(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号のレベルを検出し、予め設定された第１のしきい値との比較結果を出力する受信レベル検出手段と、
復調信号に含まれる周期性の強い信号成分を除去してフィルタ出力信号を出力するよう構成されたノッチフィルタリング手段と、
前記フィルタ出力信号のレベルを検出し、予め設定された第２のしきい値との比較結果を出力する音声レベル検出手段と、
前記受信信号のレベルが前記第１のしきい値より大きく、さらにフィルタ出力信号のレベルが前記第２のしきい値より大きいときにのみ、スケルチゲートを開いて、入力される前記復調信号を通過させて後段へ出力するスケルチゲート手段と
を備えたことを特徴とする音声スケルチ回路。
【請求項２】
受信信号のレベルを検出し、予め設定された第１のしきい値との比較結果を出力する受信レベル検出手段と、
復調信号に含まれる周期性の強い信号成分を除去してフィルタ出力信号を出力するよう構成されたノッチフィルタリング手段と、
前記フィルタ出力信号のレベルを検出し、予め設定された第２のしきい値との比較結果を出力する音声レベル検出手段と、
前記受信信号のレベルが前記第１のしきい値より大きく、さらにフィルタ出力信号のレベルが前記第２のしきい値より大きいときにのみ、スケルチゲートを開いて、前記ノッチフィルタリング手段から出力される信号を通過させて後段へ出力するスケルチゲート手段と
を備えたことを特徴とする音声スケルチ回路。
【請求項３】
ノッチフィルタリング手段は、
復調信号を遅延させる遅延手段と、
遅延された復調信号が入力され、設定された係数によって決定された特性に基づいて周期性の強い信号成分を選択的に出力するフィルタと、
前記復調信号から前記フィルタの出力信号を減算して周期性の強い信号成分を除去したフィルタ出力信号を出力する演算手段と、
前記フィルタ出力信号に基づいて前記フィルタの係数を設定する適応アルゴリズムと
を備えていることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の音声スケルチ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線受信機に用いる音声スケルチ機能に関するものであり、特には、複雑なアナログ回路を用いることなく前記音声スケルチ機能を実現する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、無線受信機においては、受信信号のレベル低下にともない、支配的となった雑音成分が復調信号として後段へ出力されるのを防止すべく、受信信号のレベルが低くなったときに復調信号の後段への出力を遮断もしくは抑制するスケルチ回路が一般的に用いられている。
このようなスケルチ回路にあっては、受信信号のレベルが検出され、検出されたレベルが予め設定されたしきい値以下となったときに、後段の低周波回路に設けられたスケルチゲート手段を閉じて、後段への出力を遮断もしくは抑制する構成が採用されている。（搬送波のレベルを検出して受信信号のレベルとする場合をＳメータスケルチといい、復調信号中のノイズ成分のレベルを検出して受信信号のレベルととする場合をノイズスケルチという。）
【０００３】
また、受信周波数を自動的に走査させ、スケルチゲート手段が開いたときの周波数で走査を停止させることで、受信信号の存在する周波数のみを探索するスキャン機能が設けられた無線受信機も従来より一般的に存在する。
しかし、以上のような従来のスケルチ回路は、受信信号のレベルのみを検出することによってスケルチゲート手段の開閉制御を行うものであり、復調信号が音声信号であるか否かの判別は行っていない。そのため、音声信号の周波数帯域に含まれる周波数成分を持つ信号、例えば、電信波、ＦＳＫ信号波等の混信や妨害信号に対しては何ら対処がなされておらず、この場合にあっては、スケルチゲート手段は閉じられず、復調信号（この場合、復調信号は周期性の強いトーン信号となる。）がそのまま後段に出力されてしまうことになる。
【０００４】
また、上述したようなスキャン機能が設けられた無線受信機では、このような電信波等の混信や妨害信号によっても走査が停止してしまい、音声信号が存在する周波数のみをうまく探索することができない。
このような問題に鑑みて、復調信号が音声信号であるか否かを判別し、たとえ受信信号のレベルがしきい値以上であっても、復調信号が音声信号でないときにはスケルチゲート手段を閉じることで解消することができる。なお、このようなスケルチ機能を音声スケルチ機能という。
