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特許5774671ＡＭ放送信号における振幅変調（ＡＭ）ノイズを低減するための方法及びシステム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5774671
(24)【登録日】2015年7月10日
(45)【発行日】2015年9月9日
(54)【発明の名称】ＡＭ放送信号における振幅変調（ＡＭ）ノイズを低減するための方法及びシステム
(51)【国際特許分類】
H04B 1/10 20060101AFI20150820BHJP
【ＦＩ】
H04B1/10 L
【請求項の数】16
【全頁数】19
(21)【出願番号】特願2013-262286(P2013-262286)
(22)【出願日】2013年12月19日
(65)【公開番号】特開2014-123948(P2014-123948A)
(43)【公開日】2014年7月3日
【審査請求日】2013年12月20日
(31)【優先権主張番号】13/721,396
(32)【優先日】2012年12月20日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】505450755
【氏名又は名称】ビステオン グローバル テクノロジーズ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100092093
【弁理士】
【氏名又は名称】辻居 幸一
(74)【代理人】
【識別番号】100082005
【弁理士】
【氏名又は名称】熊倉 禎男
(74)【代理人】
【識別番号】100088694
【弁理士】
【氏名又は名称】弟子丸 健
(74)【代理人】
【識別番号】100103609
【弁理士】
【氏名又は名称】井野 砂里
(74)【代理人】
【識別番号】100095898
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 満
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100170715
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 和道
(72)【発明者】
【氏名】ヤオ エイチ クオ
【審査官】
小池 堂夫
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０００−１７４６４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−１２２０６８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０４Ｂ １／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
放送アンテナから受信アンテナに伝わる間に、振幅変調（ＡＭ）放送信号に加わったノイズ信号を低減するためのコンピュータ作動方法であって、
前記受信アンテナにより、前記ノイズ信号によって損なわれた前記ＡＭ放送信号を表す信号を捕捉することと、
前記捕捉された信号を反転させることと、
前記ＡＭ放送信号の搬送周波数を判断し、前記搬送周波数の約半周期だけ、前記反転された波形を遅延させることと、
前記捕捉された信号と前記遅延された反転信号とを減算的に組み合わせることによって、差分信号を生成することと、
ノイズ低減制御乗数を使用して、前記生成された差分信号の振幅を低減することによって、推定ノイズ信号を生成することであって、前記生成された推定ノイズ信号は、前記損ねているノイズ信号の推定値を表す、推定ノイズ信号を生成することと、
前記捕捉された信号と前記生成された推定ノイズ信号とを減算的に組み合わせることによって、前記捕捉された信号の前記損ねているノイズ信号成分を最小化することと、を含む、方法。
前記受信アンテナにより、前記ノイズ信号によって損なわれた前記ＡＭ放送信号を表す信号を捕捉することと、
前記捕捉された信号を反転させることと、
前記ＡＭ放送信号の搬送周波数を判断し、前記搬送周波数の約半周期だけ、前記反転された波形を遅延させることと、
前記捕捉された信号と前記遅延された反転信号とを減算的に組み合わせることによって、差分信号を生成することと、
ノイズ低減制御乗数を使用して、前記生成された差分信号の振幅を低減することによって、推定ノイズ信号を生成することであって、前記生成された推定ノイズ信号は、前記損ねているノイズ信号の推定値を表す、推定ノイズ信号を生成することと、
前記捕捉された信号と前記生成された推定ノイズ信号とを減算的に組み合わせることによって、前記捕捉された信号の前記損ねているノイズ信号成分を最小化することと、を含む、方法。
【請求項2】
前記信号反転の前に、捕捉された信号をフィルタリングすることを更に含む、請求項１記載のコンピュータ作動方法。
【請求項3】
低ノイズ増幅ユニットにより、前記捕捉された信号を処理することを更に含む、請求項１記載のコンピュータ作動方法。
【請求項4】
