(57)【要約】【課題】低コストでＡＭ信号に重畳したノイズを検出可能なラジオ受信機及びラジオ受信方法を提供すること。【解決手段】本発明にかかるラジオ受信機１は、ＡＭ帯域制限フィルタ１０、ＦＭ帯域制限フィルタ１４、ＡＭ検波器１１、ＦＭ検波器１５、ノイズ判定部１２、ノイズ処理部１３を備える。ＡＭ帯域制限フィルタ１０は、受信したＡＭ信号から生成されるＩＦ信号のうち、ＡＭ帯域信号を通過させる。ＦＭ帯域制限フィルタ１４は、ＩＦ信号のうち、ＦＭ帯域信号を通過させる。ＡＭ検波器１１は、ＡＭ帯域信号の振幅変化量を検出する。ＦＭ検波器１５は、ＦＭ帯域信号の周波数変化量を検出する。ノイズ判定部１２は、ＦＭ検波器が検出した周波数変化量に基づいて、ＩＦ信号にノイズが重畳しているか否かを判定する。ノイズ処理部１３は、ノイズ判定部１２がＩＦ信号にノイズが重畳していると判定した場合、当該ノイズを除去する。【選択図】図１
2012060485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したＡＭ信号から生成されるＩＦ信号のうち、ＡＭ帯域信号を通過させるＡＭ帯域制限フィルタと、
前記ＩＦ信号のうち、ＦＭ帯域信号を通過させるＦＭ帯域制限フィルタと、
前記ＡＭ帯域信号の振幅変化量を検出するＡＭ検波器と、
前記ＦＭ帯域信号の周波数変化量を検出するＦＭ検波器と、
前記ＦＭ検波器が検出した前記周波数変化量に基づいて、前記ＩＦ信号にノイズが重畳しているか否かを判定するノイズ判定手段と、
前記ノイズ判定手段が前記ＩＦ信号にノイズが重畳していると判定した場合、当該ノイズを除去するノイズ処理手段と、
を備えるラジオ受信機。
【請求項２】
前記ノイズ処理手段は、前記ＡＭ検波器が検出した前記振幅変化量から前記ノイズを除去する請求項１に記載のラジオ受信機。
【請求項３】
前記ＦＭ帯域制限フィルタは、前記ＡＭ帯域制限フィルタよりも広い周波数帯域の信号を通過させ、
前記ノイズ処理手段は、前記ＩＦ信号が前記ＡＭ帯域制限フィルタを通過する前に、前記ＩＦ信号から前記ノイズを除去する請求項１に記載のラジオ受信機。
【請求項４】
前記ノイズ判定手段は、前記ＦＭ検波器が検出した周波数変化量が所定値以上である場合、前記ＩＦ信号にノイズが重畳していると判定する請求項１〜３に記載のラジオ受信機。
【請求項５】
前記ノイズ判定手段は、前記ＩＦ信号にノイズが重畳していると判定した場合、第１のレベルの信号を出力し、
前記ＩＦ信号にノイズが重畳していないと判定した場合、第２のレベルの信号を出力する請求項１〜４に記載のラジオ受信機。
【請求項６】
受信したＡＭ信号から生成されるＩＦ信号のうち、ＡＭ帯域信号を抽出し、
前記ＩＦ信号のうち、ＦＭ帯域信号を抽出し、
前記ＡＭ帯域信号の振幅変化量を検出し、
前記ＦＭ帯域信号の周波数変化量を検出し、
検出した前記周波数変化量に基づいて、前記ＩＦ信号にノイズが重畳しているか否かを判定し、
前記ＩＦ信号にノイズが重畳していると判定した場合、当該ノイズを除去するラジオ受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はラジオ受信機に関し、特にＡＭ（Amplitude Modulation）放送を受信するラジオ受信機及びラジオ受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジオ放送波には伝送過程で様々な外来ノイズが重畳され、ラジオ受信機での音声復調の際に音質の劣化を招く。特に、車載向けラジオ受信機では、移動に伴う電波状況の変化や車輌に搭載されるイグニション・モータ等多くのノイズ要因が存在する。
