無線機および無線機の動作クロック周波数制御方法
【課題】ビート妨害を有効な無線信号と誤認する事態を回避する。
【解決手段】無線機１００は、任意の周波数における受信信号を検波して検波信号を生成する検波部１１８と、検波信号のうち、所定周波数以上のスケルチノイズを抽出するノイズＨＰＦ１３２と、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断するノイズ判断部１４０と、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると判断されると、検波信号を抑圧するスイッチ１４２と、スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であると判断されると、当該無線機の動作クロック周波数を変更するＣＰＵ２００ａとを備え、ノイズ判断部は、周波数制御部が動作クロック周波数を変更すると、ノイズ抽出部が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断する。
【解決手段】無線機１００は、任意の周波数における受信信号を検波して検波信号を生成する検波部１１８と、検波信号のうち、所定周波数以上のスケルチノイズを抽出するノイズＨＰＦ１３２と、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断するノイズ判断部１４０と、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると判断されると、検波信号を抑圧するスイッチ１４２と、スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であると判断されると、当該無線機の動作クロック周波数を変更するＣＰＵ２００ａとを備え、ノイズ判断部は、周波数制御部が動作クロック周波数を変更すると、ノイズ抽出部が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に用いられる無線機および無線機の動作クロック周波数制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数変調（ＦＭ：Frequency Modulation、以下単にＦＭという）方式を用いた無線機では、無線機自体の内部クロック信号が、電気信号に回り込んで、誤った信号を検出してしまうビートによる受信妨害（以下、単にビート妨害と呼ぶ。）が生じることがあった。例えば、任意の周波数で受信を試みる場合、有効な無線信号（ＲＦ信号）を受信していないにもかかわらず、ビート妨害を、無線信号を受信していると誤認してしまい、スケルチ（ＳＱＬ：Squelch）が開いてしまう場合がある。したがって、ユーザは、有効な無線信号を受信しているのか、単にビート妨害が生じているだけなのかを、スピーカから出力される音声を耳で聞いて自ら判断しなければならなかった。
【０００３】
そこで、製造時に、信号を受信する周波数毎のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator:受信信号強度）を検出し、ＲＳＳＩが所定値を超えていたら、ビート妨害が生じているものとみなしクロック周波数をずらす技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の無線通信機を用いて信号の受信を試みる場合、ビート妨害が発生する周波数ではクロック周波数が変更されるため、ユーザは、ビート妨害に惑わされず有効な無線信号の有無を判断することができる。しかし、ＲＳＳＩを用いてビート妨害の影響を確認しているため、ビート妨害による信号が低レベルの場合、他のノイズ信号に埋もれてしまってビート妨害を検出することができなくなる。この場合、無線機を使用する際に、クロック周波数が適切に変更されないおそれもあり、ユーザは、やはりスピーカから出力される音声を耳で聞いて、有効な無線信号の有無を確認しなければならなかった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、ビート妨害による信号を有効な無線信号と誤認する事態を回避することが可能な、無線機および無線機の動作クロック周波数制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の無線機は、任意の周波数における受信信号を検波して検波信号を生成する検波部と、検波信号のうち、所定周波数以上のスケルチノイズを抽出するノイズ抽出部と、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断するノイズ判断部と、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると判断されると、検波信号を抑圧する抑圧部と、スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であると判断されると、当該無線機の動作クロック周波数を変更する周波数制御部とを備え、ノイズ判断部は、周波数制御部が動作クロック周波数を変更すると、ノイズ抽出部が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断することを特徴とする。
【０００８】
上記動作クロック周波数は、複数のクロック回路において独立して設定され、周波数制御部は、複数のクロック回路の動作クロック周波数をそれぞれ変更してもよい。
【０００９】
上記無線機は、ノイズ抽出部が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるとノイズ判断部が判断した場合に、そのときの動作クロック周波数の状態と任意の周波数とを関連付けたクロック情報を記憶する記憶部をさらに備えてもよい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の無線機の動作クロック周波数制御方法は、任意の周波数における受信信号を検波して検波信号を生成し、検波信号のうち、所定周波数以上のスケルチノイズを抽出し、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断し、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると判断すると、検波信号を抑圧し、スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であると判断すると、当該無線機の動作クロック周波数を変更し、さらに、新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の無線機は、ビート妨害を有効な無線信号と誤認する事態を回避することが可能となる。こうして、ユーザは、ビート妨害に惑わされずに有効な無線信号を受信していること、または、その周波数を送信に利用できることを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態における無線機の電気的な構成を示した機能ブロック図である。
【図２】中央制御部の詳細な構成を説明するための説明図である。
【図３】スケルチノイズとＲＳＳＩそれぞれを用いたビート妨害の検出を説明するための説明図である。
【図４】スケルチノイズとＲＳＳＩそれぞれを用いた対象信号の検出の実験例を示す説明図である。
【図５】中央制御部における動作クロック周波数を切り換えるための他の構成を説明するための説明図である。
【図６】第１の実施形態における無線機の動作クロック周波数制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態における無線機の電気的な構成を示した機能ブロック図である。
【図８】第２の実施形態における無線機の動作クロック周波数制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
ＦＭ方式の無線機では、無線機自体を動作させるクロック信号の影響でビート妨害が生じることがあった。そのため、有効な無線信号を受信していないにもかかわらず、ビート妨害による信号（以下、ビート信号と称す）を有効な無線信号と誤認してしまい、スケルチが開いてしまう場合がある。ユーザは、信号を受信しているのか、単にビート妨害が生じているだけなのかをスピーカから出力された音声を耳で聞いて判断しなければならなかった。
【００１５】
そこで、ユーザが耳で確認するといった煩わしい作業を伴うことなく、ビート妨害の影響を自動的に判断することができる無線機を提案する。以下、第１の実施形態と第２の実施形態に分けて無線機１００、無線機４００について具体的に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態：無線機１００）
図１は、無線機１００の電気的な構成を示した機能ブロック図である。無線機１００は、アンテナ１１０と、ＲＦ回路１１２と、操作部１１４と、中央制御部１１６と、検波部１１８と、出力アンプ１２０と、音声出力部１２２と、音声入力部１２６と、入力アンプ１２８と、ノイズＨＰＦ１３２と、ノイズアンプ１３４と、整流回路１３６と、平滑化回路１３８と、ノイズ判断部１４０と、スイッチ１４２とを含んで構成される。
【００１７】
