(57)【要約】      （修正有）【課題】アナログ波による防災行政無線や、汎用のＦＭ受信装置におけるマルチパス干渉の改善。【解決手段】第１は、チューナ部を２組とし、受信点を２通りにして低レベル雑音域は逆位相の入力点を探し、希望波に対しては同位相地点を探し、両者を合成し、最もクリアなレベルを物理的に確保しようとするハード的な位相反転を行うもの。第２は、受信点を１通りにしてソフト的に位相反転を行うもの。ＤＳＰ復調後、低レベルの外来波を連続して受信記録し、外来波の分析によりパターン化して同一パターンのゼネレータ出力とする。少し時間をずらして、パターン波の逆位相波と受信波とを合成させる論理回路に入れる。２つの方式はそれぞれ、Ｄ／Ｕ比に応じて使い分ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハード構成の混信対策ユニット
現行アナログ波防災行政用無線の受信設備に、音声系の受信ユニットを付加し、選択呼出し機能は既設設備にてそのまま維持し、音声上の同一周波数局同士の放送時混信を除去する装置を提供します。
現状のＦＭ変調方式の通信ではリミッタアンプ復調の方式が主流ですが、これの持つ欠点を改善するため、復調信号におけるデジタル処理によって、ＤＳＰ（デジタルスピーチプロセッサ）を活用したチップが開発されてきていますので、これを活用した混信障害対策ユニットです。
第１図は、チューナ部を２組とし、受信点を２通りにして低レベル雑音域は逆位相の入力点を探し、希望波に対しては同位相地点を探し、両者を合成し、最もクリアなレベルを物理的に確保しようとするものです。
【請求項２】
ソフト構成の混信対策ユニット
第２図は、雑音域成分を分析し、パターン化して連続信号を作り出し、このゼネレータ出力を連続して逆位相で受信入力と合成する、ソフト的手法です。
まず、ＤＳＰ復調後、低レベルの外来波を連続して受信記録し、外来波の分析によりパターン化して同一パターンのゼネレータ出力とします。少し時間をずらして、パターン波の逆位相波と受信波とを合成させる論理回路に入れます。自局波を受信すると、自局波と外来波との合成波になりますので、反転合成動作を継続させれば、歪んだ合成波を整形することになります。
【請求項３】
ハード構成の混信除去実証記録装置
上記混信対策ユニットは、その効果を実証することなしに、普及することは有り得ません。そのための混信除去実証装置を提供します。この装置は混信対策ユニットと音声レコーダから構成され、防災無線子局装置柱の中段に固定され、専用ダイポールアンテナ２本を一定の離隔を調整できる構造とします。受信点を２通りにして低レベル雑音域は逆位相の入力点を探す方式は、第１図の除去装置と同じものであり、受信波の確認のため、合成受信音のクリアな音声、そして、子局装置における雑音まじりのモニタ音声及び屋外拡声された音声を集音マイクで収集して音声メモリに録音する機能を追加したものです。これによりユニットでの復調音声と、子局の放送音声とを比較して聞くことができます。音声データは時間データとリンクされてメモリに蓄積され、まとめて記録、再生できる機能を持ちます。
【請求項４】
ソフト構成の混信除去実証記録装置
チューナーを１組みとし、雑音成分をソフト的に生成して反転合成する方式です。第２図の方式と音声メモリを組み合わせました。
【請求項５】
汎用型ＦＭラジオの同一波の混信を除去する方式
第５図に、通常のＦＭラジオに応用する混信除去システムを提供する。ネットワーク放送局が実現すれば、ラジオは常に、レベル差のある受信波を同時に受信することになる。この場合、常時放送であるため、高レベルの希望受信信号と低レベルの遠方送信所からの受信波が合成して受信される。また常時放送のため、低レベルの雑音は分離して判別するのが困難である。
そこで、受信点を変えてみて、良好な受信波を一時記録し、基準波形としてロックします。その受信波を２分配し、１方では低域を一定レベルでカットして信号成分を取り出し、位相の前後調整部に送ります。受信点を変えてみて、混信によって波形が崩れると、基準波形と位相の前後調整部との低レベル受信波を合成させ、位相を前後に調整して合成波を整合させます。
ラジオ波の連続受信中にあっては、雑音成分の抽出が困難であるので、希望波成分を再合成することにより、希望波のレベルをアップさせ、雑音成分を抑圧する構造とします。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】この発明は、現行アナログ波防災行政用無線回線の運用上に課題であった、同一周波数局同士の放送時混信にたいし、復調の方式を改善し、ＤＳＰ（デジタルスピーチプロセッサ）を活用して、復調レベルにおけるデジタル処理によって、雑音まじりの放送障害を改善する技術分野であります。
