JP2007142719A - デジタル放送受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタル放送をリアルタイムに途切れることなく視聴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】デジタル放送受信装置に、電界強度を予測する電界強度予測手段と、電界強度の予測結果に基づいて、配信サーバに対して配信予約を行う配信予約手段と、デジタル放送のデータが欠落した場合に、前記配信サーバから欠落データを受信し、該欠落データを補完し、再生するデータ再生手段とを備えることにより達成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、地上波デジタル放送を自動車などの移動体において受信するために用いられるデジタル放送受信装置に関する。

アナログテレビやアナログラジオでは、受信感度が悪くなると映像が揺らいだり、音声にノイズが入ったりするが、映像や音声が突然途切れることはない。

一方、デジタルテレビでは、指向性制御や信号処理によって、受信率を向上させることができる。しかし、強電界・弱電界性能に限界があり、受信状態が悪くなると映像や音声が突然途切れてしまう。

デジタル放送の受信装置に関して、移動体の移動により映像や音声が著しく低下した瞬間、あるいは一時的に視聴できない状況に至ったときの映像や音声を瞬時に復旧し、ほとんどリアルタイムで視聴を可能にする技術がある（例えば、特許文献１参照）。

この技術では、地上波放送を受信する地上波サーバが設置され、移動体側の受信装置が受信できなかった映像データや音声データのみを、移動体側において一般回線網を用いて地上波サーバからダウンロードする。
特開２００４−３０４４９８号公報

しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。

地上波放送を受信する地上波サーバを設置し、受信できなかった映像データや音声データのみを地上波サーバからダウンロードするようにしたとしても、接続、認証などの通信に時間がかかるため、実際にはリアルタイムでの視聴を行うことができない問題がある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、デジタル放送をリアルタイムに途切れることなく視聴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を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のデジタル放送受信装置は、デジタル放送を受信するデジタル放送受信装置において、電界強度を予測する電界強度予測手段と、電界強度の予測結果に基づいて、配信サーバに対して配信予約を行う配信予約手段と、デジタル放送のデータが欠落した場合に、前記配信サーバから欠落データを受信し、該欠落データを補完し、再生するデータ再生手段とを備えることを特徴の１つとする。

このように構成することにより、電界強度の予測結果に基づいて配信予約を行い、データが欠落した場合に、放送されたと同時に配信サーバから欠落データを受信することができるため、放送をリアルタイムに途切れることなく視聴することができる。

さらに、受信データを蓄積するデータ保存手段を備え、前記データ再生手段は、蓄積された受信データに対して、欠落データを補完するようにしてもよい。

このように構成することにより、画像や音声を途切れさせることなく再生することができる。

さらに、前記配信予約手段は、データが欠落すると予測された場合に、前記配信サーバに対して、データ配信の予約を行うようにしてもよい。

このように構成することにより、データの欠落を予測してデータを取得するため、放送をリアルタイムに途切れることなく視聴することができる。

さらに、前記電界強度予測手段は、自デジタル放送受信装置が搭載された移動体の走行状態に基づいて、電界強度を予測するようにしてもよい。

このように構成することにより、移動体からの情報に基づいて電界強度を予測できる。

さらに、前記電界強度予測手段は、移動体の位置から移動体と放送局または放送補完装置の距離を求め、該距離に基づいて、予め求められた移動体と放送局または放送補完装置との距離と移動体における推定受信電力との関係を用いて、受信電力を推定するようにしてもよい。

このように構成することにより、移動体の位置から求められた移動体と放送局または放送補完装置の距離に基づいて、受信電力を推定できる。

本発明の実施例によれば、デジタル放送をリアルタイムに途切れることなく視聴することができるデジタル放送受信装置を実現できる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の実施例にかかるデジタル放送受信システムについて、図１を参照して説明する。

本実施例にかかるデジタル放送受信システム１００は、放送局２００と、配信サーバ３００と、放送補完装置６００と、アクセスポイント（ＡＰ）５００と、無線装置７００とを備える。配信サーバ３００とアクセスポイント５００はネットワーク４００に接続され、放送局２００は配信サーバ３００と接続される。