無線通信やＦＭ放送等の無線信号がアンテナ１１０を通じて受信されると、ＲＦ回路１１２は、受信信号のうち、操作部１１４を通じたユーザの操作入力に従って中央制御部１１６が指示する任意の周波数における受信信号を抽出し、検波部１１８は、その抽出した受信信号を検波（復調）して検波信号を生成する。本実施形態において、受信信号は、アンテナ１１０を通じて受信した無線信号である。ただし、ＲＦ回路１１２においては、まだ、無線信号と後述するビート妨害による信号とは区別がつかないため、ビート妨害による信号も受信信号に含まれることとする。
【００１８】
また、中央制御部１１６は、後述する複数のＣＰＵおよびそれぞれのＣＰＵに付随する複数のクロック回路で構成され、クロック信号に基づいて計算された制御信号で無線機１００全体を制御する。
【００１９】
検波部１１８によって生成された検波信号は、出力アンプ１２０で増幅されスピーカやヘッドホンといった音声出力部１２２に出力される。音声出力部１２２は、検波信号に応じて空気を振動させることで音声を出力する。
【００２０】
音声入力部１２６はマイクロホン等で構成され、音声等の空気振動を音声信号に変換し入力アンプ１２８を通じてＲＦ回路１１２に出力する。ＲＦ回路１１２は、入力アンプ１２８が増幅して出力した音声信号に基づき、中央制御部１１６が指示する任意の周波数に対応する搬送波を変調して送信信号を生成しアンテナ１１０に出力する。アンテナ１１０は送信信号を無線信号として他の無線機等に送信する。
【００２１】
ノイズＨＰＦ１３２は、ノイズ抽出部として機能し、検波部１１８によって生成された検波信号のうち、予め設定された所定周波数（例えば３ｋＨｚ）以上のノイズとみなすことができる帯域成分（以下、単にスケルチノイズという。）を抽出する。ノイズＨＰＦ１３２によって抽出されたスケルチノイズはノイズアンプ１３４を通じて増幅され、整流回路１３６で整流された後、平滑化回路１３８によって平滑化される。
【００２２】
ノイズ判断部１４０は、平滑化回路１３８によって平滑化されたスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断する。スイッチ１４２は、抑圧部として機能し、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると、当該無線機１００において有効な無線信号が受信されていないと判断し、ノイズ判断部１４０の制御信号に従って検波信号を抑圧、本実施形態においては遮断する。したがって、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると、スイッチ１４２が開状態となり、出力アンプ１２０で増幅された検波信号が音声出力部１２２に出力されないので、ユーザは、不要なノイズを聞かなくて済む。ここでは、ノイズ判断部１４０が、スイッチ１４２を開状態とすることを「スケルチを閉じる」と、スイッチ１４２を閉状態とすることを「スケルチを開く」と表現する。
【００２３】
ところで、上述したようにＦＭ方式の無線機１００ではビート妨害が生じることがあるため、有効な無線信号を受信していないにもかかわらず、ビート信号を有効な無線信号と誤認してしまい、スケルチが開いてしまう場合があった。そこで、本実施形態の無線機１００は、ビート妨害による誤判断を回避する機能を備える。以下、かかる機能を備える中央制御部１１６について説明する。
【００２４】
図２は、中央制御部１１６を説明するための説明図である。図２（ａ）は、中央制御部１１６、特にＣＰＵ２００ａ〜２００ｃとクロック回路２０２ａ〜２０２ｃとの接続例を示し、図２（ｂ）は、中央制御部１１６によるクロック回路２０２ａ〜２０２ｃのＯＮ／ＯＦＦ制御のパターンを示す。
【００２５】
中央制御部１１６は、ＣＰＵ２００ａ〜２００ｃ、クロック回路２０２ａ〜２０２ｃで構成される。クロック回路２０２ａ〜２０２ｃは、それぞれ、水晶振動子２０４ａ〜２０４ｃ、スイッチングトランジスタ２０６ａ〜２０６ｃ、キャパシタ２０８ａ〜２０８ｃ、キャパシタ２１０ａ〜２１０ｃ、キャパシタ２１２ａ〜２１２ｃで構成される。クロック回路２０２ａを例に挙げると、スイッチングトランジスタ２０６ａのベースはＣＰＵ２００ａに接続され、コレクタはキャパシタ２１２ａに接続され、エミッタは接地されている。水晶振動子２０４ａの一端は、キャパシタ２１０ａ、２１２ａとＣＰＵ２００ａに接続され、他端はＣＰＵ２００ａとキャパシタ２０８ａに接続されている。キャパシタ２０８ａ、２１０ａの残りの一端は接地されている。
【００２６】
ＣＰＵ２００ａは、スイッチングトランジスタ２０６ａのベースに印加する電圧をオン／オフすることで、スイッチングトランジスタ２０６ａのコレクタとエミッタ間の通電をオン／オフし、キャパシタ２１２ａをキャパシタ２１０ａに並列接続させるか否かを切り換える。
【００２７】
このような構成により、ＣＰＵ２００ａは、クロック回路２０２ａが発生するクロック信号の動作クロック周波数を変更できる。同様に、ＣＰＵ２００ａは、スイッチングトランジスタ２０６ｂ、２０６ｃのベースに電圧をかけるか否かを制御してクロック回路２０２ｂ、２０２ｃが発生するクロック信号の動作クロック周波数を変更できる。
【００２８】
このように、ＣＰＵ２００（本実施形態においてＣＰＵ２００ａ）は周波数制御部として機能し、ノイズ判断部１４０によってスケルチノイズの電圧が所定閾値未満であると判断されると、当該無線機１００の動作クロック周波数を変更する。
【００２９】
各ＣＰＵ２００ａ〜２００ｃの動作クロック周波数は、それぞれスイッチングトランジスタ２０６ａ〜２０６ｃのベースに電圧が印加されるか否かによって異なり、その組み合わせは、例えば、図２（ｂ）に示すようにパターン番号２２０が０〜７である８つのパターンとなる。図２（ｂ）において、ＯＮはスイッチングトランジスタ２０６ａ〜２０６ｃのベースへ電圧が印加されている状態、ＯＦＦはベースへ電圧が印加されていない状態を示す。
【００３０】
ノイズ判断部１４０は、ＣＰＵ２００ａが動作クロック周波数をいずれかのパターンから他のパターンに変更すると、ノイズＨＰＦ１３２が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断する。そして、ノイズ判断部１４０が、スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であると判断すると、ＣＰＵ２００ａは、当該無線機１００の動作クロック周波数をさらに他のパターンに変更し、ノイズ判断部１４０が、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると判断すると、ＣＰＵ２００ａは、受信信号がビート信号であったと判断して動作クロックの変更を停止する。このとき、ノイズ判断部１４０は、スイッチ１４２を開状態として（スケルチを閉じて）検波信号を遮断する。こうしてＣＰＵ２００ａは、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上と判断されるまで、スイッチングトランジスタ２０６ａ〜２０６ｃのベースへの電圧の印加状態を制御して、８つのパターンに沿って、順次、動作クロック周波数を変更する。８つのパターンを２回繰り返してもすべてスケルチノイズの電圧が所定閾値未満となってしまった場合、有効な無線信号を受信しているか、またはビート妨害を回避できなかったものとして、ＣＰＵ２００ａは、パターン番号２２０を０に設定して動作クロック周波数の変更を終了する。
【００３１】
また、ここでは、ノイズ判断部１４０がスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると判断すると、ＣＰＵ２００ａが動作クロックの変更をすぐに停止するとし、ビート妨害回避処理の短縮化を図っているが、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上となったとしても、８つのパターンの動作クロック周波数すべてについてスケルチノイズの電圧を測定し、電圧が最も高かったパターンを動作クロック周波数として選択して、ビート妨害回避処理を終了するとしてもよい。こうして、ビート妨害の影響を最小限にすることが可能となる。
【００３２】
さらに、ここでは、８つのパターンを２回繰り返し、スケルチノイズの電圧がすべて所定閾値未満となってしまった場合、有効な無線信号があるとみなして動作クロック周波数の変更を終了するとしているが、かかる場合に限られず、同一周波数に留まっている間、連続的に、または、定期的にビート妨害回避処理を実行してもよい。
【００３３】
例えば、無線機１００が十分に強力かつ有効な無線信号を受信しているときには、上記の８パターンを２回繰り返しても（ビート妨害回避処理を行っても）、スケルチノイズの電圧は所定閾値以上となることはないので、ＣＰＵ２００ａは、パターン番号２２０を０に設定して動作クロック周波数の変更を一旦終了する。しかし、それ以後も連続的に、または、定期的に当該ビート妨害回避処理を実行することで、この十分に強力かつ有効な無線信号が小さくなった、または、無くなったタイミングで、ノイズ判断部１４０は、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上となるパターンを探すことができる。こうして、強力な受信信号に埋もれているビート妨害も事後的に回避することが可能となる。
【００３４】
