JP2005521345A - 高周波チューナ - Google Patents

Abstract

アンテナ手段を介して衛星放送信号を受信するためのチューナであって、このチューナは制御ユニットに結合されている。このチューナは、アンテナ手段を介して受信された受信信号から得られたベースバンド信号を送信すると共に、制御ユニットにより送信された制御信号を受信する標準的な双方向ディジタルインターフェースを備え、前記制御信号は第１の双方向バスを介して送信／受信されることを特徴としている。

Description

本発明は、請求項１の前提部分によるチューナに関する。

最近では、ケーブルテレビ、インターネットおよびその他の高周波装置の急増を理由として、受信システムは広範囲なものとなってきている。

高周波システム実施のために共用される解決法は、米国特許第６，０３１，８７８号に説明されている。この特許において、セットトップボックス内に組み込まれた直接変換チューナが公開されている。受信システムは、ダブル周波数変換を用いており、すなわち、入力信号周波数レンジがまず第１の中間周波数［ＩＦ］で変換され、この第１の中間周波数は第２の中間周波数で変換されている。このタイプのシステムにおいては、高周波数の入力信号は、パラボラアンテナ［dish antenna］内に配置された低雑音ブロック（ＬＮＢ―Low Noise Block―）内で例えば［９５０…２１５０］ＭＨｚの周波数レンジに含まれる第１の中間周波数へとまず変換される。第１の中間周波数は、同軸ケーブルを介してセットトップボックスへと送られる。セットトップボックスは、直交局部発振器を用いて第１の中間周波数信号をベースバンド信号へと変換するコンバータを備え、直交局部発振器の発信周波数は第１の中間周波数信号の周波数に等しくなっている。この解決法の欠点は、相対的に高い周波数である第１の中間周波数信号のために同軸ケーブルを使用することである。このケーブルの長さは、セットトップボックスにより受信された信号の品質に影響を与えており、すなわち、この信号は、その周波数および同軸ケーブルの長さに依存して減衰され、位相シフトされ、さらに歪められている。同軸ケーブルの長さにより決定される損失を補償するために、例えばゲインのようなＬＮＢの幾つかのパラメータを制御するために、セットトップボックスからＬＮＢへのフィードバックが必要であることはさらに注意される。多くの適用例において、これは、例えばＤｉＳＥｑＣ規格にしたがって低周波数信号を用いる達成される。セットトップボックス内の互換可能なＤｉＳＥｑＣ信号の生成は、その複雑性、および暗黙のうちにそのコストを増加させている。もしも１つ以上の放送が受信されているのならば、複数の同軸ケーブルは、コストを増加させて、全体のシステムの信頼性を低下させることを必要とすることはさらに観測される。

発明の概要

それゆえに、この発明の目的は、相対的な低コストと増加された信頼性を有する受信システムを提供することにある。

この発明によれば、これ［この目的］は、冒頭の段落に記載された装置において、前記チューナは、アンテナ手段を介して受信された受信信号から得られたベースバンド信号を送信すると共に、前記制御ユニットにより送信された制御信号を受信するための標準的な双方向ディジタルインターフェースを備え、前記制御信号は、第１の双方向バスを介して送信され／受信されることを特徴とすることにより達成される。ディジタル放送においては、ベースバンド信号は、２値で相対的に小さい帯域幅を有している。低い帯域幅を有するディジタル信号を用いることは、第１の双方向バスの長さの影響が低減されて、チューナと制御ユニットとの間の通信の信頼性が改善されるという長所を有している。

この発明の実施形態において、第１の双方向バスを介して巡回する信号は、ＩＥＥＥ１３９４またはＵＳＢ規格の何れかでも互換性を有している。有線または無線の標準信号用の標準バスを用いることは、システム間の通信を円滑にしている。さらに、上述した信号は、ディジタルテレビとしてのディジタル放送番組を受信することを許容している。同時に、制御ユニットはパーソナルコンピュータ（ＰＣ―Personal Computer―）またはセットトップボックスの何れかであることができ、このチューナは周辺機器となる。制御ユニットは、さらに第２の標準バスを介して結合されることもでき、このバスは、プリンタ、キーボード、マウス、携帯記憶装置、ＭＰ３プレーヤ等の異なる互換可能な周辺機器を結合している。この第２のバスが何れかの有線または無線規格に対して互換可能な信号を送信または受信するために適合可能であることは、注目されるべきである。