前記信号反転の前に、アナログ・デジタル変換ユニットにより、前記捕捉された信号を処理して、前記捕捉された信号のデジタルバージョンを生成することを更に含む、請求項１記載のコンピュータ作動方法。
【請求項5】
前記ノイズ低減制御乗数は、有理数１／ｎに等しく、ｎは、約１に等しい第１の値よりも大きく、かつ約２に等しい第２の値未満である数である、請求項１記載のコンピュータ作動方法。
【請求項6】
放送アンテナから受信アンテナに伝わる間に、振幅変調（ＡＭ）放送信号に加わったノイズ信号を低減するためのシステムであって、
前記ノイズ信号によって損なわれた前記ＡＭ放送信号を表す信号を捕捉するための受信ユニットと、
前記捕捉された信号を反転させるための信号反転ユニットと、
前記ＡＭ放送信号の搬送周波数を判断し、前記搬送周波数の約半周期だけ、前記反転された波形を遅延させるための信号周波数判断ユニットと、
前記捕捉された信号と前記遅延された反転信号とを減算的に組み合わせることによって、差分信号を生成するための第１の信号差分ユニットと、
推定ノイズ信号を生成するように、ノイズ低減制御乗数を使用して、前記生成された差分信号の振幅を低減するための信号振幅低減ユニットであって、前記生成された推定ノイズ信号は、前記損ねているノイズ信号の推定値を表す、信号振幅低減ユニットと、
前記捕捉された信号と前記生成された推定ノイズ信号とを減算的に組み合わせることによって、前記捕捉された信号の前記損ねているノイズ信号成分を最小化するための第２の信号差分ユニットと、を備える、システム。
前記ノイズ信号によって損なわれた前記ＡＭ放送信号を表す信号を捕捉するための受信ユニットと、
前記捕捉された信号を反転させるための信号反転ユニットと、
前記ＡＭ放送信号の搬送周波数を判断し、前記搬送周波数の約半周期だけ、前記反転された波形を遅延させるための信号周波数判断ユニットと、
前記捕捉された信号と前記遅延された反転信号とを減算的に組み合わせることによって、差分信号を生成するための第１の信号差分ユニットと、
推定ノイズ信号を生成するように、ノイズ低減制御乗数を使用して、前記生成された差分信号の振幅を低減するための信号振幅低減ユニットであって、前記生成された推定ノイズ信号は、前記損ねているノイズ信号の推定値を表す、信号振幅低減ユニットと、
前記捕捉された信号と前記生成された推定ノイズ信号とを減算的に組み合わせることによって、前記捕捉された信号の前記損ねているノイズ信号成分を最小化するための第２の信号差分ユニットと、を備える、システム。
【請求項7】
前記信号反転の前に、捕捉された信号をフィルタリングすることを更に含む、請求項６記載のシステム。
【請求項8】
前記捕捉された信号の低ノイズ成分を増幅するための低ノイズ増幅ユニットを更に備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項9】
前記信号反転の前に、前記捕捉された信号のデジタルバージョンを生成するために、アナログ・デジタル変換ユニットを更に備える、請求項６記載のシステム。
【請求項10】
前記ノイズ低減制御乗数は、有理数１／ｎに等しく、ｎは、約１に等しい第１の値よりも大きく、かつ約２に等しい第２の値未満である数である、請求項６記載のシステム。
【請求項11】
演算器に、放送アンテナから受信アンテナに伝わる間に振幅変調（ＡＭ）放送信号に加わったノイズ信号を低減するように設定された機能を実行させる、前記演算器によって実行可能な、記憶された命令を有する、コンピュータ読取り可能記憶媒体であって、前記機能は、
前記受信アンテナにより、前記ノイズ信号によって損なわれた前記ＡＭ放送信号を表す信号を捕捉することと、
前記捕捉された信号を反転させることと、
前記ＡＭ放送信号の搬送周波数を判断し、前記搬送周波数の約半周期だけ、前記反転された波形を遅延させることと、
前記捕捉された信号と前記遅延された反転信号とを減算的に組み合わせることによって、差分信号を生成することと、
ノイズ低減制御乗数を使用して、前記生成された差分信号の振幅を低減することによって、推定ノイズ信号を生成することであって、前記生成された推定ノイズ信号は、前記損ねているノイズ信号の推定値を表する、推定ノイズ信号を生成することと、
前記捕捉された信号と前記生成された推定ノイズ信号とを減算的に組み合わせることによって、前記捕捉された信号の前記損ねているノイズ信号成分を最小化することと、を含む、コンピュータ読取り可能記憶媒体。
前記受信アンテナにより、前記ノイズ信号によって損なわれた前記ＡＭ放送信号を表す信号を捕捉することと、
前記捕捉された信号を反転させることと、
前記ＡＭ放送信号の搬送周波数を判断し、前記搬送周波数の約半周期だけ、前記反転された波形を遅延させることと、
前記捕捉された信号と前記遅延された反転信号とを減算的に組み合わせることによって、差分信号を生成することと、
ノイズ低減制御乗数を使用して、前記生成された差分信号の振幅を低減することによって、推定ノイズ信号を生成することであって、前記生成された推定ノイズ信号は、前記損ねているノイズ信号の推定値を表する、推定ノイズ信号を生成することと、
前記捕捉された信号と前記生成された推定ノイズ信号とを減算的に組み合わせることによって、前記捕捉された信号の前記損ねているノイズ信号成分を最小化することと、を含む、コンピュータ読取り可能記憶媒体。
