JP4807588B2 - ノイズ除去装置 - Google Patents

Description

本発明はノイズ除去装置に関し、特にパルス性ノイズを除去して受信信号の復調を行うノイズ除去装置に関する。

特許文献１には、被処理信号に含まれるパルス性ノイズを検出し、検出されたパルス性ノイズに基づいて閾値を生成し、検出されたパルス性ノイズが閾値を超えている期間については被処理信号の出力を禁止して、当該期間の信号を補完して出力するノイズ除去装置が開示されている。

特許文献１に開示されているノイズ除去装置によれば、パルス性ノイズが一時的に入力される場合には、当該パルス性ノイズが入力されている期間において被処理信号の出力が禁止される。また、パルス性ノイズが連続的に入力される場合には、初期においては当該パルス性ノイズが入力されている期間において被処理信号の出力が禁止されるが、ある程度の時間が経過すると、当該パルス性ノイズが入力されている期間においても被処理信号の出力が禁止されない。これにより、パルス性ノイズが連続的に入力される場合に、音声信号等の出力信号が途切れるのを防止することができる。
特開２００５−１９７８１３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているノイズ除去装置では、パルス性ノイズが連続的に入力される場合に、音声信号等の出力信号が途切れるのを防止するのには有効であるが、出力信号にはパルス性ノイズが含まれたまま出力されることになるので、パルス性ノイズを完全に除去したいような用途には向かない。

本発明は、受信信号を復調する際に、受信信号に含まれているパルス性ノイズを効果的に除去することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下のような構成を採用した。なお括弧内の参照符号は、図面との対応関係の一例を示したものであり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。

本発明のノイズ除去装置は、ノイズ検波回路（１１９）と、復調処理部（１１８）と、閾値制御部（１３）とを備える。ノイズ検波回路は、受信信号に含まれるパルス性ノイズをノイズ検波閾値を用いて検出する。復調処理部は、ノイズ検波回路によってパルス性ノイズが検出された期間はパルス性ノイズを除去して受信信号の復調処理を行う。閾値制御部は、ノイズ検波回路においてパルス性ノイズを検出するためのノイズ検波閾値を、受信信号の入力レベルに応じて変更する。

なお、閾値制御部は、受信信号の入力レベルが高い場合は、受信信号の入力レベルが低い場合に比べてノイズ検波閾値を高くしてもよい。

また、閾値制御部は、受信信号の入力レベルが低い場合は、受信信号の入力レベルが高い場合に比べてノイズ検波閾値を低くしてもよい。

また、閾値制御部は、受信信号の入力レベルよりも所定量高いレベルとなるようにノイズ検波閾値を設定してもよい。

また、復調処理部は、ノイズ検波回路によってパルス性ノイズが検出された期間における受信信号のサンプリングデータを間引くことによって、パルス性ノイズを除去してもよい。

また、復調処理部は、ノイズ検波回路によってパルス性ノイズが検出された期間における受信信号を、当該期間の直前または直後の受信信号に基づいて補正することによって、当該パルス性ノイズを除去してもよい。

また、閾値制御部は、時間の経過に応じて前記ノイズ検波閾値を増加または減少させてもよい。

本発明によれば、パルス性ノイズを検出するためのノイズ検波閾値が、受信信号の入力レベルに応じて変更されるので、送信機と受信機の距離が変化して受信信号の入力レベルが変化する場合でも、パルス性ノイズを効果的に除去することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下では本発明のノイズ除去装置を車載機器遠隔制御システムに適用した場合について説明するが、本発明は車載機器遠隔制御システム以外のシステムにも適用可能である。

図１は、車載機器遠隔制御システムの構成を示すブロック図である。車載機器遠隔制御システムは、無線通信機能を有する車載機１０および携帯機３０を備える。車載機１０は車両に搭載されており、携帯機３０は車両のユーザによって携帯される。

車載機１０は、受信部１１と送信部１２と制御部１３を備えている。受信部１１は、受信アンテナ（図２の１１１）を有している。受信アンテナ１１１は、例えばバックミラー近傍、ピラー内に配設される。送信部１２は、送信アンテナを有している。送信アンテナは、例えばドアのアウタハンドルに配設されている。

送信部１２は、制御部１３からの指令に従って、“０”と“１”とに２値化されたデータを変調（ＡＭ変調またはＦＭ変調）して出力する。送信部１２から出力される変調信号は、送信アンテナを介して外部へ送信される。なお、車載機１０から携帯機３０に向けて電波を送信する必要が無いシステム（例えば、携帯機３０からの電波に応じて車両のドアをロックまたはアンロックするだけのシステム）においては、車載機１０の送信部１２は不要である。