【０００３】
そのため、ラジオ受信機は、外来ノイズによる音質劣化を抑える目的で受信信号に含まれるノイズを検出・除去する機構を備えることが一般的である。
【０００４】
特許文献１には、ノイズ検出機構を備えたＡＭ受信機が開示されている。図８に特許文献１に記載のＡＭ受信機の一部のブロック図を示す。アンテナで受信されたＡＭ信号は、ＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換される（図示省略）。ＡＤ変換器（ＡＤＣ）１０５は、ＩＦ信号をデジタル信号に変換する。ＤＤＣ（Digital Down Converter）回路１０６は、当該デジタル信号の周波数変換及び複素変換を行い、Ｉ（In-phase）信号とＱ（Quadrature-phase）信号を生成する。生成されたＩ信号とＱ信号は、ＡＭ検波器１１０及びノイズ検出回路２００に供給される。
【０００５】
ノイズ検出回路２００が有するΔθ演算回路２１０は、ＤＤＣ回路１０６において得られたＩ信号、Ｑ信号の複素平面上における位相θの単位時間辺りの変化量（以下、「位相変化量Δθ」という。）を検出する。位相変化量Δθが急峻に変化した場合、ノイズ検出回路２００は、受信したＡＭ信号にパルス性ノイズが検出されたものと判断を下す。そして、ノイズ検出回路２００は、パルス性ノイズを検出した場合、ノイズ検出信号ＤＥＴを出力する。以上の処理により、ＡＭ信号に重畳したノイズが検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２５１９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のＡＭ受信機は、ＡＭ信号に重畳したノイズを検出するために、位相変化量Δθ算出機構（ノイズ検出回路２００）を新たに設ける必要がある。その結果、ラジオ受信機のコストが高くなるという問題が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかるラジオ受信機は、受信したＡＭ信号から生成されるＩＦ信号のうち、ＡＭ帯域信号を通過させるＡＭ帯域制限フィルタと、前記ＩＦ信号のうち、ＦＭ帯域信号を通過させるＦＭ帯域制限フィルタと、前記ＡＭ帯域信号の振幅変化量を検出するＡＭ検波器と、前記ＦＭ帯域信号の周波数変化量を検出するＦＭ検波器と、前記ＦＭ検波器が検出した前記周波数変化量に基づいて、前記ＩＦ信号にノイズが重畳しているか否かを判定するノイズ判定手段と、前記ノイズ判定手段が前記ＩＦ信号にノイズが重畳していると判定した場合、当該ノイズを除去するノイズ処理手段と、を備えるものである。このような構成により、ＦＭ検波器の検波結果を用いてノイズ検出をすることができる。
【０００９】
本発明にかかるラジオ受信方法は、受信したＡＭ信号から生成されるＩＦ信号のうち、ＡＭ帯域信号を抽出し、前記ＩＦ信号のうち、ＦＭ帯域信号を抽出し、前記ＡＭ帯域信号の振幅変化量を検出し、前記ＦＭ帯域信号の周波数変化量を検出し、検出した前記周波数変化量に基づいて、前記ＩＦ信号にノイズが重畳しているか否かを判定し、前記ＩＦ信号にノイズが重畳していると判定した場合、当該ノイズを除去するものである。このような構成により、ＦＭ検波器の検波結果を用いてノイズ検出をすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、低コストでＡＭ信号に重畳したノイズを検出可能なラジオ受信機及びラジオ受信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１にかかるラジオ受信機のブロック図である。
