JP2006311258A - デジタル放送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナおよびチューナ部を複数個備えるダイバシティ受信において、低消費電力化を実現する。
【解決手段】誤り訂正部１０８からのＢＥＲの出力が接続されるとともにこのＢＥＲをあらかじめ設定した閾値と比較して判定信号を出力するＢＥＲ判定器１０９と、このＢＥＲ判定器１０９から出力される判定信号が入力されるダイバ制御部１１０とを設け、このダイバ制御部１１０がＢＥＲ判定器１０９においてＢＥＲが閾値より大きい場合にはチューナ部１０３および１０４への電源を供給することによりダイバシティ受信とし、またＢＥＲが閾値より小さい場合にはチューナ部１０３または１０４のいずれか一方のチューナ部の電源供給を停止することによりシングル受信としている。
この構成により、受信環境が良好な場合には一方のチューナ部の電源供給を停止できるので、低消費電力化を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高周波信号を複数本のアンテナで受信し、ダイバシティ受信方式を用いて受信品質を向上させることのできるデジタル放送受信装置に関するものである。

近年、直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭという）を採用したデジタル放送が開始され、さらに携帯受信端末でも視聴できる１セグメント放送が予定されている。

しかし携帯端末においては従来の家庭での大型アンテナに比べて小型サイズのアンテナで低い位置で受信し、また利用者が移動しながら視聴するなど、受信環境が大幅に劣化していた。特に、マルチパスに起因する周波数選択性の伝送路歪みや、マルチパス環境での移動受信に起因するフェージングなどの劣悪な受信環境において、受信した信号波形から送信時の信号波形を復元し、放送番組を再生する必要がある。

従来、このような劣悪な受信環境においてはダイバシティ受信技術が有効であることが知られている。例えば、空間ダイバシティ受信方式では２本のアンテナを空間的に十分に離して設置し、それぞれのアンテナが受信した信号の受信電力を比較して選択または合成する。これにより一方のアンテナの受信電力が低い場合であっても、他方のアンテナの受信電力が高ければ送信時の信号波形を復元することが出来る。

さらに、ＯＦＤＭにおいては互いに直交する多数の搬送波（以下、サブキャリアという）を用いて伝送するため、それぞれのアンテナで受信した信号をフーリエ変換して周波数軸上のサブキャリアに分解し、このサブキャリア単位で選択または合成を行うことができる。

これにより、周波数選択性の伝送路歪みによる劣化を大幅に防止することができる。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００１−１５６７３８号公報

しかし、サブキャリア単位で選択または合成するダイバシティ受信においては、それぞれのアンテナで受信した信号をサブキャリア単位の信号に変換するために、アンテナ本数と同じ数のチューナ部とデジタル復調部を備える必要がある。したがって、一本のアンテナで受信するシングル受信方式に比べて消費電力が大幅に増大するという問題がある。デジタル放送を受信する携帯端末はほとんどの場合バッテリーで駆動されるため、消費電力を低く抑えることがダイバシティ受信方式の大きな課題となる。

そこで本発明は、ダイバシティ受信による良好な受信品質を持たせるとともに、受信環境が十分良好な場合には一方のアンテナに接続されたチューナ部の電源を落とすことにより、低消費電力化を実現することを目的としたものである。

そしてこの目的を達成するために、本発明のデジタル放送受信装置は、誤り訂正部からのＢＥＲが出力されるとともにこのＢＥＲをあらかじめ設定した閾値と比較して判定信号を出力するＢＥＲ判定器と、このＢＥＲ判定器からの判定信号が入力されるとともに第１、第２のチューナ部への電源供給の開始または停止を制御するダイバ制御部とを設け、このダイバ制御部を用いて、前記ＢＥＲ判定器においてＢＥＲが前記閾値より大きい場合には前記第１および第２のチューナ部への電源を供給することによりダイバシティ受信とし、また前記ＢＥＲが前記閾値より小さい場合には前記第１、第２のチューナ部のいずれか一方のチューナ部の電源供給を停止してシングル受信としている。

この構成により、受信環境が良好な場合には一方のチューナ部の電源供給を停止できるので、低消費電力化を実現することができる。

以上のように、本発明によれば、誤り訂正部からのＢＥＲが出力されるとともにこのＢＥＲをあらかじめ設定した閾値と比較して判定信号を出力するＢＥＲ判定器と、このＢＥＲ判定器からの判定信号が入力されるとともに第１、第２のチューナ部への電源供給の開始または停止を制御するダイバ制御部とを設け、このダイバ制御部を用いて、前記ＢＥＲ判定器においてＢＥＲが前記閾値より大きい場合には前記第１および第２のチューナ部への電源を供給することによりダイバシティ受信とし、また前記ＢＥＲが前記閾値より小さい場合には前記第１、第２のチューナ部のいずれか一方のチューナ部の電源供給を停止してシングル受信としている。

このように、新たにＢＥＲ判定器とダイバ制御部とを設けることによりＢＥＲ判定器に基づいて、受信品質が悪い場合には両方のチューナ部に電源供給を行ってダイバシティ受信として受信品質を改善でき、また、受信品質が良好な場合には一方のチューナ部の電源供給を停止できるので、低消費電力化を実現することができる。

（実施の形態１）
図１においてデジタル放送受信装置１００は、アンテナ１０１、１０２と、これらアンテナ１０１、１０２の出力がそれぞれの入力端子に接続されたチューナ部１０３、１０４と、これらチューナ部１０３、１０４の出力端子がそれぞれ接続されたデジタル復調部１０５、１０６と、これらデジタル復調部１０５、１０６のそれぞれの出力端子１０５ａ、１０６ａがそれぞれの入力端子１０７ａ、１０７ｂに接続されたダイバシティ部１０７と、このダイバシティ部１０７の出力端子１０７ｃが接続された誤り訂正部１０８と、この誤り訂正部１０８からの誤り訂正されたＴＳ（トランスポートストリーム）信号が出力されるＴＳ出力端子１０８ａと、誤り訂正部１０８の出力端子１０８ｂが接続されたＢＥＲ判定器１０９と、このＢＥＲ判定器１０９の出力が接続されるとともに、チューナ部１０３、１０４へ電源を供給する電源ラインが接続されたダイバ制御部１１０とで構成されている。

