WO2019167362A1 - 受信機および受信方法 - Google Patents

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output signal
received signal
signal
noise
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Inventor
武志 珍田
Original Assignee
株式会社デンソーテン
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B14/00—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B14/002—Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of a carrier modulation
    • H04B14/004—Amplitude modulation

Definitions

  • the present invention relates to a receiver and a receiving method.
  • the I component is output as it is as an output signal (audio signal). Therefore, for example, when the phase variation is relatively large in the carrier wave of the received signal, the phase is not synchronized in the synchronous detection, and as a result, the sound quality of the output signal may be deteriorated.
  • the present invention has been made in view of the above, and is capable of removing noise while suppressing deterioration in sound quality of an output signal even when the phase variation in the carrier wave of the received signal is relatively large.
  • An object is to provide a receiver and a receiving method.
  • the present invention includes a synchronous detection unit, a removal unit, and an envelope detection unit in the receiver.
  • the synchronous detection unit generates an I component and a Q component by performing synchronous detection on the received signal.
  • the removal unit removes noise from the I component based on the Q component generated by the synchronous detection unit.
  • the envelope detector generates an output signal by performing envelope detection on the I component and the Q component from which noise has been removed by the removing unit.
  • the present invention it is possible to remove noise while suppressing deterioration of the sound quality of the output signal even when the phase variation in the carrier wave of the received signal is relatively large.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a reception method according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the receiver according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining reception processing of the receiver according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a receiver according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the Q component.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the spectrum intensity calculated by the detection unit.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the I component.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating switching of output signals in the switching unit.
  • FIG. 9 is a flowchart for describing switching of output signals in the reception processing according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a receiver according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating output signal switching and the like in the reception processing according to the third embodiment.
  • the receiver according to the first embodiment is a radio, for example, and receives an AM (Amplitude Modulation) modulated radio broadcast wave (hereinafter referred to as a received signal).
  • the receiver is not limited to a radio, and may be any communication device that can receive an AM-modulated signal.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a reception method according to the first embodiment.
  • the received signal is synchronously detected to generate an I component and a Q component (step S1).
  • the I component is a component in phase with the carrier wave of the received signal, and is a component mainly including an audio signal and noise.
  • the Q component is a component having a quadrature phase with respect to the carrier wave of the received signal, and is a component mainly including noise. As will be described later, when the phase variation of the received signal is relatively large, the Q component may not be synchronized in the phase in the synchronous detection, and may include an audio signal.
  • noise is removed from the I component based on the Q component subjected to synchronous detection (step S2).
  • the removal of noise will be described later with reference to FIG.
  • the I component is output as it is as an output signal (audio signal)
  • the sound quality of the output signal may be degraded. That is, for example, when the receiver is in a weak electric field area, or when receiving a radio re-broadcast in a tunnel that re-broadcasts a radio broadcast wave received from a broadcast station toward a closed space such as a tunnel,
  • the phase variation is relatively large and phase deviation is likely to occur.
  • the phase is not synchronized in the synchronous detection, and the sound quality of the output signal may be deteriorated.
  • the I component and Q component from which noise has been removed are subjected to envelope detection to generate an output signal (step S3) and output to an external device such as a speaker. It was made to be.
  • envelope detection is further performed after synchronous detection.
  • envelope detection not only the I component from which noise is removed but also the Q component are input to generate an output signal. Is done.
  • envelope detection compared to synchronous detection, it is not affected by the phase variation of the received signal.
  • the phase variation in the carrier wave of the received signal is relatively large, it is configured as described above. Even so, it is possible to remove noise while suppressing deterioration in sound quality of the output signal.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the receiver 1 according to the first embodiment.
  • the receiver 1 includes an RF (Radio Frequency) unit 2, a synchronous detection unit 3, an adaptive filter 4, and an envelope detection unit 5.
  • An antenna 10 is connected to the receiver 1.
  • the RF unit 2 performs processing such as quadrature demodulation on the received signal received via the antenna 10, separates the I component and the Q component, and outputs them to the synchronous detection unit 3 (in FIG. 2, the separated signals are separated). I component is indicated by “I0” and Q component is indicated by “Q0”).
  • the synchronous detection unit 3 performs synchronous detection on the I component and Q component output from the RF unit 2, and generates the synchronously detected I component and Q component.
  • the synchronous detection unit 3 outputs the generated I component and Q component to the adaptive filter 4 (in FIG. 2, the synchronously detected I component is indicated by “I1” and the Q component is indicated by “Q1”).
  • the adaptive filter 4 removes noise from the I component based on the Q component synchronously detected by the synchronous detector 3.
  • the adaptive filter 4 is, for example, a filter that self-adapts filter coefficients using an optimization algorithm called an LMS (Least Mean Square) algorithm.
  • the adaptive filter 4 detects noise from the Q component according to the LMS algorithm, and determines the filter coefficient so as to remove the detected noise. Then, the adaptive filter 4 removes noise included in the I component using a filter having the determined filter coefficient.
  • the adaptive filter 4 outputs the I component and Q component from which noise has been removed to the envelope detector 5 (in FIG. 2, the I component from which noise has been removed is indicated by “I2” and the Q component is indicated by “Q2”).
  • the adaptive filter 4 is an example of a removal unit.
  • the envelope detection unit 5 receives both the I component and the Q component from which noise has been removed by the adaptive filter 4, and detects the I component and the Q component by envelope detection. Specifically, the envelope detector 5 calculates the absolute value of the amplitude (for example, the square sum of the squares of the I and Q components (see S3 in FIG. 1)) based on the I component and the Q component, and a filter (for example, Envelope detection is performed by removing the carrier wave using a low-pass filter or a high-cut filter. Then, the envelope detection unit 5 generates an envelope detection signal obtained by envelope detection as an output signal, and outputs the output signal to an external device such as a speaker (not shown).