その他の実施形態において、第１のバスを介して送信される信号のための低い帯域幅を得るために、このチューナは、その出力信号がベースバンド信号である、ゼロＩＦまたは直接変換方式の受信器を備えている。ＩＥＥＥ１３９４が考慮されているとき、最大帯域幅は大体４００ＭＮｚ程度であり、また、ＵＳＢ２が考慮されているとき、必要帯域幅は４８０ＭＨｚである。ベースバンド信号用の最大必要周波数が既知の受信システムで用いられる最低第１中間周波数の殆ど半分であることは注目されるべきである。これは、有線結合の場合、チューナおよび制御ユニットの結合は、同軸ケーブルおよび無線結合が考慮されたときにその使用に伴い組み込まれる不完全部分を削除して、同軸ケーブルの影響を低減させる。

さらに、第１のＩＦからベースバンドへの第２の信号変換を行なうゼロＩＦチューナを有することはもはや必要ではなくなることも注目される。したがって、受信器のコストは低減される。

この発明のその他の実施形態において、チューナは、第１の双方向バスに互換可能な信号へのチャネルデコード動作の後に得られる信号を変換するために適合される標準的なディジタルインターフェースを備えている。このチャネルデコーダは、第１のアナログ−ディジタルコンバータにより生成された第１の信号、および第２のアナログ−ディジタルコンバータにより生成された第２の信号を受信する一対の入力端子を備えている。前記複数のアナログ−ディジタルコンバータは、ゼロＩＦ直交信号からチャネルデコーダによりデコードされるべきディジタル信号への変換を実行する。

ミキサは、前記複数のアナログ−ディジタルコンバータに入力される前記直交信号を生成する。このミキサは、局部発振器により生成された直交周期信号を、前記入力信号と実質的に等しい周波数を有する信号に結合させており、この周期信号は、前記入力信号と実質的に等しい周波数有する。このチューナはさらに、水平方向に分極された入力信号と、垂直方向に分極された入力信号との間で、それぞれ選択するための第１および第２の制御可能バッファを備えている。第１のバッファおよび第２のバッファは、２値信号により制御されている。このチューナは、周波数レンジ内にある入力信号を選択するための第１および第２のバッファに結合されたバンドパスフィルタを備えている。

実施形態において、アンテナ手段はチューナに供給するためのエネルギーコンバータを備えている。このエネルギーコンバータは、例えば太陽電池パネルであっても良く、この太陽電池は、チューナに供給するために必要なエネルギーを生成する太陽パネルに備えられている。この発明のその他の実施形態において、受信システムに備えられている制御ユニットは、前記チューナにより送信された信号を受信するために第１のバスに結合された標準的なインターフェースを備えている。この制御ユニットはさらに、前記第１のバスを介して受信された信号をデコードすると共に、前記第２のバスを介して前記周辺機器に対してデコードされた信号を送信するソースデコーダを備えている。この制御ユニットは、例えばこのような規格で符号化されたマルチメディア信号をデコードするためのＭＰＥＧデコーダを備えていても良い。

発明の詳細な説明

この発明の上述およびその他の特徴および利点は、添付図面にしたがったこの発明の例示的な実施形態の以下の説明から明らかとなるであろう。

図１は、この発明による受信システムのブロック図を示している。受信システム１００は、アンテナ１０を介して衛星放送信号ＩＮ＿Ｓを受信するためのチューナ１を備えており、前記チューナ１はこのチューナ１から相対的に大きな距離だけ離れて配置された制御ユニット２０に結合されている。この受信システム１００は、第１の双方向バスＢＵＳ１を介して制御ユニット２０がチューナ１に結合され、この第１の双方向バスＢＵＳ１が相対的に低い帯域幅を有する信号に適合されているという特徴を有する。