また、一般ＦＭラジオにおいても、外来雑音を除去してクリアな音声にする雑音除去技術の分野となり、別紙のネットワーク放送方式が現実的となるために必要な、同一波混信対策の技術であります。
【背景技術】
【０００２】現状のアナログ波によるＦＭ変調方式では、アンテナからの信号レベルは１μＶ前後と非常に弱いため低雑音増幅器（ＬＮＡ）で増幅され、その信号をミキサ回路で中間周波数（ＩＦ）に変換します。
ＩＦは一般的にＦＭで１０．７ＭＨｚ、ＡＭは４５０ＫＨｚを使います。ＦＭはミキサの後にＩＦフィルタ（ＢＰＦ）で希望波だけを通してから、リミッタアンプで増幅し、ＡＭ成分を除去して復調します。
アナログ波防災無線の回線においては、高周波段でマルチパス波として混在すると、復調レベルはリミッタ・アンプで強弱信号が一気に混合されてしまうため、雑音成分の分離が困難でありました。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】アナログ波による防災行政無線や、汎用のＦＭ受信装置において、同一波のレベル差のあるマルチパス受信をしたとき、相互の受信波は干渉しあい、Ｓ／Ｎ比が低下して雑音に変化する。
相互変調や隣接局からの妨害に対しては、フィルタ等のハード的対策で対処できる。しかし、同一波の混信は如何ともしがたく、運用時間の変更や、アンテナの方向調整等で、影響を少なくする工夫がなされてきた。都市部の自治体では、運用を縮小し、停止する子局もあるほどである。あとは、費用を投入してデジタル化していくしかない。それも、この経済環境では何年かかるか不明である。
たまたま、放送時間が重なり、雑音まじりのひずみのある音声で拡声放送した時の住民クレーム、さ、これが最大の課題である。
【課題を解決する為の手段】
【０００４】この発明は、現行アナログ波防災行政用無線の受信設備や汎用のＦＭラジオに、音声系の受信ユニットを付加し、選択呼出し機能は既設設備にてそのまま維持し、音声上の同一周波数局同士の放送時混信にたいし、復調の方式を改善し、ＤＳＰ（デジタルスピーチプロセッサ）を活用して、復調レベルにおけるデジタル処理によって、雑音まじりの放送障害を除去する手段となります。
【０００５】ハード構成の混信対策ユニット
第１図は、ハード構成の混信対策ユニットの系統図です。チューナ部を２組とし、受信点を２通りにして両者を合成し、復調信号においてデジタル処理しようとするものです。
第図１の系統図において、アンテナ入力は既設設備の受信入力から分岐して入力します。
受信部はＣＭＯＳを活用して開発されてきた既存のチューナーユニットをそのまま活用します。このユニットでは、受信入力は低雑音増幅器（ＬＮＡ）で増幅され、ＦＭ中間周波数（ｆＩＦ）、従来の１０．７ＭＨｚではなく２００ＫＨｚ、いわゆるローＩＦを使用しています。これは、現在得られるＡＤＣのコスト・パフォーマンスを考えた結果です。ローＩＦの問題点である、イメージ信号を処理し、インターモジュレーションの対策を施した後、ＤＳＰで復調します。
ＤＳＰ復調では、広帯域の中の希望信号と妨害信号を判別・分離し、狭帯域ＡＧＣとキードＡＧＣを構成しているので、希望信号の強度に応じて広帯域ＡＧＣのゲインを調整し、感度ブロッキングを改善しています。従来のアナログのＦＭ  ＩＦアンプは非線形のリミッタ・アンプが使用されていますが、デジタル処理ではＩ／Ｑ処理を行うため、振幅情報が必要なため信号は線形でなければなりません。さらにＡＤＣも不飽和レベルに抑えるためリミッタの代わりにＡＧＣが使われています。
このハード構成の混信対策ユニットは、高周波入力部にて、受信点を２ヶ所とし、受信点の離隔を調整することにより、低レベル雑音域は逆位相の入力点を物理的に探し、希望波に対しては同位相地点を探し、両者を合成し、復調信号においてデジタル処理しようとするものです。
【０００６】ソフト構成の混信対策ユニット
第２図は、ソフト構成の混信対策ユニットの系統図です。チューナは１組で受信点は１ヶ所です。
まず、ＤＳＰ復調後、低レベルの外来波を連続して受信記録し、外来波の分析によりパターン化して同一パターンのゼネレータ出力とします。少し時間をずらして、パターン波の連続逆位相波と受信波とを合成させる論理回路に入れます。自局波を受信すると、自局波と外来波との合成波になりますので、反転合成動作を継続させれば、歪んだ合成波を整形することになります。
