特許 7589609 信号検出装置、受信装置および信号検出方法

(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】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】信号検出装置、受信装置および信号検出方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/10 20060101AFI20241119BHJP

   H04B 17/318 20150101ALI20241119BHJP

   H04B 1/16 20060101ALI20241119BHJP

   H04L 27/14 20060101ALI20241119BHJP

【ＦＩ】

H04B1/10 B

H04B17/318

H04B1/16 R

H04L27/14

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021046736

(22)【出願日】2021-03-22

(65)【公開番号】P2022145980

(43)【公開日】2022-10-05

【審査請求日】2023-12-28

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】塩澤 秀章

【審査官】後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０９２６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１－１８３２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１９４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平３－１４９９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平４－５０１４８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－２６５２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－４２７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１１３３００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／１０

Ｈ０４Ｂ １７／３１８

Ｈ０４Ｂ １／１６

Ｈ０４Ｌ ２７／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直交検波された信号の強度を検出する強度検出部と、
直交検波された信号の所定期間のゼロクロス回数を検出するゼロクロス検出部と、
前記強度検出部で検出された信号強度がしきい値以上であり、かつ、前記ゼロクロス検出部で検出されたゼロクロス回数が所定の範囲内である場合、直交検波された信号が受信信号であると判定する信号判定部と、
を備えることを特徴とする信号検出装置。

【請求項2】

直交検波された信号の強度を検出する強度検出部と、
直交検波された信号を微分した微分信号の、所定期間のゼロクロス回数を検出するゼロクロス検出部と、
前記強度検出部で検出された信号強度がしきい値以上であり、かつ、前記ゼロクロス検出部で検出されたゼロクロス回数が所定の範囲内である場合、直交検波された信号が受信信号であると判定する信号判定部と、
を備えることを特徴とする信号検出装置。

【請求項3】

直交検波部と、
前記直交検波部で直交検波された信号が供給される請求項１または２に記載の信号検出装置と、
前記直交検波部で直交検波された信号をＦＭ検波して、検波信号を生成するＦＭ検波部と、
前記ＦＭ検波部で生成された検波信号の復調帯域外のノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルに基づいて、直交検波された信号が受信信号であるか否か判定するノイズスケルチ判定部と、
前記ＦＭ検波部で生成された検波信号に基づく音声信号を出力するか否か制御するオーディオ制御部と、
を備え、
前記オーディオ制御部は、
前記信号判定部が受信信号ではないと判定した場合、音声信号を出力せず、
前記信号判定部が受信信号であると判定し、かつ、前記ノイズスケルチ判定部が受信信号ではないと判定した場合、音声信号を出力せず、
前記信号判定部が受信信号であると判定し、かつ、前記ノイズスケルチ判定部が受信信号であると判定した場合、音声信号を出力する、
ことを特徴とする受信装置。

【請求項4】

直交検波部と、
前記直交検波部で直交検波された信号が供給される請求項１または２に記載の信号検出装置と、
前記直交検波部で直交検波された信号をＦＭ検波して、検波信号を生成するＦＭ検波部と、
前記ＦＭ検波部で生成された検波信号の復調帯域外のノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルに基づいて、直交検波された信号が受信信号であるか否か判定するノイズスケルチ判定部と、
前記直交検波部が受信する対象のチャネルを変更するチャネルスキャン制御部と、
を備え、
前記チャネルスキャン制御部は、
所定の第１時間内に前記信号判定部が受信信号であると判定しない場合、前記第１時間が経過するとチャネルを変更し、
前記第１時間より長い所定の第２時間内に、前記信号判定部が受信信号であると判定し、かつ、前記ノイズスケルチ判定部が受信信号であると判定しない場合、前記第２時間が経過するとチャネルを変更し、
前記信号判定部が受信信号であると判定し、かつ、前記ノイズスケルチ判定部が受信信号であると判定した場合、チャネルの変更を停止する、
ことを特徴とする受信装置。

【請求項5】

直交検波された信号の強度を検出するステップと、
直交検波された信号の所定期間のゼロクロス回数、または、直交検波された信号を微分した微分信号の、所定期間のゼロクロス回数を検出するステップと、
検出された信号強度がしきい値以上であり、かつ、検出されたゼロクロス回数が所定の範囲内である場合、直交検波された信号が受信信号であると判定するステップと、
を含むことを特徴とする信号検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、信号検出技術に関し、特に信号を検出する信号検出装置、受信装置および信号検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

