JP2008118593A - 受信装置、および、復調回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】3セグメントデジタル音声放送の再生安定化と低消費電力化を実現する。
【解決手段】地上デジタル音声放送を受信対象に含む受信装置1の復調部100において、地上デジタル音声放送の3セグメント放送を受信した場合、階層分離部104が、3セグメント放送を構成するA階層とB階層とに受信信号を分離する。比較器109は、CN比検出部105が検出する受信信号のCN比と、B階層の安定再生に必要なCN比とを比較する。制御回路110は、比較器109の比較の結果、B階層の安定再生に必要な信号レベルでない場合、階層分離部104で分離されたB階層についての復調動作をおこなうB階層処理部130BによるB階層についての復調動作を停止させる。この場合、TS合成部140は、B階層データがNULLとなるトランスポート・ストリームを、復号処理をおこなう後段に出力する。
【選択図】図2
【解決手段】地上デジタル音声放送を受信対象に含む受信装置1の復調部100において、地上デジタル音声放送の3セグメント放送を受信した場合、階層分離部104が、3セグメント放送を構成するA階層とB階層とに受信信号を分離する。比較器109は、CN比検出部105が検出する受信信号のCN比と、B階層の安定再生に必要なCN比とを比較する。制御回路110は、比較器109の比較の結果、B階層の安定再生に必要な信号レベルでない場合、階層分離部104で分離されたB階層についての復調動作をおこなうB階層処理部130BによるB階層についての復調動作を停止させる。この場合、TS合成部140は、B階層データがNULLとなるトランスポート・ストリームを、復号処理をおこなう後段に出力する。
【選択図】図2
Description
本発明は、受信装置、および、復調回路に関し、特に、3セグメントデジタル音声放送の受信に好適な受信装置、および、復調回路に関する。
テレビやラジオなどの地上波放送が、従来のアナログ放送からデジタル放送に移行しつつある。このような放送のデジタル化により、従来の地上アナログテレビ放送は停波することになるが、これにより空白となる周波数帯を用いた地上デジタル音声放送(デジタルラジオ)の実施が予定されている。
地上デジタル音声放送の一つの放送方式には、1チャンネルの帯域内で隣接する3セグメント分の帯域を利用した3セグメント放送(いわゆる、3セグ放送)があり、このような3セグ放送の受信装置も実用化されつつある(例えば、特許文献1)。
特開2003−78839号公報
地上デジタルラジオの3セグ放送の一つの放送方式においては、3セグメントの中央に配置される1セグメント(A階層)で音声を放送し、A階層の両側に配置される2つのセグメント(B階層)を用いて動画などの付加情報を放送することができる。このような場合、音声と動画では伝送するデータのビットレートが異なるので、それぞれに適した変調方式が適用されることになる。通常、音声データを伝送するA階層にはQPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4相位相変調)などの位相変調方式が用いられ、動画データを伝送するB階層には16QAM(Quadrature Amplitude Modulation:16値直交振幅変調)などの振幅変調方式が用いられる。
この場合において、音声データの変調方式であるQPSKはビットレートが比較的低いことから移動体での受信に向いており、移動中や電波発信元から離れていても良好な受信状態を維持しやすいが、動画データの変調に用いられる16QAMは、QPSKよりもビットレートが高くフェージングの影響を受けやすいため、移動中や電波発信元から離れるとQPSKよりも受信品質が低下することがある。
これは、ビットレートの高い16QAMの方がQPSKよりも所要のCN比(Carrier to Noise Ratio:信号対雑音比)が大きく、一定のエラー訂正可能レベルを担保できる信号レベル(受信限界)も、16QAMの方がQPSKより高いためである。これにより、3セグ放送の場合では、例えば、電波発信元から離れるに従って信号レベルが低下すると、QPSKで変調されたA階層のエラー訂正は可能であっても、16QAMで変調されたB階層のエラー訂正が困難となる状態や、A階層は受信できてもB階層は受信できない状態などが発生する。
ここで、デジタルラジオの3セグ放送では、A階層の音声とB階層の動画で1つのコンテンツが構成されることがある。この場合、いずれかの階層の受信品質が低下すると、コンテンツ全体の再生が適切におこなえなくなってしまうという問題がある。つまり、従来の受信装置は、B階層のエラー訂正が困難、あるいは、B階層が受信できない場合であっても3セグメント分の処理をおこなってしまうため、画像が間欠的に表示される状況が生じ、聴取者(視聴者)にとって不快となることがある。すなわち、デジタルラジオの3セグ放送で動画を含むコンテンツを放送した場合、受信状況によってコンテンツの再生が不安定になるという不都合があった。