【請求項12】
前記信号反転の前に、捕捉された信号をフィルタリングすることを更に含む、請求項１１に記載のコンピュータ読取り可能記憶媒体。
【請求項13】
低ノイズ増幅ユニットにより、前記捕捉された信号を処理することを更に含む、請求項１１に記載のコンピュータ読取り可能記憶媒体。
【請求項14】
前記信号反転の前に、前記捕捉された信号のデジタルバージョンを生成するように、アナログ・デジタル変換ユニットにより、前記捕捉された信号を処理することを更に含む、請求項１１に記載のコンピュータ読取り可能記憶媒体。
【請求項15】
コンピューティングシステムであって、
放送アンテナから受信アンテナに伝わる間に、振幅変調（ＡＭ）放送信号に加わったノイズ信号を低減するためのプログラム命令を記憶するための少なくとも１つのメモリユニットと、前記プログラム命令を実行するための少なくとも１つの処理ユニットと、を備え、
前記プログラム命令は、
前記受信アンテナにより、前記ノイズ信号によって損なわれた前記ＡＭ放送信号を表す信号を捕捉することと、
前記捕捉された信号を反転させることと、
前記ＡＭ放送信号の搬送周波数を判断し、前記搬送周波数の約半周期だけ、前記反転された波形を遅延させることと、
前記捕捉された信号と前記遅延された反転信号とを減算的に組み合わせることによって、差分信号を生成することと、
ノイズ低減制御乗数を使用して、前記生成された差分信号の振幅を低減することによって、推定ノイズ信号を生成することであって、前記生成された推定ノイズ信号は前記損ねているノイズ信号の推定値を表す、推定ノイズ信号を生成することと、
前記捕捉された信号と前記生成された推定ノイズ信号とを減算的に組み合わせることによって、前記捕捉された信号の前記損ねているノイズ信号成分を最小化することと、を含む、コンピューティングシステム。
放送アンテナから受信アンテナに伝わる間に、振幅変調（ＡＭ）放送信号に加わったノイズ信号を低減するためのプログラム命令を記憶するための少なくとも１つのメモリユニットと、前記プログラム命令を実行するための少なくとも１つの処理ユニットと、を備え、
前記プログラム命令は、
前記受信アンテナにより、前記ノイズ信号によって損なわれた前記ＡＭ放送信号を表す信号を捕捉することと、
前記捕捉された信号を反転させることと、
前記ＡＭ放送信号の搬送周波数を判断し、前記搬送周波数の約半周期だけ、前記反転された波形を遅延させることと、
前記捕捉された信号と前記遅延された反転信号とを減算的に組み合わせることによって、差分信号を生成することと、
ノイズ低減制御乗数を使用して、前記生成された差分信号の振幅を低減することによって、推定ノイズ信号を生成することであって、前記生成された推定ノイズ信号は前記損ねているノイズ信号の推定値を表す、推定ノイズ信号を生成することと、
前記捕捉された信号と前記生成された推定ノイズ信号とを減算的に組み合わせることによって、前記捕捉された信号の前記損ねているノイズ信号成分を最小化することと、を含む、コンピューティングシステム。
【請求項16】
前記信号反転の前に、捕捉された信号をフィルタリングすることを更に含む、請求項１５に記載のコンピューティングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＡＭ放送信号における振幅変調（amplitude modulation：ＡＭ）ノイズを低減するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
本明細書において、別途記載がない限り、本項において説明される題材は、本出願における請求項に対する先行技術ではなく、かつ本項に含めることによって、先行技術であると認められない。
【0003】
振幅変調（ＡＭ）放送は、無線信号上に音を加える最初の方法であった、無線放送のプロセスであり、今日、依然として広く使用される。当業者には既知であるように、ＡＭ放送信号は、干渉信号からの免除が低下している。図１に示されるように、放送アンテナ塔１０２から、ＡＭ放送受信デバイス又は装置１０６に連結されるＡＭ受信器アンテナ１０４へのＡＭ信号移動の間、多くの可能なノイズ信号が、元のＡＭ信号に対する追加又は干渉信号となり得る。これらの干渉ノイズ信号は、電力線ノイズ、照明、他の無線通信等といった、いくつかの源によって生成される可能性がある。これらの干渉ノイズ信号は、受信器回路によって、ＡＭ放送信号とともに捕捉されて、帯域内ノイズとなる。
【0004】
例えば、ＡＭ放送受信装置１０６が自動車に取り付けられている場合に、電気モータノイズ及び車の電気回路／デバイスによって生成される電磁干渉が、元のＡＭ放送信号に対するノイズ干渉を増加させるかもしれない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、ノイズ信号によって引き起こされるＡＭ放送干渉を最小化するのに役立つことができるシステム及び方法に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
ＡＭ放送信号におけるＡＭノイズを低減するための改善された方法及びシステムが、本明細書において開示される。
【0007】