無線装置は、信号検出処理を実行し、信号を検出した場合に信号の受信動作を実行する。これまで、信号検出は、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）とスケルチの２段階でなされている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－１３５２０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

アンテナを装着すると周囲の雑音の影響により、ＲＳＳＩ検出では高確率で信号ありと判定されるので、スケルチ検出処理が頻繁に実行される。また、スケルチ判定には復調処理やノイズ信号の積分処理等のため約６０ｍｓ要するので、信号検出の速度が低下する。

【0005】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、信号と雑音とを高速かつ高精度に判別できる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の信号検出装置は、直交検波された信号の強度を検出する強度検出部と、直交検波された信号の所定期間のゼロクロス回数を検出するゼロクロス検出部と、強度検出部で検出された信号強度がしきい値以上であり、かつ、ゼロクロス検出部で検出されたゼロクロス回数が所定の範囲内である場合、直交検波された信号が受信信号であると判定する信号判定部と、を備える。

【0007】

本発明の別の態様もまた、信号検出装置である。この装置は、直交検波された信号の強度を検出する強度検出部と、直交検波された信号を微分した微分信号の、所定期間のゼロクロス回数を検出するゼロクロス検出部と、強度検出部で検出された信号強度がしきい値以上であり、かつ、ゼロクロス検出部で検出されたゼロクロス回数が所定の範囲内である場合、直交検波された信号が受信信号であると判定する信号判定部と、を備える。

【0008】

本発明のさらに別の態様は、信号検出方法である。この方法は、直交検波された信号の強度を検出するステップと、直交検波された信号の所定期間のゼロクロス回数、または、直交検波された信号を微分した微分信号の、所定期間のゼロクロス回数を検出するステップと、検出された信号強度がしきい値以上であり、かつ、検出されたゼロクロス回数が所定の範囲内である場合、直交検波された信号が受信信号であると判定するステップと、を含む。

【0009】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、信号と雑音とを高速かつ高精度に判別できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例の受信装置の構成を示す図である。

【図2】図１の直交検波部で生成されたＩ信号とＱ信号のコンスタレーションの一例を示す図である。

【図3】Ｉ信号とＱ信号のコンスタレーションの別の例を示す図である。

【図4】Ｉ信号とＱ信号のコンスタレーションのさらに別の例を示す図である。

【図5】希望波を受信した場合のＩ信号の波形とゼロクロス検出結果の例を示す図である。

【図6】無信号時のＩ信号の波形とゼロクロス検出結果の例を示す図である。

【図7】無信号時の図１のチャネルスキャン制御部の動作を説明する図である。

【図8】無信号時に信号判定部が受信信号であると判定した場合の図１のチャネルスキャン制御部の動作を説明する図である。

【図9】信号検出部による検出手順を示すフローチャートである。

【図10】比較例の受信装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、無線の信号を受信する受信装置に関する。受信装置は、例えば、ダイレクト・コンバージョン型の直交検波を実行する。前述のごとく、無信号で周囲雑音が大きい環境においては、ＲＳＳＩ検出では信号ありと判定され、続くノイズスケルチ判定処理により信号なしと判定されるため、最終的に信号なしと判定されるまでに長時間を要する。そのため、チャネルスキャンにおいてスキャン速度が低下し、待ち受け電流も増加する。これに対応するために、本実施例に係る受信装置は、直交検波された信号のゼロクロス回数にもとづいて、信号と雑音とを高速かつ高精度に判別する。

【0013】

図１は、実施例の受信装置１の構成を示す。受信装置１は、アンテナ１０、直交検波部１２、スイッチ部１４、ＦＭ検波部１６、アナログ受信処理部１８、オーディオ制御部２０、スピーカ２２、信号検出部３０、ノイズスケルチ判定部３２、および、チャネルスキャン制御部３４を備える。信号検出部３０は、強度検出部３６、ゼロクロス検出部３８、および、信号判定部４０を備える。

【0014】

アンテナ１０は、図示しない送信装置からのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を受信する。ＲＦ信号には、例えば、ＦＭ変調がなされているが、これに限定されない。アンテナ１０は、受信したＲＦ信号を直交検波部１２へ出力する。