  • the envelope detection unit 5 generates an envelope detection signal obtained by envelope detection as an output signal, and outputs the output signal to an external device such as a speaker (not shown).
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining a reception process of the receiver 1 according to the first embodiment.
  • the receiver 1 generates I component and Q component by synchronously detecting the received signal (step S10).
  • the receiver 1 removes noise from the I component based on the Q component generated by synchronous detection (step S11).
  • the receiver 1 detects an I component and a Q component from which noise has been removed, and generates an output signal (step S12).
  • the receiver 1 includes the synchronous detection unit 3, the adaptive filter 4, and the envelope detection unit 5.
  • the synchronous detection unit 3 generates an I component and a Q component by performing synchronous detection on the received signal.
  • the adaptive filter 4 removes noise from the I component based on the Q component generated by the synchronous detection unit 3.
  • the envelope detection unit 5 generates an output signal by performing envelope detection on the I component and the Q component from which noise has been removed by the removal unit.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the receiver 1 according to the second embodiment.
  • envelope detector 5 of the first embodiment may be referred to as “first envelope detector 5” below in order to distinguish it from other envelope detectors.
  • the receiver 1 includes a second envelope detection unit in addition to the RF unit 2, the synchronous detection unit 3, the adaptive filter 4, and the first envelope detection unit 5. 6, a detection unit 7, and a switching unit 8.
  • the second envelope detector 6 generates an output signal by performing envelope detection on the received signal. Specifically, an I component I0 and a Q component Q0 obtained by separating the received signal in the RF unit 2 are input to the second envelope detector 6. The second envelope detector 6 generates an output signal by detecting the input I component I0 and Q component Q0, and outputs the output signal to the switching unit 8.
  • the output signal generated by the second envelope detector 6 may be referred to as “output signal A”.
  • the I component I2 from which noise has been removed by the adaptive filter 4 is output to the switching unit 8 as an output signal.
  • the output signal which is the I component I2 from which noise has been removed may be referred to as “output signal B”.
  • output signal generated by the first envelope detection unit 5 described in the first embodiment is output to the switching unit 8.
  • the output signal generated by the first envelope detector 5 may be referred to as “output signal C”.
  • the output signals A, B, and C are generated and output to the switching unit 8, and the switching unit 8 includes the output signals A, B, and C.
  • the output signal to be actually output can be switched from the above, which will be described later with reference to FIG.
  • the detecting unit 7 detects various states of the received signal used for the output signal switching process in the switching unit 8. For example, the detection unit 7 can detect the phase fluctuation state of the reception signal, the presence or absence of noise in the reception signal, and the presence or absence of overmodulation of the reception signal based on the outputs of the synchronous detection unit 3 and the adaptive filter 4. it can.
  • the Q component may include an audio signal because the phase is not synchronized in the synchronous detection.
  • the Q component which is a component mainly including noise, includes an audio signal
  • the variation amount of the Q component increases.
  • FIG. 5 is a diagram showing the Q component. As shown in FIG. 5, for example, when the variation amount of the Q component generated by the synchronous detection unit 3 is within a predetermined range, the detection unit 7 determines that the variation in the phase of the received signal is relatively small. Can be detected (see closed curve D).
  • the detection unit 7 can detect that the phase variation of the received signal is relatively large as a variation state.
  • the predetermined range described above is set to a value that can distinguish the variation in the phase of the received signal, but is not limited to this.
  • the detection unit 7 analyzes the frequency spectrum of the reception signal and detects the presence or absence of noise in the reception signal.
  • the noise detected here is beat noise of a specific frequency, for example, it is not limited to this.
  • the detection unit 7 performs the FFT (Fast Fourier Transform) processing on the received signal, thereby calculating the spectrum intensity at each frequency component.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the spectrum intensity calculated by the detection unit 7.
  • the detection unit 7 determines that there is noise in the reception signal when the spectrum intensity of the reception signal is asymmetric with respect to the carrier wave Ca, and determines that there is no noise in the reception signal when it is symmetric. it can.
  • the above-described processing for detecting the presence or absence of noise in the received signal is merely an example and is not limited.
  • the received signal for obtaining the frequency spectrum is a signal from the synchronous detection unit 3, but is not limited thereto.
  • the received signal for obtaining the frequency spectrum may be any signal as long as it can detect noise, such as a signal from the RF unit 2.
  • overmodulation is a state in which the modulation rate of a received signal that is a radio broadcast wave exceeds a specified value (specifically, 100%).
  • the detection unit 7 can detect the presence or absence of overmodulation of the received signal based on the I component I2 output from the adaptive filter 4.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the I component.
  • a received signal with a modulation rate of a specified value ie, 100%
  • an overmodulated received signal is indicated by a one-dot chain line.
  • the I component is set such that the level takes a positive value when the modulation rate is a specified value.
  • the level of the I component takes a negative value as shown by the closed curve E.
  • the detection unit 7 determines that the received signal is overmodulated when the I component takes a negative value, and determines that the received signal is not overmodulated when the I component does not take a negative value. be able to. Note that the above-described processing for detecting the presence or absence of overmodulation of the received signal is an example and is not limited to this.
  • the detection unit 7 configured as described above outputs a signal indicating the state of the detected reception signal to the switching unit 8.
