受信機等の移動体無線受信機では、マルチパスの影響を受けやすい環境で使用されることから、マルチパス歪の影響を抑制し、受信品質の劣化を防止することが極めて重要となっている。
【０００３】
そこで、従来、図１（ａ）に示すような、マルチパスフェーディングを抑制する適応フィルタを備えた無線受信機が提案されている。
【０００４】
図１（ａ）に示す従来の無線受信機は、フロントエンド１で周波数変換された中間周波信号（ＩＦ信号）をＩＦ増幅部２で帯域制限及び増幅した後、Ａ／Ｄ変換器３でディジタルＩＦ信号Ｘにアナログディジタル変換し、更に適応フィルタ４でディジタルＩＦ信号Ｘに適応処理を施すことで、マルチパスフェーディングを抑制したディジタルＩＦ信号Ｙを生成して、検波器５で検波するようになっている。
【０００５】
ここで、適応フィルタ４は、図１（ｂ）に示すように、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してフィルタ処理を行うＩＩＲ型ディジタルフィルタと、マルチパスフェーディングを抑制すべくＩＩＲ型ディジタルフィルタのタップ係数（フィルタ係数）を可変調整する係数更新部ＯＰＲＴを有して構成されている。
【０００６】
すなわち、ＩＩＲ型ディジタルフィルタは、ディジタルＩＦ信号Ｘを増幅する乗算器ａ0と、乗算器ａ0の出力と後述の帰還信号ＦＢとを加算する加算器ＳＵＭ1と、夫々１サンプル遅延を有する複数個の遅延素子（ｚ-1）を有すると共に加算器ＳＵＭ1の出力を入力してシフトするシフトレジスタＳＲＧと、各遅延素子（ｚ-1）の出力にフィルタ係数を乗算する乗算器ｂ0〜ｂnと、乗算器ｂ0〜ｂnの出力を加算することで帰還信号ＦＢを生成する加算器ＳＵＭ2と、を具備して構成されている。
【０００７】
係数更新部ＯＰＲＴは、加算器ＳＵＭ1から出力される１サンプル遅延ずれたディジタルＩＦ信号Ｙ(t)とＹ(t-1)との２乗の平方根εを演算し、更に２乗の平方根εと所定の収束値Ｖthとの収束誤差Ｅrr(t)が０に収束することとなるように、乗算器ｂ0〜ｂnの各フィルタ係数を可変調整する。すなわち、次式（１）（２）で表される演算を行うことで、２乗の平方根εと収束誤差Ｅrr(t)を演算し、収束誤差Ｅrr(t)に基づいて乗算器ｂ0〜ｂnの各フィルタ係数を可変調整する。ここで、収束値Ｖthは、マルチパスフェーディングを効果的に除去するための固定値であり、実験等によって決められている。
【０００８】
【数１】
かかる構成によると、適応フィルタ４は、加算器ＳＵＭ1からマルチパスフェーディングを抑制したディジタルＩＦ信号Ｙを出力し、検波器５が検波することにより波形歪み等の少ない検波信号（ベースバンド信号）Ｓoutを出力する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来の無線受信機は、適応フィルタ４がＩＩＲ型ディジタルフィルタで形成されているため、マルチパスフェーディングを抑制するためには都合のよい構成となっている。すなわち、周波数選択性フェーディングであるマルチパスフェーディングは、直接波と反射波との干渉によるＡＭ成分がＦＭ波に生じることによるものであることから、直接波と反射波の比率が１対１の場合には、ＩＩＲ型ディジタルフィルタのインパルス応答が無限に続く。このことから、ＩＩＲ型ディジタルフィルタが効果的であり、マルチパスフェーディングが収束値Ｖthに収束することで、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）が一定に保たれて、マルチパスフェーディングを取り除くことができる。
【００１１】
ところが、フェーディングはマルチパスによるだけでなく、直接波それ自身の減衰に起因するフラットフェーディングも生じることから、このフラットフェーディングを無限長インパルス特性を有するＩＩＲ型ディジタルフィルタで除去しようとすると、係数更新部ＯＰＲＴで更新される乗算器ｂ0〜ｂnの各フィルタ係数が発散する場合があり、動作が不安定になるという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能な適応フィルタを備えた無線受信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、ＦＭ波の中間周波信号に含まれるフェーディングを抑制する無線受信機であって、前記中間周波信号から電界強度を測定し、該電界強度が所定の閾値より大きいときには第１判定結果、該電界強度が閾値より小さいときには第２判定結果を示す切換制御信号を発生する判定手段と、前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行い、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、ＦＩＲ型フィルタにより、前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う適応フィルタ手段と、前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号を出力し、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＦＩＲ型フィルタの出力信号を出力する切換手段と、を有し、前記ＩＩＲ型フィルタは、前記中間周波信号を入力する第１の加算器と、前記第１の加算器の出力を１サンプル遅延ずつ遅延させる偶数個の遅延素子と、前記第１の加算器の出力と前記各遅延素子の出力にフィルタ係数を乗算する複数の乗算器と、前記複数の乗算器の出力を加算して前記第１の加算器に帰還し前記中間周波信号と加算させる第２の加算器とを備え、前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