【0015】

直交検波部１２は、アンテナ１０からのＲＦ信号を直交検波し、Ｉ相のベースバンド信号（以下、「Ｉ信号」という）と、Ｉ相のベースバンド信号とは直交したＱ相のベースバンド信号（以下、「Ｑ信号」という）を生成する。直交検波部１２は、生成したＩ信号とＱ信号をスイッチ部１４、強度検出部３６、および、ゼロクロス検出部３８へ出力する。直交検波部１２の処理には公知の技術が使用されればよいので、ここでは詳細な説明は省略する。直交検波部１２は、例えば、アナログのデバイスで構成される。直交検波がデジタル信号処理によりなされてもよい。

【0016】

スイッチ部１４、ＦＭ検波部１６、アナログ受信処理部１８、オーディオ制御部２０、信号検出部３０、ノイズスケルチ判定部３２、および、チャネルスキャン制御部３４の構成は、ハードウエア的には、ＤＳＰ、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

【0017】

信号検出部３０は、Ｉ信号とＱ信号の少なくとも一方をもとに信号検出を実行する。強度検出部３６とゼロクロス検出部３８は、それぞれ、直交検波され、かつ所定のタイミングでサンプリングされたＩ信号とＱ信号の少なくとも一方を受けつける。なお、Ｉ信号およびＱ信号は、帯域制限フィルタにより帯域制限されている。

【0018】

強度検出部３６は、直交検波された信号の強度を検出し、検出した強度を信号判定部４０に出力する。強度検出部３６は、Ｉ信号とＱ信号の少なくとも一方の振幅の絶対値を求め、求めた絶対値をもとに直交検波された信号の強度を検出する。強度検出部３６は、Ｉ信号とＱ信号との二乗和平方根、もしくは二乗和を算出して、直交検波部１２の出力の絶対値を求め、この絶対値を直交検波された信号の強度としてもよい。直交検波された信号の強度は、ＲＦ信号のレベルと相対的な関係であるため、ＲＳＳＩと等価である。つまり、強度検出部３６は、受け付けたＩ信号とＱ信号とをもとにＲＳＳＩを導出するとも言える。強度検出部３６は、ＲＳＳＩ検出部またはキャリアスケルチ処理部とも呼べる。

【0019】

図２は、図１の直交検波部１２で生成されたＩ信号とＱ信号のコンスタレーションの一例を示す。横軸がＩ軸を示し、縦軸がＱ軸を示す。図２は、ＦＭ変調された一定強度のＲＦ信号を受信した場合の例を示し、コンスタレーションは原点を中心とした円である。円の半径は電界強度を表す。ＦＭ変調されたＲＦ信号を希望波と呼ぶ。

【0020】

図３は、Ｉ信号とＱ信号のコンスタレーションの別の例を示す。図３は、無信号であり、周囲雑音のレベルが比較的小さい場合の例を示す。無信号とは、希望波が存在しないことを表す。コンスタレーションは、周囲雑音のレベルにより定まる半径の小さい点である。

【0021】

図４は、Ｉ信号とＱ信号のコンスタレーションのさらに別の例を示す。図４は、無信号であり、周囲雑音のレベルが図３の例より大きい場合の例を示す。コンスタレーションは、図３より半径の大きい塗りつぶされた円に近くなる。周囲雑音のレベルが高くなるほど、塗りつぶされた円の半径は大きくなり、強度検出部３６で検出される信号強度が大きくなる確率が高まる。そのため、信号強度による判定のみでは、図２のようなＦＭ信号によるコンスタレーションと、図４のような周囲雑音によるコンスタレーションとを判別することが困難である。

【0022】

本実施例では、直交検波された信号のゼロクロス回数を用いることで、キャリアスケルチ判定と同程度の判定時間内に、図２のようなＦＭ信号によるコンスタレーションと、図４のような周囲雑音によるコンスタレーションとを判別する。

