调幅无线电信号的自适应滤波方法与流程

本发明涉及限制无线电信号、更确切地说是调幅无线电信号中的噪声的领域，特别是旨在在机动车辆中车载的无线电接收器中实现。

在这种背景下，本发明旨在一种通过实现动态选择性技术来对调幅无线电信号中的噪声进行自适应滤波的方法。

背景技术：

众所周知，无线电接收器、尤其是机动车辆的多媒体系统中的无线电接收器能够接收无线电信号，特别是am无线电信号，am是意为“幅度调制/调幅”的“amplitudemodulation”的缩写。

使由无线电接收器以调制形式接收的这种am无线电信号经历各种传感器和匹配滤波，使得能够在良好的条件下播放对应的经解调的无线电信号，尤其是在机动车辆的驾驶室中。

本领域技术人员已知由匹配的无线电接收器接收以便被解调然后播放给听者的am（即调幅）无线电信号的工作原理。

如此，am无线电信号包括信号载波p(t)，其具有频率fp，满足以下方程：

以及要发射的消息m(t)，其满足以下方程：

对应的调制信号y(t)于是满足以下方程：

，亦即：

。

图1中示出了从出自由多个频率构成的消息m(t)的频谱的角度的、作为频率f的函数的、包括消息m(t)的调制信号y(t)的傅立叶变换fft的幅度。

为了解调am无线电信号，使am无线电信号返回基带，使得消息m(t)处于以0hz为中心，如图2中所示。

一个已知的问题在于接收的am无线电信号可能被邻近的无线电信号干扰或引起噪声，使得其播放不令人满意。因此，已知在播放之前对已解调的无线电信号进行滤波，以便消除或限制其中的由于邻近信号引起的噪声和多余干扰。

然而，对已解调的信号执行的滤波按照定义而应用于消息，即应用于接收到的无线电信号的相关数据，比如要播放的音频信号。在多媒体系统的音频链的此处、即在解调接收到的无线电信号之后执行的滤波因此具有引起被包括在所述无线电信号中的数据失真的缺点。

技术实现要素：

因此，根据本发明，提出了在对接收到的am无线电信号进行解调之前对其进行优化滤波，以便根据动态选择性技术实时地消除或限制其所包括的噪声。

因此，本发明旨在通过执行自适应滤波来优化动态选择性技术的实现，该自适应滤波能够根据源自于邻近无线电信号存在传感器和/或源自于噪声水平传感器的数据而在通带的每一侧上应用经适配的滤波。

现有技术没有描述使得能够获得对调幅无线电信号的这样的自适应滤波以减少它所包括的噪声的方法。实际上，在实践中，在已知的无线电接收器中，只要没有检测到任何邻近的无线电信号就通常停用动态选择性。

根据本发明，将多个滤波器应用于am无线电信号，以基于被返回至基带的信号分割接收到的信号的某些部分，高于和低于截止频率，以便同时处理邻近无线电信号的可能存在的问题以及接收到的am无线电信号中的噪声存在的问题。

为了选择经适配的滤波器中的一个或多个，可以对接收到的调幅信号实施邻近和水平的调制噪声传感器，以便确定要应用的滤波器。在滤波之后，解调信号并恢复和播放音频消息。

特别地，本发明旨在一种am无线电信号的自适应滤波方法。

根据实验观察，以及本领域技术人员所熟知的，当在所考虑的am无线电信号的通带的一侧（例如在被返回至基带的信号的正侧）检测到显著噪声时，通常在通带另一侧（即在被返回至基带的信号的负侧）的am无线电信号中存在噪声，根据本发明的方法提出自动选择滤波器以便当在通带的正侧检测到噪声时根据在所述通带正侧上实现的滤波器来分割通带的负侧上的信号，并且反之亦然。

为此，更确切地说，本发明的目的在于一种调幅无线电信号的自适应滤波方法，所述无线电信号具有通带，所述方法包括：

-将所述无线电信号变换至基带，使得作为频率的函数的所述无线电信号的傅立叶变换表示具有以0hz为中心的通带，

-对被变换至基带的调幅无线电信号在通带的第一侧上实现用于测量噪声水平的方法和/或实现用于检测邻近无线电信号的存在的方法，

-根据所测量的噪声水平和/或邻近无线电信号的存在，从能够分割通带的第一侧的调幅无线电信号的n个第一滤波器中选择编号为x的第一滤波器，n是大于1的整数，从编号为1的最窄的第一滤波器到编号为n的最宽的第一滤波器，x是被包括在1与n之间的整数，所述编号为x的第一滤波器旨在被应用于被变换至基带的调幅无线电信号，

