(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチパス干渉によって生じる信号成分を予測するマルチパス予測手段と、入力される中間周波信号から、前記マルチパス予測手段によって予測した信号成分を除去する信号除去手段とを備えるＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置において、
前記マルチパス予測手段は、前記信号除去手段から出力される信号を所定時間遅延させる遅延手段と、前記遅延手段による遅延後の信号のレベルを調整するレベル調整手段とを備え、
前記レベル調整手段は、前記中間周波信号の信号レベルの変動分を検出するレベル変動検出手段と、前記レベル変動検出手段によって検出されたレベル変動の大きさに応じて、レベル調整を行う際の利得を設定する利得設定手段とを備え、前記利得設定手段によって設定された利得で、前記遅延手段による遅延後の信号のレベル調整を行い、
前記レベル変動検出手段は、前記中間周波信号の実部と虚部を分離するヒルベルト変換フィルタと、前記実部と前記虚部の二乗和を求めた後に平方根を求める演算手段と、前記演算手段の演算結果に対して所定の上限値および下限値を設定して出力値の範囲を制限する制限手段と、前記制限手段の出力値に対して低域成分のみを通過させる低域通過手段とを備え、前記実部と前記虚部に基づいて前記信号レベルを検出し、
前記制限手段は、前記上限値および前記下限値を前記中間周波信号の平均レベルに応じて可変に設定することを特徴とするＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置。
【請求項２】
マルチパス干渉によって生じる信号成分を予測するマルチパス予測手段と、入力される中間周波信号から、前記マルチパス予測手段によって予測した信号成分を除去する信号除去手段とを備えるＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置において、
前記マルチパス予測手段は、前記信号除去手段から出力される信号を所定時間遅延させる遅延手段と、前記遅延手段による遅延後の信号のレベルを調整するレベル調整手段とを備え、
前記レベル調整手段は、前記中間周波信号の信号レベルの変動分を検出するレベル変動検出手段と、前記レベル変動検出手段によって検出されたレベル変動の大きさに応じて、レベル調整を行う際の利得を設定する利得設定手段とを備え、前記利得設定手段によって設定された利得で、前記遅延手段による遅延後の信号のレベル調整を行い、
前記レベル変動検出手段は、前記中間周波信号の実部と虚部を分離するヒルベルト変換フィルタと、前記実部と前記虚部の二乗和を求めた後に平方根を求める演算手段と、前記演算手段の演算結果に対して所定の上限値および下限値を設定して出力値の範囲を制限する制限手段と、前記制限手段の出力値に対して低域成分のみを通過させる低域通過手段とを備え、前記実部と前記虚部に基づいて前記信号レベルを検出し、
前記制限手段は、前記信号除去手段から出力される信号に基づいて、前記上限値および前記下限値を可変に設定することを特徴とするＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置。
【請求項３】
マルチパス干渉によって生じる信号成分を予測するマルチパス予測手段と、入力される中間周波信号から、前記マルチパス予測手段によって予測した信号成分を除去する信号除去手段とを備えるＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置において、
前記マルチパス予測手段は、前記信号除去手段から出力される信号を所定時間遅延させる遅延手段と、前記遅延手段による遅延後の信号のレベルを調整するレベル調整手段とを備え、
前記レベル調整手段は、前記中間周波信号の信号レベルの変動分を検出するレベル変動検出手段と、前記レベル変動検出手段によって検出されたレベル変動の大きさに応じて、レベル調整を行う際の利得を設定する利得設定手段とを備え、前記利得設定手段によって設定された利得で、前記遅延手段による遅延後の信号のレベル調整を行い、
