JP2004349805A - Iboc放送受信機 - Google Patents

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Abstract

【課題】IBOC放送の受信時とアナログ放送の受信時とでそれぞれ最適な受信を行えるようにする。
【解決手段】IBOC放送受信機は、ダイバーシティ受信手段12,12a,12bと、該受信手段を通して受信された放送波を各フィルタ13a,13bに切替接続して選択出力するチューナ部13と、選択出力された放送波に含まれる信号を復調する復調手段16と、制御部11を備える。この制御部11は、復調手段16の復調結果に基づいて、当該放送波にIBOC放送波が存在しないと判定したときは、ダイバーシティ切替部12をイネーブル状態に制御し、かつ、狭帯域用フィルタ13bの出力を選択出力するよう制御し、IBOC放送波が存在すると判定したときは、ダイバーシティ切替部12をディスエーブル状態に制御し、かつ、広帯域用フィルタ13aの出力を選択出力するよう制御する。
【選択図】 図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル音声放送(DAB)を受信するのに適応されたラジオ放送受信機に関し、より詳細には、既存のFM/AM放送の放送搬送波の両側波帯を使用して行うIBOC(In Band On Channel )方式の変調フォーマットで伝送されてくる放送波を受信する機能を備えたIBOC放送受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の放送のデジタル化に伴い、ラジオ放送でもデジタル化が進んでおり、衛星を利用したデジタルラジオ放送では、2001年9月にXM Satellite(エックスエムサテライト)社、2002年2月にSirius Satellite(シリウスサテライト)社のサービスが開始されている。さらに、これらの衛星によるデジタルラジオ放送に加え、地上波のデジタルラジオ放送として、iBiquity(アイビクイティ)社(iBiquity Digital Corporation)により「HD(High Definition)ラジオ」が提案されている。このHDラジオは、有料となっている衛星デジタルラジオ放送に対して、コマーシャルフリーではないが無料のサービスであるため、今後の市場の拡大が予想されている。
【0003】
このHDラジオの大きな特長は、既存のFM/AM放送のアナログ電波にデジタル信号を追加するIBOC方式を採用することにより、従来のアナログ方式のラジオ受信機で同じ内容の放送を受信できると共に、デジタル受信に対応したHDラジオ受信機ではデジタル放送も聴取できることである。これによって、デジタルでの受信の場合、AM放送ではFM放送並みの音質が得られ、FM放送ではCD並みの音質が得られる。
【0004】
IBOC方式を採用したデジタル音声放送(DAB)システムでは、その放送波を伝送する方式の一つとしてハイブリッド方式がある。図1はその放送波伝送形態を示したもので、FM変調された放送信号とIBOC DAB信号の各周波数割当てと電力スペクトル密度の関係を概略的に示したものである。ハイブリッド方式は、図1に示すように、アナログ放送搬送波(FMアナログ信号)の上側波帯及び下側波帯にそれぞれIBOC DAB信号(デジタル変調波)を付加したアナログ/デジタル混成の方式であり、現状の技術において運用されている方式である。FMアナログ信号の両側波帯に付加されるIBOC DAB信号は、例えば、95個の等間隔の直交周波数分割変調(OFDM)副搬送波からなり、図示のようにFM中心周波数から約129kHz〜198kHz離れたスペクトルを占有する。また、各側波帯におけるOFDM副搬送波の全DAB出力は、典型的には、FMアナログ出力に対して約−25dBに設定されている。
【0005】
典型的なHDラジオ(IBOC放送受信機)は、その基本的な機能として、デジタル受信が可能なエリア内ではデジタルで受信した信号を出力し、デジタル受信ができないエリアでは音切れなどの防止のために自動的にアナログで受信した信号を出力する。具体的には、先ず放送局の検索時(シーク時)にアナログ放送波を受信できる周波数に同調し、最初はそのアナログ放送波を復調(再生)するが、その一方で当該アナログ放送波にデジタル変調波(サイドバンド)が存在するか否か(つまり、IBOC放送局が存在するか否か)を判定し、デジタル変調波が存在している場合には、そのIBOC放送波を復調(再生)し、さらに「ブレンド」と呼ばれる処理により、再生したアナログ放送波から当該IBOC放送波への切替を行ってそのIBOC放送波を出力し、一方、デジタル変調波が存在していない場合には、再生したアナログ放送波をそのまま出力する。
