(57)【要約】【課題】回路規模を増大させることなく、周囲雑音を好適に低減することができるディジタル受信装置を提供する。【解決手段】ＦＳＫディジタル受信装置１０は、所望信号の受信待機状態において、フィルタ係数を逐次更新しつつ周囲雑音を除去する適応モードと、所望信号の受信状態において、フィルタ係数の更新を停止する非適応モードとを有する第２ノイズ除去部１７と、第２ノイズ除去部１７の適応モード及び非適応モードを切り替え制御するフィルタ制御部１８ｃとを備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望信号の受信待機状態において、フィルタ係数を逐次更新しつつ周囲雑音を除去する適応モードと、
前記所望信号の受信状態において、前記フィルタ係数の更新を停止する非適応モードと、
を有する適応フィルタと、
前記適応フィルタの前記適応モード及び前記非適応モードを切り替え制御するフィルタ制御手段とを備えたことを特徴とするディジタル受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディジタル受信装置において、
前記適応フィルタは、前記所望信号の受信待機状態において、周囲雑音の変化に伴い前記フィルタ係数が変化する適応フィルタ部と、該周囲雑音を最も低減するように該適応フィルタ部の該フィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新部とを有することを特徴とするディジタル受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のディジタル受信装置において、
前記所望信号の受信待機状態において、新規信号を検出する検出手段を備え、
前記フィルタ制御手段は、前記検出手段により前記新規信号が検出されることで前記適応フィルタを前記適応モードから前記非適応モードへと切り替えることを特徴とするディジタル受信装置。
【請求項４】
請求項３に記載のディジタル受信装置において、
前記フィルタ制御手段は、
前記検出された新規信号が前記所望信号でないときには、前記適応フィルタを前記非適応モードから前記適応モードへと切り替え、
前記検出された新規信号が前記所望信号であるときには、該所望信号がなくなるまで前記適応フィルタを前記非適応モードに保持することを特徴とするディジタル受信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のディジタル受信装置において、
前記適応フィルタは、相関性のない雑音を低減する第１適応フィルタと、前記フィルタ制御手段により前記適応モード及び前記非適応モードが切り替え制御され相関性のある雑音を低減する第２適応フィルタとを有することを特徴とするディジタル受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル受信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線受信装置としては、例えば特許文献１に記載された相関性のあるノイズ信号を除去する構成を備えたものが知られている。図２は、特許文献１の無線受信装置７０を一般化して示すブロック図である。同図に示されるように、この無線受信装置７０は、周囲雑音として相関性のあるノイズ信号Ｎが混入する所望信号Ｓを、一方のアンテナ７１で受信する。そして、無線受信装置７０は、受信した信号を高周波処理部７２において所望の周波数帯域にダウンコンバートし、更にＡ／Ｄ変換部７３においてＡ／Ｄ変換することで対応するディジタル信号（Ｓ”＋Ｎ”）を生成して、ノイズ除去部７４へと出力する。また、無線受信装置７０は、ノイズ信号Ｎを他方のアンテナ７５で受信する。そして、無線受信装置７０は、受信した信号を参照ノイズ信号出力部７６の高周波処理部７７において所望の周波数帯域にダウンコンバートし、更にＡ／Ｄ変換部７８においてＡ／Ｄ変換することでノイズ信号Ｎと相関性のある参照ノイズ信号Ｎｒを生成して、ノイズ除去部７４へと出力する。
【０００３】
ノイズ除去部７４は、参照ノイズ信号Ｎｒをもとに適応フィルタ部７９を介してノイズキャンセル信号ＡＮを生成し、これとアンテナ７１側からの入力信号（Ｓ”＋Ｎ”）とを加算器８０で加えることでノイズ信号Ｎを除去する。なお、適応フィルタ部７９のフィルタ係数は、フィルタ係数更新部８１によりノイズ信号Ｎ（Ｎ”）が最も低減されるように逐次更新されている。
【０００４】