前記レベル変動検出手段は、前記中間周波信号の実部と虚部を分離するヒルベルト変換フィルタと、前記実部と前記虚部の二乗和を求めた後に平方根を求める演算手段と、前記演算手段の演算結果に対して所定の上限値および下限値を設定して出力値の範囲を制限する制限手段と、前記制限手段の出力値に対して低域成分のみを通過させる低域通過手段とを備え、前記実部と前記虚部に基づいて前記信号レベルを検出し、
前記制限手段は、前記信号除去手段から出力される信号の絶対値を平滑した結果に基づいて、前記上限値および前記下限値を可変に設定することを特徴とするＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記利得設定手段は、１から０の範囲内においてあらかじめ用意されている離散的な複数の利得の一つを、前記レベル変動の大きさに応じて選択することを特徴とするＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記マルチパス予測手段および前記信号除去手段をデジタル信号処理で実現することを特徴とするＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置。
【請求項６】
請求項５において、
デジタル信号処理装置を用いて前記デジタル信号処理を行うことを特徴とするＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＭ受信機において生じるマルチパス干渉の影響を除去するＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＦＭ受信機では、送信アンテナから送られて直接的に受信アンテナに入力されるＦＭ変調波（直接波）に対してこの直接波が建物等に反射されることによって発生する反射波が干渉することにより受信信号に振幅や位相の変化が生じ、出力音声にノイズを発生させるマルチパス干渉と呼ばれる現象が知られている。このため従来のＦＭ受信機では、マルチパス干渉を検出した場合には、出力音声をステレオ出力からモノラル出力に切り替えたり、出力音声の高域成分を減衰させたりして、利用者に与えるノイズ感を低減している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術を用いてマルチパス干渉によるノイズ感を軽減する場合には、出力音声がステレオ音声からモノラル音声に切り替えられることによりステレオ感が失われたり、高域成分を減衰させることによる音のこもり感が生じるなど、出力音声の音質が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、マルチパス干渉による影響を取り除くことにより出力音声の音質を向上させることができるＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置および方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のＦＭ受信機のマルチパス干渉除去装置は、マルチパス干渉によって生じる信号成分をマルチパス予測手段により予測しており、入力される中間周波信号から、マルチパス予測手段によって予測した信号成分を信号除去手段により除去している。マルチパス干渉によって生じる信号成分を予測して中間周波信号から除去することにより、マルチパス干渉を受けていない中間周波信号を復元することができる。したがって、出力音声をステレオ音声からモノラル音声に切り替える処理や、出力音声の高域成分を減衰させる処理などを行うことなく、出力音声の音質を向上させることが可能になる。
【０００６】
上述したマルチパス予測手段は、信号除去手段から出力される信号を所定時間遅延させる遅延手段と、この遅延手段による遅延後の信号のレベルを調整するレベル調整手段とを備えることが望ましい。信号除去手段から出力される信号を所定時間遅延させた後にその信号レベルを調整することにより、マルチパス干渉により生じる信号成分、すなわち、直接波が建物等に反射することにより所定時間だけ遅延するとともに信号レベルが変化して生じる信号を再現することができる。したがって、この再現された信号を中間周波信号から除去することにより、マルチパス干渉を受ける以前の信号を復元することができる。
【０００７】