このような音声スケルチ機能を実現するためには、復調信号が音声信号であるか否かを判別する必要がある。この場合、復調信号が周期性の強いトーン信号であるか否かを判別し、トーン信号であれば音声信号でないと判断する。
【０００５】
そして、音声信号である場合にはスケルチゲート手段を開き、音声信号でない場合にはスケルチゲート手段を閉じるように制御すればよい。
そのような音声スケルチ回路の例を図４に基づいて説明する。
図４において、
受信回路101の復調出力をリミッタアンプ102を通すことによって振幅成分を抑圧し、ワンショットマルチ103に入力する。
このワンショットマルチ103は、入力信号がゼロ点をマイナスからプラスへ横切るタイミングで一定幅の出力パルスを発生する。従って、出力パルスの密度は入力信号の周波数に比例して変化することになる。
前記出力パルスをローパスフィルタ104に入力して平滑処理することによって、入力信号の周波数に比例したＤＣ電圧が得られる。
【０００６】
ローパスフィルタ104の出力をヒステリシス特性を持ったコンパレータ105に入力して、前記ＤＣ電圧の変化量が設定された所定のしきい値以上であれば入力信号の周波数が変化しているので音声信号であると判断して、音声スケルチを開く音声スケルチ制御信号を出力し、前記ＤＣ電圧の変化量が設定された所定のしきい値未満であれば入力信号はトーン信号であると判断して、音声スケルチを閉じる音声スケルチ制御信号を出力する。
このようにして出力される音声スケルチ制御信号によって受信信号のラインに配設されたスケルチゲート手段110を制御して、音声スケルチを開く場合には、入力された受信信号を後段の低周波回路に出力し、音声スケルチを閉じる場合には、入力された受信信号を抑制して後段の低周波回路へ抑制して出力するように制御するのである。
なお、以上の音声スケルチはノイズスケルチ等と併用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したような音声スケルチは、アナログ回路構成で上記機能を実現するために部品点数が多くなり回路が複雑になるという問題があった。
また、ワンショットマルチやローパスフィルタが動作するための時間が必要であるので、反応時間が長くなり、スケルチ動作が遅れるという問題があった。
また、上記各回路構成における各部の回路定数（しきい値や時定数）の試行調整が必要であるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、デジタル処理によって反応時間が短く、回路定数の調整も不要な音声スケルチ回路の実現を目的としてなされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる音声スケルチ回路の請求項１においては、
受信信号のレベルを検出し、予め設定された第１のしきい値との比較結果を出力する受信レベル検出手段と、
復調信号に含まれる周期性の強い信号成分を除去してフィルタ出力信号を出力するよう構成されたノッチフィルタリング手段と、
前記フィルタ出力信号のレベルを検出し、予め設定された第２のしきい値との比較結果を出力する音声レベル検出手段と、
前記受信信号のレベルが前記第１のしきい値より大きく、さらにフィルタ出力信号のレベルが前記第２のしきい値より大きいときにのみ、スケルチゲートを開いて、入力される前記復調信号を通過させて後段へ出力するスケルチゲート手段とを備えている。
請求項２においては、
受信信号のレベルを検出し、予め設定された第１のしきい値との比較結果を出力する受信レベル検出手段と、
復調信号に含まれる周期性の強い信号成分を除去してフィルタ出力信号を出力するよう構成されたノッチフィルタリング手段と、
前記フィルタ出力信号のレベルを検出し、予め設定された第２のしきい値との比較結果を出力する音声レベル検出手段と、
前記受信信号のレベルが前記第１のしきい値より大きく、さらにフィルタ出力信号のレベルが前記第２のしきい値より大きいときにのみ、スケルチゲートを開いて、前記ノッチフィルタリング手段から出力される信号を通過させて後段へ出力するスケルチゲート手段とを備えている。
請求項３においては、
ノッチフィルタリング手段は、
復調信号を遅延させる遅延手段と、
遅延された復調信号が入力され、設定された係数によって決定された特性に基づいて周期性の強い信号成分を選択的に出力するフィルタと、
前記復調信号から前記フィルタの出力信号を減算して周期性の強い信号成分を除去したフィルタ出力信号を出力する演算手段と、
前記フィルタ出力信号に基づいて前記フィルタの係数を設定する適応アルゴリズムとを備えている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる音声スケルチ回路を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１の実施の形態である音声スケルチ回路を採用した受信装置のブロック図である。