  • the detection unit 7 detects the fluctuation state of the phase of the received signal, the presence / absence of noise in the received signal, and the presence / absence of overmodulation in the received signal. May be detected. Further, the detection unit 7 may detect the state of the received signal other than the fluctuation state of the phase of the received signal.
  • the switching unit 8 Based on the state of the received signal detected by the detection unit 7, the switching unit 8 includes an “output signal A” generated by the second envelope detection unit 6 and an I component from which noise has been removed by the adaptive filter 4. The output signal to be output is switched from a certain “output signal B” and “output signal C” generated by the first envelope detector 5.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining switching of output signals in the switching unit 8.
  • the output signals A, B, and C each have a state of a received signal that is not easily influenced, in other words, a state of a received signal that is superior to other output signals. Let me explain.
  • the “output signal A” generated by the second envelope detector 6 is an output signal that is dominant when the phase variation of the received signal is relatively large and when the received signal is overmodulated.
  • the “output signal B”, which is an I component from which noise has been removed by the adaptive filter 4, is an output signal that is dominant when there is noise in the received signal and when the received signal is overmodulated.
  • the “output signal C” generated by the first envelope detector 5 includes any of cases where the phase variation of the received signal is relatively large, noise in the received signal, and when the received signal is overmodulated. However, it is an output signal that is dominant.
  • the switching unit 8 when the detection unit 7 detects “phase fluctuation” indicating that the phase fluctuation of the received signal is relatively large, the switching unit 8 outputs the output signals A and B. , C, the output signal to be actually output can be switched to “output signal A” or “output signal C”.
  • output signals that can be switched and output by the switching unit 8 are indicated by circles, and other output signals, specifically output signals that are not output, are marked with a cross. This is indicated by a mark.
  • the switching unit 8 switches the output signal to be output from the output signals A, B, and C to “output signal B” or “output signal C”. be able to.
  • the switching unit 8 can switch the output signal to be output from all of the output signals A, B, and C.
  • the switching unit 8 switches the output signal to be output from the output signals A, B, and C to the “output signal C”. be able to.
  • the switching unit 8 selects an output signal to be output from among the output signals A, B, and C as “output signal A” or “ The output signal C ”can be switched.
  • the switching unit 8 selects an output signal to be output from the output signals A, B, and C as “output signal B” or “ The output signal C ”can be switched.
  • FIG. 9 is a flowchart for describing switching of output signals in the reception processing according to the second embodiment.
  • the receiver 1 generates the output signals A, B, and C described above (step S20). Next, the receiver 1 detects a state of the received signal such as a phase fluctuation state of the received signal (step S21).
  • the receiver 1 switches the output signal to be output from the output signals A, B, and C based on the state of the detected received signal (step S22).
  • the switching unit 8 includes the output signal A generated by the second envelope detection unit 6, the output signal B that is an I component from which noise is removed by the adaptive filter 4, and
  • the output signal output from the output signal C generated by the first envelope detector 5 is based on the phase fluctuation state of the received signal, the presence or absence of noise in the received signal, and the presence or absence of overmodulation of the received signal.
  • the second embodiment it is possible to output an output signal suitable for the state of the received signal. For example, even when the phase variation in the carrier wave of the received signal is relatively large, Noise can be removed while suppressing deterioration of the sound quality of the output signal.
  • the switching unit 8 switches the output signal to be output based on one or two of the phase fluctuation state of the received signal, the presence or absence of noise in the received signal, and the presence or absence of overmodulation of the received signal. It may be.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the receiver 1 according to the third embodiment.
  • the output signal A generated by the second envelope detector 6 and the output signal C generated by the first envelope detector 5. Is output to the switching unit 8. Then, the switching unit 8 switches the output signal to be output from the output signal A and the output signal C.
  • the output signal to be output is changed from the output signal C obtained through the adaptive filter 4 to the output signal A obtained without going through the adaptive filter 4. This can be switched, which will be described later.
  • the adaptive filter 4 detects noise from the Q component and performs a process of determining a filter coefficient so as to remove the detected noise.
  • the adaptive filter 4 repeats such processing to update the filter coefficient, so that the filter coefficient converges to an appropriate value.
  • the Q component may not be synchronized in phase in the synchronous detection, and may include an audio signal.
  • the adaptive filter 4 does not function normally, and the sound quality of the output signal may be deteriorated due to the audio signal being included in the Q component. Even under such circumstances, it is desirable to update the filter coefficient as much as possible to achieve convergence to an appropriate value of the filter coefficient.
  • the filter coefficient of the adaptive filter 4 is updated in accordance with the variation state of the phase of the received signal and the presence or absence of the audio signal included in the received signal. Therefore, the convergence to the appropriate value of the filter coefficient of the adaptive filter 4 can be aimed at.
  • the adaptive filter 4 updates the filter coefficient.
  • the adaptive filter 4 Update filter coefficients. That is, since the audio signal is not included in the Q component, the adaptive filter 4 can appropriately update the filter coefficient.
  • the adaptive filter 4 Do not update filter coefficients.
  • the audio signal is included in the Q component, by not updating the filter coefficient, it is possible to avoid the filter coefficient from converging to an inappropriate value, and to improve the sound quality of the output signal. The decrease can be suppressed.
  • the filter coefficient is not updated. If the filter coefficient is an abnormal value, the filter coefficient is converged to an appropriate value. It may take time.
  • the detection unit 7 determines whether or not the filter coefficient is equal to or greater than a predetermined value that is set in advance, and when it is determined that the filter coefficient is equal to or greater than the predetermined value, the fact is determined. Is notified to the switching unit 8.
  • the switching unit 8 switches the output signal to be output from the output signal C generated by the first envelope detection unit 5 to the output signal A generated by the second envelope detection unit 6. Like that.