第１のバスＢＵＳ１は、例えばＩＥＥＥ１３９４またはＵＳＢ規格へと互換可能な信号を受信し送信するために適合されることができる。有線または無線システムのための標準的な信号への互換可能なこれらのバスを用いることは、受信システムのブロック間の通信を円滑にしている。制御ユニット２０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）またはセットトップボックスの何れであっても良く、チューナ１は周辺機器となる。制御ユニット２０はさらに、第２の標準バスＢＵＳ２を介して結合されており、この第２の標準バスＢＵＳ２は前記制御ユニット２０をプリンタ、キーボード、マウス、携帯記憶装置、ＭＰ３プレーヤ等の異なるバス互換製品へと結合している。この第２のバスＢＵＳ２は有線または無線信号に対して適合可能であり、この信号はＩＥＥＥ１３９４またはＵＳＢ規格の何れかに準拠していることは注目されるべきである。

このチューナ１は、第１のバスＢＵＳ１を介して送信されてきた信号用に低い帯域幅を得るためのゼロＩＦ受信器であり、このチューナの出力はベースバンド信号である。ＩＥＥＥ１３９４規格が考慮されるときには最大帯域幅は４００ＭＨｚであり、図２ｂを参照せよ。これとは選択的に、ＵＳＢ２規格にしたがったバスが用いられても良い。この場合には、必要な帯域幅は４８０ＭＨｚである。標準的なインターフェースバスが用いられるときの最大必要周波数レンジは、従来技術で用いられた最低の第１中間周波数のおよそ半分である。従来技術においては、高周波入力信号がまず変換されて、パラボラアンテナ内に配置された低雑音ブロック（ＬＮＢ）内で例えば［９５０…２１５０］ＭＨｚの周波数レンジの範囲内にある第１の中間周波数となる。その点で、第１の中間周波数は信号は、同軸ケーブルを介してセットトップボックスに送られる。フィードバック信号は、ＬＮＢを制御するために、図２ａに示されるように、例えばＤＩＳＥｑＣ規格で定義された信号を用いて、セットトップボックスにより送られている。相対的に低い周波数の信号を用いることは、チューナ１および制御ユニット２０を結合するバスの影響が低減され、すなわち、信号が減衰されるのが少なくなったり、信号が位相シフトされたりするのが少なくなることを結果として生じる。これは、制御ユニット２０にディジタル信号のみが入力されることも結果として生じている。これは、従来技術において現れる可能性のある、無線周波数変調信号とディジタル信号との間で発生する干渉に関連する問題を低減させる。これは制御ユニット２０の設計を簡略化させると共に、そのコストを低減させる。

チューナ１は、入力信号ＩＮ＿Ｓをベースバンド信号へと変換するゼロＩＦ受信器である。このような解決法を採用することによって、入力信号を第１のＩＦ信号にする第１の変換が省略されて、受信器のコストを低減させることができる。