また、ダイバシティ部１０７内には、デジタル復調部１０５、１０６の出力端子１０５ａ、１０６ａから出力される復調信号が夫々入力されるサブキャリア検出器１０７ｄと、出力端子１０５ａ、１０６ａから出力される復調信号が夫々入力されるとともにサブキャリア検出器１０７ｄから出力される選択あるいは合成に関する制御信号が入力されるサブキャリア選択・合成器１０７ｅが設けられている。

また、誤り訂正部１０８内には、この誤り訂正部１０８の入力端子から出力端子１０８ａに向かって順にデインターリーブ１０８ｃと誤り訂正１０８ｄが設けられている。この誤り訂正１０８ｄから出力される誤り訂正信号は、出力端子１０８ａに導かれている。また、誤り訂正１０８ｄから出力されるＢＥＲは、出力端子１０８ｂに導かれている。

上記構成における各ブロックでの信号処理の動作を以下に説明する。チューナ部１０３、１０４は、それぞれアンテナ１０１、１０２で受信した高周波信号の中から、所望の受信チャンネルに対応する周波数の信号成分を、それぞれのミキサを用いて中間周波数信号に変換するとともに、それぞれのアンプを用いてそれぞれのデジタル復調部１０５、１０６に入力するための所定の電力レベルに増幅する。

これらデジタル復調部１０５、１０６では、チューナ部１０３、１０４からのアナログの中間周波数信号をそれぞれＡ／Ｄ変換してデジタル信号に変換し、それぞれ直交復調を行って複素デジタル信号に変換し、それぞれＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行って周波数軸上のサブキャリア信号に分解した上で、それぞれ出力端子１０５ａ、１０６ａから復調信号を出力する。

さらに、ダイバシティ部１０７では、先ずサブキャリア検出器１０７ｄでデジタル復調部１０５、１０６からの復調信号の信号品質をそれぞれサブキャリア毎に計測し、次にこの信号品質に基づいてサブキャリア選択・合成器１０７ｅにおいてサブキャリア毎に選択または合成を行い、その選択または合成された信号を出力する。

なお、サブキャリア検出器１０７ｄにおいて信号品質を計測する方法としては、例えば、ノイズレベルに対するサブキャリアの受信レベルの比（以下、Ｃ／Ｎという）を用いる方法がある。サブキャリア選択・合成器１０７ｅにおいては、このサブキャリア毎のＣ／Ｎに基づいて、２つの復調信号のうちサブキャリア毎に、良い方を選択するか或いはＣ／Ｎの比率を重み係数として合成することにより、それぞれの復調信号のＣ／Ｎよりも常に良好なＣ／Ｎの信号を生成することができる。

さらに、誤り訂正部１０８のデインターリーブ１０８ｃでは、ダイバシティ部１０７からの選択または合成後信号に対して、送信局でのインターリーブ処理を元に戻すデインターリーブ処理を行う。さらに、誤り訂正１０８ｄでは、誤り訂正符号に従って誤り訂正処理を行い、誤り訂正後信号とＢＥＲを出力する。

この誤り訂正部１０８が出力するＢＥＲが入力されたＢＥＲ判定器１０９は、あらかじめ設定された閾値と前記ＢＥＲを比較することにより、判定信号を出力する。

このＢＥＲ判定器１０９が出力する判定信号に基づいて、ダイバ制御部１１０は、チューナ部１０３または１０４のいずれかへの電源供給を制御する。

なお、ダイバシティ受信とシングル受信を切替える方法としては、ＢＥＲを用いる以外にも、受信電力を表す増幅器の利得制御電圧（以下ＡＧＣ電圧という）値、Ｃ／Ｎ、パケットエラーレート（以下、ＰＥＲという）が候補として挙げられる。この中で受信環境の変化に対する追従性と、受信品質の指標としての信頼性とのバランスから、ＢＥＲが最も適している。

すなわち、ＡＧＣ電圧値は追従性が最も良いが、マルチパスの波数や移動速度などによって、エラーなしで受信することのできる所要レベルが変わるため、受信品質の指標としての信頼性が良くない。Ｃ／Ｎも同様に、受信環境に依存して、エラーなしで受信することのできる所要Ｃ／Ｎが変わるため信頼性が良くない。逆に、ＰＥＲは信頼性が最も高いが、追従性が悪い。

このようにＢＥＲは信頼性が高く、計測に必要な時間もＰＥＲに対して十分に短い。

以上のような構成を持つデジタル放送受信装置１００において、良好な受信品質と、低消費電力化を同時に実現する方法を以下に示す。

デジタル放送受信装置１００は、放送を受信開始する際に、チューナ部１０３とチューナ部１０４の両方の電源供給を行う。この場合、２本のアンテナ１０１、１０２が高周波の放送信号を受信し、それぞれ対応するチューナ部１０３、１０４、デジタル復調部１０５、１０６がそれぞれ信号処理を行い、ダイバシティ部１０７において２つの復調信号をサブキャリア毎に選択または合成することにより、１本のアンテナで受信する場合に比べて良好な品質の信号を生成することができる。

これにより、マルチパス環境やフェージング環境などの劣悪な受信環境においても、２本のアンテナが互いに相関の低い信号を受信し、上記信号処理を行うことによって受信品質を改善する事ができる。

しかしながら、ダイバシティ受信はアンテナからデジタル復調部までの要素を夫々２つずつ備える必要があるため、１本のアンテナで受信するシングル受信に比べて消費電力がほぼ倍増する。そのため、受信環境が良好な場合には、シングル受信としての受信が消費電力の点で有利である。

このように受信環境が良好な場合には、ダイバ制御部１１０はチューナ部１０３またはチューナ部１０４のいずれか一方の受信環境の良い方を残して、他方の電源供給を停止することにより、ダイバシティ受信からシングル受信に切替えることが望ましい。

以下に、受信環境が劣悪な場合に使用するダイバシティ受信から良好な場合に使用するシングル受信におけるＢＥＲ判定器１０９の動作について説明する。

デジタル放送においては誤り訂正符号としてリードソロモン（以下ＲＳという）符号と畳み込み符号の２種類を採用している。デジタル放送受信装置では畳み込み符号による誤り訂正をビタビ復号方式により行うが、受信品質の１つの目安としてビタビ復号後のビット誤り率（以下、ビタビ後ＢＥＲという）が２×１０^-4以下であれば、ＲＳ符号誤り訂正後におけるＢＥＲをほぼ０にすることができる。