  • the output signal to be output is switched from the output signal C obtained through the adaptive filter 4 to the output signal A obtained without going through the adaptive filter 4. Thereby, it can be avoided that the filter coefficient becomes an abnormal value for a long time.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating output signal switching and the like in the reception processing according to the third embodiment.
  • the receiver 1 generates the output signals A and C described above (step S30).
  • the receiver 1 detects the state of the received signal such as the phase fluctuation state of the received signal and the state of the adaptive filter 4 (step S31).
  • the receiver 1 updates the filter coefficient of the adaptive filter 4 based on the detected state of the received signal (step S32). Then, the receiver 1 switches the output signal to be output from the output signals A and C based on the detected state of the adaptive filter 4 (step S33).

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Abstract

受信信号の搬送波において位相の変動が比較的大きい場合であっても、出力信号の音質の低下を抑制しつつノイズを除去することを課題とする。かかる課題を解決するために、実施形態の一態様に係る受信機（１）においては、同期検波部（３）と、除去部（４）と、包絡線検波部（５）とを備える。同期検波部（３）は、受信信号を同期検波してＩ成分とＱ成分とを生成する。除去部（４）は、同期検波部（３）によって生成されたＱ成分に基づいてＩ成分からノイズを除去する。包絡線検波部（５）は、除去部（４）によってノイズが除去されたＩ成分とＱ成分とを包絡線検波して出力信号を生成する。

Description

受信機および受信方法
　本発明は、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）に対してノイズを除去する受信機が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。上記した受信機にあっては、例えば、ＡＭ変調された受信信号を同期検波することで、Ｉ成分（同相成分）およびＱ成分（直交成分）を生成し、Ｑ成分を用いてＩ成分からノイズを除去するように構成される。
特開２００７－２５１９０７号公報
　しかしながら、従来技術にあっては、Ｉ成分をそのまま出力信号（音声信号）として出力している。そのため、例えば受信信号の搬送波において位相の変動が比較的大きく位相ズレが生じているような場合、同期検波において位相の同期がとれず、結果として出力信号の音質の低下を招くことがあった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、受信信号の搬送波において位相の変動が比較的大きい場合であっても、出力信号の音質の低下を抑制しつつノイズを除去す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、本発明は、受信機において、同期検波部と、除去部と、包絡線検波部とを備える。同期検波部は、受信信号を同期検波してＩ成分とＱ成分とを生成する。除去部は、前記同期検波部によって生成された前記Ｑ成分に基づいて前記Ｉ成分からノイズを除去する。包絡線検波部は、前記除去部によってノイズが除去された前記Ｉ成分と前記Ｑ成分とを包絡線検波して出力信号を生成する。
　本発明によれば、受信信号の搬送波において位相の変動が比較的大きい場合であっても、出力信号の音質の低下を抑制しつつノイズを除去することができる。
図１は、第１の実施形態に係る受信方法の概要を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る受信機の構成例を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係る受信機の受信処理を説明するフローチャートである。 図４は、第２の実施形態に係る受信機の構成例を示すブロック図である。 図５は、Ｑ成分を示す図である。 図６は、検出部によって算出されたスペクトル強度の一例を示す図である。 図７は、Ｉ成分を示す図である。 図８は、切替部における出力信号の切り替えを説明する図である。 図９は、第２の実施形態に係る受信処理における出力信号の切り替えについて説明するフローチャートである。 図１０は、第３の実施形態に係る受信機の構成例を示すブロック図である。 図１１は、第３の実施形態に係る受信処理における出力信号の切り替えなどについて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。
（第１の実施形態）
　第１の実施形態に係る受信機は、例えばラジオであり、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。