上述したレベル調整手段は、中間周波信号の信号レベルの変動分を検出するレベル変動検出手段と、レベル変動検出手段によって検出されたレベル変動の大きさに応じて、レベル調整を行う際の利得を設定する利得設定手段とを備えており、利得設定手段によって設定された利得で、遅延手段による遅延後の信号のレベル調整を行うことが望ましい。中間周波信号の信号レベルはマルチパス干渉によって変動するので、中間周波信号の信号レベルの変動分を検出することにより、マルチパス干渉の有無や程度を精度良く検出することができる。
【０００８】
上述したレベル変動検出手段は、中間周波信号の実部と虚部に基づいて信号レベルを検出することが望ましい。一般に、各種の信号は複素数で表現することが可能であり、この複素数の実部と虚部を抽出することにより、信号レベルを的確に検出することが可能になる。具体的には、このレベル変動検出手段は、実部と虚部を分離するヒルベルト変換フィルタと、実部と虚部の二乗和を求めた後に平方根を求める演算手段とを備えていることが望ましい。ヒルベルト変換フィルタによって入力信号の実部と虚部を分離することが可能になり、これらの二乗和の平方根を求める演算によってこの入力信号の信号レベル（大きさ）を容易に求めることができる。
【０００９】
また、上述したレベル変動検出手段は、演算手段の演算結果に対して所定の上限値および下限値を設定して出力値の範囲を制限する制限手段と、制限手段の出力値に対して低域成分のみを通過させる低域通過手段とをさらに備えることが望ましい。これにより、レベル変動の演算結果が急激に変化したときに発生する過剰な反応を抑制することができ、動作の安定化を図ることが可能になる。
【００１０】
上述した制限手段は、上限値および下限値を中間周波信号の平均レベルに応じて可変に設定することが望ましい。これにより、中間周波信号の平均レベルに応じて適切な制限を与えることが可能になり、さらに動作の安定化を図ることができる。なお、ここで用いる中間周波信号の平均レベルとしては、例えば中間周波信号の実効値を検出するＳメータの出力値を用いればよい。
【００１１】
また、上述した制限手段は、信号除去手段から出力される信号に基づいて、上限値および下限値を可変に設定することが望ましい。あるいは、上述した制限手段は、信号除去手段から出力される信号の絶対値を平滑した結果に基づいて、上限値および下限値を可変に設定することが望ましい。信号除去手段から出力される信号は、本発明のマルチパス干渉除去装置に入力される中間周波信号からマルチパス妨害分を除去した信号であり、このようなマルチパス妨害分が除去された後の中間周波信号を用いることにより、具体的にはこの中間周波信号の絶対値を平滑化した結果を用いることにより、制限手段によって中間周波信号の平均レベルに応じて適切な制限を与えることが可能になり、さらに動作の安定化を図ることができる。また、例えばＳメータのアナログ出力信号に基づいて中間周波信号の平均レベルを求める場合等と異なり、Ｓメータの出力に含まれる交流成分による影響やこのアナログ出力をデジタル化したときの遅延時間等を考慮する必要がなくなるため、マルチパス干渉除去装置やこれを用いたＦＭ受信機全体の設計が容易になる。
【００１２】
上述した利得設定手段は、１から０の範囲内においてあらかじめ用意されている離散的な複数の利得の一つを、中間周波信号のレベル変動の大きさに応じて選択することが望ましい。これにより、利得を設定する処理の簡略化が可能となる。
【００１３】
また、マルチパス予測手段および信号除去手段は、デジタル信号処理で実現されることが望ましい。デジタル信号処理を採用することにより、アナログ回路などを用いる場合に比較して、構成の簡略化が可能であるとともに特性のばらつきや経時変化がほとんどなく、動作条件の調整や設計変更なども容易になる。
【００１４】
上述したデジタル信号処理は、デジタル信号処理装置を用いて行われることが望ましい。デジタル信号処理装置（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）を用いることにより、処理の高速化や構成の簡略化が可能となる。特に、ＦＭ受信機のその他の構成をデジタル信号処理装置で行う場合にはこのデジタル信号処理装置を用いて本発明の動作をさせることが可能であり、この場合には特別な構成を追加する必要がないため、ＦＭ受信機全体の装置構成を簡略化することができる。
【００１５】