例えば、ビタビ後ＢＥＲが２×１０^-4に比べて大幅に小さい場合には、ダイバシティ受信を解除してシングル受信にしてもビタビ後ＢＥＲが２×１０^-4より小さくなり、ノイズを起こさずに受信することができる。

そこで、受信方式を切替える閾値として、例えば、２×１０^-4にマージンを加えた１×１０^-5をＢＥＲ判定器１０９にあらかじめ設定する。このＢＥＲ判定器１０９は誤り訂正部１０８から出力されるビタビ後ＢＥＲをモニタし、上記閾値よりも小さくなった場合には、ＢＥＲ判定器１０９はシングル受信とする判定信号を出力し、ダイバ制御部１１０はチューナ部１０３、１０４のいずれか一方の受信品質の悪い方への電源供給を停止する。これにより一方のチューナ部が消費する電力を節約することができる。

この電源供給を停止するいずれか一方のチューナ部は、以下のように決めることができる。ビタビ後ＢＥＲでは、チューナ部１０３、１０４のどちらで受信した高周波信号がより受信品質が悪いか判断できない。

しかし、携帯端末の場合には、通常は同じアンテナを２本搭載するのではなく、例えばホイップアンテナとイヤホンアンテナの組み合わせや、ホイップアンテナと内蔵ヘリカルアンテナの組み合わせなど、異なるアンテナを備える場合が多い。

このため、ダイバ制御部１１０は、２本の内の平均利得が小さい一方のアンテナが他方のアンテナに比べて受信品質が悪いとし、この一方のアンテナに接続された一方のチューナ部の電源供給を停止すればよい。

例えば、シングル受信として用いる一方のアンテナは、イヤホンアンテナでなくホイップアンテナとし、あるいは内蔵ヘリカルアンテナでなくホイップアンテナとすればよい。

なお、２本のアンテナの利得が等しい場合や、指向性が異なり放送塔と端末の位置関係によって受信品質の良いアンテナが固定的に定まらない場合については、後述する実施の形態４や実施の形態７で説明する構成とすることによって解決することができる。

以下に、受信環境が良好な場合に使用するシングル受信から劣悪な場合に使用するダイバシティ受信におけるＢＥＲ判定器１０９の動作について説明する。

シングル受信時に、ビタビ後ＢＥＲが上記閾値よりも大きくなった場合には、ダイバシティ受信とする判定信号が、ＢＥＲ判定器１０９からダイバ制御部１１０に出力され、このダイバ制御部１１０は、電源供給が停止されている一方のチューナ部の電源供給を開始し、これによりダイバシティ受信となってビタビ後ＢＥＲを改善することができる。

以上のように、ダイバ制御部１１０がチューナ部１０３、１０４のいずれか一方の電源供給を開始または停止することにより、受信環境の変化に応じて、ダイバシティ受信による受信品質の改善と、シングル受信による低消費電力化とを使い分けることができる。即ち、常時シングル受信を行う端末に比べて受信品質を改善し、常時ダイバシティ受信を行う端末に比べて低消費電力化を実現することができる。

なお、放送信号の受信開始時にはチューナ部１０３、１０４の両方の電源供給を行い、ダイバシティ受信を行う説明としたが、消費電力に対する要求が厳しいデジタル放送受信端末では、受信開始時にはいずれか一方のチューナ部の電源供給を停止し、シングル受信を行うこととしても良い。

なお、放送信号の受信チャンネルを切替える場合には、受信周波数が変わり電波の伝播状況が変わるため、チャンネル切替えの前後で受信環境が不連続に変化することになる。例えば、シングル受信のときにチャンネル切替えを行って、受信品質が急激に劣化し、映像にノイズが発生することがある。

このように、受信チャンネルを切替える場合には、シングル受信であれば、ＢＥＲ判定器１０９は、誤り訂正部１０８が出力するＢＥＲに関わらず、ダイバシティ受信とする判定信号を出力し、ダイバ制御部１１０は電源供給が停止されている一方のチューナ部の電源供給を開始することによってダイバシティ受信に移行する。これにより受信環境が不連続に急激に劣化した場合でも受信品質の劣化を防ぐことができる。

さらに、デジタル放送受信装置にユーザが押すことができるダイバ起動ボタンを備える構成とすることもできる。ＢＥＲ判定器１０９およびダイバ制御部１１０はビタビ後ＢＥＲが２×１０^-4以下となるようにダイバシティ受信とシングル受信の切替え制御を行うが、この場合にＲＳ符号による誤り訂正後のＢＥＲを常時、完全に０にできず、映像に時折ノイズが発生する可能性がある。

この場合には、ユーザがダイバ起動ボタンを押下することにより、ＢＥＲ判定器１０９はＢＥＲに関わらずダイバシティ受信とする判定信号を出力することによりダイバシティ受信とすることができる。これにより、より完全に近い状態の映像を視聴することができるようになる。

なお、デジタル放送受信装置がバッテリーで駆動されている場合には、ＢＥＲ判定器１０９がデジタル放送受信装置内のバッテリー状態を管理している機能ブロックから、バッテリー残量を取得することができるように配線をしておくことにより、ダイバシティ受信による消費電力の増大が、電話や音楽再生など装置内の他の機能に与える影響を低減することができる。

すなわち、ＢＥＲ判定器１０９にバッテリー残量についての閾値をあらかじめ設けておき、バッテリー残量が前記閾値以下となった場合に、シングル受信とする判定信号を出力し、シングル受信とする。これにより、バッテリーが急激に減ってしまうことを防ぐことができる。この場合、ＢＥＲ判定器１０９が判定信号を出力するために用いるＢＥＲについての閾値やバッテリー残量に関する閾値を外部から任意に設定できるように入力端子１０９ａを設けることによりアンテナやチューナ部、デジタル復調部の性能に応じて、最適な切替え制御を行うことが可能となる。