上述したように、動作クロック周波数は、複数のクロック回路２０２ａ〜２０２ｃで独立して設定され、ＣＰＵ２００ａは、複数のクロック回路２０２ａ〜２０２ｃが生成するクロック信号の動作クロック周波数をそれぞれ変更する。無線機１００が、独立して動作クロック周波数を変更可能な複数のクロック回路２０２ａ〜２０２ｃを備える構成により、それぞれが動作クロック周波数を２値間でしか変更できない場合であっても、クロック回路２０２ａ〜２０２ｃの数を指数とする、２の累乗の組み合わせパターンが選択可能となり、ビート妨害の影響を回避できる確率を飛躍的に高めることができる。
【００３５】
このように、ＣＰＵ２００ａが動作クロック周波数を変更する構成により、任意の周波数における検波信号が、有効な無線信号であるかビート信号であるかを自動的に判断可能となり、例えば、他の無線機に無線信号を送信しようと、空いている周波数を探して任意の周波数にチューニングする場合において、ビート信号を有効な無線信号と誤認したり、放送されているＦＭ放送等を受信しようとスキャンを行った場合において、ビート信号を有効な無線信号と誤認してスキャンが停止してしまったりする事態を回避できる。
【００３６】
ところで、スケルチノイズの電圧によらず、ＲＳＳＩを用いてビート妨害の影響を回避する手段も考えられる。しかし、ビート信号が低レベルの場合、ＲＳＳＩを用いても他のノイズ信号に埋もれてしまってビート妨害が検出できないおそれがある。無線機１００は、ビート妨害の影響の確認にスケルチノイズの電圧を用いるため、ＲＳＳＩを用いる場合に比べて、ビート妨害によるより小さな信号まで確実に検出することができる。その理由を図３および図４を用いて説明する。
【００３７】
図３は、スケルチノイズとＲＳＳＩそれぞれを用いたビート妨害の検出を説明するための説明図である。図３において、横軸は信号レベルを、左側の縦軸はノイズ抑圧比（Noise Rate）を、右側の縦軸はＲＳＳIをそれぞれ示す。
【００３８】
スケルチノイズ（図３中ＳＱＬ）は、検波後の所定周波数以上のノイズ成分であり、このノイズ成分は検波前のノイズ成分によって生じるため、検波前のノイズ成分とノイズ抑圧比の変化が一致する。ここでは、スケルチノイズは、ノイズ抑圧比として表し、ビート妨害やその他のすべての外乱によるノイズである外乱ノイズのレベルをＮ、検出の対象となる信号である対象信号（本実施形態においてはビート信号）のレベルをＳとすると、スケルチノイズはＮ／（Ｓ＋Ｎ）で表される。
【００３９】
また、ＲＳＳＩは、（Ｓ＋Ｎ）／Ｎが用いられ（Ｓ／Ｎ比）、その信号レベルの範囲が広いため、通常、対数値として検出され、Ｌｏｇ（（Ｓ＋Ｎ）／Ｎ）で表される。
【００４０】
図３において、ノイズのレベルを１（Ｎ＝１）として正規化したとき、信号のレベルを０〜１００００に変化させた場合における、スケルチノイズおよびＲＳＳＩの変化を比較できる。外乱ノイズのレベルを正規化しているため、どのような外乱ノイズのレベルであっても、スケルチノイズとＲＳＳIの相対的な関係は図３に示されるものとなる。
【００４１】
スケルチノイズでは、例えば、対象信号のレベルが０．０１から０．１に増えた場合に、スケルチノイズの値は１．０から０．９に変化し、レンジ（大凡０〜１．０）のうち約１０％も変化したこととなる。これに対して、ＲＳＳＩでは、例えば、対象信号のレベルが０．０１から０．１に増えた場合に、ＲＳＳＩの値は、ほぼ０から変化せず、レンジ（大凡０〜４．０）に対して、かかる変化があったことを把握するための閾値を設定するのが困難である。
【００４２】
また、対象信号が他のレベル０．１〜１に着目すると、スケルチノイズは大凡０．５〜０．９程度とレンジに対して約４０％の変化量があるのに対して、ＲＳＳＩだと大凡０．０４〜０．３程度とレンジに対して約１０％未満の変化量しかない。このことから、スケルチノイズを用いれば、その変化量が大きいため対象信号を精度よく検出できることがわかる。また、対象信号のレベルが０．１〜１程度の範囲では、ＲＳＳＩは０付近の値となるため、測定誤差等の影響を受ける可能性があるが、スケルチノイズはレンジのなかで比較的高い数値で検出されるので、より高精度に対象信号の有無を判断することができる。
【００４３】
このように、ＲＳＳＩが変化しない対象信号のレベルであっても、スケルチノイズであれば著しい変化があり、その変化を検出することは容易である。すなわち、ＲＳＳＩに比べて、スケルチノイズの方が、ビート妨害の検出に優れている。
【００４４】
図４は、スケルチノイズとＲＳＳＩそれぞれを用いた対象信号の検出の実験例を示す説明図である。例えば、ＶＨＦ（Very High Frequency）帯を２系統、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯を２系統、それぞれＶＨＦとＶＨＦ、ＶＨＦとＵＨＦ、ＵＨＦとＵＨＦの組合せで２波同時受信が可能な無線機を用いて、対象信号（ここでは無線信号）のレベルを変化させながらスケルチノイズ（ノイズ抑圧比）とＲＳＳIを測定した。図４に示すように、対象信号がより低いレベル（例えば、−１３６ｄＢｍ〜−１２８ｄＢｍ）の場合、破線で示すＲＳＳIの測定結果に比べて、実線で示すスケルチノイズの測定結果の方が、測定された電圧値やその変化が大きくその変化を容易に検出できることがわかる。
【００４５】
このように、本実施形態の無線機１００は、ビート妨害の発生の判定にスケルチノイズを用いるため、ビート信号のレベルが低い場合においてもそのビート信号が他の外乱ノイズに埋もれ難く、精度よくビート妨害による誤認を回避できる。
【００４６】
図５は、中央制御部１１６における動作クロック周波数を切り換えるための他の構成を説明するための説明図である。中央制御部１１６は、図５（ａ）に示すように、１組のＣＰＵ２００とクロック回路２０２のみで構成され、クロック回路２０２は、キャパシタ２８０ａ〜２０８ｄ、水晶振動子２８２の他に、２以上のスイッチングトランジスタ２８４ｃ、２８４ｄを備えてもよい。かかる構成により、ＣＰＵ２００は、スイッチングトランジスタ２８４ｃ、２８４ｄのベースへの電圧の印加を制御することで、４以上の動作クロック周波数で切り換えることが可能となる。
【００４７】
また、図５（ｂ）に示すように、中央制御部１１６は、ＣＰＵ２００と、キャパシタ２８０ａ〜２８０ｃ、水晶振動子２８２、トランジスタ２８８を含むクロック回路２０２の他にＤ／Ａ変換部２９０を備え、ＣＰＵ２００がＤ／Ａ変換部２９０を通じてクロック回路２０２のトランジスタ２８８のベースに印加する電圧をリニアに変化させることで、動作クロック周波数をリニアに変化させることもできる。
【００４８】
上述したように、本実施形態の無線機１００によれば、ビート信号を有効な無線信号として誤認する事態を回避することが可能となる。
【００４９】
（動作クロック周波数制御方法）
続いて、無線機１００を用いた動作クロック周波数制御方法について説明する。図６は、第１の実施形態における無線機１００の動作クロック周波数制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【００５０】
操作部１１４を通じたユーザの操作入力によって信号を送受信する周波数が変更されると（Ｓ３００におけるＹＥＳ）、ＣＰＵ２００ａは、パターン番号２２０が０の状態に動作クロック周波数を変更し（Ｓ３０２）、検波部１１８は、検波信号を生成し（Ｓ３０４）、ノイズＨＰＦ１３２は、スケルチノイズを抽出する（Ｓ３０６）。ノイズ判断部１４０は、スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であるか否かを判断し（Ｓ３０８）、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上の場合（Ｓ３０８におけるＮＯ）、ビート妨害は生じていない、またはその影響を回避したものと判断し、周波数変更判定ステップＳ３００に戻る。周波数変更判定ステップＳ３００では、ユーザによる周波数の変更入力待ちとなる（Ｓ３００におけるＮＯ）。
【００５１】
スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であって（Ｓ３０８におけるＹＥＳ）、パターン番号が８でない場合（Ｓ３１０におけるＮＯ）、ＣＰＵ２００ａは、パターン番号に１を加算して次のパターン番号のパターンの状態に動作クロック周波数を変更し（Ｓ３１２）、検波信号生成ステップＳ３０４に戻る。
【００５２】
パターン番号が８である場合（Ｓ３１０におけるＹＥＳ）、すでに２度試したパターン番号２２０のパターンがあるか（２周目であり２周目フラグが立っているか）否かを判断する（Ｓ３１４）。まだ２周目ではない場合（Ｓ３１４におけるＮＯ）、２周目であることを示す２周目フラグを立て（Ｓ３１６）、検波信号生成ステップＳ３０４に戻る。すでに１度ずつ試して２周目に入っている場合、すなわち２週目フラグが立っていると（Ｓ３１４におけるＹＥＳ）、パターン番号２２０を０に設定し（Ｓ３１８）、有効な無線信号を受信しているか、ビート妨害の影響を回避できなかったものとして、周波数変更判定ステップＳ３００に戻る。
【００５３】
このように、上述した動作クロック周波数制御方法を用いることで、ビート信号を有効な無線信号として誤認する事態を回避することができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態の無線機１００ではビート妨害の影響を回避することが可能となったが、ビート妨害の影響を回避できたパターン番号２２０（動作クロック周波数）に関して、後から特段利用することはしなかった。第２の実施形態では、かかるパターン番号２２０を利用して、さらに効率的にビート妨害の影響を回避することができる無線機４００について説明する。