【0006】
上記の従来技術に関連する技術としては、例えば、アイビクイティ社により、FM IBOC DABのための変調フォーマット(ハイブリッド方式、オールデジタル方式)及びかかる変調フォーマットを用いた放送方法及びシステムが開示されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
【0007】
【特許文献1】
特表2001−520479号公報
【特許文献2】
特表2002−510897号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来技術に係るIBOC放送受信機では、アナログ放送とデジタル放送(IBOC放送)の両方の受信に対応することができるが、その反面、以下に記述するような課題があった。
【0009】
先ず、IBOC方式によるデジタル音声放送(DAB)のサービスを提供している放送局(IBOC放送局)と既存のFM/AM放送のサービスを提供している放送局(アナログ放送局)とでは、デジタル変調波の有無により帯域幅が異なる。すなわち、図1に示したように、IBOC放送局から送られてくる放送波にはアナログ放送搬送波(図示の例では、FMアナログ信号)のサイドバンドにデジタル変調波(IBOC DAB信号)が付加されており、その帯域幅(約400kHz)は相対的に広い「広帯域」となっているのに対し、アナログ放送局から送られてくる放送波にはデジタル変調波(サイドバンド)は付加されていないため、その帯域幅は相対的に狭い「狭帯域」となっている。
【0010】
これを受信機側から見ると、既存のFM/AM放送を受信する場合には、上記の「狭帯域」を検知できれば十分であるのに対し、IBOC放送を受信するためには、上記の「広帯域」を検知する必要がある。つまり、既存のFM/AM放送を受信する場合とIBOC放送を受信する場合とでは、検知すべき帯域幅が異なるため、それに応じて受信機のチューナ部に要求される特性(特定的には、帯域通過フィルタによる周波数選択特性)も変える必要がある。
【0011】
しかしながら、従来のIBOC放送受信機では、チューナ部における周波数選択特性は、広帯域を検知できるように固定的に設定されていた。このため、IBOC放送を受信するときは特に問題はないが、既存のFM/AM信号(アナログ放送波)を受信するときは、本来検知すべき「狭帯域」の他に余分な周波数帯域も取り込むことになるため、この余分な周波数帯域中にフェージング等に起因したノイズ成分が混入していると、アナログ放送局からの受信電波を忠実に再現できないことになり、ひいてはアナログ放送の受信性能が低下するといった問題があった。
【0012】
また、IBOC放送受信機が固定的な受信装置であれば、かかる装置において発生するフェージングは一般には統計的にほぼ定常的であるため、例えば、高性能のアンテナを取り付けたり、あるいは既存のアンテナの位置を変えることで、フェージングによる影響を効果的に緩和することは可能である。しかしながら、IBOC放送受信機を車載用として使用したときは、フェージングは統計的に定常的でなく、車両の位置や速度などに依存するため、効果的な緩和を行うにはさらに複雑な方法が必要である。その一つの方法として、ダイバーシティ方式が考えられる。これは、受信機に複数のアンテナを設け、そのうち最も受信電界強度の大きいアンテナ(つまり、受信状態の最も良いアンテナ)からの信号を選択出力することで、アナログ放送の受信性能の改善を図ったものである。
【0013】
しかしながら、このダイバーシティ方式をIBOC放送受信機にそのまま適用すると、当該受信機ではデジタル受信の場合には同期をとって復調するという処理が必要となるため、ダイバーシティ切替部においてアンテナ切替のためのスイッチング動作を行うと、ブレンド機能に基づいたデジタル変調波への切替の際にいわゆる「同期外れ」が発生するおそれがある。これは、IBOC放送の受信性能の低下につながる。
【0014】