放送局２００は、直接または放送補完装置６００を介して無線装置７００に電波を配信する。また、放送局２００は、ローカル配信により、配信サーバ３００に対して、信号の伝達を行う。伝達される信号には、画像や音声などのメディア情報、絶対時刻および放送局名、チャネル情報など、番組を特定できる情報が含まれる。

次に、無線装置７００について、図２を参照して説明する。

無線装置７００は、自動車や携帯電話などの移動体に搭載され、デジタルテレビ受信部７２０と、デジタルラジオ受信部７４０と、無線通信部７６０とを備える。デジタルテレビ受信部７２０と、デジタルラジオ受信部７４０と、無線通信部７６０は、それぞれ通信ケーブル７１０により接続される。

デジタルテレビ受信部７２０は、アンテナを備え、復調部７２２と、復調部７２２と接続されたデータ保存部７２４および制御部７２８と、データ保存部７２４と接続された復号部７２６とを備える。データ保存部７２４は制御部７２８と接続される。

復調部７２２は、放送局２００または、放送補完装置６００から放送電波を受信し、該受信信号をデジタル信号へ復調し、データ保存部７２４および制御部７２８に入力する。データ保存部７２４は、復調されたデジタル信号を蓄積する。

制御部７２８は、電界強度を予測し、予測された電界強度が、受信感度に対し一定の余裕を有する閾値以下であるか否かを判断する。また、制御部７２８は、予測された電界強度が閾値以下である場合に、データの取得予約を配信サーバ３００に対して行う。すなわち、制御部７２８は、電界強度を予測し、該予測された電界強度が受信感度に対し一定の余裕を有する閾値以下である場合に、受信データが欠落すると判断する。この取得予約は、アクセスポイント５００およびネットワーク４００を介して配信サーバ３００に送信される。

また、制御部７２８は、復調されたデジタル信号に基づいて、信号の欠落があるか否かを判断する。また、制御部７２８は、信号の欠落がある場合、欠落データの開始時間と終了時間および放送局名やチャネルなど、番組を特定できる情報を検出する。また、制御部７２８は、信号の欠落がある場合、検出した番組を特定できる情報に基づいて、欠落信号の要求を行う。この欠落信号の要求は、通信ケーブル７１０および無線通信部７６０を介して、アクセスポイント５００へ送信される。アクセスポイント５００は、デジタルテレビ受信部７２０をネットワークに接続する。その結果、デジタルテレビ受信部７２０と配信サーバ３００が接続される。制御部７２８は、配信サーバ３００から送信された欠落データを受信し、該欠落データを補完する。例えば、自動車などの移動体でデジタル放送を受信している場合に信号の欠落があった場合、車内ＬＡＮなどの通信ケーブルを介して自動車電話や無線ＬＡＮなどの双方向に通信を行うことができる通信手段と接続し、該通信手段を介して配信サーバ３００と通信を行い、欠落データを取得する。

復号部７２６は、補完されたデジタル信号を復号し、モニタ、スピーカなどに入力する。その結果、放送電波がリアルタイムに途切れることなく再生される。

デジタルラジオ受信部７４０は、アンテナを備え、復調部７４２と、復調部７４２と接続されたデータ保存部７４４および制御部７４８と、データ保存部７４４と接続された復号部７４６とを備える。データ保存部７４４は制御部７４８と接続される。

復調部７４２は、デジタルラジオの放送電波を受信し、該受信信号をデジタル信号へ復調し、データ保存部７２４および制御部７２８に入力する。

データ保存部７４４は、復調されたデジタル信号を蓄積する。制御部７４８は、電界強度を予測し、予測された電界強度が、受信感度に対し一定の余裕を有する閾値以下であるか否かを判断する。また、制御部７４８は、予測された電界強度が閾値以下である場合に、データの取得予約を配信サーバ３００に対して行う。すなわち、制御部７４８は、電界強度を予測し、該予測された電界強度が受信感度に対し一定の余裕を有する閾値以下である場合に、受信するデータが欠落すると判断する。この取得予約は、アクセスポイント５００およびネットワーク４００を介して配信サーバ３００に送信される。