【0023】

図１に戻る。ゼロクロス検出部３８は、直交検波された信号の所定期間のゼロクロス回数を検出し、検出したゼロクロス回数を信号判定部４０に出力する。詳細には、ゼロクロス検出部３８は、Ｉ信号とＱ信号の少なくとも一方の所定期間のゼロクロス回数を検出する。ゼロクロス回数は、信号の値がプラスからゼロを介してマイナスに変化した回数と、信号の値がマイナスからゼロを介してプラスに変化した回数との和である。ゼロクロス回数は、信号の正負の符号が変化した回数とも言える。所定期間は、例えば、強度検出部３６が信号強度を検出するために要する時間と同等であってよく、シミュレーション計算等により決定されればよい。

【0024】

図５は、希望波を受信した場合のＩ信号の波形とゼロクロス検出結果の例を示す。図６は、無信号時のＩ信号の波形とゼロクロス検出結果の例を示す。縦軸はＩ信号の電圧値を示し、横軸は時間を示す。図５と図６において、縦軸と横軸は同じスケールを示す。ゼロクロス検出結果の値が大きくなるタイミングでゼロクロスが検出されたことを示す。Ｉ信号がゼロクロスしたタイミングと、ゼロクロスが検出されたタイミングがずれている位置もあるが、これはサンプリングの影響であり、本実施例の作用効果に影響しない。Ｑ信号は、Ｉ信号に直交した信号であるため、Ｑ信号の変化はＩ信号の変化と同等である。そこで、以下、Ｉ信号について説明する。

【0025】

図５に示すように、希望波を受信した場合、Ｉ信号はＦＭ信号の周波数に応じた波形となる。一方、図６に示すように、無信号時ではＩ信号は雑音により高速かつランダムに変化するため、振幅がプラスからゼロをまたいでマイナスに、マイナスからゼロをまたいでプラスに変化する確率が、希望波の受信時より高くなる。そのため、図６では、図５と比較して同一期間内のゼロクロス回数が多い。本実施例では、一定期間内のゼロクロス回数が上限値より多い場合、希望波ではないと判定する。

【0026】

図１に戻る。ゼロクロス検出部３８は、直交検波された信号を微分した微分信号、即ちＩ信号とＱ信号の少なくとも一方を微分した微分信号の、所定期間のゼロクロス回数を検出してもよい。ゼロクロス検出部３８は、Ｉ信号とＱ信号の少なくとも一方を時間で微分して微分信号を求める。具体的には、ゼロクロス検出部３８は、各サンプリングにおけるＩ信号とＱ信号の少なくとも一方の値と、そのひとつ前のサンプリングにおけるＩ信号とＱ信号の少なくとも一方の値と、の差分を各サンプリングにおける微分値とし、各サンプリングにおける微分値が、サンプリングのタイミングで連続した信号を微分信号とする。この場合、Ｉ信号またはＱ信号がＤＣオフセットを含むことでゼロクロスしない期間が存在する場合であっても、ＤＣオフセットの影響を除外して、信号のランダムな変化を検出しやすくなる。よって、判定精度を高めることができる。

【0027】

また、ゼロクロス検出部３８がＩ信号とＱ信号のいずれか一方の所定期間のゼロクロス回数を検出する場合、計算量を少なくできる。ゼロクロス検出部３８がＩ信号とＱ信号の両方の所定期間のゼロクロス回数を検出する場合、データ数が増えることで、判定精度を高めることができる。

【0028】

また、ゼロクロス検出部３８は、ゼロクロス回数として、信号の値がプラスからゼロを介してマイナスに変化した回数と、信号の値がマイナスからゼロを介してプラスに変化した回数とのいずれか一方のみを検出してもよい。この場合、計算量を少なくできる。

【0029】

信号判定部４０は、強度検出部３６で検出された信号強度と第１しきい値とを比較し、ゼロクロス検出部３８で検出されたゼロクロス回数と所定の範囲とを比較することによって、直交検波された信号が受信信号であるか否かを判定する。受信信号は、希望波に相当する。詳細には、受信信号とは、後述のＦＭ検波部１６において検波すべき信号であり、受信装置１に対して復調可能な電波形式で変調され送信された信号である。

【0030】

第１しきい値と所定の範囲は、例えば、シミュレーション計算等により決定されればよい。所定の範囲は、例えば、Ｉ信号とＱ信号の帯域や受信装置１の構成に応じて定めることができる。

【0031】

信号判定部４０は、強度検出部３６で検出された信号強度が第１しきい値以上であり、かつ、ゼロクロス検出部３８で検出されたゼロクロス回数が所定の範囲内である場合、直交検波された信号が受信信号であると判定する。