このように従来のIBOC放送受信機では、アナログ放送の受信時とIBOC放送の受信時とでそれぞれ受信性能を良好に維持するのは困難であった。
【0015】
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたもので、IBOC放送の受信時とアナログ放送の受信時とでそれぞれ最適な受信を行うことができるIBOC放送受信機を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の課題を解決するため、本発明によれば、IBOC方式の変調フォーマットで伝送されてくる放送波を受信するよう適応されたIBOC放送受信機であって、複数のアンテナを有するダイバーシティ受信手段と、広帯域用フィルタ及び狭帯域用フィルタを有し、前記ダイバーシティ受信手段を通して受信された放送波を各フィルタに切替接続して一方のフィルタの出力を選択する放送選択手段と、選択された放送波に含まれる信号を復調する復調手段と、前記ダイバーシティ受信手段、放送選択手段及び復調手段に動作可能に接続された制御手段とを具備し、前記制御手段は、前記復調手段で復調された結果に基づいて、当該放送波信号にIBOC放送波が存在しないと判定したときに、前記ダイバーシティ受信手段をイネーブル状態に制御し、かつ、前記放送選択手段に対し前記狭帯域用フィルタの出力を選択するよう制御し、当該放送波信号にIBOC放送波が存在すると判定したときに、前記ダイバーシティ受信手段をディスエーブル状態に制御し、かつ、前記放送選択手段に対し前記広帯域用フィルタの出力を選択するよう制御することを特徴とするIBOC放送受信機が提供される。
【0017】
本発明に係るIBOC放送受信機の構成によれば、制御手段により、受信した放送波信号にIBOC放送波が存在すると判定されたときに、IBOC放送波を受信するのに好適な広帯域用フィルタの出力が選択されると共に、ダイバーシティ受信手段はディスエーブル状態に制御される。つまり、アンテナ切替のためのスイッチング動作が停止された状態となるので、従来技術に見られたようなデジタル変調波への切替の際の「同期外れ」といった不都合を解消することができ、ひいてはIBOC放送の受信性能の低下を防止することができる。つまり、IBOC放送の受信時に最適な受信を行うことが可能となる。
【0018】
また、制御手段により、受信した放送波信号にIBOC放送波が存在しないと判定されたときは、ダイバーシティ受信手段はイネーブル状態(すなわち、アナログ放送の受信性能の改善に寄与するアンテナ切替のためのスイッチング動作が可能な状態)に制御されると共に、放送選択手段は狭帯域用フィルタの出力を選択するよう制御される。つまり、IBOC放送波以外のアナログ放送波を受信するのに好適な「狭帯域」が選択されるので、従来技術に見られたような余分な周波数帯域を検知するといった不都合を解消することができ、ひいてはアナログ放送の受信性能の低下を防止することができる。つまり、アナログ放送の受信時にも最適な受信を行うことが可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
図2は本発明の一実施形態に係るIBOC放送受信機の構成を概略的に示したものである。
【0020】
本実施形態に係るIBOC放送受信機10は、車載用として使用され、既存のFM/AM放送のサービスを提供しているアナログ放送局から送られてくる放送波を受信すると共に、IBOC方式によるデジタル音声放送(DAB)のサービスを提供しているIBOC放送局からハイブリッド方式(図1参照)の変調フォーマットで送られてくる放送波を受信するように適応されている。このIBOC放送受信機10において、11はマイクロコンピュータ(マイコン)等により構成された制御部を示し、後述するように、本受信機10が行うアナログ受信信号出力とデジタル受信信号出力の切替に係る処理を制御する機能を有している。
【0021】
また、12はアナログ放送の受信性能の改善を図るために設けられたダイバーシティ切替部を示し、このダイバーシティ切替部12には、空間的に離して適宜配置された複数のアンテナ(図示の例では、2個のアンテナ12a,12b)が結合されている。このダイバーシティ切替部12は、制御部11との間で行う通信により、イネーブル状態又はディスエーブル状態とされる。ここに、「イネーブル状態」とは、ダイバーシティ切替部12によるアンテナ切替のためのスイッチング動作が可能な状態を指し、「ディスエーブル状態」とは、そのスイッチング動作を停止させ、いずれかのアンテナ(12a又は12b)の出力が固定的に選択された状態を指す。