また、本発明のＦＭ受信機のマルチパス干渉除去方法は、入力される中間周波信号に基づいてマルチパス干渉によって生じる信号成分を予測する第１のステップと、この予測した信号成分をマルチパス干渉を受けた中間周波信号から除去する第２のステップを有している。マルチパス干渉によって生じる信号成分を予測し、この信号成分を中間周波信号から除去しているので、マルチパス干渉を受けていない状態の中間周波信号を復元することができる。したがって、出力音声をステレオ音声からモノラル音声に切り替える処理や、出力音声の高域成分を減衰させる処理などを行うことなく、出力音声の音質を向上させることが可能になる。
【００１６】
上述した第１のステップは、第２のステップにおいて生成される信号を受信電波の遅延時間分遅延させることにより、マルチパス干渉によって生じる信号成分を予測することが望ましい。第２のステップにおいて生成された信号を所定の遅延時間分だけ遅延させることにより、マルチパス干渉によって生じる信号成分、すなわち直接波が建物等に反射することにより所定時間だけ遅延して得られた反射波を再現することができる。したがって、この再現された信号を中間周波信号から除去することにより、マルチパス干渉を受ける以前の信号を復元することができる。
【００１７】
また、上述した第１のステップは、中間周波信号の信号レベルの変動分の大小に応じてマルチパス干渉の程度を判定し、遅延時間分遅延させた後の信号のレベルを調整することが望ましい。中間周波信号の信号レベルは、マルチパス干渉を受けていない場合にはほぼ一定の値となるが、マルチパス干渉を受けている場合にはその程度に応じて変動分を生じるので、中間周波信号の信号レベルの変動分に応じて、遅延後の信号のレベルを調整することにより、マルチパス干渉により生じる信号成分を精度良く予測することができる。
【００１８】
また、上述した第１のステップは、中間周波信号に対してヒルベルト変換を行って実部と虚部に分離し、さらにこれらの二乗和の平方根を求めることによりマルチパス干渉の程度を判定することが望ましい。ヒルベルト変換によって中間周波信号の実部と虚部を分離することが可能になり、これらの二乗和の平方根を求める演算によってこの中間周波信号の信号レベルを容易に求めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態のＦＭ受信機について、図面を参照しながら説明する。
図１は、一実施形態のＦＭ受信機の構成を示す図である。図１に示すＦＭ受信機１００は、アンテナ１０、フロントエンド部（Ｆ／Ｅ）１２、選局回路１４、中間周波増幅回路１８、ＤＳＰ（デジタル信号処理装置）２０、ステレオ復調回路２６、制御部２８を含んで構成されている。
【００２０】
フロントエンド部１２は、アンテナ同調回路や高調波増幅回路、局部発振回路、混合回路等を含んでおり、アンテナ１０から入力されるＦＭ変調波（受信電波）の中から所望の受信周波数（同調周波数）成分を抽出するとともに、抽出した信号に対して所定の周波数変換を行って、中間周波信号（ＩＦ信号）を出力する。
【００２１】
選局回路１４は、受信周波数を設定するためのものであり、フロントエンド部１２内の局部発振回路とともにＰＬＬ（位相同期ループ）を構成する。例えば、プログラマブルカウンタからなる分周回路を有しており、この分周比を制御部２８からの指示にしたがって変更することによりフロントエンド部１２内の局部発振回路の発振周波数を変えて、受信周波数を切り替える。
【００２２】
中間周波増幅回路１８は、フロントエンド部１２から出力される中間周波信号を増幅するとともに同調動作を行い、１０．７ＭＨｚ近傍の周波成分のみを出力する。また、本実施形態の中間周波増幅回路１８は、中間周波信号の平均レベルである実効値を検出するＳメータを内蔵している。
【００２３】
ＤＳＰ２０は、デジタル信号処理専用のプロセッサであり、入力される中間周波信号に基づいて各種処理を行い、ＦＭ検波された後のコンポジット信号を出力する。このＤＳＰ２０は、マルチパスキャンセラ（マルチパス干渉除去装置）２２とＦＭ検波回路２４を含んで構成されている。
【００２４】
マルチパスキャンセラ２２は、中間周波信号に含まれるマルチパス妨害によるノイズを除去する処理を行う。ＦＭ検波回路２４は、マルチパスキャンセラ２２から出力される中間周波信号に対してＦＭ検波処理を行い、コンポジット信号を出力する。
【００２５】
ステレオ復調回路２６は、ＦＭ検波回路２４から出力されるコンポジット信号を、ステレオ音声信号を構成するＬ信号とＲ信号に分離するステレオ復調処理を行う。制御部２８は、受信周波数の設定などＦＭ受信機１００の全体動作を制御する。