【0032】

信号判定部４０は、検出された信号強度が第１しきい値未満であるか、または、検出されたゼロクロス回数が所定の範囲内でない場合、直交検波された信号が受信信号でないと判定する。受信信号でないとは、雑音であることに相当する。既述のように、雑音であれば、直交検波された信号が直交平面上をランダムに動くので、ゼロクロス回数は、所定の範囲の上限より多くなる。一方、受信信号であれば、直交平面上の角速度は変調指数（シンボルレート）により上限が定まるので、雑音の場合と比較してゼロクロス回数が少なくなる。

【0033】

また、ゼロクロス回数が所定の範囲の下限値未満である場合は、ＦＭ検波部１６が検波すべき信号を受信した場合と比較して、信号変化が少ないことを意味する。そのため信号判定部４０は、直交検波された信号はＦＭ検波部１６が検波すべき信号ではないため受信信号ではないと判定する。このような信号を除外する必要がなければ、所定の範囲の下限値はゼロであってもよい。

【0034】

なお、信号判定部４０は、検出された信号強度が第１しきい値以上である場合に限り、ゼロクロス回数が所定の範囲内であるか否か判定してもよい。あるいは、信号判定部４０は、ゼロクロス回数が所定の範囲内である場合に限り、検出された信号強度が第１しきい値以上であるか否か判定してもよい。

【0035】

信号判定部４０は、受信信号であると判定した場合、スイッチ部１４に処理開始を指示する。一方、信号判定部４０は、受信信号でないと判定した場合、スイッチ部１４に処理開始を指示しない。また、信号判定部４０は、判定結果をオーディオ制御部２０とチャネルスキャン制御部３４に出力する。

【0036】

スイッチ部１４は、信号判定部４０から処理開始を指示されていない場合、直交検波部１２から供給されたＩ信号とＱ信号をＦＭ検波部１６に出力せず、ＦＭ検波部１６、アナログ受信処理部１８、オーディオ制御部２０、および、ノイズスケルチ判定部３２の動作を停止させる。この場合、信号検出部３０は、相対的に低い第１周波数のクロックで動作する。これにより、待ち受け動作時の消費電流を低減できる。

【0037】

スイッチ部１４は、信号判定部４０から処理開始を指示されると、直交検波部１２から供給されたＩ信号とＱ信号をＦＭ検波部１６に出力し、ＦＭ検波部１６、アナログ受信処理部１８、オーディオ制御部２０、および、ノイズスケルチ判定部３２の動作を開始させる。この場合、受信装置１の各部は、第１周波数より高い第２周波数のクロックで動作する。

【0038】

ＦＭ検波部１６は、スイッチ部１４から供給されたＩ信号とＱ信号をＦＭ検波し、ＦＭ検波の結果であるＦＭ検波信号を生成する。ＦＭ検波として、例えば、Ａｒｃｔａｎ検波が実行される。Ａｒｃｔａｎ検波によりＦＭ変調の復調が可能になる。検波処理には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。ＦＭ検波部１６は、生成したＦＭ検波信号をノイズスケルチ判定部３２とアナログ受信処理部１８に出力する。

【0039】

ノイズスケルチ判定部３２は、ＦＭ検波部１６から供給された検波信号の復調帯域外のノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルに基づいて、直交検波部１２で直交検波された信号が受信信号であるか否か判定する。ノイズレベルの検出処理には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。ノイズスケルチ判定部３２は、検出したノイズレベルが第２しきい値未満であれば、信号は受信信号であると判定し、ノイズレベルが第２しきい値以上であれば、信号は受信信号でないと判定する。第２しきい値は、例えば、シミュレーション計算等により決定されればよい。ノイズスケルチ判定部３２は、判定結果をオーディオ制御部２０とチャネルスキャン制御部３４に出力する。

【0040】

アナログ受信処理部１８は、ＦＭ検波部１６から供給された検波信号に対してＤ／Ａ変換などの音声信号を抽出するための処理を行い、得られた音声信号をオーディオ制御部２０に出力する。

【0041】

オーディオ制御部２０は、信号判定部４０による判定結果とノイズスケルチ判定部３２による判定結果とに基づいて、アナログ受信処理部１８から供給された音声信号をスピーカ２２などの音声出力装置に出力するか否か制御する。