号を、前記偶数個の遅延素子の中点の接続点にて生じさせること、を特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線受信機において、前記適応フィルタ手段は、前記ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＩＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＩＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整し、前記ＦＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＦＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＦＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整する係数更新手段を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態に係る無線受信機について、図２を参照して説明する。図２は、本実施形態の無線受信機の構成を表したブロック図である。
【００１６】
図２において、この無線受信機は、受信アンテナで受信される様々な放送波の中からＦＭ放送帯域のＲＦ信号を抽出し、局部発信周波数の局発信号とＲＦ信号とを混合することによって中間周波数のＩＦ信号を出力するフロントエンド６と、そのＩＦ信号を帯域制限して増幅することにより、希望波としてのＩＦ信号を出力するＩＦ増幅部７と、ＩＦ増幅部７から出力されるＩＦ信号をディジタルＩＦ信号Ｘにアナログディジタル変換するＡ／Ｄ変換器８と、適応フィルタ９、切替え部１０、検波器１１及び判定部１２を有して構成されている。
【００１７】
判定部１２は、ディジタルＩＦ信号Ｘから電界強度（Ｓメータ）を演算し、その演算した電界強度と所定の閾値ＴＨＤとを比較する。そして、電界強度が閾値ＴＨＤより大きいときには、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬ、電界強度が閾値ＴＨＤより小さいときには、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬを適応フィルタ９と切替え部１０に供給する。
【００１８】
切替え部１０は、判定部１２から第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９でフィルタリング処理された出力信号ＳIIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送し、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９でフィルタリング処理された出力信号ＳFIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送する。
【００１９】
適応フィルタ９は、ＩＩＲ型ディジタルフィルタと、ＦＩＲ型ディジタルフィルタと、これらのディジタルフィルタのフィルタ係数を調整する係数更新部とを有して構成されている。そして、適応フィルタ９は、判定部１２から第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してＩＩＲ型ディジタルフィルタによるフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理した出力信号ＳIIRを切替え部１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。一方、判定部１２から第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してＦＩＲ型ディジタルフィルタによるフィルタリング処理を行い、フィルタリング処理した出力信号ＳFIRを切替え部１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。
【００２０】
更に、適応フィルタ９に設けられている上述の係数更新部が、切替え部１０の出力であるディジタルＩＦ信号Ｙの振幅変動（ディジタルＩＦ信号Ｙをアナログ信号とした場合の振幅変動）を検出し、その振幅変動が０に収束することとなるように、ＩＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数と、ＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数を可変調整する。
【００２１】
すなわち、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬに従って、ＩＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳIIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして切替え部１０から出力されると、上述の係数更新部は、そのディジタルＩＦ信号Ｙの振幅変動を検出し、その振幅変動が０に収束することとなるようにＩＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数を自動調整することにより、フェーディングを抑制した出力信号ＳIIRをＩＩＲ型ディジタルフィルタから出力させる。
【００２２】