　まず、図１を用いて、第１の実施形態に係る受信方法の概要について説明する。図１は、第１の実施形態に係る受信方法の概要を示す図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る受信方法にあっては、受信信号が受信されると、かかる受信信号は同期検波されてＩ成分とＱ成分とが生成される（ステップＳ１）。
　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。なお、Ｑ成分は、後述するように、受信信号の位相の変動が比較的大きい場合、同期検波において位相の同期がとれず、音声信号が含まれることがある。
　次に、同期検波されたＱ成分に基づいてＩ成分からノイズが除去される（ステップＳ２）。ノイズの除去については、図２を参照して後述する。
　ここで、従来技術にあっては、Ｉ成分をそのまま出力信号（音声信号）として出力しているため、出力信号の音質の低下を招くことがあった。すなわち、例えば受信機が、弱電界地域にある場合や、放送局から受信したラジオ放送波をトンネルなどの閉空間に向けて再放送する、いわゆるトンネル内ラジオ再放送を受信するような場合、受信信号の搬送波において位相の変動が比較的大きく位相ズレが生じ易い。かかる場合、受信機にあっては、同期検波において位相の同期がとれず、出力信号の音質の低下を招くことがあった。
　そこで、本実施形態にあっては、図１に示すように、ノイズが除去されたＩ成分およびＱ成分が包絡線検波されて出力信号が生成され（ステップＳ３）、スピーカ等の外部装置へ出力されるようにした。
　このように、本実施形態にあっては、同期検波後にさらに包絡線検波が行われ、かかる包絡線検波では、ノイズが除去されたＩ成分のみならず、Ｑ成分も入力されて出力信号が生成される。
　包絡線検波にあっては、同期検波に比べ、受信信号の位相変動の影響を受けないことから、上記のように構成することで、例えば、受信信号の搬送波において位相の変動が比較的大きい場合であっても、出力信号の音質の低下を抑制しつつノイズを除去することができる。
　次に、第１の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の実施形態に係る受信機１の構成例を示すブロック図である。
　図２に示すように、受信機１は、ＲＦ（Radio　Frequency）部２と、同期検波部３と、適応フィルタ４と、包絡線検波部５とを備える。また、受信機１には、アンテナ１０が接続される。
　ＲＦ部２は、アンテナ１０を介して受信された受信信号に直交復調等の処理を施して、Ｉ成分とＱ成分とを分離し、同期検波部３へ出力する（図２では、分離されたＩ成分を「Ｉ０」、Ｑ成分を「Ｑ０」で示す）。
　同期検波部３は、ＲＦ部２から出力されたＩ成分とＱ成分とを同期検波し、同期検波したＩ成分およびＱ成分を生成する。同期検波部３は、生成したＩ成分およびＱ成分を適応フィルタ４へ出力する（図２では、同期検波されたＩ成分を「Ｉ１」、Ｑ成分を「Ｑ１」で示す）。
　適応フィルタ４は、同期検波部３によって同期検波されたＱ成分に基づいてＩ成分からノイズを除去する。かかる適応フィルタ４は、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。
　従って、適応フィルタ４は、ＬＭＳアルゴリズムに従って、Ｑ成分からノイズを検出し、検出したノイズを除去するようにフィルタ係数を決定する。そして、適応フィルタ４は、決定したフィルタ係数のフィルタを用いて、Ｉ成分に含まれるノイズを除去する。
　適応フィルタ４は、ノイズを除去したＩ成分およびＱ成分を包絡線検波部５へ出力する（図２では、ノイズが除去されたＩ成分を「Ｉ２」、Ｑ成分を「Ｑ２」で示す）。なお、適応フィルタ４は、除去部の一例である。
　包絡線検波部５は、適応フィルタ４によってノイズが除去されたＩ成分およびＱ成分の両方が入力され、かかるＩ成分およびＱ成分を包絡線検波する。具体的には、包絡線検波部５は、Ｉ成分およびＱ成分に基づいて振幅の絶対値（例えばＩ，Ｑ成分の２乗和平方根（図１のＳ３参照））を演算し、フィルタ（例えばローパスフィルタやハイカットフィルタ）を用いて搬送波を除去する、包絡線検波を行う。そして、包絡線検波部５は、包絡線検波することで得られる包絡線検波信号を出力信号として生成し、図示しないスピーカ等の外部装置へ出力する。
　次に、第１の実施形態に係る受信機１の受信処理について図３を参照し説明する。図３は、第１の実施形態に係る受信機１の受信処理を説明するフローチャートである。
　図３に示すように受信機１は、受信された受信信号を同期検波してＩ成分、Ｑ成分を生成する（ステップＳ１０）。次いで、受信機１は、同期検波して生成されたＱ成分に基づいてＩ成分からノイズを除去する（ステップＳ１１）。
　そして、受信機１は、ノイズが除去されたＩ成分およびＱ成分を包絡線検波して出力信号を生成する（ステップＳ１２）。
　上述してきたように、第１の実施形態に係る受信機１は、同期検波部３と、適応フィルタ４と、包絡線検波部５とを備える。同期検波部３は、受信信号を同期検波してＩ成分とＱ成分とを生成する。適応フィルタ４は、同期検波部３によって生成されたＱ成分に基づいてＩ成分からノイズを除去する。包絡線検波部５は、除去部によってノイズが除去されたＩ成分とＱ成分とを包絡線検波して出力信号を生成する。これにより、受信信号の搬送波において位相の変動が比較的大きい場合であっても、出力信号の音質の低下を抑制しつつノイズを除去することができる。
（第２の実施形態）
　次いで、第２の実施形態に係る受信機１の構成について図４を参照しつつ説明する。図４は、第２の実施形態に係る受信機１の構成例を示すブロック図である。
　なお、以下においては、従前の実施形態と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、第１の実施形態の「包絡線検波部５」は、他の包絡線検波部と区別するため、以下では「第１包絡線検波部５」と記載する場合がある。
　図４に示すように、第２の実施形態に係る受信機１は、上記したＲＦ部２、同期検波部３、適応フィルタ４および第１包絡線検波部５に加え、第２包絡線検波部６と、検出部７と、切替部８と備える。