図１において、
１は受信装置、２はアンテナを介して受信した受信信号を増幅・復調して復調信号を出力する受信回路、３は復調信号の後段への出力を抑制する音声スケルチ回路、４は音声スケルチ回路３を通過した復調信号を増幅する低周波増幅回路、５は増幅された低周波信号を音響信号として出力するスピーカである。
前記音声スケルチ回路３は、搬送波成分のレベルを検出することにより受信信号のレベルを検出し、予め設定された第１のしきい値との比較結果を出力する受信レベル検出手段６と、復調信号が入力され、周期性の強い信号成分を除去するノッチフィルタリング手段３１と、このノッチフィルタリング手段３１から出力されるフィルタ出力信号のレベルを検出し、予め設定された第２のしきい値との比較結果を出力する音声レベル検出手段３２と、この音声レベル検出手段３２の出力と前記受信レベル検出手段６の出力とに基づいて、入力される復調信号の通過（スケルチ開）／抑制（スケルチ閉）を制御するスケルチゲート手段３３とから構成されている。なお、復調信号の抑制状態は、復調信号を完全に遮断する状態も含むものとする。また、受信レベル検出手段６は、復調信号に含まれるノイズ成分のレベルを検出することによって受信信号のレベルを検出するようにしてもよい。
【００１２】
前記ノッチフィルタリング手段３１は公知のＤＳＰ処理による適応フィルタで構成されたノッチフィルタである。図３において、入力された復調信号は、遅延手段３１４を介して、設定された係数によって特性が決定されるフィルタ３１１に入力される。演算手段３１２は、前記入力された復調信号から前記フィルタ３１１の出力信号を減算して得た誤差信号を出力する。該誤差信号はフィルタ出力信号として音声レベル検出手段３２に出力されるとともに適応アルゴリズム手段３１３に入力される。適応アルゴリズム手段３１３は、入力された誤差信号に基づいて前記フィルタ３１１の係数を設定する。ここで、適応アルゴリズム３１３は、前記フィルタ３１１が周期性の強いトーン信号成分のみを通過させるような係数を設定するように予めプログラムされている。それにより、フィルタ出力信号は、復調信号からトーン信号成分のみが除去された信号となる。
【００１３】
前記スケルチゲート手段３３は、受信信号のレベルが前記第１のしきい値より大きく、さらにフィルタ出力信号のレベルが前記第２のしきい値より大きいときにのみ、入力される復調信号を通過（スケルチ開）させるように制御される。
なお、前記音声レベル検出手段３２は、アナログ回路で実現してもよいが、前記ノッチフィルタリング手段３１と同じＤＳＰ処理によって実現しても、またＡ／Ｄ変換手段を内蔵したマイコンユニットで実現してもよい。
【００１４】
上記構成において、受信レベル検出手段６にて検出した受信信号のレベルが前記第１のしきい値より小さいとき、スケルチゲート手段３３は、復調信号を抑制（スケルチ閉）するように制御される。これにより、受信回路２にて信号を受信していないときや微弱な信号を受信しているときに、支配的となったノイズ成分が復調信号として低周波増幅回路４に出力されるのが防止される。
一方、前記受信レベル検出手段６にて検出した受信信号のレベルが前記第１のしきい値より大きいときには、受信回路２は何らかの信号を受信していることになるため、復調信号中のノイズ成分は減少し、復調信号は受信信号の復調成分が支配的となる。しかし、受信信号が電信波等の混信や妨害信号である場合には、復調信号は目的としないトーン信号となる。そこで、ノッチフィルタリング手段３１において、復調信号からトーン信号成分の除去が行われ、その出力信号のレベルが音声レベル検出手段３２にて検出される。すなわち、受信信号が電信波等の混信や妨害信号である場合には、支配的な復調成分であるトーン信号がノッチフィルタリング手段３１にて除去されるため、復調信号のレベルは低下し、第２のしきい値より小さくなる。そのため、スケルチゲート手段３３は、復調信号を抑制（スケルチ閉）するように制御され、トーン信号が復調信号として低周波増幅回路４に出力されるのが防止される。一方、受信信号が目的とする信号である場合には、復調信号は音声信号となるため、トーン信号のような周期性の強い信号成分のみが除去されるノッチフィルタリング手段３１では何らレベルが減少することなく、復調信号のレベルは第２のしきい値より大きくなる。そのため、スケルチゲート手段３３は、復調信号が通過（スケルチ開）するように制御され、音声信号が復調信号として低周波増幅回路４にそのまま出力される。
【００１５】