-如果选择了编号为x的第一滤波器并将其应用于被变换至基带的调幅无线电信号，则从能够分割与通带的第一侧相对的一侧的调幅无线电信号的n个第二滤波器中自动选择编号为y（y大于或等于x）的第二滤波器，所述n个第二滤波器分别与n个第一滤波器对称，从编号为1的最窄的第二滤波器到编号为n的最宽的第二滤波器，所述编号为y的第二滤波器被应用于被变换至基带的调幅无线电信号。

因此，根据本发明的方法使得能够在解调调幅无线电信号之前改进调幅无线电信号的滤波。

根据一个实施例，如下确定第二滤波器的编号y：

-如果n/2是整数并且如果n/2>x，则y等于n/2；

-如果n/2不是整数并且如果(n/2+0.5)>x，则y等于(n/2+0.5)；

-在其他情况下，y等于n。

有利地，当根据在通带一侧测量的噪声水平选择的第一滤波器的编号改变时，根据本发明的方法规定等待预定的时间，然后当且仅当在所述预定时间结束时确认了第一滤波器的所述改变后的编号时才将所述改变后的第一滤波器应用于调幅无线电信号。

根据一个实施例，所述n个第一滤波器和所述n个第二滤波器具有可实时配置的截止频率。

根据一个实施例，所述n个第一滤波器和所述n个第二滤波器是有限脉冲响应滤波器。

本发明还旨在一种无线电接收器，其包括微控制器，该微控制器被配置成实现如前文简述的调幅无线电信号的自适应滤波方法。

本发明还旨在包括如前文简述的调制传感器的无线电接收器。

本发明还旨在包括如前文简述的无线电接收器的机动车辆。

附图说明

通过阅读仅作为示例给出的以下描述并参考附图，将更好地理解本发明，在附图中：

-图1示出了作为频率的函数的调幅信号的傅立叶变换fft的简化图；

-图2示出了被返回至基带的调幅信号的这种傅立叶变换的简化图；

-图3示出了在存在邻近无线电信号的情况下、在不实现根据本发明的自适应滤波方法的情况下、作为频率的函数的被返回至基带的调幅无线电信号的水平l的曲线图；

-图4示出了与图3相同的曲线图，其中实现了根据本发明的自适应滤波方法。

应当注意，附图详细地呈现了本发明以便使得能够实现本发明，当然，所述附图也能够用于更好地限定本发明。

具体实施方式

介绍了根据本发明的am无线电信号的自适应滤波方法，其主要用于在机动车辆中车载的多媒体系统的无线电接收器中实现。

然而，目的也在于本发明在任何其他技术领域、特别是在任何类型的am无线电接收器中的实现。

在接下来的描述中，与am无线电信号的接收相关地介绍本发明，所述am无线电信号由例如车辆中车载的无线电接收器在专用于这些信号且按照本地标准组织的一组频带的情况下接收。

众所周知，调幅无线电信号的频谱宽度是标准化的，例如欧洲为9khz，并且北美为10khz。

在欧洲，在实践中，对应音频信号的通带通常为4.5khz。但是有些发射器具有扩宽的通带，其通带可能高达9khz。

因此，在本发明的上下文内，为了实现用于通过经适配的传感器来确定被返回至基带的经调制的am无线电信号中的噪声水平的方法，关注在其音频通带边界处的所考虑的无线电信号是有用的。通常，在欧洲，为了在解调之前以最佳方式滤波am无线电信号，将在5khz附近和直到9khz处分析噪声。

应当注意，优选地对可以在其中测量am无线电信号中的噪声的频率差幅进行微调。该微调尤其使得能够防备经扩宽的带上的无线电信号的可能存在，这需要扩宽经受噪声测量的频率差幅。

此外，该微调使得能够虑及邻近无线电信号是否存在。通常，在欧洲，发射器的数量是有限的，邻近的存在与北美相较较不可能，在北美，无线电发射器的数量要更多。

应当注意，在这种情况下，当至少在频谱的一侧没有检测到邻近无线电信号时，从理论上说对信号进行滤波的必要性较低，以确保保留最大量的有效数据。然而，这具有产生更多具有噪声的信号的风险。