（実施の形態２）
図２においてデジタル放送受信装置１２０は、図１の構成に加え、デジタル復調部１０５、１０６がそれぞれさらにもう１つの入力端子を備え、ダイバ制御部１１０の出力端子がそれぞれチューナ部１０３、１０４の制御入力端子に接続されるとともに、これらデジタル復調部１０５、１０６の制御入力端子にも接続された構成となっている。

上記構成において、ダイバ制御部１１０はデジタル復調部１０５、１０６に対して、電源供給の停止または開始を行うことができる。従って、ダイバ制御部１１０がチューナ部１０３、１０４のいずれか一方の電源供給を停止する場合に、一方のチューナ部に接続されたデジタル復調部の電源供給も同時に停止することが可能となる。

通常、第１あるいは第２のチューナ部の消費電力は数百ｍＷ程度であるのに対し、第１あるいは第２のデジタル復調部は数ｍＷ〜数十ｍＷ程度である。このため、シングル受信とする場合には、一方のチューナ部の電源のみを落としても、大幅な低消費電力化効果がある。また、通常はチューナ部と復調部は別々のＩＣとなっているため、チューナ部のみの電源を落とすことは容易であるが、デジタル復調部１０５の電源を落とすためには、デジタル復調部１０５内部で電源系統が分かれている必要がある。しかし、バッテリーで駆動するデジタル放送受信装置においてはより少ない消費電力での受信処理が必要とされるため、シングル受信を行うのに不必要な一方のデジタル復調部の電源を落とすことによりさらなる低消費電力化を実現することが好ましい。

（実施の形態３）
図３においてデジタル放送受信装置１３０は、図１の構成に加え、ダイバシティ部１０７にさらにもう１つの入力端子１０７ｆを備え、またダイバ制御部１１０がさらにもう１つの出力端子１１０ａを備えており、このダイバ制御部１１０の出力端子１１０ａがダイバシティ部１０７の入力端子１０７ｆに接続された構成となっている。

上記構成において、ダイバ制御部１１０は出力端子１１０ａからダイバシティ部１０７の入力端子１０７ｆに対して、ダイバシティ部１０７が２つの入力信号を選択または合成を行う際の選択率または合成比を送ることができる。

シングル受信時において、理想的にはダイバシティ部１０７において、電源供給を行っている一方のチューナ部１０３または１０４から、デジタル復調部１０５または１０６を介して出力端子１０５ａまたは１０６ａから出力された一方の復調信号を常に選択、または一方の復調信号と他方の復調信号との比率が常に１：０として合成される。

しかし、２系統のチューナ部とデジタル復調部間の配線が近接している場合など、チューナ部１０３側の信号とチューナ部１０４側の信号のアイソレーションが悪い場合には、一方のチューナ部の出力信号電力の一部が他方のチューナ部の信号配線に漏れる。また、ダイバシティ部１０７においては、一方のチューナ部からの復調信号と、この一方のチューナ部から他方のチューナ部に漏れた信号から生成された復調信号とで選択または合成処理を行ってしまう。この場合、元々は同じ信号であるため、信号間の相関が１となり、選択または合成による改善効果は得られない。さらに、信号の漏れる経路長に依存する位相差を持って合成されると、逆に合成後のＣ／Ｎが劣化してしまう。

また上記問題に対して、シングル受信を行う場合に、電源供給がされた一方のチューナ部１０３または１０４に接続されたデジタル復調部１０５または１０６の出力端子１０５ａまたは１０６ａからの出力を誤り訂正部１０８に入力することにより、漏れ電力の影響をなくすことができる。しかし、この場合にはダイバシティ受信時とシングル受信時の映像出力の遅延時間差が問題となる。つまり、ダイバシティ受信時には信号がダイバシティ部１０７を経由するため、選択または合成処理に必要な時間だけ映像出力が遅延される。しかし、シングル受信時にはダイバシティ部１０７を経由しないため、ダイバシティ受信とシングル受信を切替えることにより映像出力に遅延時間差が発生し、スムーズな映像表示ができなくなってしまう。

そこで、シングル受信を行う場合には、ダイバ制御部１１０は出力端子１１０ａからダイバシティ部１０７の入力端子１０７ｆに対して、電源供給のされている一方のチューナ部１０３または１０４からの復調信号を常に選択、または復調信号と他方のチューナ部からの復調信号の比率を常に１：０として合成する制御信号を送ることにより、ダイバシティ部１０７はそれぞれの復調信号の信号品質に関わらず、上記比率で選択または合成を行うことができる。

以上の構成により、漏れ電力がある場合でも、その影響を受けることを回避することができ、またシングル受信時でも選択または合成処理を行うため、ダイバシティ受信時とシングル受信時の遅延時間差もなくすことができる。

（実施の形態４）
図４においてデジタル放送受信装置１４０は、図１の構成に加え、ダイバシティ部１０７はさらにもう１つの出力端子１０７ｇを設けている。また、ダイバ制御部１１０はさらにもう１つの入力端子１１０ｂを設け、ダイバシティ部１０７の出力端子１０７ｇとダイバ制御部１１０の入力端子１１０ｂを接続した構成となっている。

上記構成において、ダイバ制御部１１０は入力端子１１０ｂを用いて、ダイバシティ部１０７の出力端子１０７ｇから選択率または合成比を参照することができる。

図１の構成の場合には、ＢＥＲ判定器１０９およびダイバ制御部１１０はシングル受信とする場合に、アンテナ１０１、１０２のどちらで受信した高周波信号がより受信品質が悪いのかが判定できない。例えば、平均利得の小さい一方のアンテナに接続された一方のチューナ部の電源供給を停止することになる。しかし、アンテナ１０１とアンテナ１０２の指向性が異なっている場合には、電波の到来方向と受信端末の角度関係によって、平均利得の小さい一方のアンテナの方が他方のアンテナよりも受信電力が大きい場合がある。このような場合には、平均利得の小さいアンテナに接続された一方のチューナ部の電源供給を停止することによって受信品質が大幅に劣化してしまう。

図４の構成においては、ダイバ制御部１１０は入力端子１１０ｂを用いて、シングル受信にする際にダイバシティ部１０７の出力端子１０７ｇから出力される選択率または合成比を参照することにより、アンテナ１０１、１０２のどちらの受信信号がダイバシティ部１０７において選択または合成比が小さく設定されているのかを知ることができる。この選択または合成比が小さく設定された一方のアンテナの受信品質が他方のアンテナの受信品質よりも悪いとし、この一方アンテナに接続された一方のチューナ部の電源供給を停止することによって上記課題を解決したものである。