【0042】

詳細には、オーディオ制御部２０は、信号判定部４０が受信信号であると判定し、かつ、ノイズスケルチ判定部３２が受信信号ではないと判定した場合、音声信号をスピーカ２２に出力せず、音声信号をミュートする。一方、オーディオ制御部２０は、信号判定部４０が受信信号であると判定し、かつ、ノイズスケルチ判定部３２が受信信号であると判定した場合、音声信号をスピーカ２２に出力し、音声信号のミュートを解除する。

【0043】

チャネルスキャン制御部３４は、信号判定部４０による判定結果とノイズスケルチ判定部３２による判定結果とに基づいて、直交検波部１２が受信する対象のチャネルを別のチャネルに変更するチャネルスキャンを制御する。チャネルスキャンとは、受信装置１が受信するチャネルを順に切り替えて、所定のタイムアウト時間内に音声信号を生成できたチャネルを受信する機能である。

【0044】

チャネルスキャン制御部３４は、所定の第１時間内に信号判定部４０が受信信号であると判定しない場合、当該第１時間が経過するとチャネルを変更する。第１時間は、第１タイムアウト時間とも呼ぶことができ、例えば、３０ｍｓ程度であってもよい。

【0045】

図７は、無信号時の図１のチャネルスキャン制御部３４の動作を説明する図である。周囲雑音がない場合に図７の動作となり、周囲雑音のレベルが比較的高い場合でも図７の動作となる確率が高い。チャネルＣＨ１のとき、第１時間の間、信号判定部４０は受信信号ではないと判定し続け、チャネルスキャン制御部３４は、第１時間が経過したタイミングでチャネルＣＨ１からチャネルＣＨ２に切り替える。信号判定部４０は受信信号ではないと判定するため、ノイズスケルチ判定部３２は判定処理を実行しない。同様に、チャネルＣＨ２のとき、第１時間の間、信号判定部４０は受信信号ではないと判定し続け、チャネルスキャン制御部３４は、第１時間が経過したタイミングでチャネルＣＨ２からチャネルＣＨ３に切り替える。

【0046】

チャネルスキャン制御部３４は、第１時間より長い所定の第２時間内に、信号判定部４０が受信信号であると判定し、かつ、ノイズスケルチ判定部３２が受信信号であると判定しない場合、当該第２時間が経過するとチャネルを変更する。第２時間は、ノイズスケルチ判定部３２が受信信号であるか否かの判定に要する時間より長い。第２時間は、第２タイムアウト時間とも呼ぶことができ、例えば、１５０ｍｓ程度であってもよい。

【0047】

図８は、無信号時に信号判定部４０が受信信号であると判定した場合の図１のチャネルスキャン制御部３４の動作を説明する図である。信号判定部４０は、時刻ｔ１にチャネルＣＨ１に設定されてから判定に要する時間が経過した時刻ｔ２にて受信信号であると判定し、その判定結果に応じて時刻ｔ２からノイズスケルチ判定部３２が判定処理を開始する。ノイズスケルチ判定部３２は、時刻ｔ２から判定に要する時間が経過した時刻ｔ３にて受信信号でないと判定する。そのため、チャネルスキャン制御部３４は、時刻ｔ１から第２時間が経過したタイミングでチャネルＣＨ１からチャネルＣＨ２に切り替える。チャネルＣＨ２に切り替えられた後の処理も同様である。周囲雑音のレベルが高く希望波がない状況で信号判定部４０が受信信号であると判定した場合にも、ノイズスケルチ判定部３２により高精度に受信信号の有無を判定できる。

【0048】

一方、チャネルスキャン制御部３４は、信号判定部４０が受信信号であると判定し、かつ、ノイズスケルチ判定部３２が受信信号であると判定した場合、チャネルの変更を停止する。つまり、現在のチャネルが維持され、受信装置１は、そのチャネルで受信を継続する。

【0049】

以上の構成による受信装置１の動作を説明する。図９は、信号検出部３０による検出手順を示すフローチャートである。強度検出部３６は、直交検波された信号の強度を検出する（Ｓ１０）。ゼロクロス検出部３８は、直交検波された信号の所定期間のゼロクロス回数を検出する（Ｓ１２）。