また、別の従来の無線受信装置としては、例えば特許文献２に記載された相関性のないノイズ信号を除去する構成、換言すれば相関性のある信号のみを抽出する構成を備えたものが知られている。図３は、特許文献２の無線受信装置９０を一般化して示すブロック図である。同図に示されるように、この無線受信装置９０は、周囲雑音として相関性のないノイズ信号Ｎが混入する所望信号Ｓを、アンテナ９１で受信する。そして、無線受信装置９０は、受信した信号をノイズ除去部９２の遅延部９３において遅延させて適応フィルタ部９４に出力する。無線受信装置９０は、ノイズ除去部９２の誤差演算器９５においてノイズ信号Ｎが混入する所望信号Ｓから適応フィルタ部９４からの出力信号を減算することで誤差信号を生成し、これをフィルタ係数更新部９６に出力することで適応フィルタ部９４の特性を最適化する。これにより、無線受信装置９０は、適応フィルタ部９４から所望信号Ｓに近似された出力信号を出力する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−４７３６号公報（第４図）
【特許文献２】
特開平８−１０２６４４号公報（第１１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１の無線受信装置７０では、ノイズ信号Ｎを受信するためにアンテナ７５及び参照ノイズ信号出力部７６（高周波処理部７７、Ａ／Ｄ変換部７８）が必要になるため、回路規模の増大を余儀なくされる。また、アンテナ７５側に所望信号Ｓを入力させないための工夫が必要となる。これは、仮にアンテナ７５側に所望信号Ｓが入力されると、適応フィルタ部７９において所望信号Ｓもノイズキャンセル信号ＡＮとして生成されることになり、所望信号Ｓが除去されてしまう場合があるためである。いうまでもなく、この無線受信装置７０では、相関性のないノイズ信号の除去は困難となる。
【０００７】
一方、特許文献２の無線受信装置９０では、相関性のあるノイズ信号がある場合には、所望信号Ｓと一緒に当該ノイズ信号が抽出されて誤差信号として処理されることで所望信号Ｓに近似されるべき適応フィルタ部９４からの出力信号に悪影響を与えてしまう。すなわち、相関性のあるノイズ信号の除去は困難である。
【０００８】
本発明の目的は、回路規模を増大させることなく、周囲雑音を好適に低減することができるディジタル受信装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、所望信号の受信待機状態において、フィルタ係数を逐次更新しつつ周囲雑音を除去する適応モードと、前記所望信号の受信状態において、前記フィルタ係数の更新を停止する非適応モードと、を有する適応フィルタと、前記適応フィルタの前記適応モード及び前記非適応モードを切り替え制御するフィルタ制御手段とを備えたことを要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のディジタル受信装置において、前記適応フィルタは、前記所望信号の受信待機状態において、周囲雑音の変化に伴い前記フィルタ係数が変化する適応フィルタ部と、該周囲雑音を最も低減するように該適応フィルタ部の該フィルタ係数を逐次更新するフィルタ係数更新部とを有することを要旨とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のディジタル受信装置において、前記所望信号の受信待機状態において、新規信号を検出する検出手段を備え、前記フィルタ制御手段は、前記検出手段により前記新規信号が検出されることで前記適応フィルタを前記適応モードから前記非適応モードへと切り替えることを要旨とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のディジタル受信装置において、前記フィルタ制御手段は、前記検出された新規信号が前記所望信号でないときには、前記適応フィルタを前記非適応モードから前記適応モードへと切り替え、前記検出された新規信号が前記所望信号であるときには、該所望信号がなくなるまで前記適応フィルタを前記非適応モードに保持することを要旨とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のディジタル受信装置において、前記適応フィルタは、相関性のない雑音を低減する第１適応フィルタと、前記フィルタ制御手段により前記適応モード及び前記非適応モードが切り替え制御され相関性のある雑音を低減する第２適応フィルタとを有することを要旨とする。
【００１４】
（作用）