さらに、ダイバ制御部１１０に選択率または合成比に対する閾値をあらかじめ持たせておき、どちらか一方の選択率または合成比がこの閾値以下となった一方のチューナ部の電源供給を停止することで、さらに消費電力を下げることが出来る。

具体的には、例えば、異なる指向性を持つ２本のアンテナを備え、ダイバシティ部１０７においてサブキャリア毎に選択するダイバシティを行うデジタル放送受信装置において、ダイバ制御部１１０に選択率の閾値として０．９を設定する。

電波の到来方向に偏りがある受信環境において、利用者が常に同じ方向を向きながら受信している場合には、２本のアンテナの指向性が異なるため、一方のアンテナでは常に大きな電力を受信し、他方のアンテナは常に受信電力が小さくなる。このような受信環境では、ダイバシティ部１０７での信号の選択は受信電力の高い方に偏ることになる。

全てのサブキャリアにおいて、一方のアンテナからの信号の選択率が設定閾値である０．９以上となる状態が一定時間以上続く場合は、ＢＥＲ判定器１０９が出力する判定信号に関わらず、受信品質の向上にほとんど寄与していない他方のアンテナに接続されたチューナ部の電源供給を停止しシングル受信とすることにより、さらなる低消費電力化が可能となる。

（実施の形態５）
図５においてデジタル放送受信装置１５０は、図４の構成に対し、アンテナ１０１、１０２、１１１、チューナ部１０３、１０４、１１２、およびデジタル復調部１０５、１０６、１１３が直接接続された直列接続体が３つ以上あり、これら直列接続体のデジタル復調部からの出力信号がダイバシティ部１０７にそれぞれ独立に入力されている。アンテナ本数をＮ本（Ｎ≧３）とすると、図５においてはＮ番目のアンテナ１１１の出力がＮ番目のチューナ部１１２の入力端子に接続され、チューナ部１１２の出力端子がＮ番目のデジタル復調部１１３の入力端子に接続され、デジタル復調部１１３の出力端子１１３ａが、ダイバシティ部１０７の入力端子１０７ｈに接続され、ダイバ制御部１１０の出力端子１１０ｃにチューナ部１１２への電源を供給するための電源ラインが接続された構成になっている。

以上の構成において、ダイバ制御部１１０はＮ個のチューナ部の１つあるいは複数の電源供給を停止または開始することができる。

２本のアンテナを用いるダイバシティ受信においては、２本のアンテナは受信信号間の相関が低くなるように配置されるが、マルチパス環境やフェージング環境においては、両アンテナの受信レベルがともに劣化する場所や、時間が存在する可能性があり、この場合にはそれぞれのアンテナからの入力信号を選択または合成処理を行っても改善効果は得られない。しかし、アンテナ本数が増えると全てのアンテナの受信レベルが同時に劣化する確率が低くなるため、アンテナ本数が多い方が改善効果は高くなる。

しかしながら、アンテナ本数が増えるにしたがって、アンテナ１０１、１０２、１１１からデジタル復調部１０５、１０６、１１３で構成される直列接続体の数が増えるため、ダイバ制御部１１０が各チューナ部１０３、１０４、１１２の電力供給を制御することにより、消費電力の増大を大幅に抑えることが可能となる。

さらに、例えば４本のアンテナが設置されている場合には、４本のアンテナで受信するダイバシティ受信と、１本のアンテナで受信するシングル受信に加え、２本のアンテナで受信するダイバシティ受信や３本のアンテナで受信するダイバシティ受信が可能となる。

具体的には、例えば、ＢＥＲ判定器１０９に対して、ビタビ後ＢＥＲの閾値として３つの閾値を設定しておく方法が考えられる。３つの閾値を大きい順に閾値１、閾値２、閾値３と呼ぶことにすると、最初は４本のアンテナでのダイバシティ受信をしておき、ビタビ後ＢＥＲが閾値１より小さくなった場合には、ＢＥＲ判定器１０９は、３本のアンテナでのダイバシティ受信とする判定信号を出力する。この際、ダイバ制御部１１０は入力端子１１０ｂを用いてダイバシティ部１０７の出力端子１０７ｇから選択率または合成比を参照して、最も受信品質の悪いアンテナに接続されたチューナ部の電源のみを停止する。以下同様に、ＢＥＲ判定器１０９は、ＢＥＲが閾値２よりも小さくなった場合には２本のアンテナでのダイバシティ受信とする判定信号を出力し、閾値３よりも小さくなった場合にはシングル受信とする判定信号を出力する。

以上のようなダイバ制御方法により、より高品質な受信と低消費電力化の両立を実現することができる。

（実施の形態６）
図６および図７を用いて、デジタル放送受信装置１００、１２０、１３０、１４０、１５０が、ＢＥＲに基づいて、ダイバシティ受信とシングル受信を切替えるための方法について説明する。

ＢＥＲ判定器１０９は、誤り訂正部１０８が出力するビタビ後ＢＥＲをモニタしてダイバシティ受信あるいはシングル受信とする判定信号を出力するにあたり、ダイバシティ受信からシングル受信に切替えるダイバ解除閾値と、シングル受信からダイバシティ受信に切替えるダイバ起動閾値の２つの閾値をあらかじめ設けることにより、常にビタビ後ＢＥＲが２×１０^-4で規定される閾値２０５以下になるように制御を行うことができる。

図７にはダイバ起動閾値２００として１×１０^-5を設定し、ダイバ解除閾値２０１として１×１０^-7を設定した場合の、ビタビ後ＢＥＲの変動の例を示す。図７において、点線２０２はシングル受信でのビタビ後ＢＥＲであり、実線２０３はダイバシティ受信でのビタビ後ＢＥＲであり、横軸２０４は時間である。

シングル受信時においては、ビタビ後ＢＥＲがダイバ起動閾値２００よりも大きくなる場合（悪くなる場合）には、ダイバシティ受信とする。図７においては、最初はビタビ後ＢＥＲがダイバ起動閾値２００よりも小さいが、１×１０^-5より劣化するポイントでダイバシティ受信に移行している。ダイバシティ受信を行うことにより、受信品質が改善されるため、ビタビ後ＢＥＲは不連続に小さくなっている。