一方、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬに従って、ＦＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳFIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして切替え部１０から出力されると、上述の係数更新部は、そのディジタルＩＦ信号Ｙの振幅変動を検出し、その振幅変動が０に収束することとなるようにＦＩＲ型ディジタルフィルタのフィルタ係数を自動調整することにより、フェーディングを抑制した出力信号ＳFIRをＦＩＲ型ディジタルフィルタから出力させる。
【００２３】
以上に説明したように、本実施形態の無線受信機は、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより大きいときには、適応フィルタ９内のＩＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部との処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳIIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給し、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより小さいときには、適応フィルタ９内のＦＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部との処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳFIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。
【００２４】
このことから、次の効果が得られる。すなわち、マルチパスフェーディングが生じる場合には、電界強度が大きくなることから、適応フィルタ９内のＩＩＲ型ディジタルフィルタよって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理が行われる。このため、直接波と反射波の比率が１対１となるようなマルチパスフェーディングが生じて、インパルス応答が無限に続くような場合でも、マルチパスフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号（ベースバンド）Ｓdetを生成することができる。
【００２５】
一方、フラットフェーディングが生じる場合には、電界強度が小さくなり、閾値ＴＨＤとの比較結果に基づいて、適応フィルタ９内のＦＩＲ型ディジタルフィルタが、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理を行う。このため、ＩＩＲ型ディジタルに較べて安定に動作するＦＩＲ型ディジタルフィルタによって、フラットフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号Ｓdetを生成することができる。
【００２６】
このように、本実施形態の無線受信機によれば、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能であり、受信品質の向上を図ることができるものである。
【実施例】
【００２７】
次に、より具体的な実施例について図３を参照して説明する。図３（ａ）は、本実施例の無線受信機の構成を表したブロック図であり、図２と同一又は相当する部分を同一符号で示している。図３（ｂ）は、適応フィルタの構成を表したブロック図である。
【００２８】
図３（ａ）において、この無線受信機は、選局回路６ａと周波数変換器６ｂを有するフロントエンド６から出力されるＩＦ信号を、ＩＦ増幅部７が帯域制限して増幅し、更にＡ／Ｄ変換器８がディジタルＩＦ信号Ｘにアナログディジタル変換して出力する。
【００２９】
判定部１２は、ディジタルＩＦ信号Ｘから電界強度（Ｓメータ）を演算する電界強度測定部１２ａと、電界強度測定部１２ａで演算された電界強度の値Ｓmtrと所定の閾値ＴＨＤとを比較して切替制御信号ＳＥＬを出力する比較回路１２ｂによって形成されている。すなわち、閾値ＴＨＤは、実験等によって、マルチパスフェーディングが生じるときの電界強度と、フラットフェーディングが生じるときの電界強度との間の値に決められている。そして、比較回路１２ｂは、電界強度の値Ｓmtrが閾値ＴＨＤより大きいときには、第１判定結果を示す論理“Ｈ”となる切替制御信号ＳＥＬを出力し、電界強度の値Ｓmtrが閾値ＴＨＤより小さいときには、第２判定結果を示す論理“Ｌ”となる切替制御信号ＳＥＬを出力する。
【００３０】
切替回路１０は、切替制御信号ＳＥＬに従って切替え動作するアナログスイッチ等で形成されており、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９から出力される出力信号ＳIIＲをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送し、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、適応フィルタ９から出力される出力信号ＳFIＲをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に転送する。
【００３１】
適応フィルタ９は、図３（ｂ）に示す構成を有しており、電界強度測定回路１２ａと比較回路１２ｂとを有する判定部１２による制御の下で、入力されるディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理を行い、フェーディングを抑制した出力信号ＳIIR又はＳFIRを切替え回路１０を介して検波器１１に供給する。