【００５５】
（無線機４００）
図７は、第２の実施形態における無線機４００の電気的な構成を示した機能ブロック図である。図７に示すように、無線機４００は、アンテナ１１０と、ＲＦ回路１１２と、操作部１１４と、中央制御部１１６と、検波部１１８と、出力アンプ１２０と、音声出力部１２２と、音声入力部１２６と、入力アンプ１２８と、ノイズＨＰＦ１３２と、ノイズアンプ１３４と、整流回路１３６と、平滑化回路１３８と、ノイズ判断部１４０と、スイッチ１４２と、記憶部４５０とを含んで構成される。また、中央制御部１１６は、ＣＰＵ２００ａ〜２００ｃおよびクロック回路２０２ａ〜２０２ｃで構成される。上述した第１の実施形態における構成要素として既に述べた、アンテナ１１０と、ＲＦ回路１１２と、操作部１１４と、中央制御部１１６と、検波部１１８と、出力アンプ１２０と、音声出力部１２２と、音声入力部１２６と、入力アンプ１２８と、ノイズＨＰＦ１３２と、ノイズアンプ１３４と、整流回路１３６と、平滑化回路１３８と、ノイズ判断部１４０と、スイッチ１４２と、ＣＰＵ２００ａ〜２００ｃと、クロック回路２０２ａ〜２０２ｃとは、実質的に機能が同一なので重複説明を省略し、ここでは、構成が相違する、記憶部４５０を主に説明する。
【００５６】
記憶部４５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、不揮発性ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成され、動作クロック周波数の状態を示すパターン番号２２０のいずれかと、送受信する周波数とを関連付け、クロック情報として記憶する。
【００５７】
ユーザが操作部１１４を通じてクロック情報の新規登録または更新の操作入力を行うと、検波部１１８は、予め設定された周波数毎に、または、予め設定された周波数間隔で、受信信号を検波して検波信号を生成する。記憶部４５０は、中央制御部１１６の制御指令に基づいて、ノイズＨＰＦ１３２が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるとノイズ判断部１４０が判断した場合に、そのときのパターン番号２２０と、そのパターン番号２２０を抽出したときの受信信号の周波数とを記憶する。
【００５８】
その後、ユーザがチューニングを行う場合、ＣＰＵ２００ａは、記憶部４５０に記憶されているクロック情報を参照して、そのときの周波数と関連付けられたパターン番号２２０に示される動作クロック周波数の状態となるようにスイッチングトランジスタ２０６ａ〜２０６ｃのベースの電圧の印加のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００５９】
また、例えば、予め周波数に所定幅を設定しておくことで、ユーザが設定した周波数にパターン番号２２０が関連付けられていなかったとしても、その周波数の前後の所定幅に含まれる周波数に関連付けられたパターン番号２２０が記憶されていれば、ＣＰＵ２００ａは、そのパターン番号２２０をユーザが設定した周波数のパターン番号２２０として動作クロック周波数を変更するとしてもよい。
【００６０】
このようにクロック情報を記憶する記憶部４５０を備える構成により、一度、クロック情報を記憶させた周波数については、環境が大きく変化しない限り次回の利用時に記憶部４５０に記憶された周波数を用いることが可能となり、再度のビート妨害判定処理を要さず、短時間で有効な無線信号の有無を判断することができる。
【００６１】
また、中央制御部１１６は、クロック情報の新規の登録または更新の際、周波数毎に、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上となるまでではなく、８つのパターンの動作クロック周波数すべてについてスケルチノイズの電圧をノイズ判断部１４０に測定させ、電圧が最も高かったパターンをクロック情報として記憶部４５０に記憶させてもよい。かかる構成により、選択肢のうち、ビート妨害の影響が最も小さい動作クロック周波数を記憶部４５０に記憶させておくことができる。
【００６２】
上述した無線機４００では、一度ビート妨害判定処理を実行してしまえば、無線機４００のビート妨害の影響は変化しないので、その後は記憶部４５０を参照するだけで、短時間でビート妨害の影響を回避することが可能となる。
【００６３】
（動作クロック周波数制御方法）
続いて、無線機４００を用いた動作クロック周波数制御方法について説明する。図８は、第２の実施形態における無線機４００の動作クロック周波数制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。特に、図８（ａ）は、クロック情報の登録方法を示し、図８（ｂ）は、クロック情報を用いた動作クロック周波数制御方法を示す。
【００６４】
図８（ａ）に示すように、ユーザが操作部１１４を通じてクロック情報の新規登録または更新の操作入力をすると（Ｓ５００におけるＹＥＳ）、中央制御部１１６は、例えば、予め設定された周波数のうち、１つ目の周波数を選択する（Ｓ５０２）。続くパターン番号初期設定ステップＳ３０２からパターン番号初期回帰設定ステップＳ３１８までの処理は、図６において説明した処理と実質的に等しいため説明は省略する。
【００６５】
電圧判定ステップＳ３０８においてスケルチノイズの電圧が所定閾値以上である場合（Ｓ３０８におけるＮＯ）、またはパターン番号初期回帰設定ステップＳ３１８の後、中央制御部１１６は、そのときの動作クロック周波数の状態を示すパターン番号２２０と、そのパターン番号２２０を抽出したときの受信信号の周波数と、を示すクロック情報を記憶する（Ｓ５０４）。そして、中央制御部１１６は、まだクロック情報を登録または更新していない周波数があるか否かを判断し（Ｓ５０６）、まだクロック情報を登録または更新していない周波数がある場合（Ｓ５０６におけるＹＥＳ）、予め設定された周波数のうち、次の周波数を選択し（Ｓ５０８）、パターン番号初期設定ステップＳ３０２に戻る。クロック情報を登録または更新していない周波数がない場合（Ｓ５０６におけるＮＯ）、登録操作判断ステップＳ５００に戻る。
【００６６】
図８（ｂ）に示すように、操作部１１４を通じたユーザの操作入力によって信号を送受信する周波数が変更されると（Ｓ５２０におけるＹＥＳ）、ＣＰＵ２００ａは、記憶部４５０に記憶されているクロック情報からその周波数を含むクロック情報を抽出し（Ｓ５２２）、ＣＰＵ２００ａは、そのクロック情報に含まれるパターン番号２２０に基づいて、動作クロック周波数を変更する（Ｓ５２４）。
【００６７】
以上、説明した動作クロック周波数制御方法では、ビート妨害判定処理を実行したときのクロック情報を記憶しておき（図８（ａ））、後にそのクロック情報を用いて（図８（ｂ））、ビート妨害の影響が小さい状態で当該無線機４００を利用することが可能となる。
【００６８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６９】
なお、本明細書の動作クロック周波数制御方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、無線通信に用いられる無線機および無線機の動作クロック周波数制御方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１００ …無線機
１１８ …検波部
１３２ …ノイズＨＰＦ（ノイズ抽出部）
１４０ …ノイズ判断部
１４２ …スイッチ（抑圧部）
２００ａ …ＣＰＵ（周波数制御部）
２０２ …クロック回路
４５０ …記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信に用いられる無線機および無線機の動作クロック周波数制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数変調（ＦＭ：Frequency Modulation、以下単にＦＭという）方式を用いた無線機では、無線機自体の内部クロック信号が、電気信号に回り込んで、誤った信号を検出してしまうビートによる受信妨害（以下、単にビート妨害と呼ぶ。）が生じることがあった。例えば、任意の周波数で受信を試みる場合、有効な無線信号（ＲＦ信号）を受信していないにもかかわらず、ビート妨害を、無線信号を受信していると誤認してしまい、スケルチ（ＳＱＬ：Squelch）が開いてしまう場合がある。したがって、ユーザは、有効な無線信号を受信しているのか、単にビート妨害が生じているだけなのかを、スピーカから出力される音声を耳で聞いて自ら判断しなければならなかった。
【０００３】