一態様において、放送アンテナから受信アンテナに伝わる間に、振幅変調（ＡＭ）放送信号に加わったノイズ信号を低減するためのコンピュータ作動方法が提供される。本方法は、受信アンテナにより、ノイズ信号によって損なわれたＡＭ放送信号を表す信号を捕捉することと、捕捉された信号を反転させることと、ＡＭ放送信号の搬送周波数を判断し、搬送周波数の周期の数分の１だけ、反転された波形を遅延させることと、を含む。本方法は、捕捉された信号と遅延された反転信号とを減算的に組み合わせることによって、差分信号を生成することと、ノイズ低減制御乗数を使用して、生成された差分信号の振幅を低減することによって、推定ノイズ信号を生成することと、捕捉された信号と生成された推定ノイズ信号とを減算的に組み合わせることによって、捕捉された信号の損ねているノイズ信号成分を最小化することと、を更に含む。
【0008】
別の態様において、コンピュータ作動方法は、信号反転の前に、捕捉された信号をフィルタリングすることを更に含む。
【0009】
別の態様において、コンピュータ作動方法は、低ノイズ増幅ユニットにより、捕捉された信号を処理することを更に含む。
【0010】
別の態様において、コンピュータ作動方法は、信号反転の前に、アナログ・デジタル変換ユニットにより、捕捉された信号を処理して、捕捉された信号のデジタルバージョンを生成することを更に含む。
【0011】
別の態様において、ノイズ低減制御乗数は、有理数１／ｎに等しく、ｎは、約１に等しい第１の値よりも大きく、かつ約２に等しい第２の値未満である数である。
【0012】
別の態様において、演算器に、上述した方法を実行させるように、演算器によって実行可能な、記憶された命令を有する、コンピュータ読取り可能記憶媒体。
【0013】
これらの並びに他の態様、利点及び代替物は、適切な場合に添付の図面を参照して、以下の発明を実施するための形態を一読することによって、当業者には明らかとなるであろう。さらに、本発明の概要の項及び本書類のどこかに提供される開示は、例として実施形態を論述することを意図されるに過ぎず、制限として意図されないということを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】いくつかの干渉信号によって損なわれ、受信器アンテナによって捕捉される、ＡＭ放送信号の実施形態を示す概略図である。
【図2A】損なわれていないＡＭ放送信号を示すグラフである。
【図2B】反転され、半周期だけ遅延されているその期間のうちの１つを示すグラフである。
【図3】信号搬送波上の既定の振幅変調を有するＡＭ放送信号を示すグラフである。
【図6】ＡＭ受信器によって捕捉されたＡＭノイズを低減するための、アナログ信号処理ユニットを含むシステムの例示的な実施形態を示すブロック図である。
【図8】ＡＭ受信器によって捕捉された帯域内ＡＭノイズ信号を低減するための、デジタル信号処理ユニットを含むシステムの例示的な実施形態を示すブロック図である。
【図10】ＡＭ受信器によって捕捉される帯域内ＡＭノイズ信号を低減するための、別のデジタル信号処理ユニットを含むシステムの別の例示的な実施形態を示すブロック図である。
【図11A】損なわれたＡＭ放送信号示すグラフである。
【図11B】損なわれたＡＭ放送信号示すグラフである。
【図11C】ＡＭ放送信号を損ねた復調されたノイズ信号を示すグラフである。
【図13A】図２及び図３に示す対応するシステムのうちの１つによって選択される適応制御係数の別の値で達成された、図４Ｃの復調されたノイズ信号の別の低減後の図４Ａの損なわれたＡＭ放送信号を示す、３つのグラフである。
【図13B】図２及び図３に示す対応するシステムのうちの１つによって選択される適応制御係数の別の値で達成された、図４Ｃの復調されたノイズ信号の別の低減後の図４Ａの損なわれたＡＭ放送信号を示す、３つのグラフである。
【図13C】図２及び図３に示す対応するシステムのうちの１つによって選択される適応制御係数の別の値で達成された、図４Ｃの復調されたノイズ信号の別の低減後の図４Ａの損なわれたＡＭ放送信号を示す、３つのグラフである。
【図14】別の損なわれていないＡＭ放送信号の実施形態を示すグラフである。
【図19】例示的な実施形態によるコンピューティングネットワークシステムを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下の発明を実施するための形態において、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照する。別途指示されない限り、図面中、同様の記号は、概して同様の構成要素を特定する。発明を実施するための形態、図面、及び請求項において説明される例示の実施形態は、制限を意味しない。本明細書において提示される主題の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用され得、かつ他の変更が行われ得る。本明細書において概して説明され、図面に例示される、本開示の態様は、多種多様な異なる構成において、配設、置換、組み合わせ、分離、及び設計することができ、これらの全ては、明示的に本明細書において企図されるということが容易に理解されるであろう。