【図２】実施の形態１にかかるＦＭ検波器のブロック図である。
【図３】実施の形態１にかかる複素変換回路のブロック図である。
【図４】実施の形態１にかかるラジオ受信機の動作を示す波形図である。
【図５】実施の形態２にかかるラジオ受信機のブロック図である。
【図６】実施の形態２にかかるラジオ受信機の動作を示す波形図である。
【図７】ＦＭ帯域制限フィルタとＡＭ帯域制限フィルタのフィルタ特性を示す図である。
【図８】関連するラジオ受信機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態にかかるラジオ受信機１の構成例を図１に示す。ラジオ受信機１は、ＡＭ帯域制限フィルタ１０、ＡＭ検波器１１、ノイズ判定部１２、ノイズ処理部１３、ＦＭ（Frequency Modulation）帯域制限フィルタ１４、ＦＭ検波器１５を備える。
【００１３】
なお、アンテナで受信した受信信号をＩＦ信号へ周波数変換する構成については周知の構成であるため説明を省略する。加えて、以下の説明では、ＡＭラジオ放送を受信する場合について説明するため、上流側（アンテナ側）に設けられたフロントエンド（図示省略）において、ＡＭ信号が選択されているものとする。つまり、図１のＩＦ信号Ｓ１は、ＡＭ信号のみを含むものとする。
【００１４】
ＡＭ帯域制限フィルタ１０及びＦＭ帯域制限フィルタ１４は、ＩＦ信号から所望の周波数帯域の信号を抽出する。具体的には、ＡＭ帯域制限フィルタ１０は、ＩＦ信号からＡＭの周波数帯域信号（ＡＭ帯域信号Ｓ２）を抽出する。ＦＭ帯域制限フィルタ１４は、ＩＦ信号からＦＭの周波数帯域信号（ＦＭ帯域信号Ｓ６）を抽出する。
【００１５】
ＡＭ検波器１１は、ＡＭ帯域制限フィルタ１０により抽出されたＡＭ帯域信号Ｓ２の振幅変化量を検出する。ＦＭ検波器１５は、ＦＭ帯域制限フィルタ１４により抽出されたＦＭ帯域信号Ｓ６の周波数変化量を検出する。
【００１６】
図２を参照して、ＦＭ検波器１５の具体的な検波処理について説明する。図２は、ＦＭ検波器１５の構成例を示す図である。ＦＭ検波器１５は、複素変換回路１５０、除算回路１５１、Ｔａｎ−１回路１５２、位相角偏移抽出回路１５３を有する。
【００１７】
複素変換回路１５０は、ＩＦ信号を複素変換し、Ｉ信号とＱ信号に分離する。図３に複素変換回路１５０の具体的な構成例を示す。図３に示した複素変換回路１５０は、遅延回路１５０１とヒルベルトフィルタ１５０２とを有する。ＩＦ信号（ＦＭ帯域信号Ｓ６）は遅延回路１５０１及びヒルベルトフィルタ１５０２のそれぞれに供給される。ヒルベルトフィルタ１５０２は、ＩＦ信号の位相を９０度ずらす。一方、遅延回路１５０１は、ＩＦ信号の位相は変えずにヒルベルトフィルタ１５０２の通過に要する遅延と同等の遅延をＩＦ信号に与える。これによって、ＩＦ信号が９０度の位相差を持つＩ信号及びＱ信号に分離される。
【００１８】
除算回路１５１は、Ｑ信号をＩ信号で除算し、その結果をＴａｎ−１回路１５２に対して出力する。Ｔａｎ−１回路１５２は、除算結果のＴａｎ−１を計算し、Ｉ信号とＱ信号の位相角を算出する。位相角偏移抽出回路１５３は、位相角の変化量を抽出し、ＩＦ信号の周波数偏移を算出する。これにより、ＦＭ検波信号Ｓ７が生成される。
【００１９】