受信部１１は、携帯機３０の送信した電波を受信アンテナ１１１を介して受信すると、この受信信号を２値化データに復調して復調信号として出力する。受信部１１から出力された復調信号は、制御部１３に供給される。

制御部１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等からなる周知のマイコンを中心に構成されている。制御部１３には、受信部１１と送信部１２の他に、車両のドアのロックとアンロックを行うためのドアロックモータ２１と、ドアのロック・アンロック状態を検出するドアロックスイッチ２２と、ドアの開閉状態を検出するためのドア開閉検出スイッチ２３と、イグニッションスイッチ２４が接続されている。イグニッションスイッチ２４から制御部１３へは、イグニッションスイッチ２４のオン／オフ状態を示すイグニッション信号
が供給される。ドアロックモータ２１とドアロックスイッチ２２とドア開閉検出スイッチ２３は、各ドアに設けられている。

以下、車載機器遠隔制御システムの動作の概要を説明する。

車両のユーザが携帯機３０のロックボタン又はアンロックボタンを押すと、携帯機３０から、押されたボタンに対応する制御コードと、車両に固有の識別コードとを含んだ電波が送信される。

携帯機３０から送信された電波は車載機１０の受信部１１によって受信され、当該電波に基づいて生成された復調信号が制御部１３に供給される。制御部１３は、復調信号に含まれている識別コードが当該車両に固有の識別コードと一致しているかどうかを判定し、一致していると判定した場合には、復調信号に含まれている制御コード（ロック指示コードまたはアンロック指示コード）に応じてドアロックモータ２１を駆動して、車両の全ドアをロック又はアンロックする。従って、本車載機器遠隔制御システムによれば、車載機１０と携帯機３０との通信により、車両ドアを非接触で遠隔的に施錠又は解錠することができる。

なお、ここでは、ユーザが携帯機３０のロックボタン又はアンロックボタンを押したことに応じて車両の全ドアがロック又はアンロックされる例を説明するが、本発明はこれに限らない。例えば、携帯機３０が車両に接近又は車両から離れたことを車載機１０が検知して、車両の全ドアがアンロック又はロックされてもよい。この場合は、車載機１０の送信部１２から一定の周期で応答要求信号が送信され、この応答要求信号の受信可能エリア内に携帯機３０が位置する場合には、携帯機３０は応答要求信号を受信した後、車載機１０に上記識別コードを含む応答信号を送信する。これにより、車載機１０は、応答要求信号の受信可能エリア内に携帯機３０が位置するか否かを検知することができ、携帯機３０が車両に接近又は車両から離れたことを検知することができる。

なお、上記のように携帯機３０からの電波に基づいて車載機器を遠隔操作するような車載機器遠隔制御システム（例えば、ユーザが携帯機３０のスイッチを操作することに応じてドアをロック又はアンロックするシステムや、ユーザが車両に接近又は車両から離れたことに応じてドアを自動的にロック又はアンロックするシステムなど）に限らず、携帯機３０からの電波に基づいて車載機器の使用の可否を制御する（すなわち、ユーザによる車載機器の使用を許可したり禁止したりする）ことが可能な車載機器遠隔制御システムにも本発明を適用することができる。このような車載機器遠隔制御システムの例として、ユーザが携帯機３０を携帯していれば、キーをキーシリンダーに挿入することなく、単にドア解錠スイッチやエンジン始動スイッチを操作するだけでドアロックの解錠やエンジンの始動を可能にする車載機器遠隔制御システム（例えば、特開２００２−２９３８５号公報に記載されているスマートイグニッション装置など）がある。

以下、図２を参照して、受信部１１の詳細を説明する。

受信部１１は、受信アンテナ１１１を有している。受信アンテナ１１１には、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ１１２が接続されている。ＳＡＷフィルタ１１２は、受信アンテナ１１１に受信されたアナログ受信信号のうち車載機１０及び携帯機３０の搬送周波数を含む帯域の信号を取り出す。

ＳＡＷフィルタ１１２には、アンプ１１３とノイズ検波回路１１９が接続されている。

アンプ１１３は、ＳＡＷフィルタ１１２の出力した信号を増幅する。アンプ１１３には
、ミキサ１１４が接続されている。ミキサ１１４は、アンプ１１３の出力信号と、局部発振器１１５からのローカル周波数信号とを混合することにより、受信アンテナに受信された変調信号を中間周波数にダウンコンバートする。ミキサ１１４には、ＩＦ（Intermediate Frequency）フィルタ１１６が接続されている。ＩＦフィルタ１１６は、ミキサ１１４の出力信号から所望帯域の信号を取り出す。