【0016】
概説一部の従来のノイズ抑制システムがノイズキャンセラに連結されるノイズ生成器を使用することが知られている。このようなあるノイズ抑制システムは、電波信号を選択的に受信するように、かつそれを電気信号に変換するように構成されたチューナと、チューナによって受信される電波信号の電界情報を検出するための界情報検出器と、検出された電界情報に基づいて、ノイズパターンを生成するノイズデータ生成器と、ノイズデータ生成器によって生成されるノイズパターンに基づいて、チューナから出力される信号からノイズ成分を除去するように構成されたノイズキャンセラと、を有するのがよい。しかしながら、これらのノイズデータ生成器は、捕捉されたノイズ信号の実質的再生が考慮され得るノイズ信号を生成する精度に欠けることが既知である。
【0017】
したがって、提案したノイズ低減方法の実施形態は、受信されたＡＭ放送信号の「ほぼ対称な」特性を処理及び分析するように構成される。そのようなものとして、提案された方法は、元の追加ノイズ信号と実質的に類似であるノイズ信号を生成するように構成される。次いで、再生されたノイズ信号は、受信されたＡＭ放送信号のＡＭ復調プロセスの前に、追加ノイズ信号の実質的に全て又は少なくとも大部分をキャンセルするために使用される。
【0018】
当業者に知られているように、電気通信において、搬送波又はキャリアは、情報を伝達する目的で、入力信号で変調（修正）される、波形（通常、正弦）である。この搬送波は、通常、入力信号よりもはるかに高い周波数である。搬送波の目的は、通常、電磁波（無線通信におけるように）として空間を通じて情報を伝送すること、又は異なる周波数におけるいくつかの搬送波が、周波数分割多重化（例えば、ケーブルテレビシステムとして）によって、共通の物理的伝送媒体を共有することを可能にすることのいずれかである。
【0019】
ここで図２Ａを参照すると、完全な正弦波形２０２の例示的な実施形態２００が示される。例として、波形２０２は、干渉のない、３００ＫＨｚにおける、変調されていないＡＭ搬送波波形を表す。図示したように、波形２０２は、定期的に一定な振幅、即ち、ゼロからのピーク偏差を有する、平滑な反復的な振動波形である。図２Ａに示すように、波形２０２は、正のピークＡ２０４と、負のピークＢ２０６とを有する。波形２０２は、完全な正弦波であるため、半周期遅延が波形２０２に適用される場合、図２Ｂに示されるように、ピークＡがピークＢとなり、ピークＢがピークＡ、即ち、Ａ＝−Ｂとなる。つまり、ピークＡにおける波形２０２は、搬送波周期の半分の遅延を伴う、反転されたピークＢにおけるものと同じである。したがって、ピークＡ及びピークＢは、波形２０２に対して対称であると考慮される。
【0020】
ここで図３を参照すると、信号搬送波波形（図示せず）上の既定の振幅変調を有する、ＡＭ放送信号波形３０２の例示的な実施形態３００が示される。例として、ＡＭ放送波形３０２は、１．５ＫＨｚの周波数、及び３００ＫＨｚ周波数での波形搬送波上の９５％の振幅変調を有する。
【0021】
ここで図４を参照すると、図３の波形搬送波の拡大された部分３０４を表す波形４０２が示される。拡大された部分３０４は、それぞれ約３×１０-4秒及び約４×１０-4秒に近い、時間ポイントＴ１及びＴ２と関連付けられる波形部分に対応する。
【0022】
ここで図５を参照すると、図４の波形４０２の拡大された部分４０４を表す波形５０２が示される。拡大された部分は、それぞれ約３７４×１０-6秒及び約３９０×１０-4秒に等しい、時間ポイントＴ３及びＴ４と関連付けられる波形部分に対応する。図５に示されるように、波形５０２は、＋４，５７８０６２に等しい大きさを有する上周期ピーク「Ｃ」、及び４．８１４６７に等しい大きさを有する隣接する下周期ピーク「Ｄ」を含む。そのようなものとして、上周期ピーク「Ｃ」は、「反転された下周期ピーク「Ｄ」」に近いが、全く同じというわけではない。このため、波形５０２は、「ほぼ対称な」波形である。当業者には既知であるように、より低い変調指数（％）は、より対称な波形をもたらす。さらに、より高い可聴及び搬送波周波数比は、より対称な波形をもたらす。また、より低い変調周波数は、より対称な波形をもたらす。
【0023】
ここで図６を参照すると、概略図６００は、ＡＭ放送信号に加わったノイズ信号を低減するためのアナログシステム６０２の例示的な実施形態を示す。図示するように、システム６０２は、追加ノイズ信号６０８及び６１０で増大されるＡＭ放送信号６０６を捕捉するためのアンテナ６０４を有する。捕捉されたＡＭ放送信号６０６は、放送局（図示せず）から伝送される放送波に基づく信号である。システム６０２は、以降、Ｆ＆ＬＮＡユニット６１４と称される、フィルタ及び低ノイズ増幅器組み合わせユニット６１４にＡＭ放送信号６０６を通信するためのケーブルユニット６１２と、ＡＭノイズ低減のためのアナログ信号処理ユニット６１６と、を更に含む。一実施形態において、Ｆ＆ＬＮＡユニット６１４のフィルタは、二極帯域フィルタとすることができる。図６に示されるように、以降、アナログＡＭノイズ低減ユニットと称される、アナログ信号処理ユニット６１６は、信号反転ユニット６１８と、信号遅延ユニット６２０と、信号減算及び低減ユニット６２２と、信号減算ユニット６２４と、を含む。