【0050】

信号強度が第１しきい値以上であり、かつ、ゼロクロス回数が所定の範囲内である場合（Ｓ１４のＹ）、信号判定部４０は、信号を受信信号と判定する（Ｓ１６）。一方、信号強度が第１しきい値以上でないか、または、ゼロクロス回数が所定の範囲内でない場合（Ｓ１４のＮ）、信号判定部４０は、信号を雑音と判定する（Ｓ２４）。

【0051】

ここで、比較例の受信装置について説明する。図１０は、比較例の受信装置１Ｘの構成を示す。比較例では、図１のゼロクロス検出部３８と信号判定部４０が設けられておらず、図１の強度検出部３６に替えて強度判定部３６Ｘが設けられることが本実施例と異なる。受信待ち受け中、強度判定部３６Ｘは、低周波数のクロックでキャリアスケルチ判定を実行し、直交検波された信号の強度がしきい値以上であれば受信信号であると判定する。強度判定部３６Ｘが受信信号であると判定すると、高周波数のクロックに切り替えられ、ＦＭ検波部１６等が処理を開始する。この場合、無信号で周囲雑音が比較的大きい環境では、強度判定部３６Ｘは受信信号であると誤って判定するため、常に高周波数のクロックで動作することになり、待ち受け時の消費電流が増加してしまう。この場合、チャネルスキャンにおいても、図８のようにノイズスケルチ判定部３２の判定処理が完了して第２時間が経過するまで次のチャネルに切り替えることができないことから、チャネルスキャンの速度が大幅に低下する。

【0052】

これに対して、本実施例では、無信号で周囲雑音が比較的大きい環境において、信号判定部４０が受信信号と判定する確率が比較例より低いため、ＦＭ検波部１６等が動作する確率が低く、消費電流を減らすことができる。また、本実施例では、無信号で周囲雑音が比較的大きい環境において、チャネルスキャンで図７の処理が実行される確率が図８の処理が実行される確率より高く、図８の処理が実行される確率は比較例より低い。そのため、このような環境下でもチャネルスキャンを高速に実行しやすい。

【0053】

本実施例によれば、直交検波された信号の強度とゼロクロス回数とに基づいて受信信号であるか否かを判定するので、キャリアスケルチ判定と同等の時間内に、ノイズスケルチ判定に近い精度で判定できる。つまり、信号と雑音とを高速かつ高精度に判別できる。

【0054】

また、ゼロクロス回数を検出するので、計算量を比較的少なくでき、処理負荷が比較的低い信号処理により判定できる。そのため、信号検出部３０の動作クロックの周波数を比較例と同等にでき、ゼロクロス回数の検出のために必要な消費電流は比較的小さい。

【0055】

また、周囲雑音が相対的に大きくキャリアスケルチ判定のみでは受信信号であると誤判定される環境であっても、受信信号ではないと正しく判定される確率が高まる。そのため、受信待ち受け中にノイズスケルチ判定部３２が判定処理を実行する確率を下げることができる。よって、受信待ち受け中の消費電流を低減できる。また、受信待ち受け中にノイズスケルチ判定部３２による判定処理の実行確率が下がるので、チャネルスキャン動作時に周囲雑音によるスキャン速度の低下を抑制できる。

【0056】

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【0057】

例えば、実施例では、信号判定部４０が受信信号であると判定するまでは、ＦＭ検波部１６、アナログ受信処理部１８、オーディオ制御部２０、および、ノイズスケルチ判定部３２は動作を停止しているが、これらの各部は、信号判定部４０の判定結果によらず動作を続けてもよい。この場合、スイッチ部１４を設けなくてよい。オーディオ制御部２０は、信号判定部４０が受信信号ではないと判定した場合、ノイズスケルチ判定部３２による判定結果によらず、音声信号をスピーカ２２に出力しない。この変形例では、制御を簡素化できる。

【符号の説明】

【0058】

１…受信装置、１２…直交検波部、１４…スイッチ部、１６…ＦＭ検波部、１８…アナログ受信処理部、２０…オーディオ制御部、３０…信号検出部、３２…ノイズスケルチ判定部、３４…チャネルスキャン制御部、３６…強度検出部、３８…ゼロクロス検出部、４０…信号判定部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】