このようにして、受信信号が存在する場合であっても、その復調成分がトーン信号である場合には、復調信号を後段に出力せず、復調成分が音声信号である場合にのみ、復調信号を後段に出力する音声スケルチ機能が実現される。また、スキャン機能が設けられた受信装置にあっては、電信波等の混信や妨害信号によって走査が停止することがなく、音声信号が存在する周波数のみをうまく探索することができる。
【００１６】
図２は、音声スケルチ機能に加えて復調信号中に混在するトーン信号を除去する機能を実現した第２の実施の形態のブロック図である。前述の第１の実施の形態にあっては、復調信号に音声信号とトーン信号が混在する場合、復調信号はその状態のまま後段へ出力されることになるが、本実施の形態にあっては、このような場合に有効である。
【００１７】
図２において、２１は受信装置、２２はアンテナを介して受信した受信信号を増幅・復調して復調信号を出力する受信回路、２３は復調信号の後段への出力を抑制する音声スケルチ回路、２４は音声スケルチ回路２３を通過した復調信号を増幅する低周波増幅回路、２５は増幅された低周波信号を音響信号として出力するスピーカである。
【００１８】
前記音声スケルチ回路２３は、搬送波成分のレベルを検出することにより受信信号のレベルを検出し、予め設定された第１のしきい値との比較結果を出力する受信レベル検出手段２６と、復調信号が入力され、周期性の強い信号成分を除去するノッチフィルタリング手段２３１と、このノッチフィルタリング手段２３１から出力されるフィルタ出力信号のレベルを検出し、予め設定された第２のしきい値との比較結果を出力する音声レベル検出手段２３２と、この音声レベル検出手段２３２の出力と前記受信レベル検出手段２６の出力とに基づいて、入力されるフィルタ出力信号の通過（スケルチ開）／抑制（スケルチ閉）を制御するスケルチゲート手段２３３とから構成されている。なお、フィルタ出力信号の抑制状態は、フィルタ出力信号を完全に遮断する状態も含むものとする。また、受信レベル検出手段２６は、復調信号に含まれるノイズ成分のレベルを検出することによって受信信号のレベルを検出するようにしてもよい。また、それぞれの構成の構造および作用については第１の実施の形態と同様である。
【００１９】
上記構成において、受信信号に目的とする信号と電信波等の混信や妨害信号とが混在している場合、その復調信号は、音声信号とトーン信号とが混在した信号となる。この場合にあっては、復調信号に音声信号が含まれているため、音声レベル検出手段２３２において第２のしきい値より大きい信号が検出され、スケルチゲート手段２３３は開かれる。しかし、本実施の形態にあっては、スケルチゲート手段２３３を通過する信号は、復調信号そのままではなく、ノッチフィルタリング手段２３１を通過したフィルタ出力信号であるため、低周波増幅回路２４には、復調信号からトーン信号のみが除去された信号、すなわち音声信号のみが出力されることになる。
【００２０】
このようにして、復調信号に音声信号とトーン信号とが混在する場合にあっても、音声信号のみを後段に出力することができるのである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の音声スケルチ回路によれば、ＤＳＰ処理によるノッチフィルタリング手段を備えて、トーン信号等の周期性の強い信号成分の有無を検出して、トーン信号等の周期性の強い信号成分の有無と受信信号レベルとに応じてスケルチゲート手段を制御するので、反応時間が短く、回路定数の調整も不要な音声スケルチ回路を実現することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明にかかる音声スケルチ回路の第１の実施の形態のブロック図である。
【図２】  第２の実施の形態の音声スケルチ回路のブロック図である。
【図３】  前記音声スケルチ回路に用いるノッチフィルタリング手段の構成例のブロック図である。
【図４】  従来例の音声スケルチ回路のブロック図である。
【符号の説明】
１、２１      受信装置
２、２２      受信回路
３、２３      音声スケルチ回路
４、２４      低周波増幅回路
５、２５      スピーカ
６、２６      受信レベル検出手段
３１、２３１  ノッチフィルタリング手段
３２、２３２  音声レベル検出手段
３３、２３３  スケルチゲート手段
３１１        フィルタ
３１２        演算手段
３１３        適応アルゴリズム
３１４            遅延手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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