【００２６】
次に、ＤＳＰ２０に含まれているマルチパスキャンセラ２２の詳細な構成について説明する。図２は、マルチパスキャンセラ２２の詳細構成を示す図である。マルチパスキャンセラ２２は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換部５０、５１、レベル変動検出部５２、係数設定部５４、乗算部５６、減算部５８、遅延処理部６０を含んで構成されている。
【００２７】
アナログ−デジタル変換部５０は、中間周波増幅回路１８から出力されるアナログの中間周波信号をデジタルデータ（中間周波信号データ）に変換する。アナログ−デジタル変換部５１は、中間周波増幅回路１８内のＳメータの出力信号をデジタルデータ（Ｓメータ出力データ）に変換する。
【００２８】
レベル変動検出部５２は、アナログ−デジタル変換部５０から出力される中間周波信号データと、アナログ−デジタル変換部５１から出力されるＳメータ出力データとに基づいて、中間周波信号の信号レベルの変動分（レベル変動）を検出する。
【００２９】
係数設定部５４は、レベル変動検出部５２によって検出されるレベル変動の大きさに応じて所定の係数を設定し、乗算部５６に出力する。この係数設定部５４によって設定される係数が、遅延処理部６０から出力される信号の信号レベルを調整する際の「利得」になる。
【００３０】
図３は、係数設定部５４によって設定される係数の具体例を示す図である。図３に示すように、本実施形態の係数設定部５４は、レベル変動検出部５２によって検出されたレベル変動の大きさに応じて、０、０．２、０．４、０．６、０．８、１のいずれかの係数を選択して出力する。このように、予め用意されている離散的な複数の係数の１つを選択するという簡単な処理によって係数を設定することができるので、設定処理の簡略化が可能となる。なお、ここに示した係数の値は一例であり、これに限定されるものではない。
【００３１】
乗算部５６は、係数設定部５４から出力される所定の係数を遅延処理部６０から出力される信号（詳細は後述する）に対して乗算する演算処理を行う。この乗算部５６から出力される信号が、マルチパス干渉により生じる信号成分を予測した信号に対応している。減算部５８は、アナログ−デジタル変換部５０から出力される中間周波信号データから、乗算部５６から出力される、マルチパス干渉により生じる信号成分の予測データを減算する演算処理を行う。
【００３２】
遅延処理部６０は、減算部５８から出力される演算結果を所定時間だけ遅延させる処理を行う。具体的には、遅延処理部６０における遅延時間は、アンテナ１０に入力される直接波と、この直接波が建物等に反射された後にアンテナ１０に入力される反射波との到達時間の差に相当する時間が設定される。
【００３３】
次に、レベル変動検出部５２の詳細な構成について説明する。図４は、レベル変動検出部５２の詳細構成を示す図である。図４に示すレベル変動検出部５２は、ヒルベルト変換フィルタ７０、２つの二乗演算部７２、７４、加算部７６、平方根演算部７８、リミッタ８０、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８２を含んで構成されている。
【００３４】
ヒルベルト変換フィルタ７０は、アナログ−デジタル変換部５０から入力される中間周波信号データに対してヒルベルト変換を行い、複素数表現された中間周波信号の実部（Ｉ）と虚部（Ｑ）を分離する。
二乗演算部７２は、ヒルベルト変換フィルタ７０から出力される中間周波信号の実部を二乗（Ｉ2 ）する演算を行う。二乗演算部７４は、ヒルベルト変換フィルタ７０から出力される中間周波信号の虚部を二乗（Ｑ2 ）する演算を行う。加算部７６は、二乗演算部７２、７４のそれぞれの演算結果を加算する。平方根演算部７８は、加算部７６によって得られた加算結果の平方根を求める演算を行うことにより、中間周波信号の信号レベルデータを出力する。このように、ヒルベルト変換を行うことにより中間周波信号の実部と虚部を分離し、これら実部と虚部のそれぞれの二乗和の平方根を求めるという数学的処理を行うことにより、中間周波信号の信号レベルを容易かつ確実に得ることができる。
【００３５】