ノイズ判定部１２には、ＦＭ検波器１５により検波されたＦＭ検波信号Ｓ７が入力される。ノイズ判定部１２は、ＦＭ検波信号Ｓ７に基づいて、受信信号にノイズが重畳しているか否かを判定する。具体的には、ノイズ判定部１２は、ＦＭ検波信号Ｓ７に変化があった場合、受信信号にノイズが重畳していると判定する。現実的には、微小なノイズにより、ＦＭ検波信号Ｓ７は常に変動するため、例えば、ＦＭ検波信号Ｓ７の振幅の絶対値が所定値以上の場合に、受信信号にノイズが重畳していると判定する。なお、当該所定値はフィルタの特性等に応じて適宜設定される。さらに、ノイズ判定部１２は、ノイズ区間を通知するために、ノイズ処理部１３に対してノイズ検出信号Ｓ５を出力する。
【００２０】
ノイズ処理部１３は、ノイズ判定部１２が受信信号にノイズが重畳していると判定した区間において、ＡＭ検波器１１が出力したＡＭ検波信号Ｓ３からノイズを除去する。なお、ノイズの除去手法に関しては、例えば、直線補間やミュート処理等の既存の手法を用いればよい。
【００２１】
続いて、図１のブロック図及び図４に示した波形を参照して、ラジオ受信機１のＡＭ受信動作について説明する。まず、受信信号から生成されたＩＦ信号Ｓ１が、ＡＭ帯域制限フィルタ１０及びＦＭ帯域制限フィルタ１４に供給される。ここで、図４に示した区間ａは、受信信号にノイズが重畳している区間を示している。そのため、区間ａにおいて、ＩＦ信号Ｓ１の波形が乱れている。
【００２２】
ＡＭ帯域制限フィルタ１０は、ＩＦ信号Ｓ１に含まれるＡＭ帯域信号Ｓ２を通過させる。一方、ＦＭ帯域制限フィルタ１４はＩＦ信号Ｓ１に含まれるＦＭ帯域信号Ｓ６を通過させる。ここで、ＡＭ帯域制限フィルタ１０及びＦＭ帯域制限フィルタ１４のフィルタ特性を図７に示す。日本では、ＦＭ周波数割り当てステップは２００ｋＨｚである。これに対して、ＡＭ周波数割り当てステップは９ｋＨｚである。そのため、ＦＭ帯域制限フィルタ１４は±１２５ｋＨｚ程度のＩＦフィルタとなる。一方、ＡＭ帯域制限フィルタ１０は±３ｋＨｚ程度のＩＦフィルタとなる。
【００２３】
つまり、ＦＭ帯域制限フィルタ１４は、ＡＭ帯域制限フィルタ１０よりも広い周波数帯域のＩＦ信号を通過させる。加えて、上述したようにＩＦ信号Ｓ１はＦＭ信号よりも周波数帯域が狭いＡＭ信号である。そのため、ＦＭ帯域制限フィルタ１４も、ＡＭ信号であるＩＦ信号Ｓ１を通過させる。したがって、ＡＭ帯域制限フィルタ１０を通過したＡＭ帯域信号Ｓ２及びＦＭ帯域制限フィルタ１４を通過したＦＭ帯域信号Ｓ６は周波数が一定の同様の信号となる。
【００２４】
ＡＭ検波器１１は、ノイズが重畳しているＡＭ帯域信号Ｓ２を検波する。図４に示すように、検波後のＡＭ検波信号Ｓ３も区間ａ付近においてノイズの影響を受けている。ＡＭ検波器１１は、ＡＭ検波信号Ｓ３をノイズ処理部１３に出力する。
【００２５】
一方、ＦＭ検波器１５は、ＦＭ帯域信号Ｓ６を検波する。ここで、ＡＭ信号においては、振幅は変化するが、周波数は一定である。つまり、ノイズが重畳していない場合は、ＦＭ帯域信号Ｓ６の周波数に実質的な変動はないため、位相角の偏移は生じない。その結果、位相角偏移抽出回路１５３の出力、つまり、ＦＭ検波器１５から出力されるＦＭ検波信号Ｓ７は実質的に０となる。
【００２６】
しかし、受信信号にノイズが重畳している場合、ＦＭ帯域信号Ｓ６のノイズが重畳した区間においては、周波数が一定とならない。そのため、図４に示すように、ＦＭ検波器１５により区間ａにおける周波数の変化量が検出され、ＦＭ検波信号Ｓ７が０から変動する。そして、ＦＭ検波信号Ｓ７は、ノイズ判定部１２に供給される。
【００２７】