ＩＦフィルタ１１６には、アンプ１１７が接続されている。アンプ１１７は、ＩＦフィルタ１１６の出力した信号を増幅する。アンプ１１７には、復調処理部１１８が接続されている。

ノイズ検波回路１１９は、ＳＡＷフィルタ１１２では除去できないパルス状ノイズを検出し、当該パルス状ノイズの有無を示す信号を復調処理部１１８に供給する。

復調処理部１１８には、アンプ１１７の出力信号とノイズ検波回路１１９の出力信号が供給される。復調処理部１１８は、アンプ１１７の出力信号を復調して２値化データを取り出し、当該２値化データを復調信号として制御部１３に出力する。このとき、復調処理部１１８は、ノイズ検波回路１１９の出力信号に基づいて、ノイズ検波回路１１９によって検出されたパルス状ノイズを除去する。

次に、図３を参照して、ノイズ検波回路１１９の動作について説明する。

ノイズ検波回路１１９は、ノイズ検波閾値を超えるレベルの信号がＳＡＷフィルタ１１２から出力されたときに、受信信号にノイズが含まれていると判定する。ノイズ検波閾値は、図３の（ａ）に示すように、キャリア入力レベル（すなわち、携帯機３０から発信された電波の、受信部１１における入力レベル）に対して十分に大きい値（例えばキャリア入力レベルの２倍のレベル）に設定される。すなわち、ノイズ検波回路１１９は、キャリア入力レベルよりも大幅に大きい信号が入力されたときに、当該信号をノイズと見なす。

図３の（ｂ）は、受信信号にパルス状ノイズが含まれていない場合の復調信号の例であるが、もしこの受信信号に図３の（ａ）に示すようなパルス状ノイズが含まれている場合には、当該パルス状ノイズを除去しなければ、復調信号の波形はパルス状ノイズの影響を受けて図３の（ｃ）のように劣化し、その結果、通信エラーが生じる可能性がある。

本実施形態では、ノイズ検波回路１１９は、上記のようにノイズ検波閾値を用いてパルス状ノイズを検出し、その検出結果を示す信号（例えば図３の（ｄ）に示す信号）を復調処理部１１８へと供給する。復調処理部１１８は、ノイズ検波回路１１９の出力信号に基づいて受信信号からパルス状ノイズを除去し、その結果、図３の（ｅ）に示すような復調信号を出力する。なお、復調処理部１１８におけるパルス状ノイズの除去方法としては、例えば、パルス状ノイズの発生期間の直前または直後の受信信号のレベルに基づいて当該パルス状ノイズの発生期間の信号を補正または補間する方法や、パルス状ノイズの発生期間のサンプリングデータを間引く方法を採用することができる。

ところで、図３の例では、ノイズ検波回路１１９において利用されるノイズ検波閾値を一定（すなわち時間の経過とともに変化しない）としているが、ノイズ検波閾値を常に一定とした場合には問題が生じる。以下、図４〜図６を参照して、ノイズ検波閾値を常に一定とした場合に生じる問題について説明する。

図４は、携帯機３０を携帯しているユーザが車両に接近する（位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動する）様子を示している。図中に鎖線で示した同心円において、より外側の円ほど、受信部１１からの距離が遠い。このとき、携帯機３０と受信部１１の距離が遠いほどキャ
リア入力レベルは小さくなり、携帯機３０と受信部１１の距離が近いほどキャリア入力レベルは大きくなるので、キャリア入力レベルは図５のように時間の経過とともに（すなわちユーザが車両に近づくにつれて）大きくなる。

ここで、ユーザが車両に接近している最中に、図５に示すようなパルス状ノイズＡとパルス状ノイズＢが発生した場合を想定する。仮想例として、ノイズ検波回路１１９において図５に示すようなノイズ検波閾値を用いてノイズ検波を行うと、パルス状ノイズＢについてはノイズとして検出できるが、パルス状ノイズＡについてはノイズとして検出することができない。そこで、別の仮想例として、パルス状ノイズＡだけでなくパルス状ノイズＢも検出できるように、ノイズ検波閾値をより低くすると、図６に示すように、パルス状ノイズＡだけでなくパルス状ノイズＢもノイズとして検出することが可能になる。しかしながら、この場合には、ユーザが車両のすぐ近くにまで移動すると、図６に示すようにキャリア入力レベルがノイズ検波閾値を超えてしまい、その結果、携帯機３０からの信号は全てノイズと見なされて、通信が不可能となってしまう。