参考图3和图4，示出了调幅无线电信号am的水平l，其具有约9khz的通带。通过经适配的变换使无线电信号am返回至基带，使其以0hz为中心。

在图3和图4的示例中，无线电信号am之后跟随着邻近无线电信号a。

由于存在邻近无线电信号a，在这种情况下在通带的右侧，选择第一滤波器f以分割通带的其中检测到了邻近信号a的一侧的无线电信号am。

应当注意，所考虑的通带侧也可以是通带的其中已测量出显著的噪声水平的一侧，此外，在该同一侧是否存在邻近的无线电信号。

在代表现有技术的图3中，在通带的第一侧上存在邻近的无线电信号a（或存在显著的噪声水平）不会自动影响用于通带的另一侧的第二滤波器的选择，使得无线电信号am的该另一侧可能是有噪声的。

如果与通带第一侧的滤波器f的应用独立地选择滤波器f'来分割通带另一侧的无线电信号am，则这可能不足以正确地限制无线电信号am中的噪声。

相反，参考图4，在由于通带的第一侧上的噪声水平和/或由于通带的第一侧上存在邻近无线电信号a而选择第一滤波器f来分割所述第一侧的无线电信号am的情况下，本发明规定自动选择对称或非对称的第二滤波器f'，其旨在分割与通带的第一侧相对的一侧的无线电信号am。

该原理源于以下事实：借助于经验，通常观察到当通带的一侧存在噪声而导致调幅无线电信号质量下降时，噪声也存在于通带的另一侧。

因此，根据本发明，即使并未在通带的另一侧测量噪声水平、即使在通带的该另一侧测量了噪声水平的情况下这没有自动地影响该另一侧的滤波器的选择、即使在该另一侧没有检测到邻近的无线电信号，也规定在通带的该另一侧自动选择第二滤波器f'。

为无线电信号am的通带的该另一侧选择的第二滤波器f'是根据为通带的第一侧选择的第一滤波器f。

在实践中，根据在通带的第一侧上测量的噪声水平和/或根据邻近无线电信号的存在，从能够分割通带的第一侧的调幅无线电信号的n个第一滤波器当中选择第一滤波器f，n是大于1的整数，从编号为1的最窄的第一滤波器到编号为n的最宽的第一滤波器。所选择的第一滤波器的编号为x。举一非限制性示例，存在例如三个第一滤波器，编号为1的滤波器是最窄的而编号为3的滤波器是最宽的，并且所选择的滤波器是编号为2的滤波器。

根据本发明，从能够分割与通带的第一侧相对的一侧的调幅无线电信号的n个第二滤波器当中自动选择编号为y的滤波器来分割与通带的第一侧相对的一侧的am无线电信号，所述n个第二滤波器分别与n个第一滤波器对称。所选择的第二滤波器f'的编号y大于或等于所选择的第一滤波器f的编号x。

在先前提到的例示性示例中，所选择的第二滤波器例如编号为3。

自动选择的第二滤波器f'的编号y可以按照所选公式根据所选择的第一滤波器的编号x通过计算来确定。例如，如下确定第二滤波器f'的编号y：如果n/2是整数并且处于n/2>x的条件下，则y等于n/2；如果n/2不是整数而仍然处于n/2>x的条件下，则y等于(n/2+0.5)。

在其他情况下，第二滤波器f'的编号y等于n。

因此，所使用的滤波器f、f'在它们分别在其截止频率之上和之下以对称的方式进行分割的意义上可以是对称的。

相反，所使用的滤波器f、f'可以是不对称的。

根据一个实施例，所选择的滤波器f、f'是有限脉冲响应滤波器，本领域技术人员通常将其表示为缩写fir，即英语的“finiteimpulsefilter（有限脉冲响应滤波器）”。

根据本发明，要根据信号中的标准噪声水平和/或根据邻近无线电信号的存在实现的滤波器的实时选择使得能够在解调接收到的am无线电信号之前对其实现最佳的动态选择性。

根据一个实施例，还提供了一种滞后机制，根据该滞后机制，在按照源自于噪声水平传感器或邻近物的存在的数据确定滤波器编号改变的情况下，在将新的滤波器应用于am无线电信号之前遵守对应于死区时间的预定时间，以便核查由该方法确定的新滤波器编号是否被确认。

该实施例具有以下优点：减轻了在应用于am无线电信号的滤波器以较近的时间间隔改变时意外发生的跳变现象。

此外要明确的是，本发明不限于上述实施例，并且可以有本领域技术人员可想到的变型。