ノイズ判定部１２は、ＦＭ検波信号Ｓ７が０から所定値以上変化している区間をノイズが重畳している区間であると判定する。具体的には、ノイズ判定部１２は、ＦＭ検波信号Ｓ７の振幅の絶対値が所定値より小さい場合、ノイズが重畳していないと判定し、Ｌｏｗレベルのノイズ検出信号Ｓ５を出力する。一方、ＦＭ検波信号Ｓ７の振幅の絶対値が所定値以上の場合、ノイズが重畳していると判定し、Ｈｉｇｈレベルのノイズ検出信号Ｓ５を出力する。ノイズ検出信号Ｓ５は、ノイズ処理部１３に供給される。なお、図４においてＦＭ検波信号Ｓ７は、正の方向に振れた後、負の方向に振れている。そのため、振幅の絶対値が０付近となる微小な期間においては、ＦＭ検波信号Ｓ７の振幅の絶対値が所定値以下となる。したがって、実際には当該微小な期間においてはノイズ検出信号Ｓ５がＬｏｗレベルとなる。しかし、例えば、微小な期間におけるレベルの変動は無効とする処理を行うことにより、ＦＭ検波信号Ｓ７の振幅が変動している期間のレベルがＨｉｇｈレベルとなるノイズ検出信号Ｓ５を取得することができる。
【００２８】
ノイズ処理部１３は、ノイズ検出信号Ｓ５がＨｉｇｈレベルである区間ａよりも長い区間において、ＡＭ検波信号Ｓ３に対してノイズ除去処理を行う。ノイズ処理部１３が区間ａよりも長い区間においてノイズ除去処理を行う理由について以下で説明する。
【００２９】
上述したように、日本ではＡＭ放送は、９ｋＨｚの間隔で放送波周波数が割り当てられるので、所望局周波数の中心周波数に対して±３ｋＨｚ程度の範囲を通過域とするフィルタで構成されるのが一般的である。そのため、ＡＭ帯域制限フィルタ１０は、ＦＭ帯域制限フィルタ１４よりも狭い通過帯域のフィルタで構成されている（図７参照）。
【００３０】
ＩＦ信号が通過帯域の狭いフィルタを通過すると、ＩＦ信号Ｓ１に重畳したノイズはＡＭ帯域制限フィルタ１０を通過した時点で時間的（図４の横軸方向）に拡張され、検波信号のノイズ期間も拡張してしまう。一方、ＦＭ帯域制限フィルタ１４は、ＡＭ帯域制限フィルタ１０ほど通過帯域が狭くないため、上記のような問題は生じない。その結果、図４において、ＡＭ検波信号Ｓ３とＦＭ検波信号Ｓ７のノイズ区間を比較すると、ＡＭ検波信号Ｓ３の方がノイズ区間が長くなっている。
【００３１】
したがって、ノイズ処理部１３は、ノイズ検出信号Ｓ５のＨｉｇｈレベル区間ａよりも長い区間において、ノイズ除去処理を実行する。当該区間は、ＡＭ帯域制限フィルタの特性に応じて、予め定められている。これにより、ＡＭ検波信号Ｓ３に生じているノイズの全区間において、ノイズ処理部１３はノイズ除去を実行することができる。図４に示したＡＭ検波信号Ｓ４は、ノイズ処理部１３のノイズ除去により得られた信号である。破線で示した部分がノイズ処理を行った区間である。
【００３２】
このように、本実施の形態にかかるラジオ受信機１の構成によれば、ＡＭ受信時に、ＦＭ検波器１５がＦＭ帯域信号Ｓ６を検波し、ノイズを検出する。そして、ノイズ判定部１２が、ＦＭ検波の結果から、周波数が変化している区間をノイズが重畳している区間であると判定する。一方で、一般的なラジオ受信機は、ＡＭ検波器１１及びＦＭ検波器１５を備えている。つまり、本発明によれば、ノイズの検出のためにノイズ検出機構を別途備える必要がないため、低コストでノイズ検出を実現可能である。
【００３３】
さらに、ＡＭ検波に至る経路で複素変換を必要としないラジオ受信機に特許文献１の技術を適用する場合、位相変化量Δθを算出するためにＩＦ信号の複素変換が必要となる。そのため、位相変化量Δθ算出機構（ノイズ検出回路２００）に加えて、複素変換機構（ＤＤＣ回路１０６）を設ける必要もある。つまり、ノイズ検出を行うためにＡＭ検波器の上流側にＩ信号及びＱ信号に分離する機構をさらに備える必要がある。しかしながら、本発明によれば、ノイズ検出においてＩ信号及びＱ信号を必要としないため、Ｉ信号とＱ信号に分離しないＡＭ検波（例えば、エンベロープ検波）においても適用可能である。