また、制御部７４８は、復調されたデジタル信号に基づいて、信号の欠落があるか否かを判断する。また、制御部７４８は、信号の欠落がある場合、欠落データの開始時間と終了時間および放送局名やチャネルなど、番組を特定できる情報を検出する。また、制御部７４８は、信号の欠落がある場合、検出した番組を特定できる情報に基づいて、欠落信号の要求を行う。この欠落信号の要求は、通信ケーブル７１０および無線通信部７６０を介して、アクセスポイント５００へ送信される。アクセスポイント５００は、デジタルラジオ受信部７４０をネットワークに接続する。その結果、デジタルラジオ受信部７４０と配信サーバ３００が接続される。制御部７４８は、配信サーバ３００から送信された欠落データを受信し、該欠落データを補完する。例えば、例えば、自動車などの移動体でデジタル放送を受信している場合に信号の欠落があった場合、車内ＬＡＮなどの通信ケーブルを介して自動車電話や無線ＬＡＮなどの双方向に通信を行うことができる通信手段と接続し、該通信手段を介して配信サーバ３００と通信を行い、欠落データを取得する。

復号部７４６は、復調されたデジタル信号を復号し、スピーカなどに入力する。その結果、放送電波がリアルタイムに途切れることなく再生される。

次に、本実施例にかかるデジタル放送受信装置について、図３を参照して詳細に説明する。すなわち、図２を参照して説明したデジタルテレビ受信部７２０について詳細に説明する。ここでは、デジタルテレビのデジタル放送波を受信する場合について説明するが、デジタルラジオのデジタル放送波を受信する場合についても適用できる。

上述したように本実施例にかかるデジタル放送受信装置は、無線装置７００に搭載され、デジタルテレビの放送電波を受信する。また、無線装置７００は、自動車電話や無線ＬＡＮなどの双方向通信手段を備え、自動車や携帯電話などの移動体に搭載される。デジタル放送受信装置は、受信データの欠落を検出する機能と、検出された欠落データを要求する機能とを備える制御回路（制御部）を備える。また、デジタル放送受信装置は、受信データを保存できるデータ保存部を備える。

本実施例にかかるデジタル放送受信装置は、アンテナを備えるチューナ７２１と、チューナ７２１と接続された復調部７２２と、復調部７２２と接続されたデータ保存部７２４および電界強度予測手段、配信予約手段、データ再生手段としての制御部７２８と、制御部７２８と接続された通信ドライバ７２９と、データ保存部７２４と接続された多重分離部７２５と、多重分離部７２５と接続された復号部７２６と、復号部７２６と接続されたスピーカ、モニタ部７３０とを備える。データ保存部７２４は、制御部７２８と接続される。多重分離部７２５および復号部７２６は、制御部７２８とともにデータ再生手段を構成する。

放送局２００もしくは放送補完装置６００から送信された電波は、アンテナを介してチューナ７２１に入力され、ＲＦ信号の増幅、中間周波数への変換、ＡＤ変換器による量子化が行われ、復調部７２２に入力される。

復調部７２２は、入力信号の復調を行い、復調後のデータをデータ保存部７２４および制御部７２８に入力する。制御部７２８は、受信感度予測のための各種情報、例えば自デジタル放送受信装置が搭載される移動体に関する情報、例えば自動車の速度、自デジタル放送受信装置が搭載される移動体の位置などの情報を収集する。

また、制御部７２８は、受信感度予測のための各種情報に基づいて電界強度を予測し、予測された電界強度が、受信感度に対し一定の余裕を有する閾値以下であるか否かを判断する。例えば、制御部７２８は、データ記憶部７２４に蓄積された復調後のデジタル信号を参照し、信号の欠落があるか否かを判断する。また、制御部７２８は、予測された電界強度が閾値以下である場合に、データの取得予約を配信サーバ３００に対して行う。この取得予約は、アクセスポイント５００およびネットワーク４００を介して配信サーバ３００に送信される。