請求項１又は２に記載の発明によれば、所望信号の受信待機状態では、適応フィルタは、その適応モードに対応してフィルタ係数を逐次更新しつつ周囲雑音を除去する。一方、所望信号の受信状態では、適応フィルタは、その非適応モードに対応してフィルタ係数の更新を停止する。すなわち、非適応モードでは、適応フィルタは、適応モードにおいて周囲雑音を除去すべく更新したフィルタ係数を利用して周囲雑音を除去する。従って、所望信号の受信状態では、周囲雑音及び所望信号が相関性を有していても適応フィルタによって周囲雑音のみが除去され、所望信号が好適に受信される。また、周囲雑音及び所望信号が相関性を有するとしても、フィルタ制御手段により適応モード及び非適応モードを切り替え制御することでこれらの選択的な受信が可能であり、例えばこれら周囲雑音及び所望信号を個別に受信しうる回路構成を採用する場合に比べて回路規模が縮小される。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、前記検出手段により新規信号が検出されることで前記適応フィルタは、適応モードから非適応モードへと切り替えられる。従って、新規信号が周囲雑音の著しい変化によるものか、或いは所望信号であるかの判断を待つことなく、フィルタ制御手段により速やかにフィルタ係数の更新が停止されることで、新規信号が所望信号として確定されるまでの間に当該所望信号が周囲雑音としてフィルタ係数に反映され、確定後に所望信号が除去されてしまうことが抑制される。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、検出された新規信号が所望信号でないときには、前記適応フィルタが非適応モードから適応モードへと切り替えられることで、当該新規信号を周囲雑音として除去すべくフィルタ係数の更新が再開される。一方、検出された新規信号が所望信号であるときには、所望信号がなくなるまで適応フィルタが非適応モードに保持されることで、最後に更新されたフィルタ係数に基づき周囲雑音が除去される。そして、この周囲雑音の除去により、所望信号が好適に受信される。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、第１適応フィルタにより相関性のない周囲雑音が低減される。また、適応モードにおいて、第２適応フィルタにより相関性のある周囲雑音が低減される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１に従って説明する。
図１は、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）ディジタル受信装置１０を示すシステムブロック図である。このＦＳＫディジタル受信装置１０は、例えば利用者が所有する送信機からの信号（以下、所望信号という）を受信するためのものである。従って、ＦＳＫディジタル受信装置１０の動作モードには、所望信号を受信する受信状態と、同所望信号の受信待機状態とがある。同図に示されるように、ＦＳＫディジタル受信装置１０は、アンテナ１１と、第１周波数変換部１２と、Ａ／Ｄ変換部１３と、第２周波数変換部１４と、帯域制限部１５と、第１ノイズ除去部１６と、第２ノイズ除去部１７と、処理部１８とを備えている。
【００１９】
アンテナ１１は、基本的に所望信号を入力するために構成されているが、受信状態ではこれに併せて周囲雑音が入力され、受信待機状態では周囲雑音が入力されることになる。
【００２０】
第１周波数変換部１２は、アンテナ１１からの入力信号を周波数変換して中間周波数信号を生成し、これをＡ／Ｄ変換部１３に出力する。Ａ／Ｄ変換部１３は、第１周波数変換部１２からの信号をＡ／Ｄ変換して、離散化ディジタル信号を生成する。そして、Ａ／Ｄ変換部１３は、この離散化ディジタル信号を第２周波数変換部１４に出力する。
【００２１】
第２周波数変換部１４は、Ａ／Ｄ変換部１３からの信号を周波数変換してベースバンド信号を生成し、これを帯域制限部１５に出力する。帯域制限部１５は、第２周波数変換部１４からの信号の帯域制限を行って帯域制限信号を生成し、これを受信信号ｘ１として第１ノイズ除去部１６に出力する。この受信信号ｘ１には、少なくとも周囲雑音がノイズ信号として含まれている。
【００２２】
第１ノイズ除去部１６は、帯域制限部１５からの受信信号ｘ１に混入する周囲雑音のうち相関性のない雑音（例えば、ホワイトノイズ等）を低減させるための適応フィルタとして構成されている。この第１ノイズ除去部１６は、混入する相関性のある雑音の変化に伴いフィルタ係数が変化する第１適応フィルタ部１６ａと、同雑音を最も低減するように第１適応フィルタ部１６ａのフィルタ係数を逐次更新する第１フィルタ係数更新部１６ｂとを有している。第１ノイズ除去部１６では、帯域制限部１５からの受信信号ｘ１が第１適応フィルタ部１６ａに出力される。第１ノイズ除去部１６は、帯域制限部１５からの受信信号ｘ１と第１適応フィルタ部１６ａを介した同信号とに基づき、誤差演算部１６ｃにおいて誤差信号ｅ１を生成し、これを第１フィルタ係数更新部１６ｂに出力することで第１適応フィルタ部１６ａの特性を最適化する。これにより、第１ノイズ除去部１６は、帯域制限部１５からの受信信号ｘ１に混入する周囲雑音のうち相関性のない雑音を除去した抽出信号ｘ２を生成し、これを第２ノイズ除去部１７に出力する。従って、第２ノイズ除去部１７に出力される抽出信号ｘ２は、相関性のある雑音（例えば、安定妨害波などの固定ノイズ等）となっている。