また、B階層を含めた3セグメント分の処理動作を常におこなっているため、無駄な電力を消費していることにもなる。中でも、送信時におこなわれたインタリーブを元に戻すためのデインタリーブ動作はメモリ読み書きをおこなうため電力消費が多く、2セグメント分のメモリ読み書きをおこなうB階層用のデインタリーブは特に電力消費の多い動作となる。よって、B階層の受信状態が良好でない場合にもB階層のデインタリーブ動作をおこなうことは多くの電力を無駄に消費してしまうことになる。このような、再生品質が低下しているにもかかわらず消費電力が高い状態は好ましくなく、このような不都合の改善が望まれている。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、再生の安定化と低消費電力化を可能にする受信装置、および、復調回路を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る受信装置は、
地上デジタル音声放送を受信対象に含む受信装置において、
前記地上デジタル音声放送の3セグメント放送を受信した場合、該3セグメント放送を構成するA階層とB階層とに受信信号を分離する階層分離手段と、
前記階層分離手段で分離されたA階層についての復調動作をおこなうA階層処理手段と、
前記階層分離手段で分離されたB階層についての復調動作をおこなうB階層処理手段と、
前記受信信号の信号レベルが、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルであるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段により、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでないと判別された場合、前記B階層についての復調動作を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
地上デジタル音声放送を受信対象に含む受信装置において、
前記地上デジタル音声放送の3セグメント放送を受信した場合、該3セグメント放送を構成するA階層とB階層とに受信信号を分離する階層分離手段と、
前記階層分離手段で分離されたA階層についての復調動作をおこなうA階層処理手段と、
前記階層分離手段で分離されたB階層についての復調動作をおこなうB階層処理手段と、
前記受信信号の信号レベルが、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルであるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段により、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでないと判別された場合、前記B階層についての復調動作を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
上記受信装置において、
前記制御手段は、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでないと判別された場合、前記B階層処理手段に有効なデータを含まないことを表すNULLデータを送出することで、前記B階層処理手段による復調動作を実質的に停止させることが望ましい。
前記制御手段は、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでないと判別された場合、前記B階層処理手段に有効なデータを含まないことを表すNULLデータを送出することで、前記B階層処理手段による復調動作を実質的に停止させることが望ましい。
上記受信装置は、
前記A階層処理手段からの出力と前記B階層処理手段からの出力を合成して後段の復号処理に供する合成手段をさらに備えていることが望ましく、この場合、
前記制御手段は、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでないと判別された場合、前記B階層処理手段の動作を停止させるとともに、前記合成手段に、前記A階層処理手段からの出力と有効なデータを含まないことを表すNULLデータとを合成させることが望ましい。
前記A階層処理手段からの出力と前記B階層処理手段からの出力を合成して後段の復号処理に供する合成手段をさらに備えていることが望ましく、この場合、
前記制御手段は、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでないと判別された場合、前記B階層処理手段の動作を停止させるとともに、前記合成手段に、前記A階層処理手段からの出力と有効なデータを含まないことを表すNULLデータとを合成させることが望ましい。
上記受信装置において、
前記制御手段は、前記検出された信号レベルが前記B階層の安定再生に必要な信号レベルとなった場合、前記B階層についての復調動作を実行させることが望ましい。
前記制御手段は、前記検出された信号レベルが前記B階層の安定再生に必要な信号レベルとなった場合、前記B階層についての復調動作を実行させることが望ましい。
上記受信装置において、
前記制御手段は、前記受信信号の信号レベルが前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでない状態が所定期間継続する場合に前記B階層の復調動作を停止させ、前記受信信号の信号レベルが前記B階層の安定再生に必要な信号レベルである状態が所定期間継続する場合に前記B階層の復調動作を実行させることが望ましい。
前記制御手段は、前記受信信号の信号レベルが前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでない状態が所定期間継続する場合に前記B階層の復調動作を停止させ、前記受信信号の信号レベルが前記B階層の安定再生に必要な信号レベルである状態が所定期間継続する場合に前記B階層の復調動作を実行させることが望ましい。
