JP2005278111A - デジタル放送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 正確かつ素早くフレーム同期を確立することができるデジタル放送受信装置を提供する。
【解決手段】 同期ワード検出部２３は、ＴＭＣＣ信号から同期ワードを検出する。誤り訂正復号部２４は、ＴＭＣＣ信号の誤り訂正復号を実行するとともに、誤り訂正が正常に行なわれたかどうかを示す誤り訂正判定信号を出力する。同期確立・保護部２５は、同期ワード検出部２３によって検出された同期ワードと、誤り訂正復号部２４から出力された誤り訂正判定信号とに基づいて、フレーム同期確立信号を生成する。このため、シンボル♯１〜シンボル♯１６の同期ワードおよびシンボル♯２０以降の誤り訂正符号化されたＴＭＣＣ信号に基づいてフレーム同期が確立される。したがって、同期ワードのみを用いてフレーム同期を確立していた従来に比べ、より正確かつ素早くフレーム同期を確立することができる。
【選択図】 図５

Description

この発明は、デジタル放送受信装置に関し、特に、デジタル変調波を受信するデジタル放送受信装置に関する。

近年、高画質化、多チャンネル化、高機能化および高品質化を目的として、今までのアナログテレビ放送に代わるデジタルテレビ放送が導入されつつある。我が国における地上波デジタル放送では、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）が伝送方法として用いられる。

ＯＦＤＭは、マルチ・キャリア方式と呼ばれ、伝送帯域内に数千本のキャリアを立てて、それぞれのキャリアにデータを割付けて放送を行なうことを特徴とする。このため、部分的に損傷を受けても他のキャリアでカバーでき、地上波で問題となるゴーストに対して強いという利点を有する。そのため、移動体通信などの新しいアプリケーションに対しても期待が持たれている。

地上波デジタル放送に用いられるデータ信号の基本単位である１つのＯＦＤＭフレーム（以下、単に「フレーム」とも称する）は、２０４個のＯＦＤＭシンボル（以下、単に「シンボル」とも称する）から構成される。各シンボルにおいて、チャンネル帯域幅は１３個のＯＦＤＭセグメント（以下、単に「セグメント」とも称する）に分割される。ＯＦＤＭセグメントのキャリア構成を複数セグメントの連結が可能なように構造化することにより、メディアに適した伝送帯域幅をセグメント幅単位で実現できる。

１３個のＯＦＤＭセグメントのうちの中央部のＯＦＤＭセグメントについては、そのセグメント内のみの周波数インターリーブ（電波の反射などによる特定周波数信号の欠落を周波数軸上で分散させる処理）を行なう伝送路符号化が可能である。これにより、テレビジョンサービスの一部を部分的に受信（以下、部分受信と称する）することが可能となる。このため、受信装置の低消費電力化および小型化が図れ、携帯電話やＰＤＡ（携帯情報端末）などの携帯端末機器にテレビ受信機能を搭載することができる。

受信側においてフレーム同期を確立する際、従来のデジタル放送受信装置ではＯＦＤＭフレームに含まれる同期信号のみを用いる方法が一般的である。しかし、部分受信を行なう場合、１個のＯＦＤＭセグメントしか用いないため同期信号に利用されるキャリア数が少ない。このため、擬似的な同期引き込み現象によって擬似フレーム同期が発生する可能性がある。

そこで、同期信号は周期的に繰返し伝送される場合が多いため、この周期性を利用してフレーム同期をより正確にとる方法がある。受信側で同期信号のパターンの一致をその周期ごとに検査し、複数回連続して同期信号のパターンが一致した場合にフレーム同期を確立する方法を後方保護という。また、フレーム同期が確立した後に複数回連続して同期信号のパターンが一致しなかった場合にフレーム同期を外す方法を前方保護という。後方保護によって、ノイズや確率的に発生し得るデータパターンにより誤った位置でフレーム同期がかかるのが防止される。また、前方保護によって、パルス的なノイズ等で偶然に同期信号のパターンが一致しなかった場合でも即座に同期外れと判定されないためシステムの安定性が向上する。

下記の特許文献１には、伝送データと伝送データの復調情報とが同一のデータ列に含まれるデジタル信号を受信するためのデジタル信号受信装置において、復調情報を正確に復号する方法が開示されている。
特開２００２−２１７８６４号公報

上述した後方保護を行なうと、擬似フレーム同期の発生を抑制することができるがフレーム同期が確立されるまでの時間が長くなってしまう。また、地上波デジタル放送では、マルチパス（反射などの影響により、１つの信号に対して複数の伝送路が存在すること）による障害を防ぐため、他の伝送方式と比較するとフレーム周期が非常に長い。このため、フレーム同期が確立されるまでの時間が非常に長くなってしまう。

また、ダイバーシティ受信においては、複数のアンテナからの受信信号を合成、または複数のアンテナのうち受信電波状態のよいアンテナを選択して使用する。受信電波状況の変化に応じて使用するアンテナを切替える際、アンテナを切替える指標としてフレーム同期を用いる方法がある。このとき、正確かつ素早くアンテナの切替制御が行なわれる必要がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、正確かつ素早くフレーム同期を確立することができるデジタル放送受信装置を提供することである。