【００３４】
実施の形態２
本発明にかかる実施の形態２について説明する。図５に本実施の形態にかかるラジオ受信機２の構成例を示す。ラジオ受信機２は、図１に示したラジオ受信機１と比較してノイズ処理部１３の配置が異なるが、その他は同様である。そのため、各構成要素の処理については説明を省略する。
【００３５】
ノイズ処理部１３は、ＡＭ帯域制限フィルタ１０よりも上流側（アンテナ側）に設けられる。そのため、ノイズ処理部１３は、ＡＭ帯域制限フィルタ１０がＡＭ帯域信号Ｓ９を抽出する前に、ＩＦ信号Ｓ１からノイズを除去する。
【００３６】
続いて、図６を参照して、本実施の形態にかかるラジオ受信機２のＡＭ受信動作について説明する。実施の形態１と同様に、ＩＦ信号Ｓ１がＦＭ帯域制限フィルタ１４を通過する。そして、ＦＭ検波器１５がＦＭ帯域信号Ｓ６を検波する。ノイズ判定部１２は、ＦＭ検波信号Ｓ７に基づいて、ノイズが重畳している区間ａを判定する。
【００３７】
一方、本実施の形態においては、ノイズ処理部１３は、ＩＦ信号Ｓ１がＡＭ帯域制限フィルタ１０を通過する前に、ノイズ判定部１２から出力されたノイズ検出信号Ｓ５の区間ａ（Ｈｉｇｈレベルの区間）において、ＩＦ信号に重畳しているノイズを除去する。
【００３８】
その後、ノイズが除去されたＩＦ信号Ｓ８がＡＭ帯域制限フィルタ１０を通過する。ＡＭ検波器１１は、ＡＭ帯域信号Ｓ９を検波する。以上の動作により、ノイズが除去されたＡＭ検波信号Ｓ１０が出力される（破線部はノイズ処理区間）。
【００３９】
このように、本実施の形態にかかるラジオ受信機２の構成によれば、ＩＦ信号Ｓ１がＡＭ帯域制限フィルタ１０を通過する前に、ノイズ処理部１３がＩＦ信号Ｓ１のノイズを除去する。そのため、受信信号に重畳したノイズの区間がＡＭ帯域制限フィルタ１０の通過によって拡張する前に、ノイズ処理部１３がノイズを除去することができる。つまり、ノイズ区間がより短い状態、言い換えると、ノイズが受信信号に与える影響が大きくなる前に、ノイズ処理部１３がノイズ除去を実行できる。その結果、より歪みの少ないＡＭ検波信号を取得することができる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更及び組み合わせをすることが可能である。例えば、ＦＭ検波器１５の構成は、図２及び図３に示した構成に限られるものではなく、ＩＦ信号の周波数偏移を検出できるものであればよい。
【符号の説明】
【００４１】
１、２  ラジオ受信機
１０  ＡＭ帯域制限フィルタ
１１  ＡＭ検波器
１２  ノイズ判定部
１３  ノイズ処理部
１４  ＦＭ帯域制限フィルタ
１５  ＦＭ検波器
１５０  複素変換回路
１５１  除算回路
１５２  Ｔａｎ−１回路
１５３  位相角偏移抽出回路
１５０１  遅延回路
１５０２  ヒルベルトフィルタ
【図１】
2012060485.tif 000003
【図２】
2012060485.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2012060485.tif 000007
【図６】
2012060485.tif 000008
【図７】
2012060485.tif 000009
【図８】
2012060485.tif 000010