【0024】
ここで図７を参照すると、フローチャート７００は、アナログＡＭノイズ低減ユニット６１６を使用して、追加ノイズを低減／最小化するための方法の例示的な実施形態を示す。動作中、ステップ７０１において、方法が開始すると、Ｆ＆ＬＮＡユニット６１４は、ＡＭ信号６０７を出力するように、ＡＭ放送信号６０６を処理する。ステップ７０２において、ＡＭノイズ低減ユニット６１６は、信号反転ユニット６１８にＡＭ信号６０７を提供するように構成される。ＡＭ信号６０７を受信すると、ステップ７０４において、信号反転ユニット６１８は、それを処理して、反転ＡＭ信号６０９を出力する。次いで、ステップ７０６において、ＡＭノイズ低減ユニット６１６は、搬送波周期の約半分だけＡＭ信号６０９を遅延させるように、及び結果として得られたＡＭ信号６１１を出力するように構成された信号遅延ユニット６２０に、ＡＭ信号６０９を提供する。その後、ＡＭノイズ低減ユニット６１６は、信号減算低減ユニット６２２にＡＭ信号６０７及びＡＭ信号６１１の両方を提供し、続けて、ステップ７０８において、それらを減算的に組み合わせ、ステップ７１０において、１以下である有理数でそれを乗算することによって、結果として得られた差分信号の振幅を変更する。この有理数は、約１／ｎであるように選択することができ、ｎは、以下の不等式：１≦ｎ≦２を満たす。一実施形態により、低減された差分信号６１３は、組み合わされた追加ノイズ信号６０８及び６１０に実質的に類似である、生成された、又は再生されたノイズ信号を表す。次いで、ステップ７１２において、ＡＭノイズ低減ユニット６１６は、ＡＭ信号６０７及び低減された差分信号６１３の両方を、それらを減算的に組み合わせるように、及び望ましくは、ＡＭ放送信号６０６に実質的に類似である、ＡＭノイズ低減された信号６１５を出力するように構成された信号減算ユニット６２４に提供する。
【0025】
実験結果に基づいて、ＡＭノイズ低減ユニット６１６は、ｎが２に近いとき、追加ノイズ信号６０８及び６１０を実質的に低減する。さらに、ｎの最適な制御値は、ＡＭ放送信号６０６の継続的な処理中に、このノイズ低減手法によって、適応的に判断することができる。ｎのこの最適な制御値は、追加ノイズ信号６０８及び６１０を最良に最小化する値を表す。
【0026】
ここで図８を参照すると、概略図８００は、ＡＭ放送信号に加わったノイズ信号を低減するためのデジタルシステム８０２の例示的な実施形態を示す。図示するように、システム８０２は、追加ノイズ信号８０８及び８１０で増大されるＡＭ放送信号８０６を捕捉するためのアンテナ８０４を有する。システム８０２は、捕捉されたＡＭ放送信号８０６を、以降、Ｆ＆ＬＮＡユニット８１４と称される、フィルタ及び低ノイズ増幅器組み合わせユニット８１４に通信するためのケーブルユニット８１２と、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）信号変換ユニット８１９と、ＡＭノイズ低減のためのデジタル信号処理ユニット８１６と、を更に含む。上で述べられるように、Ｆ＆ＬＮＡユニット８１４のフィルタは、二極帯域フィルタとすることができる。図８に示されるように、以降、デジタルＡＭノイズ低減ユニットと称される、アナログ信号処理ユニット８１６は、信号反転ユニット８１８と、信号遅延ユニット８２０と、信号減算及び低減ユニット８２２と、遅延補正ユニット８２３と、信号減算ユニット８２４と、ＡＭ復調ユニット８２６と、エラー制御校正ユニット８２８と、デジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換ユニット８３０と、を含む。
【0027】
ここで図９を参照すると、デジタルＡＭノイズ低減ユニット８１６を使用して、フローチャート９００は、追加ノイズを低減／最小化するための方法の例示的な実施形態を示す。動作中、ステップ９０１において、方法が開始すると、Ｆ＆ＬＮＡユニット８１４は、ＡＭ放送信号８０６を処理して、ＡＭ信号８０７を出力する。ステップ９０２において、Ａ／Ｄ信号変換ユニット８１９は、ＡＭ信号８０７をデジタル信号８０９に変換するように構成される。ＡＭノイズ低減ユニット８１６は、ステップ９０４において、ＡＭデジタル信号８０９を信号反転ユニット８１８に提供するように構成される。ＡＭデジタル信号８０９を受信すると、信号反転ユニット８１８は、ステップ９０６において、それを処理して、反転ＡＭデジタル信号８１１を出力する。次いで、ＡＭノイズ低減ユニット８１６は、ステップ９０８において、搬送波周期の約半分だけ、ＡＭデジタル信号８１１を遅延させるように構成される信号遅延ユニット８２０に、ＡＭデジタル信号８１１を提供して、結果として得られたＡＭ信号８１３を出力する。その後、ＡＭノイズ低減ユニット８１６は、ＡＭ信号８０７及びＡＭ信号８１３の両方を、信号減算及び低減ユニット８２２に提供し、続いて、ステップ９１０において、それらを減算的に組み合わせ、ステップ９１２において、それを１以下である有理数で乗算することによって、結果として得られた差分信号の振幅を変更する。上で述べられるように、代替的に、有理数は、１／ｎに等しいように選択することができ、ｎは、以下の不等式：１≦ｎ≦２を満たす。