この発明の他の目的は、正確かつ素早くアンテナ切替制御ができるダイバーシティ受信のデジタル放送受信装置を提供することである。

この発明に係わるデジタル放送受信装置は、伝送データと、伝送データの復調に必要な制御情報を有する制御信号とを含むデジタル変調波を受信するデジタル放送受信装置であって、デジタル変調波を受信する第１のアンテナと、第１のアンテナによって受信されたデジタル変調波から制御信号を抽出して復調する第１の復調部と、第１の復調部によって復調された制御信号に含まれる同期信号を検出する第１の同期信号検出部と、第１の復調部によって復調された制御信号を誤り訂正するとともに、誤り訂正が正常に行なわれたかどうかを示す誤り訂正判定信号を生成する第１の誤り訂正部と、第１の同期信号検出部によって検出された同期信号と、第１の誤り訂正部によって生成された誤り訂正判定信号とに基づいて、第１のフレーム同期確立信号を生成する第１のフレーム同期確立部とを備える。ここで、デジタル放送受信装置は、第１のフレーム同期確立信号に基づいてフレーム同期を確立する。

好ましくは、デジタル変調波は、地上波デジタル放送の規格に従ってＯＦＤＭ方式で変調された変調波であり、制御信号は、ＯＦＤＭ方式で規定されるＴＭＣＣ信号であり、第１の誤り訂正部は、ＴＭＣＣ信号をフレームごとに差集合巡回復号することによって誤り訂正を行なうとともに、誤り訂正判定信号を生成する。

また、好ましくは、デジタル変調波の各フレームは、複数のＯＦＤＭシンボルで構成され、複数のＯＦＭＤシンボルの各々は、地上波デジタル放送のチャンネル帯域幅を複数に分割する複数のセグメントで構成され、デジタル放送受信装置は、複数のセグメントのうちの所定のセグメントを部分的に受信する。

また、好ましくは、さらに、デジタル変調波を受信する第２のアンテナと、第２のアンテナに対応して設けられた、第１の復調部と同じ構成の第２の復調部と、第２のアンテナに対応して設けられた、第１の同期信号検出部と同じ構成の第２の同期信号検出部と、第２のアンテナに対応して設けられた、第１の誤り訂正部と同じ構成の第２の誤り訂正部と、第２のアンテナに対応して設けられた、第１のフレーム同期確立部と同じ構成の第２のフレーム同期確立部と、第１および第２のフレーム同期確立部によって生成された第１および第２のフレーム同期確立信号に基づいて、第１および第２のアンテナのうち少なくとも一方のアンテナを選択して使用するダイバーシティ合成／選択部とを備える。

また、好ましくは、第１および第２のフレーム同期確立信号は、それぞれ第１および第２のアンテナによって受信されたデジタル変調波の連続した複数のフレームの状態に基づいて生成される第１および第２の保護有フレーム同期確立信号と、それぞれ第１および第２のアンテナによって受信されたデジタル変調波の各フレームの状態に基づいて生成される第１および第２の保護無フレーム同期確立信号とを含む。デジタル放送受信装置は、第１および第２の保護有フレーム同期確立信号に基づいてフレーム同期を確立し、ダイバーシティ合成／選択部は、第１および第２の保護無フレーム同期確立信号に基づいて選択動作を行なう。

この発明に係わるデジタル放送受信装置では、伝送データと、伝送データの復調に必要な制御情報を有する制御信号とを含むデジタル変調波を受信するデジタル放送受信装置であって、デジタル変調波を受信する第１のアンテナと、第１のアンテナによって受信されたデジタル変調波から制御信号を抽出して復調する第１の復調部と、第１の復調部によって復調された制御信号に含まれる同期信号を検出する第１の同期信号検出部と、第１の復調部によって復調された制御信号を誤り訂正するとともに、誤り訂正が正常に行なわれたかどうかを示す誤り訂正判定信号を生成する第１の誤り訂正部と、第１の同期信号検出部によって検出された同期信号と、第１の誤り訂正部によって生成された誤り訂正判定信号とに基づいて、第１のフレーム同期確立信号を生成する第１のフレーム同期確立部とが設けられる。デジタル放送受信装置は、第１のフレーム同期確立信号に基づいてフレーム同期を確立する。したがって、ほぼフレーム全体の情報を用いてフレーム同期を確立するため、同期信号のみを用いていた従来に比べ、より正確かつ素早くフレーム同期を確立することができる。

好ましくは、デジタル変調波は、地上波デジタル放送の規格に従ってＯＦＤＭ方式で変調された変調波であり、制御信号は、ＯＦＤＭ方式で規定されるＴＭＣＣ信号であり、第１の誤り訂正部は、ＴＭＣＣ信号をフレームごとに差集合巡回復号することによって誤り訂正を行なうとともに、誤り訂正判定信号を生成する。この場合は、ＯＦＤＭ方式を用いた地上波デジタル放送に適用できる。

また、好ましくは、デジタル変調波の各フレームは、複数のＯＦＤＭシンボルで構成され、複数のＯＦＭＤシンボルの各々は、地上波デジタル放送のチャンネル帯域幅を複数に分割する複数のセグメントで構成され、デジタル放送受信装置は、複数のセグメントのうちの所定のセグメントを部分的に受信する。この場合は、部分受信を行なう携帯端末機器に適用できる。