そこで、製造時に、信号を受信する周波数毎のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator:受信信号強度）を検出し、ＲＳＳＩが所定値を超えていたら、ビート妨害が生じているものとみなしクロック周波数をずらす技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の無線通信機を用いて信号の受信を試みる場合、ビート妨害が発生する周波数ではクロック周波数が変更されるため、ユーザは、ビート妨害に惑わされず有効な無線信号の有無を判断することができる。しかし、ＲＳＳＩを用いてビート妨害の影響を確認しているため、ビート妨害による信号が低レベルの場合、他のノイズ信号に埋もれてしまってビート妨害を検出することができなくなる。この場合、無線機を使用する際に、クロック周波数が適切に変更されないおそれもあり、ユーザは、やはりスピーカから出力される音声を耳で聞いて、有効な無線信号の有無を確認しなければならなかった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、ビート妨害による信号を有効な無線信号と誤認する事態を回避することが可能な、無線機および無線機の動作クロック周波数制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の無線機は、任意の周波数における受信信号を検波して検波信号を生成する検波部と、検波信号のうち、所定周波数以上のスケルチノイズを抽出するノイズ抽出部と、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断するノイズ判断部と、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると判断されると、検波信号を抑圧する抑圧部と、スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であると判断されると、当該無線機の動作クロック周波数を変更する周波数制御部とを備え、ノイズ判断部は、周波数制御部が動作クロック周波数を変更すると、ノイズ抽出部が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断することを特徴とする。
【０００８】
上記動作クロック周波数は、複数のクロック回路において独立して設定され、周波数制御部は、複数のクロック回路の動作クロック周波数をそれぞれ変更してもよい。
【０００９】
上記無線機は、ノイズ抽出部が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるとノイズ判断部が判断した場合に、そのときの動作クロック周波数の状態と任意の周波数とを関連付けたクロック情報を記憶する記憶部をさらに備えてもよい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の無線機の動作クロック周波数制御方法は、任意の周波数における受信信号を検波して検波信号を生成し、検波信号のうち、所定周波数以上のスケルチノイズを抽出し、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断し、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると判断すると、検波信号を抑圧し、スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であると判断すると、当該無線機の動作クロック周波数を変更し、さらに、新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の無線機は、ビート妨害を有効な無線信号と誤認する事態を回避することが可能となる。こうして、ユーザは、ビート妨害に惑わされずに有効な無線信号を受信していること、または、その周波数を送信に利用できることを確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態における無線機の電気的な構成を示した機能ブロック図である。
【図２】中央制御部の詳細な構成を説明するための説明図である。
【図３】スケルチノイズとＲＳＳＩそれぞれを用いたビート妨害の検出を説明するための説明図である。
【図４】スケルチノイズとＲＳＳＩそれぞれを用いた対象信号の検出の実験例を示す説明図である。
【図５】中央制御部における動作クロック周波数を切り換えるための他の構成を説明するための説明図である。
【図６】第１の実施形態における無線機の動作クロック周波数制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態における無線機の電気的な構成を示した機能ブロック図である。
【図８】第２の実施形態における無線機の動作クロック周波数制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
ＦＭ方式の無線機では、無線機自体を動作させるクロック信号の影響でビート妨害が生じることがあった。そのため、有効な無線信号を受信していないにもかかわらず、ビート妨害による信号（以下、ビート信号と称す）を有効な無線信号と誤認してしまい、スケルチが開いてしまう場合がある。ユーザは、信号を受信しているのか、単にビート妨害が生じているだけなのかをスピーカから出力された音声を耳で聞いて判断しなければならなかった。
【００１５】
そこで、ユーザが耳で確認するといった煩わしい作業を伴うことなく、ビート妨害の影響を自動的に判断することができる無線機を提案する。以下、第１の実施形態と第２の実施形態に分けて無線機１００、無線機４００について具体的に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態：無線機１００）
図１は、無線機１００の電気的な構成を示した機能ブロック図である。無線機１００は、アンテナ１１０と、ＲＦ回路１１２と、操作部１１４と、中央制御部１１６と、検波部１１８と、出力アンプ１２０と、音声出力部１２２と、音声入力部１２６と、入力アンプ１２８と、ノイズＨＰＦ１３２と、ノイズアンプ１３４と、整流回路１３６と、平滑化回路１３８と、ノイズ判断部１４０と、スイッチ１４２とを含んで構成される。
【００１７】
無線通信やＦＭ放送等の無線信号がアンテナ１１０を通じて受信されると、ＲＦ回路１１２は、受信信号のうち、操作部１１４を通じたユーザの操作入力に従って中央制御部１１６が指示する任意の周波数における受信信号を抽出し、検波部１１８は、その抽出した受信信号を検波（復調）して検波信号を生成する。本実施形態において、受信信号は、アンテナ１１０を通じて受信した無線信号である。ただし、ＲＦ回路１１２においては、まだ、無線信号と後述するビート妨害による信号とは区別がつかないため、ビート妨害による信号も受信信号に含まれることとする。
【００１８】
また、中央制御部１１６は、後述する複数のＣＰＵおよびそれぞれのＣＰＵに付随する複数のクロック回路で構成され、クロック信号に基づいて計算された制御信号で無線機１００全体を制御する。
【００１９】
検波部１１８によって生成された検波信号は、出力アンプ１２０で増幅されスピーカやヘッドホンといった音声出力部１２２に出力される。音声出力部１２２は、検波信号に応じて空気を振動させることで音声を出力する。
【００２０】
音声入力部１２６はマイクロホン等で構成され、音声等の空気振動を音声信号に変換し入力アンプ１２８を通じてＲＦ回路１１２に出力する。ＲＦ回路１１２は、入力アンプ１２８が増幅して出力した音声信号に基づき、中央制御部１１６が指示する任意の周波数に対応する搬送波を変調して送信信号を生成しアンテナ１１０に出力する。アンテナ１１０は送信信号を無線信号として他の無線機等に送信する。
【００２１】
ノイズＨＰＦ１３２は、ノイズ抽出部として機能し、検波部１１８によって生成された検波信号のうち、予め設定された所定周波数（例えば３ｋＨｚ）以上のノイズとみなすことができる帯域成分（以下、単にスケルチノイズという。）を抽出する。ノイズＨＰＦ１３２によって抽出されたスケルチノイズはノイズアンプ１３４を通じて増幅され、整流回路１３６で整流された後、平滑化回路１３８によって平滑化される。
【００２２】
ノイズ判断部１４０は、平滑化回路１３８によって平滑化されたスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断する。スイッチ１４２は、抑圧部として機能し、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると、当該無線機１００において有効な無線信号が受信されていないと判断し、ノイズ判断部１４０の制御信号に従って検波信号を抑圧、本実施形態においては遮断する。したがって、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると、スイッチ１４２が開状態となり、出力アンプ１２０で増幅された検波信号が音声出力部１２２に出力されないので、ユーザは、不要なノイズを聞かなくて済む。ここでは、ノイズ判断部１４０が、スイッチ１４２を開状態とすることを「スケルチを閉じる」と、スイッチ１４２を閉状態とすることを「スケルチを開く」と表現する。
【００２３】
ところで、上述したようにＦＭ方式の無線機１００ではビート妨害が生じることがあるため、有効な無線信号を受信していないにもかかわらず、ビート信号を有効な無線信号と誤認してしまい、スケルチが開いてしまう場合があった。そこで、本実施形態の無線機１００は、ビート妨害による誤判断を回避する機能を備える。以下、かかる機能を備える中央制御部１１６について説明する。
【００２４】