　第２包絡線検波部６は、受信信号を包絡線検波して出力信号を生成する。具体的に第２包絡線検波部６には、ＲＦ部２において受信信号を分離したＩ成分Ｉ０とＱ成分Ｑ０とが入力される。第２包絡線検波部６は、入力されたＩ成分Ｉ０およびＱ成分Ｑ０を包絡線検波して出力信号を生成し、切替部８へ出力する。なお、以下では、第２包絡線検波部６によって生成された出力信号を「出力信号Ａ」と記載する場合がある。
　また、第２の実施形態にあっては、適応フィルタ４によってノイズが除去されたＩ成分Ｉ２が出力信号として切替部８へ出力される。以下では、ノイズが除去されたＩ成分Ｉ２である出力信号を「出力信号Ｂ」と記載する場合がある。
　また、第１の実施形態において説明した、第１包絡線検波部５によって生成された出力信号は、切替部８へ出力される。第１包絡線検波部５によって生成された出力信号を「出力信号Ｃ」と記載する場合がある。
　このように、第２の実施形態に係る受信機１にあっては、出力信号Ａ，Ｂ，Ｃを生成して切替部８へ出力し、切替部８において出力信号Ａ，Ｂ，Ｃの中から実際に出力する出力信号を切り替えることができるが、これについては図８を用いて後述する。
　検出部７は、切替部８における出力信号の切替処理に用いられる、受信信号の各種の状態を検出する。例えば、検出部７は、同期検波部３や適応フィルタ４の出力に基づいて、受信信号の位相の変動状態、受信信号のノイズの有無、および、受信信号の過変調の有無を検出することができる。
　まず、受信信号の位相の変動状態を検出する処理について説明する。上記したように、Ｑ成分には、受信信号の位相の変動が比較的大きい場合、同期検波において位相の同期がとれず、音声信号が含まれることがある。主にノイズを含む成分であるＱ成分は、音声信号が含まれると、Ｑ成分の変動量が増加する。このように、受信信号の位相の変動状態とＱ成分の変動量とは、相関関係がある。
　図５は、Ｑ成分を示す図である。図５に示すように、検出部７は、例えば、同期検波部３によって生成されたＱ成分の変動量が所定範囲内である場合、受信信号の位相の変動が比較的小さいことを変動状態として検出することができる（閉曲線Ｄ参照）。
　他方、検出部７は、同期検波部３によって生成されたＱ成分の変動量が所定範囲外である場合、受信信号の位相の変動が比較的大きいことを変動状態として検出することができる。なお、上記した所定範囲は、受信信号の位相の変動が多寡を区別できる値に設定されるが、これに限定されるものではない。
　次いで、受信信号のノイズの有無を検出する処理について説明する。検出部７は、例えば、受信信号の周波数スペクトルを分析して、受信信号のノイズの有無を検出する。なお、ここで検出するノイズは、例えば特定の周波数のビートノイズであるが、これに限定されるものではない。
　詳しくは、検出部７は、受信信号に対して、ＦＦＴ（Fast　　Fourier　　Transform：高速フーリエ変換）処理を行うことで、各周波数成分におけるスペクトル強度を算出する。図６は、検出部７によって算出されたスペクトル強度の一例を示す図である。
　図６に示すように、受信信号のスペクトル強度は、搬送波Ｃａを基準として対称となるが、ノイズＮが含まれる場合、非対象となる。そこで、検出部７は、受信信号のスペクトル強度が搬送波Ｃａを基準として非対称である場合に受信信号にノイズがあると判定する一方、対称である場合に受信信号にノイズがないと判定することができる。
　なお、上記した受信信号のノイズの有無を検出する処理は、あくまでも例示であって限定されるものではない。また、上記において周波数スペクトルを求める受信信号は、同期検波部３からの信号とされるが、これに限られない。すなわち、周波数スペクトルを求める受信信号は、例えばＲＦ部２からの信号など、ノイズを検出できる信号であればどこの信号を用いてもよい。
　次いで、受信信号の過変調の有無を検出する処理について説明する。なお、過変調とは、ラジオ放送波たる受信信号の変調率が規定値（具体的には１００％）を超えた状態である。
　例えば、検出部７は、適応フィルタ４から出力されるＩ成分Ｉ２に基づいて、受信信号の過変調の有無を検出することができる。図７は、Ｉ成分を示す図である。なお、図７においては、変調率が規定値（すなわち１００％）の受信信号を実線で示し、過変調の受信信号を一点鎖線で示す。
　図７に示すように、Ｉ成分は、変調率が規定値のとき、レベルが正値をとるように設定される。これに対し、例えば受信信号が過変調である場合、Ｉ成分は、閉曲線Ｅで示すように、レベルが負値をとるようになる。
　そこで、検出部７は、Ｉ成分が負値をとるような場合、受信信号が過変調であると判定する一方、Ｉ成分が負値をとらない場合、受信信号は過変調ではないと判定することができる。なお、上記した受信信号の過変調の有無を検出する処理は、一例であってこれに限られない。
　上記のように構成された検出部７は、検出した受信信号の状態を示す信号を切替部８へ出力する。
　なお、上記では、検出部７は、受信信号の位相の変動状態、受信信号のノイズの有無、および、受信信号の過変調の有無を検出するようにしたが、これらのうち１つまたは２つを検出してもよい。また、検出部７は、受信信号の位相の変動状態等以外の、受信信号の状態を検出してもよい。
　切替部８は、検出部７によって検出された受信信号の状態に基づいて、第２包絡線検波部６によって生成された「出力信号Ａ」と、適応フィルタ４によってノイズが除去されたＩ成分である「出力信号Ｂ」と、第１包絡線検波部５によって生成された「出力信号Ｃ」との中から、出力する出力信号を切り替える。
　上記した出力信号の切り替えについて、図８を参照して説明する。図８は、切替部８における出力信号の切り替えを説明する図である。
　図８の説明に入る前に、出力信号Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ影響を受けにくい受信信号の状態、言い換えると、他の出力信号より優位となる受信信号の状態があることから、それについて説明しておく。