また、好ましくは、さらに、デジタル変調波を受信する第２のアンテナと、第２のアンテナに対応して設けられた、第１の復調部と同じ構成の第２の復調部と、第２のアンテナに対応して設けられた、第１の同期信号検出部と同じ構成の第２の同期信号検出部と、第２のアンテナに対応して設けられた、第１の誤り訂正部と同じ構成の第２の誤り訂正部と、第２のアンテナに対応して設けられた、第１のフレーム同期確立部と同じ構成の第２のフレーム同期確立部と、第１および第２のフレーム同期確立部によって生成された第１および第２のフレーム同期確立信号に基づいて、第１および第２のアンテナのうち少なくとも一方のアンテナを選択して使用するダイバーシティ合成／選択部とを備える。この場合は、ほぼフレーム全体の情報を用いてダイバーシティ合成／選択部のアンテナ切替制御が行なわれるため、同期信号のみを用いていた従来に比べ、より正確かつ素早くアンテナ切替制御ができる。

また、好ましくは、第１および第２のフレーム同期確立信号は、それぞれ第１および第２のアンテナによって受信されたデジタル変調波の連続した複数のフレームの状態に基づいて生成される第１および第２の保護有フレーム同期確立信号と、それぞれ第１および第２のアンテナによって受信されたデジタル変調波の各フレームの状態に基づいて生成される第１および第２の保護無フレーム同期確立信号とを含む。デジタル放送受信装置は、第１および第２の保護有フレーム同期確立信号に基づいてフレーム同期を確立し、ダイバーシティ合成／選択部は、第１および第２の保護無フレーム同期確立信号に基づいて選択動作を行なう。この場合も、正確かつ素早くアンテナ切替制御ができるダイバーシティ受信のデジタル放送受信装置が実現できる。

図１は、この発明の一実施の形態によるデジタル放送受信装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、このデジタル放送受信装置は、それぞれアンテナ１，２によって受信されたＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）信号から所望のチャンネルを選局するチューナ３，４と、それぞれチューナ３，４によって選局されたチャンネルのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部５，６と、それぞれＡ／Ｄ変換部５，６からのデジタル信号を受けてＩ軸データ（実軸成分）およびＱ軸データ（虚軸成分）を生成するヒルベルト変換部７，８と、それぞれヒルベルト変換部７，８からのＩ軸データおよびＱ軸データを受けて、シンボルごとの同期調整を実行するシンボル同期部９，１０とを含む。シンボル同期部９，１０においては、キャリア間隔以内の周波数調整である狭帯域ＡＦＣ（Auto Frequency Control：自動周波数制御）が実行されるとともに、クロック信号の同期等が図られる。

デジタル放送受信装置は、さらに、それぞれシンボル同期部９，１０においてシンボルごとの同期がとられたデジタルデータを受けて、時間領域から周波数領域の信号に変換するための高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を実行するためのＦＦＴ部１１，１２と、それぞれ周波数領域に変換されたＦＦＴ部１１，１２の出力信号に対して、キャリア間隔単位の周波数ずれを調整するための広帯域ＡＦＣ部１３，１４とを含む。

デジタル放送受信装置は、さらに、それぞれ広帯域ＡＦＣ部１３，１４の出力信号を受け、後方保護や前方保護を行なったフレーム同期確立信号（保護有）および後方保護と前方保護を行なっていないフレーム同期確立信号（保護無）を生成するとともに、受信装置の復調動作を補助する制御情報であるＴＭＣＣ（Transmission Multiplexing Configuration Control：伝送多重制御）信号を復号するフレーム同期・ＴＭＣＣ復号部１５，１６とを含む。フレーム同期・ＴＭＣＣ復号部１５，１６によって生成されたフレーム同期確立信号（保護有）は、受信装置全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）に与えられる。また、フレーム同期・ＴＭＣＣ復号部１５，１６によって生成されたフレーム同期確立信号（保護無）は、後に説明するダイバーシティ合成／選択部１９に与えられる。

デジタル放送受信装置は、さらに、それぞれ予め送信側において周波数軸上の所定位置に埋め込まれたパイロット信号をもとに波形整形を行なう等化器１７，１８と、等化器１７，１８の出力信号を合成、またはそれらの出力信号のうちの一方を選択するダイバーシティ合成／選択部１９と、ダイバーシティ合成／選択部１９からの信号に各種信号処理を実施して映像信号および音声信号を出力する信号処理部２０とを含む。

ここで、ダイバーシティ合成／選択部１９において、フレーム同期・ＴＭＣＣ復号部１５，１６から与えられたフレーム同期確立信号（保護無）は、受信電波状況の変化に応じてアンテナを切替える際の指標として用いられる。すなわち、アンテナ切替えのタイミングはフレーム同期確立信号（保護無）によって決定される。

また、信号処理部２０において、送信側において施された時間インターリーブ（耐フェージング性能を改善するためにシンボルデータを時間的に分散させる処理）を解除するための時間デインタリーブ、送信側において施された周波数インターリーブを解除するための周波数デインタリーブなどを実施した後、復号処理やＭＰＥＧデコードを行ない、最終的にデジタル信号をアナログ信号に変換してアナログの映像信号および音声信号を出力する。

次に、まず地上波デジタル放送に用いられるデータ信号の構造を説明した後、この発明のポイントとなるフレーム同期・ＴＭＣＣ復号部１５，１６の構成および動作について説明する。