【００２３】
第２ノイズ除去部１７は、所望信号の受信待機状態において第１ノイズ除去部１６からの抽出信号ｘ２を相関性のある雑音として除去するための適応フィルタとして構成されている。この第２ノイズ除去部１７は、抽出信号ｘ２の変化に伴いフィルタ係数が変化する第２適応フィルタ部１７ａ，１７ｂと、同信号を除去するように第２適応フィルタ部１７ａ，１７ｂのフィルタ係数を逐次更新する第２フィルタ係数更新部１７ｃ，１７ｄとを有している。第２適応フィルタ部１７ａ及び第２フィルタ係数更新部１７ｃはフィルタ係数の一部を変更等するためのものであり、第２適応フィルタ部１７ｂ及び第２フィルタ係数更新部１７ｄは同フィルタ係数の残りを変更等するためのものである。第２適応フィルタ部１７ａ及び第２フィルタ係数更新部１７ｃと、第２適応フィルタ部１７ｂ及び第２フィルタ係数更新部１７ｄとは並列接続されており、フィルタ係数の一部及び残りを並行処理で更新することで演算の効率化が図られている。
【００２４】
第１ノイズ除去部１６からの抽出信号ｘ２が第２適応フィルタ部１７ａに出力され、また、遅延部１７ｅを介して第２適応フィルタ部１７ｂに出力されると、第２ノイズ除去部１７は、これら第２適応フィルタ部１７ａ，１７ｂを介した各信号に基づき、誤差演算部１７ｆにおいて誤差信号ｅ２を生成する。そして、第２ノイズ除去部１７は、この誤差信号ｅ２を第２フィルタ係数更新部１７ｃ，１７ｄに出力することで第２適応フィルタ部１７ａ，１７ｂの特性を最適化する（適応モード）。これにより、第２ノイズ除去部１７は、所望信号の受信待機状態において第１ノイズ除去部１６からの抽出信号ｘ２を相関性のある雑音として除去し、これを処理部１８に出力する。従って、処理部１８に出力される信号（誤差信号ｅ２）は、基本的に零レベルの信号となっている。
【００２５】
ここで、第２ノイズ除去部１７は、周囲雑音の変化時や所望信号の受信時など誤差信号ｅ２の著しい変化が処理部１８において新規信号として検出されると、同処理部１８により第２フィルタ係数更新部１７ｃ，１７ｄでのフィルタ係数の更新が停止されるようになっている（非適応モード）。すなわち、第２ノイズ除去部１７の第２適応フィルタ部１７ａ，１７ｂでは、新規信号の検出直前の最後のフィルタ係数が保持される。従って、所望信号の受信状態において、第２ノイズ除去部１７は、基本的に受信待機状態に対応する相関性のある信号を相関性のある雑音として除去し、残りの信号を安定妨害波除去後の抽出信号として処理部１８に出力する。
【００２６】
なお、遅延部１７ｅは、各第２適応フィルタ部１７ａ，１７ｂにおけるフィルタ処理を同期させるためのものである。
前記処理部１８は、信号処理部１８ａと、検出部１８ｂと、フィルタ制御部１８ｃと、復調部１８ｄとを備えている。信号処理部１８ａは、第２ノイズ除去部１７の誤差演算部１７ｆからの信号（誤差信号ｅ２）を入力してその自己相関を算出し、相関信号としてそれぞれ検出部１８ｂ及び復調部１８ｄに出力する。
【００２７】
検出部１８ｂは、信号処理部１８ａからの相関信号に基づき、所望信号の存在を検出する。そして、検出部１８ｂは、この検出した所望信号の存在を図示しない外部回路へと出力する。特に、検出部１８ｂは、所望信号の受信時など誤差信号ｅ２が著しく変化すると、これを新規信号として検出してその時点でこれを表す検出信号をフィルタ制御部１８ｃに出力する。このとき、フィルタ制御部１８ｃは、第２フィルタ係数更新部１７ｃ，１７ｄにフィルタ制御信号を出力することでそれらによるフィルタ係数の更新を停止する。一方、フィルタ制御部１８ｃは、検出部１８ｂからの検出信号の入力がなければ第２フィルタ係数更新部１７ｃ，１７ｄによるのフィルタ係数の更新を許容する。
【００２８】
復調部１８ｄは、信号処理部１８ａからの相関信号に基づき、所望信号を復調する。そして、復調部１８ｄは、この復調信号を図示しない外部回路へと出力する。