　第２包絡線検波部６によって生成された「出力信号Ａ」は、受信信号の位相の変動が比較的大きい場合、および、受信信号が過変調である場合に優位となる出力信号である。
　適応フィルタ４によってノイズが除去されたＩ成分である「出力信号Ｂ」は、受信信号にノイズがある場合、および、受信信号が過変調である場合に優位となる出力信号である。
　第１包絡線検波部５によって生成された「出力信号Ｃ」は、受信信号の位相の変動が比較的大きい場合、受信信号にノイズがある場合、および、受信信号が過変調である場合のいずれでも優位となる出力信号である。
　上記を踏まえて図８を説明すると、例えば、検出部７において、受信信号の位相の変動が比較的大きいことを示す「位相変動」が検出された場合、切替部８は、出力信号Ａ，Ｂ，Ｃの中から、実際に出力する出力信号を「出力信号Ａ」または「出力信号Ｃ」に切り替えることができる。なお、図８では、出力信号Ａ，Ｂ，Ｃの中から、切替部８が切り替えて出力することのできる出力信号を丸印で示し、それ以外の出力信号、詳しくは出力しない出力信号をバツ印で示している。
　また、検出部７において「ビートノイズ」が検出された場合、切替部８は、出力信号Ａ，Ｂ，Ｃの中から、出力する出力信号を「出力信号Ｂ」または「出力信号Ｃ」に切り替えることができる。
　また、検出部７において「過変調」が検出された場合、切替部８は、出力信号Ａ，Ｂ，Ｃの全ての中から、出力する出力信号を切り替えることができる。
　また、検出部７において「位相変動」と「ビートノイズ」とが検出された場合、切替部８は、出力信号Ａ，Ｂ，Ｃの中から、出力する出力信号を「出力信号Ｃ」に切り替えることができる。
　また、検出部７において「位相変動」と「過変調」とが検出された場合、切替部８は、出力信号Ａ，Ｂ，Ｃの中から、出力する出力信号を「出力信号Ａ」または「出力信号Ｃ」に切り替えることができる。
　また、検出部７において「ビートノイズ」と「過変調」とが検出された場合、切替部８は、出力信号Ａ，Ｂ，Ｃの中から、出力する出力信号を「出力信号Ｂ」または「出力信号Ｃ」に切り替えることができる。
　次に、第２の実施形態に係る受信処理における出力信号の切り替えについて図９を参照し説明する。図９は、第２の実施形態に係る受信処理における出力信号の切り替えについて説明するフローチャートである。
　図９に示すように、受信機１は、上記した出力信号Ａ，Ｂ，Ｃを生成する（ステップＳ２０）。次いで、受信機１は、受信信号の位相の変動状態などの受信信号の状態を検出する（ステップＳ２１）。
　そして、受信機１は、出力信号Ａ，Ｂ，Ｃの中から、検出された受信信号の状態に基づいて、出力する出力信号を切り替える（ステップＳ２２）。
　このように、第２の実施形態に係る切替部８は、第２包絡線検波部６によって生成された出力信号Ａと、適応フィルタ４によってノイズが除去されたＩ成分である出力信号Ｂと、第１包絡線検波部５によって生成された出力信号Ｃとの中から出力する出力信号を、受信信号の位相の変動状態、受信信号のノイズの有無、および、受信信号の過変調の有無に基づいて切り替えるようにした。
　これにより、第２の実施形態にあっては、受信信号の状態に適した出力信号を出力することが可能となり、例えば、受信信号の搬送波において位相の変動が比較的大きい場合であっても、出力信号の音質の低下を抑制しつつノイズを除去することができる。
　なお、切替部８は、受信信号の位相の変動状態、受信信号のノイズの有無、および、受信信号の過変調の有無のうちの一つまたは２つに基づいて、出力する出力信号を切り替えるようにしてもよい。
（第３の実施形態）
　次いで、第３の実施形態に係る受信機１の構成について図１０を参照しつつ説明する。図１０は、第３の実施形態に係る受信機１の構成例を示すブロック図である。
　図１０に示すように、第３の実施形態に係る受信機１においては、第２包絡線検波部６によって生成された出力信号Ａと、第１包絡線検波部５によって生成された出力信号Ｃが切替部８へ出力される。そして、切替部８は、出力信号Ａおよび出力信号Ｃの中から、出力する出力信号を切り替えるようにした。
　これにより、例えば適応フィルタ４において異常が生じている場合に、出力する出力信号を、適応フィルタ４を経由して得られる出力信号Ｃから、適応フィルタ４を経由せずに得られる出力信号Ａへ切り替えることが可能になるが、これについては後述する。
　ここで、適応フィルタ４は、上記したように、Ｑ成分からノイズを検出し、検出したノイズを除去するようにフィルタ係数を決定する処理を行う。また、適応フィルタ４は、かかる処理を繰り返してフィルタ係数を更新していき、よってフィルタ係数は適切な値へ収束していく。
　しかしながら、上記したように、Ｑ成分には、受信信号の位相の変動が比較的大きい場合、同期検波において位相の同期がとれず、音声信号が含まれる場合がある。かかる場合、適応フィルタ４は正常に機能せず、Ｑ成分に音声信号が含まれることに起因する出力信号の音質の低下を招くことがあった。このような状況下でも、フィルタ係数を可能な限り更新して、フィルタ係数の適切な値への収束を図ることが望ましい。
　そこで、第３の実施形態にあっては、受信信号の位相の変動状態、および、受信信号に含まれる音声信号の有無に応じて、適応フィルタ４のフィルタ係数を更新するようにした。これにより、適応フィルタ４のフィルタ係数の適切な値への収束を図ることができる。
　例えば、検出部７が、同期検波部３によって生成されたＱ成分の変動量が所定範囲内であることを検出した場合（図５の閉曲線Ｄ参照）、受信信号の位相の変動が比較的小さいことから、適応フィルタ４は、フィルタ係数を更新する。
　これにより、適応フィルタ４のフィルタ係数の適切な値への収束を図ることができる。すなわち、受信信号の位相の変動が比較的小さい場合は、同期検波において同期がとれているため、仮にＱ成分に音声信号が含まれる場合であっても、フィルタ係数を適切に更新することができる。
　また、例えば、検出部７が、同期検波部３によって生成されたＱ成分の変動量が所定範囲外であり、かつ、受信信号に音声信号が含まれないことを検出した場合、適応フィルタ４は、フィルタ係数を更新する。すなわち、Ｑ成分に音声信号が含まれていないことから、適応フィルタ４は、フィルタ係数を適切に更新することができる。