図２および図３は、地上波デジタル放送に用いられるデータ信号の構造を説明するための第１および第２の図である。図２を参照して、地上波デジタル放送に用いられるデータ信号の基本単位である１つのＯＦＤＭフレーム期間は、シンボル♯０〜シンボル♯２０３の、時間軸上に直列に伝送される２０４個のＯＦＤＭシンボルから構成される。

図３を参照して、各シンボルは、それぞれが異なる周波数に割付けられた、通常の音声信号や映像信号を符号化した伝送データに相当するデータ信号ＤＳ、ダミーデータに相当するヌル信号ＮＳ、およびパイロット信号ＰＳを含む。

パイロット信号ＰＳは、伝送データのデータ構造や復調に関する情報等を含み、データ信号ＤＳおよびヌル信号ＮＳよりも大きいレベルを有する。地上波デジタル放送の規格に従えば、パイロット信号ＰＳには、ＴＭＣＣ信号と呼ばれるデータの構成や各ＯＦＤＭセグメントの伝送パラメータ等の受信装置の復調動作に必要な信号が含まれる。このＴＭＣＣ信号によって、符号化された復調情報が伝送される。

各シンボル内におけるＴＭＣＣ信号の配置は、規格に従って予め決定されている。したがって、データに同期して伝送される信号に基づいて生成される、１つのシンボル内におけるデータの開始位置を示すスタートパルスＳＴＰの位置を基準として、各シンボル内におけるＴＭＣＣ信号の配置を知ることができる。

ＴＭＣＣ信号は１フレーム中のシンボル数と同じ２０４ビットからなり、各シンボルにおいて１ビットのデータが伝送される。すなわち、１シンボル内に含まれる複数のＴＭＣＣ信号は、すべて同一の信号レベル（“１”もしくは“０”）を有し、受信装置側においては、シンボルごとにＴＭＣＣ信号を抽出して１ビットのデータを得る動作を実行することになる。

ＴＭＣＣ信号は、フレーム同期を確立するための同期信号、受信装置の復調動作を補助するためのＴＭＣＣ情報、およびデータの集合が正しいかどうかを検査するための付加的なパリティビットを含む。各フレームにおいて、同期信号はシンボル♯１〜シンボル♯１６に割り当てられ、１６ビットの同期ワードで構成される。また、ＴＭＣＣ情報はシンボル♯２０〜シンボル♯１２１に割り当てられ、パリティビットはシンボル♯１２２〜シンボル♯２０３割り当てられる。これらのシンボル♯２０〜シンボル♯２０３のＴＭＣＣ信号に対して誤り訂正符号化が施される。

図４は、各シンボル内のＯＦＤＭセグメントの配置を示す図である。図４を参照して、各シンボルにおいて、５．７ＭＨｚのチャンネル帯域はセグメント♯０〜セグメント♯１２の１３個のＯＦＤＭセグメントに分割される。これらのＯＦＤＭセグメントのキャリア構成を複数セグメントの連結が可能なように構造化することにより、メディアに適した伝送帯域幅をセグメント幅単位で実現できる。

家庭内の据置きのテレビ等では、これらの１３個のＯＦＤＭセグメントをすべて受信する。一方、日本の地上波デジタル放送の特徴の１つである携帯端末機器では、１３個のＯＦＤＭセグメントのうちの中央部のセグメント♯０のみを部分受信する。

ここで、地上波デジタル放送に従うデータ規格においては、使用するキャリア数を３種類のモードに切換えることができる。具体的には、モード１、モード２およびモード３の３種類が設定されている。モード１はキャリア数最小モードに相当する。モード２においてはモード１の２倍のキャリア数、モード３においてはモード２のさらに２倍のキャリア数を用いてデータ伝送が実行される。したがって、モード番号が小さくなるほど、１シンボル内のキャリア数が少なくなるので、各ＯＦＤＭシンボル内に含まれるＴＭＣＣ信号の数も少なくなる。部分受信においては、１セグメント内のＴＭＣＣ信号の数は、モード１の場合は１本、モード２の場合は２本、モード３の場合は４本である。

理想的な伝送状態においては、同一のＯＦＤＭシンボルに含まれる各ＴＭＣＣ信号の復号結果は、“１”か“０”のいずれかに揃っている。したがって、各シンボル内において、複数のＴＭＣＣ信号のそれぞれの復号結果に対して多数決処理を実行することによって、当該シンボルに対応する１ビットのＴＭＣＣ情報を確定することができる。

従来は、フレーム同期を確立する際、フレームの一部分であるシンボル♯１〜シンボル♯１６の同期信号のみを用いていた。しかし、部分受信においては、上述のようにＴＭＣＣ信号の数が少ないため、ＴＭＣＣ信号の多数決処理を実行しても正確な情報が得られない場合がある。このため、擬似フレーム同期が発生する可能性がある。

そこで、この実施の形態では、シンボル♯１〜シンボル♯１６の同期ワードおよびシンボル♯２０以降（たとえば、シンボル♯２０〜シンボル♯２０３）の誤り訂正符号化されたＴＭＣＣ信号を利用してフレーム同期を確立する。これにより、ほぼフレーム全体の情報を用いてフレーム同期を確立することになるため、擬似フレーム同期の発生を防止して、より正確にフレーム同期を確立することができる。