ダイバシティ受信時においては、ビタビ後ＢＥＲがダイバ解除閾値２０１よりも小さくなる場合（良くなる場合）にはシングル受信とする。図７においては、１×１０^-7よりも良化するポイントでシングル受信に移行している。ダイバシティ受信からシングル受信とすることにより、受信品質が劣化するため、ビタビ後ＢＥＲは不連続に大きくなっている。

以上のように、ダイバ起動閾値２００とダイバ解除閾値２０１の２つの閾値を設けることによって、常にビタビ後ＢＥＲを２×１０^-4以下に保つことが可能となる。

以下、図６を用いてＢＥＲ判定器１０９における制御の流れを説明する。

放送受信を開始２０５するとまずはダイバシティ受信とする判定信号を出力することによってダイバシティを起動２０６する。

次に、誤り訂正部１０８が出力するビタビ後ＢＥＲを取得２０７し、ダイバ解除閾値２０１と比較する。ビタビ後ＢＥＲがダイバ解除閾値２０１よりも大きい場合には、ダイバシティ受信を継続する。この場合、ビタビ後ＢＥＲがダイバ解除閾値２０１よりも小さくなるまで、周期的にビタビ後ＢＥＲの取得とダイバ解除閾値２０１との比較２０８を繰り返す。

ビタビ後ＢＥＲがダイバ解除閾値２０１よりも小さくなった場合には、シングル受信とする判定信号を出力する。これにより、ダイバ制御部１１０は一方のチューナ部の電源供給を停止し、シングル受信２０９に移行する。

次に、ビタビ後ＢＥＲを取得２１０し、ダイバ起動閾値と比較２１１する。ビタビ後ＢＥＲがダイバ起動閾値２００よりも小さい場合には、シングル受信を継続する。この場合、ビタビ後ＢＥＲがダイバ起動閾値２００よりも大きくなるまで、周期的にビタビ後ＢＥＲの取得とダイバ起動閾値２００との比較を繰り返す。

ビタビ後ＢＥＲがダイバ起動閾値２００よりも大きくなった場合には、ダイバシティ受信とする判定信号を出力する。これにより、ダイバ制御部１１０は電源供給が停止されているチューナ部の電源供給を開始し、ダイバシティ受信に移行する。

その後は、再度、ビタビ後ＢＥＲとダイバ解除閾値２０１を周期的に比較する動作を行うことになる。

以上のような制御を行うことにより、ＢＥＲ判定器１０９はダイバシティ受信とシングル受信の切替え制御を行うことができ、図７に模擬的に示すようにビタビ後ＢＥＲを２つの閾値の間に保持することができる。

（実施の形態７）
図８においてデジタル放送受信装置１６０は、図１の構成に対し、２つのアンテナとチューナ部の間にそれぞれ電子的に構成されたスイッチ１１４、１１５が挿入され、またアンテナ切替え制御部１１６が追加されている。スイッチ１１４は３つの入力端子１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃと１つの出力端子１１４ｄを備えている。このスイッチ１１４は、入力端子１１４ｃが制御入力であり、この入力端子１１４ｃに入力される制御信号にしたがって入力端子１１４ａまたは１１４ｂが出力端子１１４ｄに短絡する。またスイッチ１１５は２つの入力端子１１５ａ、１１５ｂと２つの出力端子１１５ｃ、１１５ｄを備えている。このスイッチ１１５は、入力端子１１５ｂが制御入力であり、この入力端子１１５ｂに入力される制御信号にしたがって入力信号１１５ａが出力端子１１５ｃまたは１１５ｄに短絡する。

図８は図１の構成に対し、アンテナ１０１の出力はチューナ部１０３ではなくスイッチ１１４の入力端子１１４ａに接続され、スイッチ１１４の出力端子１１４ｄはチューナ部１０３の入力端子に接続される。また、アンテナ１０２の出力はチューナ部１０４ではなくスイッチ１１５の入力端子１１５ａに接続されている。また、スイッチ１１５の出力端子１１５ｃはスイッチ１１４の入力端子１１４ｂに接続され、出力端子１１５ｄはチューナ部１０４の入力端子に接続されている。

また、チューナ部１０３はさらにもう１つの入力端子１０３ａを設け、またデジタル復調部１０５はさらにもう１つの出力端子１０５ｂを設け、この出力端子１０５ｂがチューナ部１０３の入力端子１０３ａに接続されている。

さらに、２つの入力端子１１６ａ、１１６ｂと２つの出力端子１１６ｃ、１１６ｄを持つアンテナ切替え制御部１１６が新たに設けられ、出力端子１１６ｃがスイッチ１１４の入力端子１１４ｃに接続され、出力端子１１６ｄがスイッチ１１５の入力端子１１５ｂに接続されている。またデジタル復調部１０５の出力端子１０５ｂが入力端子１１６ａに接続されている。

また、ダイバ制御部１１０には新たに出力端子１１０ｄを設け、アンテナ切替え制御部１１６の入力端子１１６ｂに接続されている。

以上のような構成において、ダイバ制御部１１０は出力端子１１０ｄを用いてアンテナ切替え制御部１１６の入力端子１１６ｂに対して制御開始または制御停止信号を送ることにより、サブキャリア毎の選択または合成によるダイバシティ（以下、実施の形態７の中ではキャリアダイバシティという）による受信と、２つのアンテナを切替えるダイバシティ（以下、アンテナダイバシティという）による受信を切替えることができる。

すなわち、ダイバ制御部１１０は、ＢＥＲ判定器１０９がダイバシティ受信とする判定信号を出力した場合に、チューナ部１０３、１０４にともに電源供給を行うとともに、アンテナ切替え制御部１１６の入力端子１１６ｂに対して制御停止信号を送ることにより、アンテナ切替え制御部１１６は出力端子１１６ｃからスイッチ１１４の入力端子１１４ｃを制御する。このことにより、入力端子１１４ａと出力端子１１４ｄを短絡し、また出力端子１１６ｄからスイッチ１１５の入力端子１１５ｂを制御することにより、入力端子１１５ａと出力端子１１５ｄを短絡する。これにより、アンテナ１０１、１０２で受信した高周波信号がそれぞれチューナ部１０３、１０４およびデジタル復調部１０５、１０６を経由して、ダイバシティ部１０７で選択または合成され、キャリアダイバシティ受信を行うことができる。