図３は、この発明によるチューナ１のより詳細な構成を示している。チューナ１は、第２の制御可能なバッファＢ２に結合された第１の制御可能なバッファＢ１を備えており、これら２つのバッファは入力信号ＩＮ＿Ｓを受信するためのアンテナ手段１０に結合されている。この入力信号ＩＮ＿Ｓは、水平方向に分極されるか、または、垂直方向に分極されるかの何れかであっても良い。水平方向に分極された信号は選択されて第１の制御可能バッファＢ１へ入力されると共に、垂直方向に分極された信号は選択されて第２の制御可能バッファＢ２へ入力されている。制御信号Ｈ／Ｖは、第１の制御可能バッファＢ１または第２の制御可能バッファＢ２の何れかを選択する。第１のバッファＢ１または第２のバッファＢ２の何れかより出力された信号はさらに、バンドパスフィルタ１０１に入力されており、このバンドパスフィルタは、例えば１０．７〜１２．７５ＧＨｚまたはＫｕバンドの周波数レンジにある周波数を有する信号のみを選択して増幅している。このバンドパスフィルタ１０１より出力された信号は、ミキサ１０２に入力され、このミキサ１０２はこの信号を直交局部発振器１０３により生成された周期信号Ｉ／Ｑに結合させている。この局部発振器１０３の周波数は、バンドパスフィルタ１０１により選択された入力信号ＩＮ＿Ｓの周波数と実質的に等しくなっており、この局部発振器１０３の信号は、相互に直交し、すなわち、互いに９０度により位相がシフトされている、第１の要素Ｉと第２の要素Ｑを有している。ミキサ１０２は、第１のアナログ−ディジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）１０４に入力される第１の低ＩＦ信号と、第２のアナログ−ディジタルコンバータ１０５に入力される第２の低ＩＦ信号とを生成する。第１の低ＩＦ信号および第２の低ＩＦ信号は、局部発振器１０３により生成された第１の要素Ｉおよび第２の要素Ｑを、バンドパスフィルタ１０１より出力された信号とそれぞれ結合させて得られる。第１のＡ／Ｄ１０４と第２のＡ／Ｄ１０５は、これらのＡ／Ｄコンバータに結合されたチャネルデコーダ１０６に入力されるディジタル信号を生成している。このチャネルデコーダ１０６は、低ＩＦ信号を復調して、低ＩＦ入力信号についての誤り修正デコードを実行する。このチャネルデコーダ１０６により出力された信号は、標準的なディジタルインターフェース１０７へと入力される。このインターフェースは、入力された信号を、例えばＩＥＥＥ１３９４やＵＳＢの第１のバスＢＵＳ１の仕様に互換可能な信号へと変換している。標準的なディジタルインターフェース１０７により出力された信号は、上述した規格が考慮されるときには、最大でも既知の受信システムにおける対応する信号の帯域幅の半分の帯域幅を有するビットのストリームである。アンテナ手段１０は、入力信号ＩＮ＿Ｓを受信するためのパラボラアンテナ（dish antenna）またはアンテナアレイを備えている。この発明の実施形態において、このアンテナ手段は、チューナに供給するためのエネルギー発生器を備えている。このエネルギー発生器は、基本的には、例えば太陽エネルギー、風力エネルギー、マイクロ波エネルギーの１つの形態から電気エネルギーへのコンバータである。この解決法はさらに、チューナに対して分割供給を提供する必要がないので、受信システムの構成を簡略化している。

図４は、この発明による制御ユニット２０のより詳細な構成を示している。制御ユニット２０は、ソースデコーダ２０１に結合された標準的なディジタルインターフェース１０８を備えている。ビットの直列ストリームは、バスＢＵＳ１を介して標準的なディジタルインターフェース１０８へと入力され、このインターフェース１０８はビットの直列ストリームをビットの並列ストリームへと変換している。ビットの並列ストリームは、このビットの並列ストリームをデコードしてこのデコードされた信号を第２のバスＢＵＳ２へと適合させるためのソースデコーダ２０１へと入力される。例えば、このビットのストリームはＭＰＥＧ信号であっても良く、したがって、このソースデコーダＭＰＥＧ信号のデコードを行なっている。第２のバスＢＵＳ２は、例えばＤＶＤリーダ／ライタ、ＣＤ−ＲＯＭリーダ／ライタ、ディジタルテレビセット、ビデオレコーダ、マウス、キーボードのような周辺機器に結合されている。

この発明の中に表現されている特徴の範囲内で、チューナ１は制御ユニット２０の周辺機器である。この制御ユニット２０は、パーソナルコンピュータまたは簡単なセットトップボックスの何れかであっても良く、この簡単なセットトップボックスは、従来技術において表現されていたチューナに結合されるセットトップボックスよりも、より安価なものである。さらに、簡単なセットトップボックスは、より製造し易いものである。第１のバスＢＵＳ１および第２のバスＢＵＳ２は、無線通信規格に準拠する信号を伝達させるために適合されていても良いことは注意される。この特徴は、何れかの周辺機器と制御ユニット２０との間の接続ケーブルが最早必要ではなくなるので、受信システムの値段をより低減させる。

この発明の保護範囲がこの明細書に記載された実施形態に限定されないことはさらに注意される。請求項の中の参照符号によりこの発明の保護範囲が限定されることもない。用語“comprising―備える―”は、請求項の中で記載された部分以外の部分を排除するものではない。構成要素に先立つ冠詞“a(n)”は、これらの構成要素が複数であることを排除するものではない。この発明の部分を形成する手段は、専用のハードウェアの形態であっても、または、プログラム目的のプロセッサの形態であっても、何れにより実現されても良い。この発明は、新たな特徴またはこれらの特徴の組合せのそれぞれに存在している。この明細書の説明を通して、用語“バス”は、信号用の伝達媒体を引用するものであり、したがって、このバスの属性はその物理的な特性を参考にしている。