図５は、図１に示したフレーム同期・ＴＭＣＣ復号部１５の構成を示すブロック図である。図５において、このフレーム同期・ＴＭＣＣ復号部１５は、ＤＢＰＳＫ復調部２１、ＴＭＣＣ多数決処理部２２、同期ワード検出部２３、誤り訂正復号部２４、同期確立・保護部２５、ＴＭＣＣ信号取得部２６およびタイミング調整部２７を含む。なお、図１に示したフレーム同期・ＴＭＣＣ復号部１６は、このフレーム同期・ＴＭＣＣ復号部１５と同様の構成であり、同様に動作する。

ＤＢＰＳＫ復調部２１は、図１に示した広帯域ＡＦＣ部１３からのデジタルデータ列（Ｉ軸データ、Ｑ軸データ）とスタートパルスＳＴＰを受け、ＴＭＣＣ信号を抽出してＤＢＰＳＫ（Differential Binary Phase Shift Keying）復調を実行する。

図６は、ＤＢＰＳＫ変復調を説明するための概念図である。ＤＢＰＳＫ変調は、差動方式に基づく、離散的な位相変調である。具体的には、ＴＭＣＣ信号の各ビットは対応するシンボルとその１つ前のシンボルとの間における位相差として符号化される。すなわち、“０”は０度の位相差として符号化され、“１”は１８０度の位相差として符号化される。

図６を参照して、ＤＢＰＳＫ復調部２１は、各シンボル内で同じ位置にあるＴＭＣＣ信号の各々をシンボル間で位相比較し、その位相比較結果に基づいて復調データを出力する。図６においては、第ｎ番目のｎシンボル（ｎ：０〜２０２の整数）とその次の（ｎ＋１）シンボルとのＴＭＣＣ信号の比較が示されている。なお、第２０３番目のシンボルについても、次のフレーム期間の第０番目のシンボルの間において、ＤＢＰＳＫ復調は実行される。

図６に示されるように、ｎシンボルと（ｎ＋１）シンボルとの間において、ＴＭＣＣ信号の位相が等しい場合には、復調データとして“０”が得られる。反対に、ｎシンボルと（ｎ＋１）シンボルとの間において、ＴＭＣＣ信号の位相が逆である場合には、復調データとして“１”が得られる。

再び図５を参照して、ＴＭＣＣ多数決処理部２２は、ＤＢＰＳＫ復調部２１によって復調されたＴＭＣＣ信号を各シンボル内で対比し、多数決によって“０”か“１”に決定する。既に説明したように、同一シンボルに含まれる複数のＴＭＣＣ信号は同一の情報を有するように設定されているため、いずれかのＴＭＣＣ信号に位相歪があっても、多数決によりＴＭＣＣ信号を元通り復元することができる。

同期ワード検出部２３は、ＴＭＣＣ多数決処理部２２から出力された１６ビット分のＴＭＣＣ信号をシフトレジスタに順次格納する。新しいビットがシフトレジスタに入力されると、格納された最も古いビットが削除される。このようにして、ＴＭＣＣ信号の中から連続した１６ビットの同期ワードを検出する。既に説明したように、各フレームはシンボル♯０〜シンボル♯２０３の２０４個のＯＦＤＭシンボルから構成され、送信側においてシンボル♯１〜シンボル♯１６の１６個のＯＦＤＭシンボルに同期ワードが割り当てられる。検出した１６ビット分の同期ワードと、予め定められた１６ビットの同期ワードパターンとをシンボルごとに比較し、所定のビット数（たとえば、１５ビット）のパターンが一致した場合にフレーム先頭位置を特定する。

地上波デジタル放送の規格に従えば、予め定められた１６ビットの同期ワードパターンは、フレームごとに反転して設定される。たとえば、第ｍフレーム（ｍ：自然数）における同期ワードパターンが、“１１００１０１００００１０００１”である場合には、第（ｍ＋１）フレームにおける同期ワードパターンは、“００１１０１０１１１１０１１１０”に設定される。したがって、この性質を利用して同期ワードパターンを検出し、フレーム先頭位置の検出およびフレーム先頭検出保護を実行することもできる。

このようにして検出されたフレーム先頭位置からシンボル番号が決定された後、誤り訂正復号部２４による誤り訂正復号が実行される。各フレームにおいて、シンボル♯０〜シンボル♯２０３のうちのシンボル♯２０〜シンボル♯２０３に含まれるＴＭＣＣ信号対して誤り訂正符号化が施されている。

誤り訂正復号部２４は、ＴＭＣＣ多数決処理部２２によって多数決処理されたＴＭＣＣ信号を受け、第２０番目以降のシンボルに対応するＴＭＣＣ信号の誤り訂正復号（差集合巡回復号：ＳＤＳＣ復号）を実行する。この誤り訂正復号部２４は、予め定められたブロック単位で誤り訂正の判定を行ない、所定のビット数以下の誤りを検出した場合に誤り訂正を行なう。誤り訂正復号部２４は、誤り訂正復号したＴＭＣＣ信号を出力するとともに、誤り訂正が正常に行われたかどうかを示す誤り訂正判定信号を出力する。この誤り訂正判定信号は、たとえば、受信電波状態がよくて誤り無しまたは誤り訂正が可能であった場合は“１”、一方、受信電波状態が悪くて所定のビット数よりも多い誤りが発生し、誤り訂正が不可能であった場合は“０”とされる。