図２は、中央制御部１１６を説明するための説明図である。図２（ａ）は、中央制御部１１６、特にＣＰＵ２００ａ〜２００ｃとクロック回路２０２ａ〜２０２ｃとの接続例を示し、図２（ｂ）は、中央制御部１１６によるクロック回路２０２ａ〜２０２ｃのＯＮ／ＯＦＦ制御のパターンを示す。
【００２５】
中央制御部１１６は、ＣＰＵ２００ａ〜２００ｃ、クロック回路２０２ａ〜２０２ｃで構成される。クロック回路２０２ａ〜２０２ｃは、それぞれ、水晶振動子２０４ａ〜２０４ｃ、スイッチングトランジスタ２０６ａ〜２０６ｃ、キャパシタ２０８ａ〜２０８ｃ、キャパシタ２１０ａ〜２１０ｃ、キャパシタ２１２ａ〜２１２ｃで構成される。クロック回路２０２ａを例に挙げると、スイッチングトランジスタ２０６ａのベースはＣＰＵ２００ａに接続され、コレクタはキャパシタ２１２ａに接続され、エミッタは接地されている。水晶振動子２０４ａの一端は、キャパシタ２１０ａ、２１２ａとＣＰＵ２００ａに接続され、他端はＣＰＵ２００ａとキャパシタ２０８ａに接続されている。キャパシタ２０８ａ、２１０ａの残りの一端は接地されている。
【００２６】
ＣＰＵ２００ａは、スイッチングトランジスタ２０６ａのベースに印加する電圧をオン／オフすることで、スイッチングトランジスタ２０６ａのコレクタとエミッタ間の通電をオン／オフし、キャパシタ２１２ａをキャパシタ２１０ａに並列接続させるか否かを切り換える。
【００２７】
このような構成により、ＣＰＵ２００ａは、クロック回路２０２ａが発生するクロック信号の動作クロック周波数を変更できる。同様に、ＣＰＵ２００ａは、スイッチングトランジスタ２０６ｂ、２０６ｃのベースに電圧をかけるか否かを制御してクロック回路２０２ｂ、２０２ｃが発生するクロック信号の動作クロック周波数を変更できる。
【００２８】
このように、ＣＰＵ２００（本実施形態においてＣＰＵ２００ａ）は周波数制御部として機能し、ノイズ判断部１４０によってスケルチノイズの電圧が所定閾値未満であると判断されると、当該無線機１００の動作クロック周波数を変更する。
【００２９】
各ＣＰＵ２００ａ〜２００ｃの動作クロック周波数は、それぞれスイッチングトランジスタ２０６ａ〜２０６ｃのベースに電圧が印加されるか否かによって異なり、その組み合わせは、例えば、図２（ｂ）に示すようにパターン番号２２０が０〜７である８つのパターンとなる。図２（ｂ）において、ＯＮはスイッチングトランジスタ２０６ａ〜２０６ｃのベースへ電圧が印加されている状態、ＯＦＦはベースへ電圧が印加されていない状態を示す。
【００３０】
ノイズ判断部１４０は、ＣＰＵ２００ａが動作クロック周波数をいずれかのパターンから他のパターンに変更すると、ノイズＨＰＦ１３２が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断する。そして、ノイズ判断部１４０が、スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であると判断すると、ＣＰＵ２００ａは、当該無線機１００の動作クロック周波数をさらに他のパターンに変更し、ノイズ判断部１４０が、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると判断すると、ＣＰＵ２００ａは、受信信号がビート信号であったと判断して動作クロックの変更を停止する。このとき、ノイズ判断部１４０は、スイッチ１４２を開状態として（スケルチを閉じて）検波信号を遮断する。こうしてＣＰＵ２００ａは、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上と判断されるまで、スイッチングトランジスタ２０６ａ〜２０６ｃのベースへの電圧の印加状態を制御して、８つのパターンに沿って、順次、動作クロック周波数を変更する。８つのパターンを２回繰り返してもすべてスケルチノイズの電圧が所定閾値未満となってしまった場合、有効な無線信号を受信しているか、またはビート妨害を回避できなかったものとして、ＣＰＵ２００ａは、パターン番号２２０を０に設定して動作クロック周波数の変更を終了する。
【００３１】
また、ここでは、ノイズ判断部１４０がスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であると判断すると、ＣＰＵ２００ａが動作クロックの変更をすぐに停止するとし、ビート妨害回避処理の短縮化を図っているが、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上となったとしても、８つのパターンの動作クロック周波数すべてについてスケルチノイズの電圧を測定し、電圧が最も高かったパターンを動作クロック周波数として選択して、ビート妨害回避処理を終了するとしてもよい。こうして、ビート妨害の影響を最小限にすることが可能となる。
【００３２】
さらに、ここでは、８つのパターンを２回繰り返し、スケルチノイズの電圧がすべて所定閾値未満となってしまった場合、有効な無線信号があるとみなして動作クロック周波数の変更を終了するとしているが、かかる場合に限られず、同一周波数に留まっている間、連続的に、または、定期的にビート妨害回避処理を実行してもよい。
【００３３】
例えば、無線機１００が十分に強力かつ有効な無線信号を受信しているときには、上記の８パターンを２回繰り返しても（ビート妨害回避処理を行っても）、スケルチノイズの電圧は所定閾値以上となることはないので、ＣＰＵ２００ａは、パターン番号２２０を０に設定して動作クロック周波数の変更を一旦終了する。しかし、それ以後も連続的に、または、定期的に当該ビート妨害回避処理を実行することで、この十分に強力かつ有効な無線信号が小さくなった、または、無くなったタイミングで、ノイズ判断部１４０は、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上となるパターンを探すことができる。こうして、強力な受信信号に埋もれているビート妨害も事後的に回避することが可能となる。
【００３４】
上述したように、動作クロック周波数は、複数のクロック回路２０２ａ〜２０２ｃで独立して設定され、ＣＰＵ２００ａは、複数のクロック回路２０２ａ〜２０２ｃが生成するクロック信号の動作クロック周波数をそれぞれ変更する。無線機１００が、独立して動作クロック周波数を変更可能な複数のクロック回路２０２ａ〜２０２ｃを備える構成により、それぞれが動作クロック周波数を２値間でしか変更できない場合であっても、クロック回路２０２ａ〜２０２ｃの数を指数とする、２の累乗の組み合わせパターンが選択可能となり、ビート妨害の影響を回避できる確率を飛躍的に高めることができる。
【００３５】
このように、ＣＰＵ２００ａが動作クロック周波数を変更する構成により、任意の周波数における検波信号が、有効な無線信号であるかビート信号であるかを自動的に判断可能となり、例えば、他の無線機に無線信号を送信しようと、空いている周波数を探して任意の周波数にチューニングする場合において、ビート信号を有効な無線信号と誤認したり、放送されているＦＭ放送等を受信しようとスキャンを行った場合において、ビート信号を有効な無線信号と誤認してスキャンが停止してしまったりする事態を回避できる。
【００３６】
ところで、スケルチノイズの電圧によらず、ＲＳＳＩを用いてビート妨害の影響を回避する手段も考えられる。しかし、ビート信号が低レベルの場合、ＲＳＳＩを用いても他のノイズ信号に埋もれてしまってビート妨害が検出できないおそれがある。無線機１００は、ビート妨害の影響の確認にスケルチノイズの電圧を用いるため、ＲＳＳＩを用いる場合に比べて、ビート妨害によるより小さな信号まで確実に検出することができる。その理由を図３および図４を用いて説明する。
【００３７】
図３は、スケルチノイズとＲＳＳＩそれぞれを用いたビート妨害の検出を説明するための説明図である。図３において、横軸は信号レベルを、左側の縦軸はノイズ抑圧比（Noise Rate）を、右側の縦軸はＲＳＳIをそれぞれ示す。
【００３８】
スケルチノイズ（図３中ＳＱＬ）は、検波後の所定周波数以上のノイズ成分であり、このノイズ成分は検波前のノイズ成分によって生じるため、検波前のノイズ成分とノイズ抑圧比の変化が一致する。ここでは、スケルチノイズは、ノイズ抑圧比として表し、ビート妨害やその他のすべての外乱によるノイズである外乱ノイズのレベルをＮ、検出の対象となる信号である対象信号（本実施形態においてはビート信号）のレベルをＳとすると、スケルチノイズはＮ／（Ｓ＋Ｎ）で表される。
【００３９】
また、ＲＳＳＩは、（Ｓ＋Ｎ）／Ｎが用いられ（Ｓ／Ｎ比）、その信号レベルの範囲が広いため、通常、対数値として検出され、Ｌｏｇ（（Ｓ＋Ｎ）／Ｎ）で表される。
【００４０】
図３において、ノイズのレベルを１（Ｎ＝１）として正規化したとき、信号のレベルを０〜１００００に変化させた場合における、スケルチノイズおよびＲＳＳＩの変化を比較できる。外乱ノイズのレベルを正規化しているため、どのような外乱ノイズのレベルであっても、スケルチノイズとＲＳＳIの相対的な関係は図３に示されるものとなる。
【００４１】
スケルチノイズでは、例えば、対象信号のレベルが０．０１から０．１に増えた場合に、スケルチノイズの値は１．０から０．９に変化し、レンジ（大凡０〜１．０）のうち約１０％も変化したこととなる。これに対して、ＲＳＳＩでは、例えば、対象信号のレベルが０．０１から０．１に増えた場合に、ＲＳＳＩの値は、ほぼ０から変化せず、レンジ（大凡０〜４．０）に対して、かかる変化があったことを把握するための閾値を設定するのが困難である。
【００４２】