【0022】
また、13はチューナ部(RFフロントエンド)を示し、基本的には、ダイバーシティ切替部12を通して受信された放送波(アナログ放送波、IBOC放送波)に対して周波数の同調を行うものである。この周波数同調に関係する機能ブロックについては、本発明の要旨とは直接関係がないのでその図示は省略している。このチューナ部13は、本発明に関係する機能ブロックとして、IBOC放送波を受信するのに適応された帯域幅(図1の例示では約400kHz)をもつ広帯域用フィルタ13aと、既存のアナログ放送波を受信するのに適応された帯域幅(図1の例示では約260kHz)をもつ狭帯域用フィルタ13bの2種類のフィルタを有している。さらに、ダイバーシティ切替部12を通して受信された放送波を各フィルタ13a,13bに切替接続するためのスイッチ13cが設けられている。チューナ部13は、制御部11との間で行う通信により、スイッチ13cを介して各フィルタ13a,13bの切替を行い、いずれか一方のフィルタの出力を選択出力する。
【0023】
また、14はチューナ部13から選択出力された放送波をデジタル化するアナログ/デジタル(A/D)変換部、15は制御部11との間で通信可能に接続されたFM/AM復調部を示し、チューナ部13からA/D変換部14を通して選択出力された放送波に含まれるFM/AMアナログ信号をデジタル的に復調するものである。
【0024】
また、16は制御部11との間で通信可能に接続されたIBOCデコーダを示し、IBOCデジタル音声放送(DAB)システムにおいては周知の機能ブロックを有している。図示の例では、IBOCデコーダ16は、チューナ部13からA/D変換部14を通して選択出力された放送波にデジタル変調波(すなわち、直交周波数分割変調(OFDM)副搬送波)が含まれている場合にそのOFDM副搬送波を復調するOFDM復調部16aと、送信側(IBOC放送局)において行われたデジタル符号化や音声圧縮などに起因して付加されたフォワードエラー訂正(FEC)をデコードするためのFECデコーダ16bと、オーディオデコーダ16cとを有している。OFDM復調部16aは、上記のように選択出力された放送波にOFDM副搬送波(デジタル変調波)が含まれている場合にその復調機能を発揮する。その意味で、このOFDM復調部16aの出力は、デジタル変調波への同期がとれたことを指示している。従って、制御部11は、IBOCデコーダ16との通信を介してOFDM復調部16aの処理結果(すなわち、デジタル変調波への同期がとれたか否か)をモニタすることで、選択した放送局がIBOC放送のサービスを提供しているか否かを判定することができる。
【0025】
IBOCデコーダ16(オーディオデコーダ16c)から出力される信号は、ブレンド制御信号BCとしてブレンド処理部17に供給され、そのブレンド機能を制御する。このブレンド処理部17は、基本的には、ブレンド制御信号BCの状態(すなわち、レベル)に基づいて、FM/AM復調部15を通して復調された音声信号(アナログ放送波)から当該IBOC放送波(デジタル変調波)への切替を行って出力する機能を有している。なお、制御部11は、IBOCデコーダ16との間で行う通信により、ブレンド制御信号BCの状態(レベル)を直接モニタすることも可能である。
【0026】
また、18はブレンド処理部17を通して出力されたデジタル化された音声信号をアナログ音声信号に変換するデジタル/アナログ(D/A)変換部を示す。このD/A変換部18からのオーディオ出力は、特に図示はしていないが、オーディオアンプを通して増幅された後、スピーカを介してユーザに受聴される。また、19は制御部11に接続されたRAMなどのメモリ部を示し、このメモリ部19には、例えば、受信できる放送局(アナログ放送局、IBOC放送局)の放送周波数に関するデータが格納されている。
【0027】
以上のように構成された本実施形態に係るIBOC放送受信機10において、制御部11は「制御手段」に、ダイバーシティ切替部12(アンテナ12a,12bを含む)は「ダイバーシティ受信手段」に、チューナ部13は「放送選択手段」に、FM/AM復調部15は「第1の復調手段」に、IBOCデコーダ16は「第2の復調手段」に、ブレンド処理部17は「音声出力切替手段」にそれぞれ対応している。