なお、ここでは、誤り訂正復号部２４がＴＭＣＣ多数決処理部２２の多数決処理によって“０”か“１”に判定された信号を誤り訂正（硬判定の誤り訂正）する場合について説明したが、誤り訂正復号部２４は“０”か“１”に判定される前のデータ（１シンボル内で同一情報を加算した結果）を誤り訂正（軟判定の誤り訂正）してもよい。

同期確立・保護部２５は、同期ワード検出部２３によって検出された同期ワードと、誤り訂正復号部２４から出力された誤り訂正判定信号とに基づいて、フレーム同期確立信号（保護有）およびフレーム同期確立信号（保護無）を生成する。ここで、フレーム同期確立信号（保護無）は、同期ワード検出部２３によって検出された同期ワードが予め定められた同期ワードパターンに一致し、かつ誤り訂正判定信号が“１”であった場合に生成され、同期ワード検出部２３によって検出された同期ワードが予め定められた同期ワードパターンに一致しなかった場合、または誤り訂正判定信号が“０”であった場合には生成されない。

一方、フレーム同期確立信号（保護有）は、同期ワード検出部２３によって検出された同期ワードが予め定められた同期ワードパターンに一致し、かつ誤り訂正判定信号が“１”となるフレームが複数回連続した場合に生成され、同期ワード検出部２３によって検出された同期ワードが予め定められた同期ワードパターンに一致しないか、または誤り訂正判定信号が“０”であった場合には生成されない。

同期確立・保護部２５によって生成されたフレーム同期確立信号（保護有）は受信装置全体を制御するＣＰＵに与えられ、フレーム同期確立信号（保護無）はダイバーシティ合成／選択部１９に与えられる。これは、一般的に、受信装置全体を制御するＣＰＵは安定性が重視され、ダイバーシティ合成／選択部１９はアンテナ切替制御の素早さが重視されるためである。これらのフレーム同期確立信号の割り当ては、たとえば外部のレジスタによって設定される。

同期確立・保護部２５は、さらに、同期ワード検出部２３によってフレーム先頭位置が検出されたことに応じて、フレームパルスを生成する。ＴＭＣＣ信号取得部２６は、誤り訂正復号部２４によって誤り訂正復号されたＴＭＣＣ信号を取得して、タイミング調整部２７に与える。ノイズなどの影響で誤りを訂正できなかった場合は、以前の状態のＴＭＣＣ信号をタイミング調整部２７に与える。

タイミング調整部２７は、ＴＭＣＣ信号取得部２６からのＴＭＣＣ信号と、図１に示した広帯域ＡＦＣ部１３からのＩ軸データおよびＱ軸データを含むデジタルデータ列と、スタートパルスＳＴＰと、同期確立・保護部２５によって生成されたフレームパルスとを受けて、これらのデータ間のタイミングを調整して、次のブロック、すなわち図１における等化器１７に対して出力する。なお、データのずれが少なく、タイミング調整の必要がない場合はこのタイミング調整部２７を設けなくてもよい。

図７は、図５に示したフレーム同期・ＴＭＣＣ復号部１５の動作を説明するための図である。図７において、第１番目のフレーム（フレーム♯１）から第１０番目のフレーム（フレーム♯１０）に対応するフレーム同期確立信号の状態を示す。なお、ここでは、フレーム同期確立信号（保護有）は、後方保護無、前方保護回数が１回の場合を示す。

受信ＴＭＣＣ信号の同期ワードが予め定められた同期ワードパターンに一致した場合は丸印、同期ワードが予め定められた同期ワードパターンに一致しなかった場合はバツ印を記す。また、受信ＴＭＣＣ信号が誤り無しか誤り訂正可能であった場合（誤り訂正判定信号が“１”）は丸印、誤り訂正が不可能であった場合（誤り訂正判定信号が“０”）はバツ印を記す。

各フレームに対応する受信電波状態は、対応するフレームの同期ワードが予め定められた同期ワードパターンに一致し、かつ誤り無しか誤り訂正可能であった場合は、受信電波状態がよい（丸印）と判定される。一方、対応するフレームの同期ワードが予め定められた同期ワードパターンに一致しなかったか、または誤り訂正が不可能であった場合は、受信電波状態が悪い（バツ印）と判定される。

フレーム同期確立信号（保護有）は、対応するフレームの受信電波状態がよい場合（丸印）に生成され（ＯＫ）、対応するフレームの受信電波状態が悪い場合（バツ印）は生成されない（ＮＧ）。ただし、一旦フレーム同期確立信号（保護有）が生成された（ＯＫ）後は、２フレーム連続して受信電波状態が悪くなった場合（バツ印）は生成されなくなる（ＮＧ）。たとえば、フレーム♯１，フレーム♯２において受信電波状態が悪く（バツ印）、フレーム♯３において受信電波状態がよくなった（丸印）ことに応じて、時刻ｔ１からフレーム同期確立信号（保護有）が生成される（ＯＫ）。その後、フレーム♯５，フレーム♯６において２フレーム連続して受信電波状態が悪くなった（バツ印）ことに応じて、時刻ｔ３からフレーム同期確立信号（保護有）が生成されなくなる（ＮＧ）。