リミッタ８０は、アナログ−デジタル変換部５１から入力されるＳメータ出力データ（中間周波信号の平均レベル）に基づいて、平方根演算部７８から出力される中間周波信号のレベル変動分に対して、所定の上限値と下限値を設定して出力値の範囲を制限する。具体的には、リミッタ８０は、入力されるＳメータ出力データに基づいて、中間周波信号の実効値に相当するオフセット値を設定し、このオフセット値を中心値とした所定範囲（例えば、オフセット値±０．０５Ｖ）に含まれるように出力値の範囲を制限する。ローパスフィルタ８２は、リミッタ８０から出力される信号の高域成分を除去することにより、中間周波信号のキャリア周波数以下の低域成分を通過させるフィルタリング処理を行う。このように、平方根演算部７８から出力される演算結果をリミッタ８０、ローパスフィルタ８２に通すことにより、演算結果が急激に変動したときに発生するマルチパスキャンセラ２２の過剰な反応を抑制することができ、動作の安定化を図ることが可能になる。特に、リミッタ８０による制限動作の上限値および下限値を中間周波信号の平均レベルに応じて可変に設定することにより、中間周波信号の実効値に応じて適切な制限を与えることが可能になり、さらに動作の安定化を図ることができる。
【００３６】
上述したレベル変動検出部５２、係数設定部５４、乗算部５６、遅延処理部６０がマルチパス予測手段に、減算部５８が信号除去手段に、遅延処理部６０が遅延手段に、レベル変動検出部５２、係数設定部５４、乗算部５６がレベル調整手段にそれぞれ対応している。また、レベル変動検出部５２がレベル変動検出手段に、係数設定部５４が利得設定手段に、二乗演算部７２、７４、加算部７６、平方根演算部７８が演算手段に、リミッタ８０が制限手段に、ローパスフィルタ８２が低域通過手段にそれぞれ対応している。
【００３７】
本実施形態のＦＭ受信機１００はこのような構成を有しており、次にその動作について説明する。
始めに、レベル変動検出部５２によって行われる動作の内容を説明する。図５は、レベル変動検出部５２に入力される、マルチパス干渉を受けた中間周波信号の一例を示す図である。図５において、横軸が時間に、縦軸が中間周波信号の信号レベルにそれぞれ対応している。マルチパス干渉を受けていない場合の中間周波信号は信号レベル（キャリア信号の包絡線）がほぼ一定となるが、マルチパス干渉を受けている場合には、直接波に対応する中間周波信号と建物等による反射波に対応する中間周波信号とが合成されるため、図５に示すように、中間周波増幅回路１８から出力される実際の中間周波信号の信号レベルは大きく変動する。
【００３８】
図６は、図５に示す中間周波信号が入力された場合のリミッタ８０の出力値を示す図である。図６において、横軸が時間に、縦軸がリミッタ８０の出力値（リミッタ出力）にそれぞれ対応している。図５に示した信号レベルの変動を有する中間周波信号データに対して、ヒルベルト変換フィルタ７０、二乗演算部７２、７４、加算部７６、平方根演算部７８のそれぞれを用いた演算処理を行うことにより、中間周波信号の平均レベル（実効値）にレベル変動分が重畳したような出力値が得られるが、この出力値は、レベル変動が大きくてそのままでは扱いにくい。そこで、リミッタ８０を用いて、中間周波信号の平均レベルを基準として上限値と下限値を設定して出力値の範囲を制限することにより、図６に示すリミッタ出力が得られる。
【００３９】
図７は、図６に示すリミッタ出力をローパスフィルタ８２に通した結果を示す図である。図７において、横軸が時間に、縦軸がローパスフィルタ８２の出力値（ＬＰＦ出力）をそれぞれ対応している。図６に示したリミッタ８０の出力値をローパスフィルタ８２に通すことによりキャリア周波数よりも高い周波数成分が除去され、図７に示すように、マルチパス干渉の程度を表す出力信号が得られる。すなわち、図５を参照しながら図７を見ると分かるように、マルチパス干渉を受けているときには、中間周波信号の信号レベルが大きく変動し、この大きな変動分に対応するように、ローパスフィルタ８２の出力値も大きく変化する。これに対し、マルチパス干渉を受けていないときには、中間周波信号の信号レベルがあまり変動せずにローパスフィルタ８２の出力値はほぼ０近傍の値となる。ローパスフィルタ８２の出力値が、レベル変動検出部５２による検出結果として係数設定部５４に入力される。
【００４０】
次に、マルチパスキャンセラ２２の全体動作について説明する。マルチパスキャンセラ２２の動作には、（１）入力される中間周波信号データに基づいてマルチパス干渉によって生じる信号成分を予測する第１のステップと、（２）予測した信号成分をマルチパス干渉を受けた中間周波信号データから除去する第２のステップとが含まれている。