また、対象信号が他のレベル０．１〜１に着目すると、スケルチノイズは大凡０．５〜０．９程度とレンジに対して約４０％の変化量があるのに対して、ＲＳＳＩだと大凡０．０４〜０．３程度とレンジに対して約１０％未満の変化量しかない。このことから、スケルチノイズを用いれば、その変化量が大きいため対象信号を精度よく検出できることがわかる。また、対象信号のレベルが０．１〜１程度の範囲では、ＲＳＳＩは０付近の値となるため、測定誤差等の影響を受ける可能性があるが、スケルチノイズはレンジのなかで比較的高い数値で検出されるので、より高精度に対象信号の有無を判断することができる。
【００４３】
このように、ＲＳＳＩが変化しない対象信号のレベルであっても、スケルチノイズであれば著しい変化があり、その変化を検出することは容易である。すなわち、ＲＳＳＩに比べて、スケルチノイズの方が、ビート妨害の検出に優れている。
【００４４】
図４は、スケルチノイズとＲＳＳＩそれぞれを用いた対象信号の検出の実験例を示す説明図である。例えば、ＶＨＦ（Very High Frequency）帯を２系統、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯を２系統、それぞれＶＨＦとＶＨＦ、ＶＨＦとＵＨＦ、ＵＨＦとＵＨＦの組合せで２波同時受信が可能な無線機を用いて、対象信号（ここでは無線信号）のレベルを変化させながらスケルチノイズ（ノイズ抑圧比）とＲＳＳIを測定した。図４に示すように、対象信号がより低いレベル（例えば、−１３６ｄＢｍ〜−１２８ｄＢｍ）の場合、破線で示すＲＳＳIの測定結果に比べて、実線で示すスケルチノイズの測定結果の方が、測定された電圧値やその変化が大きくその変化を容易に検出できることがわかる。
【００４５】
このように、本実施形態の無線機１００は、ビート妨害の発生の判定にスケルチノイズを用いるため、ビート信号のレベルが低い場合においてもそのビート信号が他の外乱ノイズに埋もれ難く、精度よくビート妨害による誤認を回避できる。
【００４６】
図５は、中央制御部１１６における動作クロック周波数を切り換えるための他の構成を説明するための説明図である。中央制御部１１６は、図５（ａ）に示すように、１組のＣＰＵ２００とクロック回路２０２のみで構成され、クロック回路２０２は、キャパシタ２８０ａ〜２０８ｄ、水晶振動子２８２の他に、２以上のスイッチングトランジスタ２８４ｃ、２８４ｄを備えてもよい。かかる構成により、ＣＰＵ２００は、スイッチングトランジスタ２８４ｃ、２８４ｄのベースへの電圧の印加を制御することで、４以上の動作クロック周波数で切り換えることが可能となる。
【００４７】
また、図５（ｂ）に示すように、中央制御部１１６は、ＣＰＵ２００と、キャパシタ２８０ａ〜２８０ｃ、水晶振動子２８２、トランジスタ２８８を含むクロック回路２０２の他にＤ／Ａ変換部２９０を備え、ＣＰＵ２００がＤ／Ａ変換部２９０を通じてクロック回路２０２のトランジスタ２８８のベースに印加する電圧をリニアに変化させることで、動作クロック周波数をリニアに変化させることもできる。
【００４８】
上述したように、本実施形態の無線機１００によれば、ビート信号を有効な無線信号として誤認する事態を回避することが可能となる。
【００４９】
（動作クロック周波数制御方法）
続いて、無線機１００を用いた動作クロック周波数制御方法について説明する。図６は、第１の実施形態における無線機１００の動作クロック周波数制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【００５０】
操作部１１４を通じたユーザの操作入力によって信号を送受信する周波数が変更されると（Ｓ３００におけるＹＥＳ）、ＣＰＵ２００ａは、パターン番号２２０が０の状態に動作クロック周波数を変更し（Ｓ３０２）、検波部１１８は、検波信号を生成し（Ｓ３０４）、ノイズＨＰＦ１３２は、スケルチノイズを抽出する（Ｓ３０６）。ノイズ判断部１４０は、スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であるか否かを判断し（Ｓ３０８）、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上の場合（Ｓ３０８におけるＮＯ）、ビート妨害は生じていない、またはその影響を回避したものと判断し、周波数変更判定ステップＳ３００に戻る。周波数変更判定ステップＳ３００では、ユーザによる周波数の変更入力待ちとなる（Ｓ３００におけるＮＯ）。
【００５１】
スケルチノイズの電圧が所定閾値未満であって（Ｓ３０８におけるＹＥＳ）、パターン番号が８でない場合（Ｓ３１０におけるＮＯ）、ＣＰＵ２００ａは、パターン番号に１を加算して次のパターン番号のパターンの状態に動作クロック周波数を変更し（Ｓ３１２）、検波信号生成ステップＳ３０４に戻る。
【００５２】
パターン番号が８である場合（Ｓ３１０におけるＹＥＳ）、すでに２度試したパターン番号２２０のパターンがあるか（２周目であり２周目フラグが立っているか）否かを判断する（Ｓ３１４）。まだ２周目ではない場合（Ｓ３１４におけるＮＯ）、２周目であることを示す２周目フラグを立て（Ｓ３１６）、検波信号生成ステップＳ３０４に戻る。すでに１度ずつ試して２周目に入っている場合、すなわち２週目フラグが立っていると（Ｓ３１４におけるＹＥＳ）、パターン番号２２０を０に設定し（Ｓ３１８）、有効な無線信号を受信しているか、ビート妨害の影響を回避できなかったものとして、周波数変更判定ステップＳ３００に戻る。
【００５３】
このように、上述した動作クロック周波数制御方法を用いることで、ビート信号を有効な無線信号として誤認する事態を回避することができる。
【００５４】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態の無線機１００ではビート妨害の影響を回避することが可能となったが、ビート妨害の影響を回避できたパターン番号２２０（動作クロック周波数）に関して、後から特段利用することはしなかった。第２の実施形態では、かかるパターン番号２２０を利用して、さらに効率的にビート妨害の影響を回避することができる無線機４００について説明する。
【００５５】
（無線機４００）
図７は、第２の実施形態における無線機４００の電気的な構成を示した機能ブロック図である。図７に示すように、無線機４００は、アンテナ１１０と、ＲＦ回路１１２と、操作部１１４と、中央制御部１１６と、検波部１１８と、出力アンプ１２０と、音声出力部１２２と、音声入力部１２６と、入力アンプ１２８と、ノイズＨＰＦ１３２と、ノイズアンプ１３４と、整流回路１３６と、平滑化回路１３８と、ノイズ判断部１４０と、スイッチ１４２と、記憶部４５０とを含んで構成される。また、中央制御部１１６は、ＣＰＵ２００ａ〜２００ｃおよびクロック回路２０２ａ〜２０２ｃで構成される。上述した第１の実施形態における構成要素として既に述べた、アンテナ１１０と、ＲＦ回路１１２と、操作部１１４と、中央制御部１１６と、検波部１１８と、出力アンプ１２０と、音声出力部１２２と、音声入力部１２６と、入力アンプ１２８と、ノイズＨＰＦ１３２と、ノイズアンプ１３４と、整流回路１３６と、平滑化回路１３８と、ノイズ判断部１４０と、スイッチ１４２と、ＣＰＵ２００ａ〜２００ｃと、クロック回路２０２ａ〜２０２ｃとは、実質的に機能が同一なので重複説明を省略し、ここでは、構成が相違する、記憶部４５０を主に説明する。
【００５６】
記憶部４５０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、不揮発性ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成され、動作クロック周波数の状態を示すパターン番号２２０のいずれかと、送受信する周波数とを関連付け、クロック情報として記憶する。
【００５７】
ユーザが操作部１１４を通じてクロック情報の新規登録または更新の操作入力を行うと、検波部１１８は、予め設定された周波数毎に、または、予め設定された周波数間隔で、受信信号を検波して検波信号を生成する。記憶部４５０は、中央制御部１１６の制御指令に基づいて、ノイズＨＰＦ１３２が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるとノイズ判断部１４０が判断した場合に、そのときのパターン番号２２０と、そのパターン番号２２０を抽出したときの受信信号の周波数とを記憶する。
【００５８】
その後、ユーザがチューニングを行う場合、ＣＰＵ２００ａは、記憶部４５０に記憶されているクロック情報を参照して、そのときの周波数と関連付けられたパターン番号２２０に示される動作クロック周波数の状態となるようにスイッチングトランジスタ２０６ａ〜２０６ｃのベースの電圧の印加のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００５９】
また、例えば、予め周波数に所定幅を設定しておくことで、ユーザが設定した周波数にパターン番号２２０が関連付けられていなかったとしても、その周波数の前後の所定幅に含まれる周波数に関連付けられたパターン番号２２０が記憶されていれば、ＣＰＵ２００ａは、そのパターン番号２２０をユーザが設定した周波数のパターン番号２２０として動作クロック周波数を変更するとしてもよい。
【００６０】