フレーム同期確立信号（保護無）は、対応するフレームの受信電波状態がよい場合（丸印）に生成され（ＯＫ）、対応するフレームの受信電波状態が悪い場合（バツ印）は生成されない（ＮＧ）。たとえば、フレーム♯１，フレーム♯２において受信電波状態が悪く（バツ印）、フレーム♯３において受信電波状態がよくなった（丸印）ことに応じて、時刻ｔ１からフレーム同期確立信号（保護無）が生成される（ＯＫ）。その後、フレーム♯５において受信電波状態が悪くなった（バツ印）ことに応じて、時刻ｔ２からフレーム同期確立信号（保護無）が生成されなくなる（ＮＧ）。

図８は、従来のデジタル放送受信装置の動作を示す図であって、図７と対比される図である。図８において、受信ＴＭＣＣ信号の状態は、図７に示した場合と同じである。なお、ここでは、フレーム同期確立信号（保護有）は、後方保護回数が１回、前方保護回数が１回の場合を示す。

各フレームに対応する受信電波状態は、受信ＴＭＣＣ信号の同期ワードが予め定められた同期ワードパターンに一致した場合（丸印）は、受信電波状態がよい（丸印）と判定される。一方、受信ＴＭＣＣ信号の同期ワードが予め定められた同期ワードパターンに一致しなかった場合（バツ印）は、受信電波状態が悪い（バツ印）と判定される。

フレーム同期確立信号（保護有）は、２フレーム連続して受信電波状態がよい場合（丸印）に生成され（ＯＫ）、その後２フレーム連続して受信電波状態が悪くなった場合（バツ印）に生成されなくなる（ＮＧ）。たとえば、フレーム♯２において受信電波状態が悪く（バツ印）、フレーム♯３，フレーム♯４において２フレーム連続して受信電波状態がよくなった（丸印）ことに応じて、時刻ｔ１２からフレーム同期確立信号（保護有）が生成される（ＯＫ）。その後、フレーム♯６，フレーム♯７において２フレーム連続して受信電波状態が悪くなった（バツ印）ことに応じて、時刻ｔ１４からフレーム同期確立信号（保護有）が生成されなくなる（ＮＧ）。

フレーム同期確立信号（保護無）は、対応するフレームの受信電波状態がよい場合（丸印）に生成され（ＯＫ）、対応するフレームの受信電波状態が悪い場合（バツ印）は生成されない（ＮＧ）。たとえば、フレーム♯２において受信電波状態は悪く（バツ印）、フレーム♯３において受信電波状態がよくなった（丸印）ことに応じて、時刻ｔ１１からフレーム同期確立信号（保護無）が生成される（ＯＫ）。その後、フレーム♯６において受信電波状態が悪くなった（バツ印）ことに応じて、時刻ｔ１３からフレーム同期確立信号（保護無）が生成されなくなる（ＮＧ）。

図７および図８を参照して、本発明のデジタル放送受信装置と従来のデジタル放送受信装置のフレーム同期確立信号の状態を比較する。受信装置全体を制御するＣＰＵは、フレーム同期確立信号（保護有）に基づいてフレーム同期を確立する。また、ダイバーシティ合成／選択部１９は、フレーム同期確立信号（保護無）に基づいてアンテナ切替制御を行なう。

本発明のデジタル放送受信装置においてフレーム同期確立信号（保護有）が生成される（ＯＫ）時刻ｔ１は、従来のデジタル放送受信装置においてフレーム同期確立信号（保護有）が生成される（ＯＫ）時刻ｔ１２よりも早い。したがって、受信電波状態がよい場合に、ＣＰＵによってフレーム同期が確立されるタイミングが従来よりも早くなる。

また、本発明のデジタル放送受信装置においてフレーム同期確立信号（保護有）が生成されなくなる（ＮＧ）時刻ｔ３は、従来のデジタル放送受信装置においてフレーム同期確立信号（保護有）が生成されなくなる（ＮＧ）時刻ｔ１４よりも早い。したがって、受信電波状態が悪くなった場合に、ＣＰＵによってフレーム同期が外されるタイミングが従来よりも早くなる。

なお、従来のデジタル放送受信装置では後方保護を１回しているのに対して本発明のデジタル放送受信装置では後方保護をしていない。これは、既に説明したように、従来はシンボル♯１〜シンボル♯１６の同期ワードのみを用いてフレーム同期を確立していたが、本発明ではシンボル♯１〜シンボル♯１６の同期ワードおよびシンボル♯２０以降の誤り訂正符号化されたＴＭＣＣ信号を利用してフレーム同期を確立するため、後方保護をする必要がないからである。

一方、本発明のデジタル放送受信装置においてフレーム同期確立信号（保護無）が生成される（ＯＫ）時刻ｔ１は、従来のデジタル放送受信装置においてフレーム同期確立信号（保護無）が生成される（ＯＫ）時刻ｔ１１よりも遅い。この場合、ダイバーシティ合成／選択部１９によってアンテナが切替えられるタイミングは従来よりも遅くなるが、アンテナ切替えがより正確になる。

また、本発明のデジタル放送受信装置においてフレーム同期確立信号（保護無）が生成されなくなる（ＮＧ）時刻ｔ２は、従来のデジタル放送受信装置においてフレーム同期確立信号（保護無）が生成されなくなる（ＮＧ）時刻ｔ１３よりも早い。したがって、受信電波状態が悪くなった場合に、ダイバーシティ合成／選択部１９によってアンテナが切替えられるタイミングが従来よりも早くなる。