【００４１】
第１のステップでは、まずマルチパス干渉に起因する中間周波信号のレベル変動がレベル変動検出部５２によって検出され、この検出されたレベル変動の大きさに基づいて係数設定部５４によりマルチパス干渉の程度が判定されて所定の係数（図３参照）が設定される。そして、係数設定部５４により設定された係数が、乗算部５６により遅延処理部６０から出力される中間周波信号に対して掛け合わされることにより、中間周波信号のレベル調整が行われる。すなわち、所定の遅延時間だけ遅延された中間周波信号のレベル調整が行われており、この処理によって、マルチパス干渉によって生じる信号成分が予測される。
【００４２】
第２のステップでは、アナログ−デジタル変換部５０から出力される現在の中間周波信号データから、第１のステップにおいて乗算部５６から出力される信号成分、すなわちマルチパス干渉によって生じる信号成分を予測した結果を除去する減算処理が減算部５８によって行われる。
【００４３】
上述した第１および第２のステップで説明した処理を行うことにより、マルチパス干渉により生じる信号成分、すなわち建物等に反射することにより所定時間だけ遅延し、信号レベルが変化してアンテナ１０に入力される反射波を復元することができる。したがって、この復元された信号成分を中間周波信号から除去することにより、マルチパス干渉を受ける以前の中間周波信号を復元することができる。
【００４４】
図８は、マルチパスキャンセラ２２の動作を検証したシミュレーション結果を示す図である。図８において、横軸が時間に、縦軸が被変調波信号の信号レベルにそれぞれ対応している。また、符号Ａ（一点鎖線）が付された特性線は被変調波として設定された１０ｋＨｚと５６ｋＨｚの正弦波を合成した信号であってＦＭ変調を行う前の信号を示している。符号Ｂ（実線）が付された特性線は本実施形態のマルチパスキャンセラ２２を用いてマルチパス干渉による影響を除去した後の信号であってＦＭ検波やステレオ復調が行われた後の信号を示している。符号Ｃ（点線）が付された特性線はマルチパス干渉による影響を除去していない信号であってＦＭ検波やステレオ復調が行われた後の信号を示している。
【００４５】
図８に示した符号Ａと符号Ｃの特性線を比べるとわかるように、マルチパス干渉を受けると、元の信号波形とはあまり相間のない信号に変化してしまい、受信信号の信号品質が低下することがわかる。これに対し、符号Ａと符号Ｂの特性線を比べると明らかなように、本実施形態のマルチパスキャンセラ２２を用いることにより、ほぼ正確に被変調波信号の波形を再現することができる。
【００４６】
このように、本実施形態のＦＭ受信機１００は、マルチパス干渉によって生じる信号成分を予測し、この信号成分を中間周波信号から除去しているので、マルチパス干渉を受けていない状態の中間周波信号を復元することができる。したがって、マルチパス干渉による影響を取り除くことにより、出力音声をステレオ音声からモノラル音声に切り替える処理や、出力音声の高域成分を減衰させる処理を行うことなく、出力音声の音質を向上させることが可能になる。また、マルチパスキャンセラ２２における処理をデジタル信号処理によって実現しているので、アナログ回路などを用いる場合に比較して、構成の簡略化が可能であるとともに特性のバラツキや経時変化が少なく、動作条件の微調整や設計変更なども容易になる利点がある。特に、デジタル信号処理専用のプロセッサであるＤＳＰを用いているので、処理の高速化や構成のさらなる簡略化が可能となる。しかも、マルチパスキャンセラ２２以外の構成が既にＤＳＰによって実現されている場合には、マルチパスキャンセラ２２の機能をこのＤＳＰに盛り込むだけでよいため、特別な構成を追加する必要がなく、ＦＭ受信機１００全体の装置構成を簡略化することができる。
【００４７】
ところで、上述したマルチパスキャンセラ２２では、中間周波増幅回路１８内のＳメータの出力信号に基づいて、レベル変動検出部５２内のリミッタ８０を動作させるようにしたが、このＳメータ出力信号の交流成分による影響やデジタル化することによる遅延時間等を考えると、同等の信号をマルチパスキャンセラ２２内で生成することが望ましい。
【００４８】
図９は、マルチパスキャンセラの変形例の詳細構成を示す図である。図９に示すマルチパスキャンセラ２２Ａは、図２に示したマルチパスキャンセラ２２に対して、Ａ／Ｄ変換部５１を省略するとともに、絶対値処理部６２とローパスフィルタ（ＬＰＦ）６４を追加した点が異なっている。