雑音域成分を分析し、パターン化して連続信号を作り出し、このゼネレータ出力をして逆位相で受信入力と合成する、ソフト的手法です。
形状は基板一枚を絶縁体の薄いケースに収めたもので、子局装置内の隙間に入れ、アンテナ入力は既設装置の入力と分配接続します。復調出力はアンプの音声入力に入れ、選択信号の制御は既設設備で運用起動させます。
【０００７】ハード構成の混信対策実証ユニット
第３図はハード構成の混信対策実証ユニットです。混信対策ユニットは、その効果を実証することなしに、普及することは有り得ません。そのための音質改善実証装置を提供します。この装置は〔０００５〕のハード構成の混信対策ユニットと音声レコーダから構成され、防災無線子局装置柱の中段に固定され、ダイポールアンテナを外付けしてあります。またなるべく上段に集音マイクを接続します。
一定レベルの入力で動作がＯＮし、ユニットでの復調音声と、子局のモニタ音声、及び子局の屋外放送音声とを比較して聞くことができます。音声データは時間データとリンクされてメモリに蓄積され、まとめて記録、再生できる機能を持ちます。この方式自体は衆知の技術ではあるが、非線形のリミッタ・アンプの復調方式では、一定レベルの電界入力に対して自動起動させるしくみできなかった。ＤＳＰ復調後のデジタル処理を採用することで可能になりました。
【０００８】ソフト構成の混信対策実証ユニット
第４図はソフト構成の混信対策実証ユニットです。〔０００６〕のソフト構成の混信対策ユニットと〔０００７〕の音声メモリ部分を組み合わせたものです。チューナは１組で受信点は１ヶ所です。雑音域成分を分析し、パターン化して連続信号を作り出し、このゼネレータ出力をして逆位相で受信入力と合成する、ソフト的手法と、音声メモリを組み合わせました。
【０００９】汎用型ＦＭラジオの同一波の混信除去装置
第５図に、通常のＦＭラジオに応用する混信除去システムを提供する。ネットワーク放送局が実現すれば、ラジオは常に、レベル差のある受信波を同時に受信することになる。この場合、常時放送であるため、高レベルの希望受信信号と低レベルの遠方送信所からの受信波が合成して受信される。また常時放送のため、低レベルの雑音は分離して判別するのが困難である。
そこで、受信点を変えてみて、良好な受信波を一時記録し、基準波形としてロックします。その受信波を２分配し、１方では低域を一定レベルでカットして信号成分を取り出し、位相の前後調整部に送ります。受信点を変えてみて、混信によって波形が崩れると、基準波形と位相の前後調整部との低レベル受信波を合成させ、位相を前後に調整して合成波を整合させます。
ラジオ波の連続受信中にあっては、雑音成分の抽出が困難であるので、希望波成分を再合成することにより、希望波のレベルをアップさせ、雑音成分を抑圧する構造とします。
【発明を実施するための形態】
【００１０】防災無線用ユニットの実施形態は、各地の自治体に、本発明の趣旨説明のうえ利用希望を募り、メーカーはユニットの詳細な回路設計、試作、運用試験を経て運用効果を実証するデータを蓄積する。
運用効果の測定方法としては、放送音声記録装置をしかるべく設置し、障害の現状を認識し、ユニットの設置によって、改善されている詳細な実証なデータを示すことになる。
【発明の効果】
【００１１】以上、本発明によって、防災行政無線の固定系では、デジタル方式に切り替えが完了するまでの間、（自治体によっては、今後１０年はかかる。）アナログ方式でリミッタ・アンプ復調方式では解決できなかった、同一波の混信障害に解決策を与える。
この発明の効果は、第１に、親局から離れた低電界の子局で発生する混信や外来雑音が拡声され、住民からの苦情が減少する効果があり、その副次的効果として、放送の音声がデジタルフィルタで修正を加えることにより、よりクリアな放送音声に改善することが出来る。
また、高い設備費を要するデジタル改修を完了させるまでに時間的余裕を与え、自治体行政の予算編成に節約効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ハード構成の混信対策ユニットの系統図
【図２】ソフト構成の混信対策ユニットの系統図
【図３】ハード構成の混信対策実証ユニットの系統図
【図４】ソフト構成の混信対策実証ユニットの系統図
【図５】汎用型ＦＭラジオの同一波の混信除去装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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