また、制御部７２８は、復調されたデジタル信号に基づいて、信号の欠落があるか否かを判断する。また、制御部７２８は、信号の欠落がある場合、欠落データの開始時間と終了時間および放送局名やチャネルなど、番組を特定できる情報を検出する。また、制御部７２８は、信号の欠落がある場合、検出した番組を特定できる情報に基づいて、欠落信号の要求を行う。この欠落信号の要求は、通信ドライバ７２９および無線ＬＡＮなどを介してアクセスポイント５００へ送信される。

また、制御部７２８は、配信サーバ３００から送信された欠落信号を受信し、該欠落信号をデータ保存部７２４に記憶されたデジタル信号に補完する。このように、データ保存部７２４に、復調されたデジタル信号をある一定量蓄積し、蓄積されたデジタル信号に双方向通信手段を介して受信した欠落データを補完することにより、画像や音声を途切れさせることなく再生することができる。ここで、補完品質を選択する補完品質選択手段を備え、ユーザに補完品質を選択させるようにしてもよい。例えば、受信品質を優先する場合と通信コストを優先する場合とを選択できるようにする。このようにすることにより、携帯電話などのパケット通信量が大きくなっても受信品質を優先したい場合と、画像や音声の途切れが頻繁に生じても通信コストを優先したい場合など、ユーザの好みに応じて、補完品質を選択させることができる。

多重分離部７２５は、データ保存部７２４に記憶された多重化されたデータを分離して、復号部７２６に入力する。復号部７２６は、入力されたデータの復号を行い、スピーカ、モニタ部７３０に入力する。その結果、放送電波をリアルタイムに途切れることなく再生させることができる。

ここで、制御部７２８において行われる電界強度の予測方法について、図４を参照して説明する。欠落データを補完する時間に時間がかかるほど、リアルタイム性が失われる。本実施例においては、電界強度を予測するようにすることにより、受信感度に対して一定の余裕を持った閾値以下の電界強度と予測された場合、その範囲のデータを将来欠落するデータと予測し、その欠落すると予測されるデータの取得を、双方向通信手段により、配信サーバ３００へ予約する。このようにすることにより、放送されたと同時に欠落データを取得でき、リアルタイム性を確保することができる。

制御部７２８は、例えばビデオカメラで撮影した画像を処理することで先行車などの幾何学情報および天候による路面状態などの周辺環境を検知する機能、または、レーダーを用いて先行車などの幾何学情報および天候による路面状態などの周辺環境を検知する機能を有する。

ここで、無線装置７００が搭載された移動体２０の周辺に先行車が存在すると電波の回折損失が発生する。図４に示すように、移動体２０の搭載された無線装置７００のアンテナ位置と、放送局２００または放送補完装置６００（図４には放送補完装置を示す）のアンテナとを結ぶ直線経路を先行車５０が破線で示すように遮っている場合、電波が回折することで回折損失が生じる。先行車５０が上記直線経路を遮らない場合は、回折損失は生じない。

また、天候による路面状態で路面反射係数が変化する。路面反射係数は、路面による電波の反射係数であり、周波数によっても変わるが乾いた路面の路面反射係数が例えば−０．８程度であるのに対し、濡れた路面の路面反射係数は−１．０程度となる。

制御部７２８は、受信性能（受信感度、アンテナ利得、ケーブル損失を含む）、現在の受信電力、周辺環境情報、位置情報および移動方向および移動速度を示す情報を収集する。

制御部７２８は、記憶された建造物と土地の地勢を含む環境マップ、受信電力、周辺環境情報および移動情報に基づいて、所定時間（例えば数秒から数十分程度）経過後における当該移動体の位置を推定し、周辺環境情報の先行車や環境マップの建造物および地勢を加味して推定位置における当該移動体と放送局２００または放送補完装置６００の電波の反射および回折モデルを生成し、推定位置における当該移動体の無線装置における受信電力推定値を推定する。

ここで、制御部７２８では、放送補完装置６００からの直接波と路面反射波を合成した２波モデルによる、移動体と放送補完装置６００との距離と、移動体における推定受信電力との関係を予め求め、移動体の位置から移動体と放送局２００または放送補完装置６００の距離を求め、該距離に基づいて推定受信電力を求める。