【0028】
以下、本実施形態のIBOC放送受信機10の動作について、図3を参照しながら説明する。
【0029】
先ず、放送局の検索時(シーク時)に周波数同調した放送波がIBOC放送波であるという前提で各機能ブロック12,13をデジタル信号受信用の動作モードに設定した状態とする。すなわち、図3(b)に示すように、制御部11からの制御に基づいてダイバーシティ切替部12をディスエーブル状態にし、かつ、チューナ部13に対し広帯域用フィルタ13aの出力を選択した状態とする。なお、制御部11に入力されている「IBOCデコーダ16の動作状態」とは、デジタル変調波への同期状態やブレンド制御信号BCの状態などをいう。
【0030】
そして所定時間経過後に、制御部11とIBOCデコーダ16の協働作用により、デジタル変調波への同期がとれたか否か(つまり、その周波数同調した放送局がIBOC放送局か否か)を判別する。そして、IBOC放送局の場合には、A/D変換部14、FM/AM復調部15などを介して当該IBOC放送波を出力する。
【0031】
一方、IBOC放送局でない場合(つまり、アナログ放送局の場合)には、各機能ブロック12,13をアナログ信号受信用の動作モードに設定した状態に切り替える。すなわち、図3(a)に示すように、制御部11からの制御に基づいてダイバーシティ切替部12をイネーブル状態にし、かつ、チューナ部13に対し狭帯域用フィルタ13bの出力を選択した状態とする。そして、A/D変換部14、FM/AM復調部15などを介して当該アナログ放送波を出力する。
【0032】
以上説明したように、本実施形態に係るIBOC放送受信機10の構成によれば、制御部11において、IBOCデコーダ16との通信にとり、受信した放送波信号にIBOC放送波が存在すると判定されたときに、IBOC放送波を受信するのに好適な広帯域用フィルタ13aの出力が選択され、かつ、ダイバーシティ切替部12はディスエーブル状態とされる。つまり、アンテナ切替のためのスイッチング動作が停止された状態となるので、従来技術に見られたようなデジタル変調波への切替の際の「同期外れ」といった不都合を解消することができ、ひいてはIBOC放送の受信性能の低下を防止することができる。すなわち、IBOC放送の受信時に最適な受信を行うことができる。
【0033】
また、制御部11において、IBOCデコーダ16との通信にとり、受信した放送波信号にIBOC放送波が存在しないと判定されたときは、ダイバーシティ切替部12はイネーブル状態(すなわち、アナログ放送の受信性能の改善に寄与するアンテナ切替のためのスイッチング動作が可能な状態)に制御され、かつ、チューナ部13は狭帯域用フィルタ13bの出力を選択するよう制御される。つまり、IBOC放送波以外のアナログ放送波を受信するのに好適な「狭帯域」が選択されるので、従来技術に見られたような余分な周波数帯域を検知するといった不都合を解消することができる。これによって、アナログ放送の受信性能の低下を防止することができ、アナログ放送の受信時にも最適な受信を行うことが可能となる。
【0034】
上述した実施形態では、制御部11からの制御に基づいて各機能ブロックをデジタル信号受信用の動作モードに設定した状態(すなわち、図3(b)に示したようにダイバーシティ切替部12をディスエーブル状態にし、かつ、チューナ部13に対し広帯域用フィルタ13aの出力を選択した状態)から動作を開始する場合を例にとって説明したが、本発明の要旨から明らかなように、本実施形態のIBOC放送受信機10が行う動作の形態はこれに限定されないことはもちろんである。例えば、これとは逆に、制御部11からの制御に基づいて各機能ブロックをアナログ信号受信用の動作モードに設定した状態(すなわち、図3(a)に示したようにダイバーシティ切替部12をイネーブル状態にし、かつ、チューナ部13に対し狭帯域用フィルタ13bの出力を選択した状態)から動作を開始するようにしてもよい。
【0035】