　また、例えば、検出部７が、同期検波部３によって生成されたＱ成分の変動量が所定範囲外であり、かつ、受信信号に音声信号が含まれることを検出した場合、適応フィルタ４は、フィルタ係数を更新しない。すなわち、Ｑ成分に音声信号が含まれていることから、フィルタ係数の更新を行わないようにすることで、フィルタ係数が不適な値へ収束することを回避することができ、出力信号の音質の低下を抑制することができる。
　上記のように、受信信号に音声信号が含まれる場合にフィルタ係数の更新を行わないように構成すると、仮にフィルタ係数が異常な値であった場合、フィルタ係数が適切な値に収束するまでに時間を要する場合がある。
　そこで、第３の実施形態では、検出部７は、フィルタ係数が予め設定された所定値以上になったか否かを判定するとともに、フィルタ係数が所定値以上になったと判定されたとき、その旨を切替部８へ通知する。
　そして、かかる通知を受けた切替部８は、出力する出力信号を、第１包絡線検波部５によって生成された出力信号Ｃから、第２包絡線検波部６によって生成された出力信号Ａへ切り替えるようにする。
　すなわち、適応フィルタ４において異常が生じている場合に、出力する出力信号を、適応フィルタ４を経由して得られる出力信号Ｃから、適応フィルタ４を経由せずに得られる出力信号Ａへ切り替える。これにより、フィルタ係数が長時間異常な値になってしまうことを回避することができる。
　次に、第３の実施形態に係る受信処理における出力信号の切り替えなどについて図１１を参照し説明する。図１１は、第３の実施形態に係る受信処理における出力信号の切り替えなどについて説明するフローチャートである。
　図１１に示すように、受信機１は、上記した出力信号Ａ，Ｃを生成する（ステップＳ３０）。次いで、受信機１は、受信信号の位相の変動状態などの受信信号の状態、および、適応フィルタ４の状態を検出する（ステップＳ３１）。
　次いで、受信機１は、検出された受信信号の状態に基づいて、適応フィルタ４のフィルタ係数を更新する（ステップＳ３２）。そして、受信機１は、出力信号Ａ，Ｃの中から、検出された適応フィルタ４の状態に基づいて、出力する出力信号を切り替える（ステップＳ３３）。
　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
　３　同期検波部
　４　適応フィルタ
　５　包絡線検波部
　６　第２包絡線検波部
　８　切替部

Claims (9)

  1. 　受信信号を同期検波してＩ成分とＱ成分とを生成する同期検波部と、
    　前記同期検波部によって生成された前記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、
    　前記除去部によってノイズが除去された前記Ｉ成分と前記Ｑ成分とを包絡線検波して出力信号を生成する包絡線検波部と
    　を備えることを特徴とする受信機。
  2. 　受信信号を包絡線検波して出力信号を生成する第２包絡線検波部と、
    　前記第２包絡線検波部によって生成された出力信号と、前記除去部によってノイズが除去された前記Ｉ成分である出力信号と、前記包絡線検波部によって生成された出力信号との中から出力する出力信号を、受信信号の位相の変動状態、受信信号のノイズの有無、および、受信信号の過変調の有無の少なくともいずれかに基づいて切り替える切替部と
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の受信機。
  3. 　受信信号を包絡線検波して出力信号を生成する第２包絡線検波部と、
    　前記第２包絡線検波部によって生成された出力信号と、前記包絡線検波部によって生成された出力信号との中から出力する出力信号を切り替える切替部と
    　をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の受信機。
  4. 　前記除去部は、
    　フィルタ係数を用いたフィルタ処理によってノイズを除去する適応フィルタであり、
    　前記切替部は、
    　前記フィルタ係数が予め設定された所定値以上になった場合、出力する出力信号を、前記包絡線検波部によって生成された出力信号から、前記第２包絡線検波部によって生成された出力信号へ切り替えること
    　を特徴とする請求項３に記載の受信機。
  5. 　前記除去部は、
    　フィルタ係数を用いたフィルタ処理によってノイズを除去する適応フィルタであるとともに、受信信号の位相の変動状態、および、受信信号に含まれる音声信号の有無の少なくともいずれかに応じて前記フィルタ係数の更新を行うこと
    　を特徴とする請求項３または４に記載の受信機。
  6. 　前記除去部は、
    　受信信号の位相の変動状態を示す、前記同期検波部によって生成された前記Ｑ成分の変動量が所定範囲内である場合、前記フィルタ係数を更新すること
    　を特徴とする請求項５に記載の受信機。
  7. 　前記除去部は、
    　受信信号の位相の変動状態を示す、前記同期検波部によって生成された前記Ｑ成分の変動量が所定範囲外であり、かつ、受信信号に音声信号が含まれない場合、前記フィルタ係数を更新すること
    　を特徴とする請求項５に記載の受信機。
  8. 　前記除去部は、
    　受信信号の位相の変動状態を示す、前記同期検波部によって生成された前記Ｑ成分の変動量が所定範囲外であり、かつ、受信信号に音声信号が含まれる場合、前記フィルタ係数を更新しないこと
    　を特徴とする請求項５に記載の受信機。
  9. 　受信信号を同期検波してＩ成分とＱ成分とを生成する同期検波工程と、
    　前記同期検波工程によって生成された前記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、
    　前記除去工程によってノイズが除去された前記Ｉ成分と前記Ｑ成分とを包絡線検波して出力信号を生成する包絡線検波工程と
    　を含むことを特徴とする受信方法。
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