このようにクロック情報を記憶する記憶部４５０を備える構成により、一度、クロック情報を記憶させた周波数については、環境が大きく変化しない限り次回の利用時に記憶部４５０に記憶された周波数を用いることが可能となり、再度のビート妨害判定処理を要さず、短時間で有効な無線信号の有無を判断することができる。
【００６１】
また、中央制御部１１６は、クロック情報の新規の登録または更新の際、周波数毎に、スケルチノイズの電圧が所定閾値以上となるまでではなく、８つのパターンの動作クロック周波数すべてについてスケルチノイズの電圧をノイズ判断部１４０に測定させ、電圧が最も高かったパターンをクロック情報として記憶部４５０に記憶させてもよい。かかる構成により、選択肢のうち、ビート妨害の影響が最も小さい動作クロック周波数を記憶部４５０に記憶させておくことができる。
【００６２】
上述した無線機４００では、一度ビート妨害判定処理を実行してしまえば、無線機４００のビート妨害の影響は変化しないので、その後は記憶部４５０を参照するだけで、短時間でビート妨害の影響を回避することが可能となる。
【００６３】
（動作クロック周波数制御方法）
続いて、無線機４００を用いた動作クロック周波数制御方法について説明する。図８は、第２の実施形態における無線機４００の動作クロック周波数制御方法の処理の流れを示すフローチャートである。特に、図８（ａ）は、クロック情報の登録方法を示し、図８（ｂ）は、クロック情報を用いた動作クロック周波数制御方法を示す。
【００６４】
図８（ａ）に示すように、ユーザが操作部１１４を通じてクロック情報の新規登録または更新の操作入力をすると（Ｓ５００におけるＹＥＳ）、中央制御部１１６は、例えば、予め設定された周波数のうち、１つ目の周波数を選択する（Ｓ５０２）。続くパターン番号初期設定ステップＳ３０２からパターン番号初期回帰設定ステップＳ３１８までの処理は、図６において説明した処理と実質的に等しいため説明は省略する。
【００６５】
電圧判定ステップＳ３０８においてスケルチノイズの電圧が所定閾値以上である場合（Ｓ３０８におけるＮＯ）、またはパターン番号初期回帰設定ステップＳ３１８の後、中央制御部１１６は、そのときの動作クロック周波数の状態を示すパターン番号２２０と、そのパターン番号２２０を抽出したときの受信信号の周波数と、を示すクロック情報を記憶する（Ｓ５０４）。そして、中央制御部１１６は、まだクロック情報を登録または更新していない周波数があるか否かを判断し（Ｓ５０６）、まだクロック情報を登録または更新していない周波数がある場合（Ｓ５０６におけるＹＥＳ）、予め設定された周波数のうち、次の周波数を選択し（Ｓ５０８）、パターン番号初期設定ステップＳ３０２に戻る。クロック情報を登録または更新していない周波数がない場合（Ｓ５０６におけるＮＯ）、登録操作判断ステップＳ５００に戻る。
【００６６】
図８（ｂ）に示すように、操作部１１４を通じたユーザの操作入力によって信号を送受信する周波数が変更されると（Ｓ５２０におけるＹＥＳ）、ＣＰＵ２００ａは、記憶部４５０に記憶されているクロック情報からその周波数を含むクロック情報を抽出し（Ｓ５２２）、ＣＰＵ２００ａは、そのクロック情報に含まれるパターン番号２２０に基づいて、動作クロック周波数を変更する（Ｓ５２４）。
【００６７】
以上、説明した動作クロック周波数制御方法では、ビート妨害判定処理を実行したときのクロック情報を記憶しておき（図８（ａ））、後にそのクロック情報を用いて（図８（ｂ））、ビート妨害の影響が小さい状態で当該無線機４００を利用することが可能となる。
【００６８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６９】
なお、本明細書の動作クロック周波数制御方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、無線通信に用いられる無線機および無線機の動作クロック周波数制御方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１００ …無線機
１１８ …検波部
１３２ …ノイズＨＰＦ（ノイズ抽出部）
１４０ …ノイズ判断部
１４２ …スイッチ（抑圧部）
２００ａ …ＣＰＵ（周波数制御部）
２０２ …クロック回路
４５０ …記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の周波数における受信信号を検波して検波信号を生成する検波部と、
前記検波信号のうち、所定周波数以上のスケルチノイズを抽出するノイズ抽出部と、
前記スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断するノイズ判断部と、
前記スケルチノイズの電圧が前記所定閾値以上であると判断されると、前記検波信号を抑圧する抑圧部と、
前記スケルチノイズの電圧が前記所定閾値未満であると判断されると、当該無線機の動作クロック周波数を変更する周波数制御部と、
を備え、
前記ノイズ判断部は、前記周波数制御部が前記動作クロック周波数を変更すると、前記ノイズ抽出部が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が前記所定閾値以上であるか否かを判断することを特徴とする無線機。
【請求項２】
前記動作クロック周波数は、複数のクロック回路において独立して設定され、
前記周波数制御部は、前記複数のクロック回路の動作クロック周波数をそれぞれ変更することを特徴とする請求項１に記載の無線機。
【請求項３】
前記ノイズ抽出部が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が前記所定閾値以上であると前記ノイズ判断部が判断した場合に、そのときの動作クロック周波数の状態と前記任意の周波数とを関連付けたクロック情報を記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無線機。
【請求項４】
任意の周波数における受信信号を検波して検波信号を生成し、
前記検波信号のうち、所定周波数以上のスケルチノイズを抽出し、
前記スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断し、
前記スケルチノイズの電圧が前記所定閾値以上であると判断すると、前記検波信号を抑圧し、
前記スケルチノイズの電圧が前記所定閾値未満であると判断すると、当該無線機の動作クロック周波数を変更し、
さらに、新たに抽出したスケルチノイズの電圧が前記所定閾値以上であるか否かを判断することを特徴とする無線機の動作クロック周波数制御方法。
【請求項１】
任意の周波数における受信信号を検波して検波信号を生成する検波部と、
前記検波信号のうち、所定周波数以上のスケルチノイズを抽出するノイズ抽出部と、
前記スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断するノイズ判断部と、
前記スケルチノイズの電圧が前記所定閾値以上であると判断されると、前記検波信号を抑圧する抑圧部と、
前記スケルチノイズの電圧が前記所定閾値未満であると判断されると、当該無線機の動作クロック周波数を変更する周波数制御部と、
を備え、
前記ノイズ判断部は、前記周波数制御部が前記動作クロック周波数を変更すると、前記ノイズ抽出部が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が前記所定閾値以上であるか否かを判断することを特徴とする無線機。
【請求項２】
前記動作クロック周波数は、複数のクロック回路において独立して設定され、
前記周波数制御部は、前記複数のクロック回路の動作クロック周波数をそれぞれ変更することを特徴とする請求項１に記載の無線機。
【請求項３】
前記ノイズ抽出部が新たに抽出したスケルチノイズの電圧が前記所定閾値以上であると前記ノイズ判断部が判断した場合に、そのときの動作クロック周波数の状態と前記任意の周波数とを関連付けたクロック情報を記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無線機。
【請求項４】
任意の周波数における受信信号を検波して検波信号を生成し、
前記検波信号のうち、所定周波数以上のスケルチノイズを抽出し、
前記スケルチノイズの電圧が所定閾値以上であるか否かを判断し、
前記スケルチノイズの電圧が前記所定閾値以上であると判断すると、前記検波信号を抑圧し、
前記スケルチノイズの電圧が前記所定閾値未満であると判断すると、当該無線機の動作クロック周波数を変更し、
さらに、新たに抽出したスケルチノイズの電圧が前記所定閾値以上であるか否かを判断することを特徴とする無線機の動作クロック周波数制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２３４２９２（Ｐ２０１１−２３４２９２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０５２９５（Ｐ２０１０−１０５２９５）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００３５９５）株式会社ケンウッド (1,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００３５９５）株式会社ケンウッド (1,981)
【Ｆターム（参考）】
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