この場合、先ず放送局の検索時に周波数同調した放送波がアナログ放送波であるという前提で各機能ブロック12,13をそれぞれ「イネーブル状態」、「狭帯域選択状態」とするが、所定時間毎に、各機能ブロック12,13をそれぞれ「ディスエーブル状態」、「広帯域選択状態」に切り換えて、制御部11とIBOCデコーダ16の協働作用により、デジタル変調波への同期がとれたか否か、すなわち、その周波数同調した放送局がIBOC放送局か否かを判別する。そして、IBOC放送局の場合には当該IBOC放送波を出力し、IBOC放送局でない場合(アナログ放送局の場合)には、各機能ブロック12,13をそれぞれ「イネーブル状態」、「狭帯域選択状態」に切り替えて、当該アナログ放送波を出力する。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るIBOC放送受信機によれば、IBOC復調手段の動作状態に応じてチューナ部のフィルタ切替(狭帯域/広帯域)とダイバーシティ受信手段のイネーブル/ディスエーブルとを連動させることにより、IBOC放送の受信時とアナログ放送の受信時とでそれぞれ最適な受信を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】IBOCデジタル音声放送(DAB)システムにおいて採用されている放送波伝送方式(ハイブリッド方式)の説明図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るIBOC放送受信機の構成を概略的に示すブロック図である。
【図3】図2のIBOC放送受信機の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
10…IBOC放送受信機、
11…制御部(制御手段)、
12…ダイバーシティ切替部(ダイバーシティ受信手段)、
12a,12b…アンテナ、
13…チューナ部(放送選択手段)、
13a…広帯域用フィルタ、
13b…狭帯域用フィルタ、
13c…(フィルタ切替用)スイッチ、
15…FM/AM復調部(第1の復調手段)、
16…IBOCデコーダ(第2の復調手段)、
16a…OFDM復調部、
16c…オーディオデコーダ、
17…ブレンド処理部(音声出力切替手段)、
BC…ブレンド制御信号。

Claims (5)

  1. IBOC方式の変調フォーマットで伝送されてくる放送波を受信するよう適応されたIBOC放送受信機であって、
    複数のアンテナを有するダイバーシティ受信手段と、
    広帯域用フィルタ及び狭帯域用フィルタを有し、前記ダイバーシティ受信手段を通して受信された放送波を各フィルタに切替接続して一方のフィルタの出力を選択する放送選択手段と、
    選択された放送波に含まれる信号を復調する復調手段と、
    前記ダイバーシティ受信手段、放送選択手段及び復調手段に動作可能に接続された制御手段とを具備し、
    前記制御手段は、前記復調手段で復調された結果に基づいて、
    当該放送波信号にIBOC放送波が存在しないと判定したときに、前記ダイバーシティ受信手段をイネーブル状態に制御し、かつ、前記放送選択手段に対し前記狭帯域用フィルタの出力を選択するよう制御し、
    当該放送波信号にIBOC放送波が存在すると判定したときに、前記ダイバーシティ受信手段をディスエーブル状態に制御し、かつ、前記放送選択手段に対し前記広帯域用フィルタの出力を選択するよう制御することを特徴とするIBOC放送受信機。
  2. 前記復調手段は、前記放送選択手段から選択出力された放送波に含まれるアナログ信号を復調する第1の復調手段と、前記放送選択手段から選択出力された放送波にデジタル変調波が含まれている場合に該デジタル変調波を復調する第2の復調手段とを有し、
    さらに、前記第1の復調手段により復調された第1の音声信号と前記第2の復調手段により復調された第2の音声信号とを切り替えて出力する音声出力切替手段を具備することを特徴とする請求項1に記載のIBOC放送受信機。
  3. 前記制御手段は、前記第2の復調手段の出力を参照して、前記デジタル変調波への同期状態が確立されたと判定したときに、前記音声出力切替手段に対して前記第2の音声信号を出力するよう制御することを特徴とする請求項2に記載のIBOC放送受信機。
  4. 前記広帯域用フィルタは、前記IBOC放送波を受信するのに適応された帯域幅を有し、前記狭帯域用フィルタは、前記IBOC放送波以外のアナログ放送波を受信するのに適応された帯域幅を有していることを特徴とする請求項1に記載のIBOC放送受信機。
  5. 車両に搭載されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のIBOC放送受信機。
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