一実施形態により、低減された差分信号８１５は、望ましくは、組み合わされた追加ノイズ信号８０８及び８１０に実質的に類似である、再生されたノイズ信号を表す。次いで、ステップ９１４において、ＡＭノイズ低減ユニット８１６は、ＡＭ信号８０９に補正時間遅延を適用するように、及びＡＭ遅延補正された信号８１７を出力するように構成された遅延補正ユニット８２３に、ＡＭ信号８０９を提供する。その後、ステップ９１６において、ＡＭノイズ低減ユニット８１６は、ＡＭ遅延補正された信号８１７及び低減された差分信号８１５の両方を、それらを減算的に組み合わせ、ＡＭ放送信号８０６に実質的に類似である、ＡＭノイズ低減された信号８１９を出力するように構成された信号減算ユニット８２４に提供するように構成される。さらに、ステップ９１８において、ＡＭノイズ低減された信号８１９は、ＡＭ復調ユニット８２６によって復調され、結果として得られた復調された信号８２１は、受信スピーカ（図示せず）によって音声信号として出力される前に、それをアナログ波形に変換する、Ｄ／Ａ変換ユニット８３０に提供される。
【0028】
このノイズ低減プロセス中、エラー制御及び校正ユニット８２８は、復調された信号８１９を分析するように、ならびに分析の結果を使用して、追加ノイズ信号８０８及び８１０の最小化を改善するために、信号減算及び低減ユニット８２２によって使用される有理数１／ｎを必要に応じて調節するように動員される。
【0029】
ここで図１０を参照すると、概略図８００は、ＡＭ放送信号に加わったノイズ信号を低減するためのデジタルシステム１００２の別の例示的な実施形態を示す。デジタルシステム１００２は、Ｆ＆ＬＮＡユニット１０１４が無線処理ユニットを更に有し、エラー制御及び校正ユニット１０２８が信号遅延ユニット１０２０に更に連結されるということを除き、デジタルシステム８０２のものと実質的に類似の構成を有する。デジタルシステム１００２のこの構成において、Ｆ＆ＬＮＡユニット１０１４は、ＡＭ放送信号１００６の中間周波数（ＩＦ）を識別して、それを信号から除去するように構成され、示されるＩＦ信号１００７は、識別された中間周波数をその主要周波数として有する。一実施形態において、エラー制御及び校正ユニット１０２８の信号遅延ユニット１０２０への連結は、ノイズ低減プロセスを更に改善するように、信号遅延プロセスを制御する働きをする。つまり、エラー制御及び校正ユニット１０２８から受信された入力に基づいて、信号遅延ユニット１０２０は、搬送波周期の半分の遅延とは異なり得る信号遅延の量を適応的に調節し、依然として、追加ノイズ信号８０８及び８１０のより良い最小化をもたらす。
【0030】
ここで図１１Ａ〜図１１Ｃを参照すると、損なわれたＡＭ放送信号１１０２、ＡＭ放送信号１１０２の拡大された部分１１０４、及びＡＭ放送信号１１０２を破損した追加ノイズ信号１１０６を示す、３つのグラフが示される。図１１Ａは、追加ノイズ信号で損なわれた、図３のＡＭ放送信号波形３０２を表すように選択された、ＡＭ放送信号１１０２を示す。ＡＭ放送信号１１０２の拡大された部分は、図１１Ｂに示される。ノイズ低減システム６０２、８０２及び１００２のうちのいずれかを使用して、ＡＭ放送信号１１０２を処理した後、拡大された１１０４部分に対応する追加ノイズ信号１１０６が実質的に判断される。
【0031】
ノイズ低減システム６０２、８０２及び１００２のうちのいずれかを使用したノイズ低減プロセスの間、及び２．０に等しくなるように適応制御係数「ｎ」を選択する間、図１２Ａは、低減された追加ノイズ信号１１０６を伴って、ＡＭ放送信号１１０２を表す、結果として得られたＡＭ放送信号１２０２を示す。図１２Ｂは、ノイズ低減後の図１１Ｂに示されるＡＭ放送信号１１０２の拡大された部分を示し、図１２Ｃは、低減されたバージョンの追加ノイズ信号１１０６を示す。
【0032】
追加ノイズ信号１１０６を更に低減するために、ノイズ低減システム６０２、８０２及び１００２は、調節制御係数ｎの値を適応的に変更するように構成される。そのようなものとして、出力されたノイズ低減されたＡＭ信号の連続的な分析に基づいて、制御係数ｎの調節は、１．５に等しくなるように選択され、これは、図１３Ａ及び図１３Ｃに示す、ＡＭ放送信号１１０２の更により平滑な波形における、図示するような追加ノイズ信号１１０６の更なる低減、及び追加ノイズ信号１１０６の更に低減された振幅的をもたらす。
【0033】
ここで図１４を参照すると、グラフ１４００は、実質的に完全な信号変調が提供された、損なわれていないＡＭ放送信号１４０２の実施形態を示す。例として、ＡＭ放送信号１４０２は、１．７ＫＨｚの周波数を有し、３００ＫＨｚの波形搬送波（図示せず）によって振幅変調される。その放送移動の間、ＡＭ放送信号１４０２は、２つの追加ノイズ信号によって損なわれる。これらの干渉ノイズ信号は、両方とも、それぞれ３．３３ＫＨｚ及び２．０ＫＨｚに等しい周波数を有する周波数変調（ＦＭ）信号であり、その複合信号は、図１６の波形１６０２によって示される。損なわれたバージョンのＡＭ放送信号１４０２は、図１５の波形１５０２によって示される。ノイズ低減システム６０２、８０２及び１００２のうちのいずれかを使用して、損なわれたバージョンのＡＭ放送信号１４０２を処理することによって、ＡＭ放送信号１４０２のノイズ低減された信号バージョンは、図１７に示される波形１７０２によって示されるに生成される。波形１５０２の除去された歪曲した成分は、図１８の波形１８０２によって示される。