したがって、この実施の形態１では、ほぼフレーム全体の情報を用いてフレーム同期を確立するため、同期信号のみを用いていた従来に比べ、より正確かつ素早くフレーム同期を確立することができる。さらに、ほぼフレーム全体の情報を用いてダイバーシティ合成／選択部のアンテナ切替制御が行なわれるため、同期信号のみを用いていた従来に比べ、より正確かつ素早くアンテナ切替制御ができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の一実施の形態によるデジタル放送受信装置の概略構成を示すブロック図である。 地上波デジタル放送に用いられるデータ信号の構造を説明するための第１の図である。 地上波デジタル放送に用いられるデータ信号の構造を説明するための第２の図である。 各シンボル内のＯＦＤＭセグメントの配置を示す図である。 図１に示したフレーム同期・ＴＭＣＣ復号部の構成を示すブロック図である。 ＤＢＰＳＫ変復調を説明するための概念図である。 図５に示したフレーム同期・ＴＭＣＣ復号部の動作を説明するための図である。 従来のデジタル放送受信装置の動作を説明するための図である。

符号の説明

１，２ アンテナ、３，４ チューナ、５，６ Ａ／Ｄ変換部、７，８ ヒルベルト変換部、９，１０ シンボル同期部、１１，１２ ＦＦＴ部、１３，１４ 広帯域ＡＦＣ部、１５，１６ フレーム同期・ＴＭＣＣ復号部、１７，１８ 等化器、１９ ダイバーシティ合成／選択部、２０ 信号処理部、２１ ＤＢＰＳＫ復調部、２２ ＴＭＣＣ多数決処理部、２３ 同期ワード検出部、２４ 誤り訂正復号部、２５ 同期確立・保護部、２６ ＴＭＣＣ信号取得部、２７ タイミング調整部。

Claims (5)

1. 伝送データと、前記伝送データの復調に必要な制御情報を有する制御信号とを含むデジタル変調波を受信するデジタル放送受信装置であって、
   前記デジタル変調波を受信する第１のアンテナ、
   前記第１のアンテナによって受信された前記デジタル変調波から前記制御信号を抽出して復調する第１の復調部、
   前記第１の復調部によって復調された前記制御信号に含まれる同期信号を検出する第１の同期信号検出部、
   前記第１の復調部によって復調された前記制御信号を誤り訂正するとともに、前記誤り訂正が正常に行なわれたかどうかを示す誤り訂正判定信号を生成する第１の誤り訂正部、および
   前記第１の同期信号検出部によって検出された前記同期信号と、前記第１の誤り訂正部によって生成された前記誤り訂正判定信号とに基づいて、第１のフレーム同期確立信号を生成する第１の同期確立部を備え、
   前記デジタル放送受信装置は、前記第１のフレーム同期確立信号に基づいてフレーム同期を確立する、デジタル放送受信装置。
2. 前記デジタル変調波は、地上波デジタル放送の規格に従ってＯＦＤＭ方式で変調された変調波であり、
   前記制御信号は、前記ＯＦＤＭ方式で規定されるＴＭＣＣ信号であり、
   前記第１の誤り訂正部は、前記ＴＭＣＣ信号をフレームごとに差集合巡回復号することによって前記誤り訂正を行なうとともに、前記誤り訂正判定信号を生成する、請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
3. 前記デジタル変調波の各フレームは、複数のＯＦＤＭシンボルで構成され、
   前記複数のＯＦＭＤシンボルの各々は、地上波デジタル放送のチャンネル帯域幅を複数に分割する複数のセグメントで構成され、
   前記デジタル放送受信装置は、前記複数のセグメントのうちの所定のセグメントを部分的に受信する、請求項２に記載のデジタル放送受信装置。
4. さらに、前記デジタル変調波を受信する第２のアンテナ、
   前記第２のアンテナに対応して設けられた、第１の復調部と同じ構成の第２の復調部、
   前記第２のアンテナに対応して設けられた、第１の同期信号検出部と同じ構成の第２の同期信号検出部、
   前記第２のアンテナに対応して設けられた、前記第１の誤り訂正部と同じ構成の第２の誤り訂正部、
   前記第２のアンテナに対応して設けられた、前記第１の同期確立部と同じ構成の第２の同期確立部、および
   前記第１および第２の同期確立部によって生成された第１および第２のフレーム同期確立信号に基づいて、前記第１および第２のアンテナのうち少なくとも一方のアンテナを選択して使用するダイバーシティ合成／選択部を備える、請求項１から請求項３までのいずれかに記載のデジタル放送受信装置。
5. 前記第１および第２のフレーム同期確立信号は、それぞれ前記第１および第２のアンテナによって受信された前記デジタル変調波の連続した複数のフレームの状態に基づいて生成される第１および第２の保護有フレーム同期確立信号と、それぞれ前記第１および第２のアンテナによって受信された前記デジタル変調波の各フレームの状態に基づいて生成される第１および第２の保護無フレーム同期確立信号とを含み、
   前記デジタル放送受信装置は、前記第１および第２の保護有フレーム同期確立信号に基づいてフレーム同期を確立し、
   前記ダイバーシティ合成／選択部は、前記第１および第２の保護無フレーム同期確立信号に基づいて前記選択動作を行なう、請求項４に記載のデジタル放送受信装置。

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