【００３２】
すなわち、適応フィルタ９は、ディジタルＩＦ信号Ｘと後述のスイッチ回路ＳＷを介して供給される帰還信号ＦＢとを加算する加算器ＳＵＭ1と、夫々１サンプル遅延を有する複数個の遅延素子（ｚ-1）を有すると共に加算器ＳＵＭ1の出力を入力してシフトする複数段のシフトレジスタＳＲＧと、加算器ＳＵＭ1と各遅延素子（ｚ-1）の出力にフィルタ係数を乗算する複数個の乗算器ｂ0〜ｂ2nと、乗算器ｂ0〜ｂ2nの出力を加算することで出力信号ＳFIRを生成する加算器ＳＵＭ2と、係数更新部ＯＰＲＴとを具備して構成されている。
【００３３】
ここで、遅延素子（ｚ-1）の個数が２ｎ個（偶数個）である場合、乗算器ｂ0〜ｂ2nの個数は、２ｎ＋１個（奇数個）となる関係に設定されており、例えば遅延素子（ｚ-1）の個数が２８個、乗算器ｂ0〜ｂ2nの個数は２９となっている。
【００３４】
そして、ｎ番目の遅延素子（ｚ-1）とｎ＋１番目の遅延素子（ｚ-1）との接続点である中点ｎＴsから出力信号ＳIIRが出力される。
【００３５】
スイッチ回路ＳＷは、切替制御信号ＳＥＬに従って導通（オン）又は遮断（オフ）動作を行い、切替え回路１０が接点Ｐ1側に切替え接続されて、出力信号ＳIIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして出力されるのと同期して導通状態となり、加算器ＳＵＭ2の出力信号ＳFIRを帰還信号ＦＢとして加算器ＳＵＭ1に供給することにより、加算器ＳＵＭ1においてその帰還信号ＦＢとディジタルＩＦ信号Ｘとを加算させ、加算結果をシフトレジスタＳＲＧ側へ出力させる。
【００３６】
一方、切替え回路１０が接点Ｐ2側に切替え接続されて、出力信号ＳFIRがディジタルＩＦ信号Ｙとして出力されるのと同期してスイッチ回路ＳＷは遮断状態となり、帰還信号ＦＢを加算器ＳＵＭ1に供給しないように動作する。これにより、加算器ＳＵＭ1は、入力されるディジタルＩＦ信号ＸをそのままシフトレジスタＳＲＧ側へ出力することとなる。
【００３７】
そして、スイッチ回路ＳＷが導通状態となった場合、ディジタルＩＦ信号Ｘに対する出力信号ＳIIRの伝達関数をｚ変換表記で表すと、次式（３）で表され、ＩＩＲディジタルフィルタが実現される。なお、ＩＩＲディジタルフィルタが実現される場合には、係数更新部ＯＰＲＴによって、乗算器ｂ0のフィルタ係数が０に設定される。
【００３８】
【数２】
また、スイッチ回路ＳＷが遮断状態となった場合、ディジタルＩＦ信号Ｘに対する出力信号ＳFIRの伝達関数をｚ変換表記で表すと、次式（４）で表され、ＦＩＲディジタルフィルタが実現される。
【００４０】
【数３】
係数更新部ＯＰＲＴは、切替制御信号ＳＥＬと、切替え回路１０の出力であるディジタルＩＦ信号Ｙと、加算器ＳＵＭ1の出力Ｘ0とシフトレジスタＳＲＧの各遅延素子（ｚ-1）の出力Ｘ1〜Ｘ2nとを入力する。
【００４２】
そして、第１判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ＩＩＲ型ディジタルフィルタの中点ｎＴsから出力される出力信号ＳIIRがディジタルＩＦ信号Ｙとなって供給される１サンプル遅延ずれたディジタルＩＦ信号Ｙ(t)とＹ(t-1)と所定の収束値Ｖthに基づいて、次式（５）（６）で表される２乗の平方根εと収束誤差Ｅrr(t)を演算し、更に、収束誤差Ｅrr(t)と各遅延素子（ｚ-1）の出力Ｘ1〜Ｘ2nとに基づいて、次式（７）で表される演算処理を行うことで、各乗算器ｂ1〜ｂ2nのフィルタ係数を算出して調整する。
【００４３】
ただし、各乗算器ｂ0のフィルタ係数は０にする。また、係数αは、フェーディングを収束させるための係数であり、係数αの値を調整すると、その収束速度を調整することができるようになっている。
【００４４】
【数４】
【数５】
このように、係数更新部ＯＰＲＴが各乗算器ｂ0，ｂ1〜ｂ2nのフィルタ係数を自動調整すると、ディジタルＩＦ信号Ｘに生じていたマルチパスフェーディングがＩＩＲ型ディジタルフィルタによって抑制され、その出力信号ＳIIRが切替え回路１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給され、波形歪等の低減された検波信号Ｓdetが生成される。
【００４７】
また、係数更新部ＯＰＲＴは、第２判定結果を示す切替制御信号ＳＥＬが供給されると、ＦＩＲ型ディジタルフィルタの加算器ＳＵＭ2から出力される出力信号ＳFIRがディジタルＩＦ信号Ｙとなって供給される１サンプル遅延ずれたディジタルＩＦ信号Ｙ(t)とＹ(t-1)と所定の収束値Ｖthに基づいて、上記式（５）（６）で表される２乗の平方根εと収束誤差Ｅrr(t)を演算し、更に、収束誤差Ｅrr(t)と加算器ＳＵＭ1の出力Ｘ0と各遅延素子（ｚ-1）の出力Ｘ1〜Ｘ2nとに基づいて、上記式（７）で表される演算処理を行うことで、各乗算器ｂ0〜ｂ2nのフィルタ係数を算出して調整する。
【００４８】
このように、係数更新部ＯＰＲＴが各乗算器ｂ0〜ｂ2nのフィルタ係数を自動調整すると、ディジタルＩＦ信号Ｘに生じていたフラットフェーディングがＦＩＲ型ディジタルフィルタによって抑制され、その出力信号ＳFIRが切替え回路１０を介して、ディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給され、波形歪等の低減された検波信号Ｓdetが生成される。
【００４９】