【0034】
一実施形態において、ノイズ低減システム６０２、８０２、及び１００２の各々は、処理ユニット及びメモリユニットを含む。処理ユニットの各々は、シングルチップ上に実装することができる。例えば、専用又は埋め込みマイクロプロセッサ（μＰ）、マイクロコントローラ（μＣ）、又はこれらの任意の組み合わせを含む、種々のアーキテクチャを使用することができる。メモリユニットの各々は、限定されないが、例えば、処理ユニットによってアクセス及び実行することができるソフトウェアを記憶し得る、揮発性メモリ（ＲＡＭ等）、非揮発性メモリ（ＲＯＭ、フラッシュメモリ等）、又はこれらの任意の組み合わせを含む、現在既知であるか、又は後に開発される、いずれのタイプのメモリであってもよい。メモリユニットの各々は、上述したノイズ低減システムの処理機能性に対応する命令を記憶するように構成される。
【0035】
一部の実施形態において、開示される方法は、機械が読み取り可能な形式において、非一時的なコンピュータ読取り可能記憶媒体上にコード化される、コンピュータプログラム命令として実行されてもよい。図１９は、本明細書において提示される少なくとも一部の実施形態により配設される、コンピューティングデバイス上で、コンピュータプロセスを実行するためのコンピュータプログラムを含む、例示的なコンピュータプログラム製品１９００の概念的な部分図を示す概略図である。一実施形態において、例示的なコンピュータプログラム製品１９００は、信号担持媒体１９０１を使用して提供される。信号担持媒体１９０１は、１つ以上のプロセッサによって実行されるとき、図７及び図９に関して上で説明される機能性又は機能性の一部分を提供し得る、１つ以上のプログラミング命令１９０２を含んでもよい。このため、例えば、図７及び図９に示される実施形態を参照すると、それぞれブロック７０２、７０４、７０６、７０８及び／又は７１０、ならびに９０２、９０４、９０６、９０８、９１０及び／又は９１２の１つ以上の特性は、信号担持媒体１９０１と関連付けられる１つ以上の命令によって行われてもよい。
【0036】
一部の実施例において、信号担持媒体１９０１は、限定されないが、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、メモリ等といった、非一時的コンピュータが読み取り可能な媒体１９０３を包含し得る。一部の実行において、信号担持媒体１９０１は、限定されないが、メモリ、読み取り／書き込み（Ｒ／Ｗ）ＣＤ、Ｒ／Ｗ ＤＶＤ等といった、コンピュータが記録可能な媒体１９０４を包含し得る。一部の実行において、信号担持媒体１９０１は、限定されないが、デジタル及び／又はアナログ通信媒体（例えば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク等）といった、通信媒体１９０５を包含し得る。
【0037】
本明細書において、種々の態様及び実施形態を開示してきたが、他の態様及び実施形態が、当業者には明らかであろう。本明細書において開示される種々の態様及び実施形態は、例示目的であり、制限を意図せず、真の範囲及び精神は、かかる請求項の権利が付与される同等物の全範囲とともに、以下の請求項によって示される。また、本明細書において使用される専門用語は、特定の実施形態を説明する目的に過ぎず、制限を意図しないということが理解されるものとする。
【符号の説明】
【0038】
６０２、８０２ ノイズ低減システム６０６ ＡＭ放送信号
６０７ ＡＭ信号
６０８、６１０ 追加ノイズ信号
６０９ 反転ＡＭ信号
６１１ ＡＭ信号
６１３ 差分信号
６１４ Ｆ＆ＬＮＡユニット
６１５ ＡＭノイズ低減された信号
６１６ ＡＭノイズ低減ユニット
６１８ 信号反転ユニット
６２０ 信号遅延ユニット
６２２ 信号減算低減ユニット
６２４ 信号減算ユニット
８０２ ノイズ低減システム
８０４ アンテナ
８０６ ＡＭ放送信号
８０７ ＡＭ信号
８０８、８１０ 追加ノイズ信号
８０９ デジタル信号
８１１ 反転ＡＭデジタル信号
８１３ ＡＭ信号
８１４ Ｆ＆ＬＮＡユニット
８１５ 差分信号
８１６ デジタルＡＭノイズ低減ユニット
８１７ ＡＭ遅延補正された信号
８１８ 信号反転ユニット
８１９ 復調された信号
８２０ 信号遅延ユニット
８２１ 復調された信号
８２２ 信号減算及び低減ユニット
８２３ 遅延補正ユニット
８２４ 信号減算ユニット
８２８ エラー制御及び校正ユニット
８３０ Ｄ／Ａ変換ユニット
１００２ デジタルシステム
１００６ ＡＭ放送信号
１００７ ＩＦ信号
１０１４ Ｆ＆ＬＮＡユニット
１０２０ 信号遅延ユニット
１０２８ エラー制御及び校正ユニット
１１０２ ＡＭ放送信号
１１０６ 追加ノイズ信号
１４０２ ＡＭ放送信号
１９００ コンピュータプログラム製品
１９０１ 信号担持媒体
１９０３ コンピュータが読み取り可能な媒体
１９０４ コンピュータが記録可能な媒体
１９０５ 通信媒体