そこで本実施形態では、上記のような問題を解消するために、ノイズ検波回路１１９において利用されるノイズ検波閾値を、制御部１３からの閾値制御信号によって可変としている。具体的には、制御部１３は、キャリア入力レベルが大きくなるほどノイズ検波閾値を大きくし、キャリア入力レベルが小さくなるほどノイズ検波閾値を小さくする。これにより、図７に示すようにキャリア入力レベルに応じてノイズ検波閾値が変動するので、その結果、パルス状ノイズＡだけでなくパルス状ノイズＢも検出でき、しかも、ユーザが車両のすぐ近くにまで移動してもキャリア入力レベルがノイズ検波閾値を超えることがない。よって、パルス状ノイズの除去精度が増し、通信エラーの発生頻度を下げることができる。

なお、図７は携帯機３０を携帯しているユーザが車両に接近する場合の例であるが、携帯機３０を携帯しているユーザが車両から遠ざかる場合も同様に、キャリア入力レベルに応じてノイズ検波閾値を変動させることが有効である。携帯機３０を携帯しているユーザが車両から遠ざかる場合のノイズ検波閾値の制御例を図８に示す。

なお、キャリア入力レベルに応じてノイズ検波閾値を変動させるためには、制御部１３が現時点のキャリア入力レベルを知る必要があるが、その方法としては、現時点の受信信号からキャリア入力レベルを実際に検出する方法（第１の方法）や、過去の受信信号から現時点のキャリア入力レベルを予測する方法（第２の方法）や、ユーザの行動を推定することによって現時点のキャリア入力レベルを推定する方法（第３の方法）が考えられる。本発明では、これらの第１〜第３の方法のいずれを採用しても構わない。

本実施形態では、制御部１３は上記の第３の方法によってノイズ検波閾値を変動させるものとする。具体的には、制御部１３は、携帯機３０を携帯しているユーザが車両に接近しつつある状況かどうか、および、携帯機３０を携帯しているユーザが車両から離れつつある状況かどうかを判断する。

携帯機３０を携帯しているユーザが車両に接近しつつある状況かどうかは、種々の判定方法がある。例えば、前述したように、車載機１０の送信部１２から一定の周期で応答要求信号を送信し、この応答要求信号に対する携帯機３０からの応答信号の有無をモニタすることによって、ユーザが車両に接近していることを検知することができる。つまり、携帯機３０からの応答信号を受信できない状態から受信可能になれば、ユーザが車両に接近しつつあることが分かる。また、他の方法として、ドアがロックされている状態（ドアがロックされているかどうかはドアロックスイッチ２２により判別できる）で、携帯機３０からアンロック指示コードを受信した場合に、ユーザが乗車しようとして車両に接近しつ
つあることが分かる。

上記のようにしてユーザが車両に接近しつつあると判断すると、制御部１３は、そう判断した時点からの経過時間に応じてノイズ検波閾値を徐々に大きくする。ノイズ検波閾値の増加速度は、例えば、標準的なユーザの歩行速度に基づいて予め設定しておけばよい。なお、ノイズ検波閾値の初期値やその増加速度は、実験等によって最適な値に設定すればよい。なお、図７の例では、単位時間当たりのノイズ検波閾値の増加量を一定としているが、本発明はこれに限らない。なお、ノイズ検波閾値の最大値は、例えば、携帯機３０が受信部１１のすぐ近傍にある状態でのキャリア入力レベルを測定し、その測定結果に基づいて最適な値に設定すればよい。

同様に、携帯機３０を携帯しているユーザが車両から離れつつある状況かどうかについても、種々の判定方法がある。例えば、イグニッションスイッチ２４が「ＯＦＦ」になり、その後、ドア開閉検出スイッチ２３が「閉」の状態から一旦「開」の状態になって再び「閉」の状態になった時点（すなわちユーザが降車した時点）で、ユーザが車両から遠ざかろうとしていることが分かる。

上記のようにしてユーザが車両から遠ざかりつつあると判断すると、制御部１３は、そう判断した時点からの経過時間に応じてノイズ検波閾値を徐々に小さくする。ノイズ検波閾値の減少速度は、例えば、標準的なユーザの歩行速度に基づいて予め設定しておけばよい。なお、ノイズ検波閾値の初期値やその減少速度は、実験等によって最適な値に設定すればよい。なお、図８の例では、単位時間当たりのノイズ検波閾値の減少量を一定としているが、本発明はこれに限らない。