【００２９】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、所望信号の受信待機状態では、第２ノイズ除去部１７は、その適応モードに対応してフィルタ係数を逐次更新しつつ周囲雑音（相関性のある雑音）を除去する。一方、所望信号の受信状態では、第２ノイズ除去部１７は、その非適応モードに対応してフィルタ係数の更新を停止する。すなわち、非適応モードでは、第２ノイズ除去部１７は、適応モードにおいて周囲雑音（相関性のある雑音）を除去すべく更新したフィルタ係数を利用して周囲雑音を除去する。従って、所望信号の受信状態では、周囲雑音及び所望信号が相関性を有していても第２ノイズ除去部１７によって周囲雑音のみを除去し、所望信号を好適に受信することができる。また、周囲雑音及び所望信号が相関性を有するとしても、フィルタ制御部１８ｃにより適応モード及び非適応モードを切り替え制御することでこれらの選択的な受信が可能であり、例えばこれら周囲雑音及び所望信号を個別に受信しうる回路構成を採用する場合に比べて回路規模を縮小することができる。例えば、特許文献１のような、ノイズ信号受信用アンテナ及び参照ノイズ信号出力回路を割愛することができる。
【００３０】
（２）本実施形態では、検出部１８ｂにより新規信号が検出されることで第２ノイズ除去部１７は、適応モードから非適応モードへと切り替えられる。従って、新規信号が周囲雑音の著しい変化によるものか、或いは所望信号であるかの判断を待つことなく、フィルタ制御部１８ｃにより速やかにフィルタ係数の更新が停止される。これにより、新規信号が所望信号として確定されるまでの間に当該所望信号が周囲雑音としてフィルタ係数に反映され、確定後に所望信号が除去されてしまうことを抑制することができる。すなわち、新規信号が所望信号として確定されるまでの間に当該所望信号がノイズキャンセル信号として生成されることが抑制され、所望信号の受信感度の劣化を防止することができる。
【００３１】
（３）本実施形態では、検出された新規信号が所望信号でないときには、第２ノイズ除去部１７が非適応モードから適応モードへと切り替えられることで、当該新規信号を周囲雑音として除去すべくフィルタ係数の更新が再開される。一方、検出された新規信号が所望信号であるときには、所望信号がなくなるまで第２ノイズ除去部１７が非適応モードに保持されることで、最後に更新されたフィルタ係数に基づき周囲雑音が除去される。そして、この周囲雑音の除去により、所望信号を好適に受信することができる。
【００３２】
（４）本実施形態では、第１ノイズ除去部１６により相関性のない雑音を除去することができる。また、適応モードにおいて、第２ノイズ除去部１７により相関性のある雑音を除去することができる。
【００３３】
（５）例えばアナログ受信機では、帯域内に妨害波が存在する場合、所望波は妨害波よりも大きいことが必要である。すなわち、帯域内の妨害波（雑音）が所望波（ＦＳＫ信号）よりも大きい場合には、ＦＳＫ信号を復調することができなくなる。本実施形態では、ディジタル受信装置を採用していることで、ＦＳＫ信号よりも大きな雑音が存在する環境下であってもＦＳＫ信号の復調が可能である。
【００３４】
なお、本発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
・前記実施形態においては、ディジタル受信装置としてＦＳＫディジタル受信装置を採用したが、例えばＡＳＫ（振幅変調）やＰＳＫ（位相変調）などその他のディジタル受信装置を採用してもよい。
【００３５】
・前記実施形態においては特に言及していないが、本発明に係るディジタル受信装置は車載用ディジタル受信装置としての使用が可能である。こうした車載用ディジタル受信装置としては、例えば利用者が所有する送信機との無線通信によって車両用ドアの施錠・解錠やエンジンの始動・停止を認証するいわゆる電子錠を構成するものがある。あるいは、利用者のリモコン操作を無線通信により受信してパワーウィンド装置やスライドドア装置、サンルーフ装置、身体障害者用シート装置など電動の各種装置を駆動制御するシステムに適用してもよい。要は、所要信号の無通信状態（受信待機状態）が存在し得るシステムであればよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１乃至５に記載の発明によれば、回路規模を増大させることなく、周囲雑音を好適に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すシステムブロック図。
【図２】従来例を示すブロック図。
【図３】別の従来例を示すブロック図。
【符号の説明】
１６  適応フィルタを構成する第１適応フィルタとしての第１ノイズ除去部
１７  適応フィルタを構成する第２適応フィルタとしての第２ノイズ除去部
１７ａ，１７ｂ  適応フィルタ部としての第２適応フィルタ部
１７ｃ，１７ｄ  フィルタ係数更新部としての第２フィルタ係数更新部
１８ｂ  検出手段としての検出部
１８ｃ  フィルタ制御手段としてのフィルタ制御部
【図１】
2005045314.tif 000003
【図２】
2005045314.tif 000004
【図３】
2005045314.tif 000005