本実施例においては、制御部７２８において電界強度が推定される場合について説明したが、車外のサーバにより推定するようにしてもよい。この場合、制御部７２８は、車外サーバにアクセスし、車外サーバから電界強度の推定値を取得する。

また、制御部７２８は、放送局２００の電波送信エリア内の選択された放送補完装置６００からの信号の伝搬モデルを生成し、この伝搬モデルの生成には放送エリア内の建造物と土地の地勢を含む環境マップを用い、ある位置での将来の通信品質を予測するようにしてもよい。

また、ネットワーク４００への負荷が大きくなると、欠落データの配信予約に時間がかかると予想される。このような場合には、電界強度の推定値を求める時間範囲を長くするなど変更する。また、欠落データの配信予約に時間がかかると予想される場合には、データ保存装置７２４に電界強度を示す情報を蓄積し、その情報を用いるようにしてもよい。

次に、アクセスポイント５００および配信サーバ３００について、図５および図６を参照して説明する。

上述したように、アクセスポイント５００および配信サーバ３００は。ネットワーク４００に接続される。

アクセスポイント５００は、デジタルテレビ受信部７２０、デジタルラジオ受信部７４０および無線通信部７６０と通信可能な通信部５２０と、通信部５２０と接続されたユーザ判定部５４０と、ユーザ判定部５４０と接続され、ネットワーク４００と接続可能なルータ５６０を備える。

通信部５２０は、無線装置７００から送信された欠落信号の要求に応じて、欠落信号の送信を行う。ユーザ判定部５４０は、欠落信号の要求を送信したユーザを判定する。ルータは、無線装置７００から欠落信号の要求を、ネットワーク４００を介して配信サーバに中継し、配信サーバ３００から送信された欠落信号を無線装置７００に中継する。

配信サーバ３００は、ユーザデータベース３２０と、ユーザデータベース３２０と接続された配信部３４０と、配信部３４０と接続された番組データベース３６０とを備える。

ユーザデータベース３２０は、配信対象ユーザを示す情報を記憶する。配信部３４０は、配信対象ユーザにデータを送信する。番組データベース３６０は、放送局２００からローカル配信により伝送された番組を記録する。

次に、本実施例にかかるデジタル放送受信システムにおけるデジタル放送受信装置の動作について、図７を参照して説明する。

放送局２００もしくは放送補完装置６００から送信された放送電波は、アンテナを介してチューナ７２１に受信され、復調部７２２において復調され、データ保存部７２４に蓄積される（ステップＳ７０２）。

制御部７２８は、受信感度予測のための各種情報、例えば自デジタル放送受信装置が搭載される移動体の速度、自デジタル放送受信装置が搭載される移動体の位置などを示す情報を収集する（ステップＳ７０４）。

また、制御部７２８は、受信感度予測のための各種情報に基づいて電界強度を予測し、予測された電界強度が、受信感度に対し一定の余裕を有する閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ７０６）。

予測された電界強度が、閾値以下である場合（ステップＳ７０６：ＹＥＳ）、制御部７２８は、データの取得予約を配信サーバ３００に対して行う（ステップＳ７１０）。この取得予約は、アクセスポイント５００に送信される。アクセスポイント５００のユーザ判定部５４０は、例えばユーザＩＤ、移動体のＩＤを含むユーザ情報に基づいて、取得予約を送信したユーザがアクセス権を有するか否かを判定する。また、ユーザ判定部５４０は、アクセス権を有するユーザであると判定した場合にルータ５６０を通じてネットワーク４００に接続し、配信サーバ３００へ取得予約を示す信号を転送する。配信サーバ３００は、取得予約を示す信号を受信すると、配信部３４０において、ユーザデータベース３２０を参照し取得予約を行ったユーザと、該ユーザが受信している番組を確認し、番組データベース３６０を参照し取得予約を行ったユーザが受信している番組の配信準備を行う。