【００４９】
絶対値処理部６２は、マルチパスキャンセラ２２Ａの出力であるデジタルの中間周波信号（ＩＦ信号）の絶対値を求める。ローパスフィルタ６４は、絶対値処理部６２の出力を平滑する。この平滑されたローパスフィルタ６４の出力がレベル変動検出部５２内のリミッタ８０に入力される。
【００５０】
このように、マルチパスキャンセラ２２Ａ自身の出力に基づいて、レベル変動検出部５２内のリミッタ８０を動作させる信号を生成することにより、マルチパス妨害の検出からマルチパスキャンセルまでの一連の動作をマルチパスキャンセラ２２Ａ内で完結させることができる。これにより、中間周波増幅回路１８内のＳメータの交流成分による影響やデジタル化したときの遅延時間等を考慮する必要がなくなるため、マルチパスキャンセラ２２Ａおよびこれを用いたＦＭ受信機全体の設計が容易になる。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、マルチパスキャンセラ２２をデジタル信号処理専用装置であるＤＳＰ２０内に設けて処理を行わせていたが、ＤＳＰを用いず、他のデジタル回路あるいはマイクロプロセッサによってマルチパスキャンセラ２２の機能を実現してもよい。また、アナログ回路を用いて同等の機能ブロックを構成してマルチパスキャンセラ２２の機能を実現してもよい。
【００５２】
上述した実施形態では、マルチパスキャンセラ２２とＦＭ検波回路２４がＤＳＰ２０に含まれていたが、ＤＳＰ２０に含ませる機能ブロックの範囲はこれに限定されるものではなく種々の変形例が考えられる。例えば、マルチパスキャンセラ２２のみをＤＳＰにより実現し、ＦＭ検波回路およびそれ以降の機能ブロックはアナログ回路によって実現してもよい。また、マルチパスキャンセラ２２とＦＭ検波回路２４に加えて、後段のステレオ復調回路２６や、図示しないその他の機能ブロック（例えば、出力音声の音質等を調整する機能ブロックなど）などを全てＤＳＰによって実現してもよい。
【００５３】
また、本発明は、ＦＭ放送の電波を受信するＦＭ受信機の他にも、ＦＭ変調波を受信するＦＭ受信機の全般に広く適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、マルチパス干渉によって生じる信号成分が予測され、この信号成分が中間周波信号から除去されるので、マルチパス干渉を受けていない中間周波信号を復元することができる。したがって、出力音声をステレオ音声からモノラル音声に切り替える処理や、出力音声の高域成分を減衰させる処理などを行うことなく、出力音声の音質を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のＦＭ受信機の構成を示す図である。
【図２】マルチパスキャンセラの詳細構成を示す図である。
【図３】係数設定部によって設定される係数の具体例を示す図である。
【図４】レベル変動検出部の詳細構成を示す図である。
【図５】マルチパス干渉を受けた中間周波信号の一例を示す図である。
【図６】リミッタの出力値を示す図である。
【図７】リミッタ出力をローパスフィルタに通した結果を示す図である。
【図８】マルチパスキャンセラの動作を検証したシミュレーション結果を示す図である。
【図９】マルチパスキャンセラの変形例の詳細構成を示す図である。
【符号の説明】
１８  中間周波増幅回路
２０  ＤＳＰ（デジタル信号処理装置）
２２  マルチパスキャンセラ
２４  ＦＭ検波回路
５０、５１  アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換部
５２  レベル変動検出部
５４  係数設定部
５６  乗算部
５８  減算部
６０  遅延処理部
７０  ヒルベルト変換フィルタ
７２、７４  二乗演算部
７６  加算部
７８  平方根演算部
８０  リミッタ
８２  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
１００  ＦＭ受信機
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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