また、ダイバ制御部１１０は、ＢＥＲ判定器１０９がシングル受信とする判定信号を出力した場合に、チューナ部１０４の電源供給を停止するとともに、アンテナ切替え制御部１１６の入力端子１１６ｂに対して制御開始信号を送る。このことにより、アンテナ切替え制御部１１６は出力端子１１６ｄからスイッチ１１５の入力端子１１５ｂを制御して、入力端子１１５ａと出力端子１１５ｃを短絡する。これによりアンテナ切替え制御部１１６は出力端子１１６ｃを用いて、スイッチ１１４の入力端子１１４ｃを制御することによって、アンテナ１０１またはアンテナ１０２で受信した高周波信号のどちらをチューナ部１０３に接続するかを制御することができ、アンテナダイバシティ受信を行うことができる。

以下、アンテナダイバシティの動作について説明する。アンテナ切替え制御部１１６は、デジタル復調部１０５の出力端子１０５ｂがチューナ部１０３の入力端子１０３ａに対して出力しているＡＧＣ電圧を用いて、スイッチ１１４の入力端子１１４ｃに対してアンテナ切替え制御信号を出力する。ＡＧＣ電圧はデジタル復調部１０５に入力される中間周波数信号が所定のレベルになるようにチューナ部１０３の中にある可変増幅器を制御するための信号であり、所望信号の受信レベルと相関関係を有する信号である。

アンテナ切替え制御部１１６には、あらかじめ切替え閾値電圧を設定しておき、ＡＧＣ電圧が切替え閾値電圧を下回った場合に、アンテナ切替え信号を発生させる。具体的には、スイッチ１１４の入力端子１１４ａと出力端子１１４ｄを短絡している場合には、アンテナ１０１で受信した高周波信号がチューナ部１０３に入力されるため、ＡＧＣ電圧はアンテナ１０１の受信レベルを表している。

このＡＧＣ電圧が切替え閾値電圧より小さくなった場合には、アンテナ１０１の受信レベルが小さくなったと判断し、スイッチ１１４の入力端子１１４ｂと出力端子１１４ｄを短絡することにより、アンテナ１０２で受信した高周波信号がチューナ部１０３に入力されるようにする。この場合には、ＡＧＣ電圧はアンテナ１０２の受信レベルを表すようになり、以後はこの値と切替え閾値電圧を比較することになる。

アンテナダイバシティは見通し環境で、かつフェージング周波数が１Ｈｚ程度となる歩行速度程度で効果のある方式であり、キャリアダイバシティに比べると改善効果は小さい。しかし、チューナ部やデジタル復調部が１系統あればよいので、消費電力はキャリアダイバシティに比べて大幅に小さくなる。したがって、受信環境が比較的良好な場合には、シングル受信ではなく、アンテナダイバシティによる受信を行うことにより、さらなる受信品質の改善を行うことができる。

なお、上記説明においては具体的に説明するために、アンテナダイバシティはデジタル復調部１０５が出力するＡＧＣ電圧を用いて制御する構成としているが、Ｃ／ＮやＢＥＲを用いる方法なども研究されている。本発明の趣旨においては、比較的良好な受信環境では、一方のチューナ部の電源供給を停止し、２本のアンテナを用いてアンテナダイバシティを行うことにより低消費電力化と受信品質の改善を両立することにあるので、具体的実現方法はＡＧＣ電圧以外の信号を用いる方式であっても差し支えない。

以下、キャリアダイバシティ受信とアンテナダイバシティ受信を切替える方法を説明する。ＢＥＲ判定器１０９がダイバシティ受信とする判定信号を出力した場合には、ダイバ制御部１１０は、チューナ部１０３、１０４に電源供給を行うとともに、出力端子１１０ｄを用いてアンテナ切替え制御部１１６の入力端子１１６ｂに制御停止信号を送る。これによりアンテナ切替え制御部１１６は出力端子１１６ｃからスイッチ１１４の入力端子１１４ｃを制御することにより、入力端子１１４ａと出力端子１１４ｄを短絡する。そして、またまた出力端子１１６ｄからスイッチ１１５の入力端子１１５ｂを制御することにより、入力端子１１５ａと出力端子１１５ｄを短絡する。これにより、アンテナ１０１が受信する信号とアンテナ１０２が受信する信号がそれぞれ復調信号に変換されてダイバシティ部１０７に入力されて選択または合成が行われ、キャリアダイバシティ受信とすることができる。

また、ＢＥＲ判定器１０９がシングル受信とする判定信号を出力した場合には、ダイバ制御部１１０は、チューナ部１０４の電源供給を停止するとともに、出力端子１１０ｄを用いて、アンテナ切替え制御部１１６の入力端子１１６ｂに対して制御開始信号を送る。これにより、アンテナ切替え制御部１１６は出力端子１１６ｄからスイッチ１１５の入力端子１１５ｂを制御することにより、入力端子１１５ａと出力端子１１５ｃを短絡する。また入力端子１１６ａから入力されるＡＧＣ電圧に基づいて、出力端子１１６ｃからスイッチ１１４の入力端子１１４ｃに対してアンテナ切替え制御信号を出力することにより、アンテナダイバシティ受信とすることができる。

以上の制御により、受信環境がある程度良好で、キャリアダイバシティ受信を行う必要がないような場合でも、アンテナダイバシティを行うことができ、消費電力の増加を抑えるとともに、受信品質をさらに改善することが可能となる。

本発明のデジタル放送受信装置は、ダイバシティ受信により良好な受信品質を実現し、受信環境が良好な場合には一方のチューナ部への電源供給を停止することにより、常時ダイバシティ受信を行う従来のデジタル放送受信装置に比べて大幅な低消費電力化を実現することができる。従って、特にバッテリーで駆動する携帯端末における受信技術として有用である。