以上のように、本実施形態によれば、受信信号を復調する際に、受信信号に含まれているパルス性ノイズを効果的に除去することができる。

本発明は、例えば、受信信号を復調する際に、受信信号に含まれているパルス性ノイズを効果的に除去することができる車載機器遠隔制御システムとして有用である。

本発明の一実施形態に係る車載機器遠隔制御システムの構成を示す図 受信部１１の構成を示す図 パルス状ノイズの除去方法を示す図 ユーザが車両に接近する様子を示す図 仮想例におけるノイズ検波閾値とパルス状ノイズとキャリア入力レベルの関係を示す図 仮想例におけるノイズ検波閾値とパルス状ノイズとキャリア入力レベルの関係を示す図 ユーザが車両に近づくときのノイズ検波閾値の制御例を示す図 ユーザが車両から離れるときのノイズ検波閾値の制御例を示す図

符号の説明

１０ 車載機
１１ 受信部
１２ 送信部
１３ 制御部
２１ ドアロックモータ
２２ ドアロックスイッチ
２３ ドア開閉検出スイッチ
２４ イグニッションスイッチ
３０ 携帯機
１１１ 受信アンテナ
１１２ ＳＡＷフィルタ
１１３ アンプ
１１４ ミキサ
１１５ 局部発振器
１１６ ＩＦフィルタ
１１７ アンプ
１１８ 復調処理部
１１９ ノイズ検波回路

Claims (7)

1. 受信信号に含まれるパルス性ノイズをノイズ検波閾値を用いて検出するノイズ検波回路と、
   前記ノイズ検波回路によってパルス性ノイズが検出された期間はパルス性ノイズを除去して受信信号の復調処理を行う復調処理部と、
   前記ノイズ検波回路においてパルス性ノイズを検出するためのノイズ検波閾値を、受信信号の入力レベルに応じて変更する閾値制御部とを備え、
   前記閾値制御部は、受信信号の入力レベルが高い場合は、受信信号の入力レベルが低い場合に比べて前記ノイズ検波閾値を高くすることを特徴とする、ノイズ除去装置。
2. 受信信号に含まれるパルス性ノイズをノイズ検波閾値を用いて検出するノイズ検波回路と、
   前記ノイズ検波回路によってパルス性ノイズが検出された期間はパルス性ノイズを除去して受信信号の復調処理を行う復調処理部と、
   前記ノイズ検波回路においてパルス性ノイズを検出するためのノイズ検波閾値を、受信信号の入力レベルに応じて変更する閾値制御部とを備え、
   前記閾値制御部は、受信信号の入力レベルが低い場合は、受信信号の入力レベルが高い場合に比べて前記ノイズ検波閾値を低くすることを特徴とする、請求項１に記載のノイズ除去装置。
3. 前記閾値制御部は、受信信号の入力レベルよりも所定量高いレベルとなるように前記ノイズ検波閾値を設定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のノイズ除去装置。
4. 受信信号に含まれるパルス性ノイズをノイズ検波閾値を用いて検出するノイズ検波回路と、
   前記ノイズ検波回路によってパルス性ノイズが検出された期間はパルス性ノイズを除去して受信信号の復調処理を行う復調処理部と、
   前記ノイズ検波回路においてパルス性ノイズを検出するためのノイズ検波閾値を制御する閾値制御部と、
   ユーザが車両に接近しつつある状況かどうかを判定する判定手段とを備え、
   前記閾値制御部は、ユーザが車両に接近しつつある状況であると前記判定手段が判断した時点からの経過時間に応じて前記ノイズ検波閾値を徐々に大きくすることを特徴とする、ノイズ除去装置。
5. 受信信号に含まれるパルス性ノイズをノイズ検波閾値を用いて検出するノイズ検波回路と、
   前記ノイズ検波回路によってパルス性ノイズが検出された期間はパルス性ノイズを除去して受信信号の復調処理を行う復調処理部と、
   前記ノイズ検波回路においてパルス性ノイズを検出するためのノイズ検波閾値を制御する閾値制御部と、
   ユーザが車両から遠ざかりつつある状況かどうかを判定する判定手段とを備え、
   前記閾値制御部は、ユーザが車両から遠ざかりつつある状況であると前記判定手段が判断した時点からの経過時間に応じて前記ノイズ検波閾値を徐々に小さくすることを特徴とする、ノイズ除去装置。
6. 前記復調処理部は、前記ノイズ検波回路によってパルス性ノイズが検出された期間における受信信号のサンプルを間引くことによって、当該パルス性ノイズを除去することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のノイズ除去装置。
7. 前記復調処理部は、前記ノイズ検波回路によってパルス性ノイズが検出された期間における受信信号を、当該期間の直前または直後の受信信号に基づいて補正することによって、当該パルス性ノイズを除去することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のノイズ除去装置。

Images