次に、制御部７２８は、復調されたデジタル信号に基づいて、信号の欠落があるか否かを判断する（ステップＳ７１２）。

信号の欠落がある場合（ステップＳ７１２：ＹＥＳ）、制御部７２８は、欠落データの開始時間と終了時間および放送局名やチャネルなど、番組を特定できる情報を検出し、該番組を特定できる情報に基づいて、欠落信号の要求を行う（ステップＳ７１４）。この欠落信号の要求は、通信ドライバ７２９および無線ＬＡＮなどを介してアクセスポイント５００へ送信される。アクセスポイント５００は、デジタル放送受信装置をネットワークに接続する。その結果、デジタル放送受信装置と配信サーバが接続される。

次に、制御部７２８は、配信サーバ３００から送信された欠落信号を受信し、該欠落信号をデータ保存部７２４に記憶されたデジタル信号に補完する。多重分離部７２５はデータ保存部７２４に記憶された欠落信号が補完されたデジタルデータの多重・分離を行い、復号部７２６に入力する。復号部７２６は、入力された多重・分離されたデジタルデータの復号を行い、スピーカ、モニタ部７３０に入力する。スピーカ、モニタ部７３０は、入力されたデジタルデータの再生を行う（ステップＳ７１６）。その結果、放送電波がリアルタイムに途切れることなく再生される。

一方、ステップＳ７０６において、予測された電界強度が、閾値以下でない場合（ステップＳ７０６：ＮＯ）およびステップＳ７１２において、信号の欠落がない場合（ステップＳ７１２：ＮＯ）、多重分離部７２５はデータ保存部７２４に記憶されたデジタルデータの多重・分離を行い、復号部７２６に入力する。復号部７２６は、入力された多重・分離されたデジタルデータの復号を行い、スピーカ、モニタ部７３０に入力する。スピーカ、モニタ部７３０は、入力されたデジタルデータの再生を行う（ステップＳ７０８）。

本発明にかかるデジタル放送受信装置は、デジタル放送配信システムに適用できる。

本発明の一実施例にかかるデジタル放送受信システムを示すブロック図である。 本発明の一実施例にかかる無線装置を示すブロック図である。 本発明の一実施例にかかるデジタル放送受信装置を示すブロック図である。 電波の回折損失を説明するための説明図である。 本発明の一実施例にかかるアクセスポイントを示すブロック図である。 本発明の一実施例にかかる配信サーバを示すブロック図である。 本発明の一実施例にかかるデジタル放送受信装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

２０ 移動体
５０ 先行車
１００ デジタル放送受信システム
２００ 放送局
３００ 配信サーバ
４００ ネットワーク
５００ アクセスポイント
６００ 放送補完装置
７００ 無線装置

Claims (5)

1. デジタル放送を受信するデジタル放送受信装置において、
   電界強度を予測する電界強度予測手段と、
   電界強度の予測結果に基づいて、配信サーバに対して配信予約を行う配信予約手段と、
   デジタル放送のデータが欠落した場合に、前記配信サーバから欠落データを受信し、該欠落データを補完し、再生するデータ再生手段と
   を備えることを特徴とするデジタル放送受信装置。
2. 請求項１に記載のデジタル放送受信装置において、
   受信データを蓄積するデータ保存手段
   を備え、
   前記データ再生手段は、蓄積された受信データに対して、欠落データを補完することを特徴とするデジタル放送受信装置。
3. 請求項１または２に記載のデジタル放送受信装置において、
   前記配信予約手段は、データが欠落すると予測された場合に、前記配信サーバに対して、データ配信の予約を行うことを特徴とするデジタル放送受信装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデジタル放送受信装置において、
   前記電界強度予測手段は、自デジタル放送受信装置が搭載された移動体の走行状態に基づいて、電界強度を予測することを特徴とするデジタル放送受信装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載のデジタル放送受信装置において、
   前記電界強度予測手段は、移動体の位置から移動体と放送局または放送補完装置の距離を求め、該距離に基づいて、予め求められた移動体と放送局または放送補完装置との距離と移動体における推定受信電力との関係を用いて、受信電力を推定することを特徴とするデジタル放送受信装置。

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