この発明による受信システムを示すブロック図である。 既知のチューナにより送信される信号のスペクトラムを示す特性図である。 この発明の実施形態によるチューナにより送信される信号のスペクトラムを示す特性図である。 この発明によるチューナのより詳細な構成を示すブロック図である。 この発明による制御ユニットのより詳細な構成を示すブロック図である。

Claims (19)

1. アンテナ手段を介して衛星放送信号を受信するためのチューナであって、前記チューナは制御ユニットに結合され、前記チューナは、アンテナ手段を介して受信された受信信号から得られたベースバンド信号を送信すると共に、前記制御ユニットにより送信された制御信号を受信する標準的な双方向ディジタルインターフェースを備え、前記制御信号は、第１の双方向バスを介して送信され／受信されることを特徴とするチューナ。
2. 前記第１の双方向バスを介する前記制御信号は、ＩＥＥＥ１３９４またはＵＳＢ規格の何れかに互換可能である請求項１に記載のチューナ。
3. 前記第１の双方向バスは、無線通信規格に互換可能な転送信号に適合させられている請求項１に記載のチューナ。
4. ゼロＩＦ受信器を備える請求項１に記載のチューナ。
5. チャネルデコード動作を実行するチャネルデコーダと、前記第１の双方向バスに互換可能な信号にチャネルデコード動作を行なった後に得られる信号を変換するために適合された標準的なディジタルインターフェースと、を備える請求項１に記載のチューナ。
6. 第１のアナログ−ディジタルコンバータにより生成された第１の信号および第２のアナログ−ディジタルコンバータにより生成された第２の信号を受信するための一対の入力端子を備え、前記第１、第２のアナログ−ディジタルコンバータはゼロＩＦ直交信号から前記チャネルデコーダによりデコードされるべきディジタル信号への変換を実行している請求項１に記載のチューナ。
7. 前記アナログ−ディジタルコンバータに入力される前記直交信号はミキサにより生成され、前記ミキサは前記入力信号に実質的に等しい周波数を有する入力信号を局部発振器により生成された直交周期信号に結合させ、前記直交周期信号は前記入力信号に実質的に等しい周波数を有している請求項６に記載のチューナ。
8. 水平方向に分極された入力信号と、垂直方向に分極された入力信号との間で、それぞれ選択するために、第１の制御可能なバッファと、第２の制御可能なバッファと、を備える請求項７に記載のチューナ。
9. 前記第１のバッファと前記第２のバッファは２値信号により制御されている請求項８に記載のチューナ。
10. 周波数レンジの中に含まれる入力信号を選択するために前記第１のバッファおよび前記第２のバッファに結合されたバンドパスフィルタを備える請求項９に記載のチューナ。
11. 前記アンテナ手段は、チューナへ供給するためのエネルギーコンバータを備える請求項１に記載のチューナ。
12. 単一のチップに集積化されている請求項１に記載のチューナ。
13. 請求項１に記載されたチューナを備える受信システムであって、前記受信システムは前記制御ユニットを備え、前記制御ユニットは前記チューナに結合され、前記制御ユニットは、前記チューナにより送信される信号を受信するために前記第１バスに結合された第２標準的インターフェースを備え、前記制御ユニットは前記第１バスを介して受信された信号をデコードすると共にこのデコードされた信号を前記第２バスを介して周辺機器に送信するソースデコーダを備える受信システム。
14. 前記ソースデコーダはＭＰＥＧデコーダである請求項１３に記載の受信システム。
15. 前記制御ユニットはセットトップボックスである請求項１３に記載の受信システム。
16. 前記制御ユニットはパーソナルコンピュータである請求項１３に記載の受信システム。
17. 前記制御ユニットは第２の双方向バスを介して複数の周辺機器にさらに結合されている請求項１３に記載の受信システム。
18. 前記第２の双方向バスは、ＩＥＥＥ１３９４またはＵＳＢ規格の何れかに互換可能である信号を送信および受信するために適合される請求項１３に記載の受信システム。
19. 前記第２の双方向バスは、無線通信規格に互換可能信号を送信するために適合される請求項１３に記載の受信システム。

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