以上に説明したように、本実施例の無線受信機は、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより大きいときには、適応フィルタ９内に形成されるＩＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部ＯＰＲＴとの処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳIIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給し、電界強度が所定の閾値ＴＨＤより小さいときには、適応フィルタ９内に形成されるＦＩＲ型ディジタルフィルタと係数更新部ＯＰＲＴとの処理によって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対してディジタルフィルタリング処理を行って、フェーディングの影響を抑制した出力信号ＳFIRをディジタルＩＦ信号Ｙとして検波器１１に供給する。
【００５０】
このことから、次の効果が得られる。すなわち、マルチパスフェーディングが生じる場合には、電界強度が大きくなることから、適応フィルタ９内のＩＩＲ型ディジタルフィルタよって、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理が行われる。このため、直接波と反射波の比率が１対１となるようなマルチパスフェーディングが生じて、インパルス応答が無限に続くような場合でも、マルチパスフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号（ベースバンド）Ｓdetを生成することができる。
【００５１】
一方、フラットフェーディングが生じる場合には、電界強度が小さくなり、閾値ＴＨＤとの比較結果に基づいて、適応フィルタ９内のＦＩＲ型ディジタルフィルタが、ディジタルＩＦ信号Ｘに対するディジタルフィルタリング処理を行う。このため、ＩＩＲ型ディジタルに較べて安定に動作するＦＩＲ型ディジタルフィルタによって、フラットフェーディングを収束させることができ、ディジタルＩＦ信号Ｙの振幅（アナログＩＦ信号とした場合の振幅）を一定に保つことができることから、検波器１１がそのディジタルＩＦ信号ＹをＦＭ検波すると、波形歪等が抑制された検波信号Ｓdetを生成することができる。
【００５２】
このように、本実施形態の無線受信機によれば、マルチパスフェーディングとフラットフェーディングとの抑制を安定して行うことが可能であり、受信品質の向上を図ることができるものである。
【００５３】
更に、ＩＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳIIRがシフトレジスタＳＲＱの中点ｎＴsから出力され、ＦＩＲ型ディジタルフィルタでフィルタリング処理された出力信号ＳFIRが加算器ＳＵＭ2から出力されるため、出力信号ＳIIRのインパルスレスポンスと出力信号ＳFIRのインパルスレスポンスとの位相が一致することとなる。このため、切替制御信号ＳＥＬに従って切替え回路１０が切替え動作しても、出力信号ＳIIRから出力信号ＳFIRへの切替え時と、出力信号ＳFIRから出力信号ＳIIRへの切替え時において、各出力信号が連続的に切り替わり、歪みのないディジタルＩＦ信号Ｙを検波器１１に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】 従来の無線受信機の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】 本発明の実施形態に係る無線受信機の構成を表したブロック図である。
【図３】 実施例の無線受信機の構成を表したブロック図である。
【符号の説明】
９…適応フィルタ
１０…切替え部
１２…判定部
ＳＵＭ1…加算器
ＳＵＭ2…加算器
ｚ-1 …遅延素子
ｂ0〜ｂ2n…乗算器
ＯＰＲＴ…係数更新部
Claims (3)
- ＦＭ波の中間周波信号に含まれるフェーディングを抑制する無線受信機であって、
前記中間周波信号から電界強度を測定し、該電界強度が所定の閾値より大きいときには第１判定結果、該電界強度が閾値より小さいときには第２判定結果を示す切換制御信号を発生する判定手段と、
前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行い、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、ＦＩＲ型フィルタにより、前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う適応フィルタ手段と、
前記第１判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号を出力し、前記第２判定結果を示す切換制御信号に従って、前記ＦＩＲ型フィルタの出力信号を出力する切換手段と、
を有することを特徴とする無線受信機。 - 前記適応フィルタ手段は、前記ＩＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＩＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＩＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整し、前記ＦＩＲ型フィルタにより前記中間周波信号に対して適応的にフィルタリング処理を行う際、前記ＦＩＲ型フィルタの出力の変動を抑制すべく前記ＦＩＲ型フィルタのフィルタ係数を自動調整する係数更新手段を有することを特徴とする請求項１に記載の無線受信機。
- 前記ＩＩＲ型フィルタの出力信号は、前記ＩＩＲ型フィルタの中間タップの位置から出力されることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線受信機。
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