本発明の実施の形態１におけるデジタル放送受信装置のブロック図 同、実施の形態２におけるデジタル放送受信装置のブロック図 同、実施の形態３におけるデジタル放送受信装置のブロック図 同、実施の形態４におけるデジタル放送受信装置のブロック図 同、実施の形態５におけるデジタル放送受信装置のブロック図 同、実施の形態６におけるダイバ起動、解除でのＢＥＲ変動を示した説明図 同、ダイバシティ受信とシングル受信の切替え時のフローチャート 同、実施の形態７におけるデジタル放送受信装置のブロック図

符号の説明

１００ デジタル放送受信装置
１０１ アンテナ
１０２ アンテナ
１０３ チューナ部
１０４ チューナ部
１０５ デジタル復調部
１０６ デジタル復調部
１０７ ダイバシティ部
１０８ 誤り訂正部
１０９ ＢＥＲ判定器
１１０ ダイバ制御部

Claims (12)

1. ＯＦＤＭデジタル信号を受信するデジタル放送受信装置であって、前記ＯＦＤＭデジタル信号を受信する第１、第２のアンテナと、これら第１、第２のアンテナにそれぞれ接続され前記ＯＦＤＭデジタル信号を中間周波数信号に変換する第１、第２のチューナ部と、これら第１、第２のチューナ部の出力にそれぞれ接続され、前記中間周波数信号をデジタル信号に変換するとともにこのデジタル信号を復調して復調信号がそれぞれ出力される第１、第２のデジタル復調部と、これら第１、第２のデジタル復調部が接続されるとともにこれら２つの前記復調信号を選択または合成した信号を出力するダイバシティ部と、このダイバシティ部に接続されるとともに誤り訂正処理を施した信号とビット誤り率（以下ＢＥＲという）を出力する誤り訂正部と、この誤り訂正部からの誤り訂正信号が出力される出力端子とを備え、前記誤り訂正部からのＢＥＲが出力されるとともにこのＢＥＲをあらかじめ設定した閾値と比較して判定信号を出力するＢＥＲ判定器と、このＢＥＲ判定器からの判定信号が入力されるとともに前記第１、第２のチューナ部への電源供給の開始または停止を制御するダイバ制御部とを設け、このダイバ制御部を用いて、前記ＢＥＲ判定器においてＢＥＲが前記閾値より大きい場合には前記第１および第２のチューナ部への電源を供給することによりダイバシティ受信とし、また前記ＢＥＲが前記閾値より小さい場合には前記第１、第２のチューナ部のいずれか一方のチューナ部の電源供給を停止してシングル受信としたデジタル放送受信装置。
2. シングル受信時において、ダイバ制御部は、一方のチューナ部の電源供給を停止するとともに、この一方のチューナ部に接続されたデジタル復調部への電源供給を停止する請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
3. シングル受信時において、ダイバシティ部は、電源が供給されている一方のチューナ部に接続された一方のデジタル復調部からの第１の出力信号と、電源供給が停止されている他方のチューナ部に接続された他方のデジタル復調部からの第２の出力信号との出力比率を１：０として合成する請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
4. ＢＥＲ判定器がシングル受信とする判定信号を出力した場合に、ダイバ制御部は、ダイバシティ部からの選択率または合成比が小さく設定された一方のデジタル復調部に接続されているチューナ部への電源供給を停止する請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
5. ダイバ制御部は、ダイバシティ部からの選択率または合成比が一定値より小さい場合に、選択率または合成比が小さく設定された一方のデジタル復調部に接続されているチューナ部への電源供給を停止する請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
6. アンテナ、チューナ部、およびデジタル復調部が直列接続された直列接続体を３つ以上設け、これら前記デジタル復調部からの出力信号は、ダイバシティ部にそれぞれ独立に入力され、ダイバ制御部はＢＥＲ判定器から出力される判別信号に基づいて、これらチューナ部への電源の供給を制御する請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
7. ＢＥＲ判定器には、ダイバシティ受信からシングル受信に切替えるダイバ解除閾値と、シングル受信からダイバシティ受信に切替えるダイバ起動閾値とを設定し、ＢＥＲが前記ダイバ解除閾値よりも小さくなった場合にはどちらか一方のチューナ部への電源供給を停止することによりシングル受信とし、またＢＥＲが前記ダイバ起動閾値よりも大きくなった場合には電源供給が停止されている一方のチューナ部への電源を供給することによりダイバシティ受信とする請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
8. 第１のアンテナが一方の端子に接続されるとともに第１のチューナ部の入力端子が共通端子に接続された第１のスイッチと、第２のアンテナが共通端子に接続され、第２のチューナ部の入力端子が一方の端子に接続されるとともに、他方の端子と前記第１のスイッチの他方の端子とが接続された第２のスイッチと、前記第１、第２のスイッチにスイッチ制御用として設けられたそれぞれ第１、第２の制御端子がそれぞれ接続されるとともに、ＢＥＲ判定器からの制御信号によって前記第１、第２のスイッチを制御するアンテナ切替え制御部とを設け、前記ＢＥＲ判定器が、ダイバシティ受信の判定信号を出力した場合には、ダイバ制御部は、前記第１および第２のチューナ部への電源を供給するとともに、前記アンテナ切替え制御部を介して前記第１、第２のスイッチを制御することにより、前記第１、第２のアンテナと前記第１、第２のチューナ部とをそれぞれ接続してダイバシティ受信とし、ＢＥＲ判定器が、シングル受信の判定信号を出力した場合には、前記ダイバ制御部が、前記第１または第２のチューナ部のいずれか一方の電源供給を停止するとともに、前記アンテナ切替え制御部を介して前記第１、第２のスイッチを制御することにより、電源が供給されている他方のチューナ部の入力に接続される前記第１、第２のアンテナを選択する請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
9. 選局チャンネルを変更する場合には、ＢＥＲ判定器はダイバシティ受信とする判定信号を出力する請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
10. デジタル放送受信装置にはダイバ起動ボタンを設け、このダイバ起動ボタンが押下された場合には、ＢＥＲ判定器はダイバシティ受信とする判定信号を出力する請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
11. バッテリーで駆動されるデジタル放送受信装置であって、前記バッテリーの残量があらかじめ設定された電圧値より低下した場合に、ＢＥＲ判定器がダイバシティ受信とする判定信号を出力する請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
12. ＢＥＲ判定器には、閾値を外部から任意に設定可能な入力端子を設けた請求項１に記載のデジタル放送受信装置。

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