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点にかかる復調回路は、
デジタル放送の受信波を復調する復調回路であって、
変調方式の異なる搬送波が多重化された受信信号を、前記変調方式毎に分離する分離手段と、
前記分離手段で分離される変調方式に応じた複数の復調手段と、
前記受信信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段が検出した信号レベルと、所定の変調方式についての信号レベルの基準値とを比較し、当該変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルでない場合、当該変調方式についての復調動作を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
デジタル放送の受信波を復調する復調回路であって、
変調方式の異なる搬送波が多重化された受信信号を、前記変調方式毎に分離する分離手段と、
前記分離手段で分離される変調方式に応じた複数の復調手段と、
前記受信信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段が検出した信号レベルと、所定の変調方式についての信号レベルの基準値とを比較し、当該変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルでない場合、当該変調方式についての復調動作を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする。
上記復調回路において、
前記制御手段は、復調動作を停止させる変調方式についての前記復調手段に有効なデータを含まないことを表すNULLデータを送出することで、該復調手段による復調動作を実質的に停止させることが望ましい。
前記制御手段は、復調動作を停止させる変調方式についての前記復調手段に有効なデータを含まないことを表すNULLデータを送出することで、該復調手段による復調動作を実質的に停止させることが望ましい。
上記復調回路は、
前記複数の復調手段で復調された信号を合成して後段の復号処理に供する合成手段をさらに備えていることが望ましく、この場合、
前記制御手段は、前記所定の変調方式についての前記復調手段の動作を停止させるとともに、前記合成手段に有効なデータを含まないことを表すNULLデータを出力させることが望ましい。
前記複数の復調手段で復調された信号を合成して後段の復号処理に供する合成手段をさらに備えていることが望ましく、この場合、
前記制御手段は、前記所定の変調方式についての前記復調手段の動作を停止させるとともに、前記合成手段に有効なデータを含まないことを表すNULLデータを出力させることが望ましい。
上記復調回路において、
前記制御手段は、前記検出された信号レベルが、前記所定の変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルとなった場合、当該変調方式についての前記復調手段に復調動作を実行させることが望ましい。
前記制御手段は、前記検出された信号レベルが、前記所定の変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルとなった場合、当該変調方式についての前記復調手段に復調動作を実行させることが望ましい。
上記復調回路において、
前記制御手段は、前記受信信号の信号レベルが前記所定の変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルでない状態が所定期間継続した場合に当該変調方式についての復調動作を停止させ、前記受信信号の信号レベルが前記所定の変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルである状態が所定期間継続した場合に当該変調方式についての復調動作を実行させることが望ましい。
前記制御手段は、前記受信信号の信号レベルが前記所定の変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルでない状態が所定期間継続した場合に当該変調方式についての復調動作を停止させ、前記受信信号の信号レベルが前記所定の変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルである状態が所定期間継続した場合に当該変調方式についての復調動作を実行させることが望ましい。
本発明によれば、地上デジタル音声放送の3セグメント放送などの受信時に、再生の安定化と低消費電力化を実現することができる。
以下、本発明にかかる実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態では、例えば、「地上デジタル音声放送運用規定技術資料」(ARIB TR-B13)などで規定されている地上デジタル音声放送(地上デジタルラジオ)の3セグメント放送(以下、「3セグ放送」とする)の受信に本発明を適用した場合を説明する。
まず、本実施形態で想定する3セグ放送の概要を説明する。本実施形態での3セグ放送とは、例えば、VHF(Very High Frequency)帯(超短波帯)で放送される地上デジタル音声放送の一形態であり、1チャネル分の周波数帯域を複数(例えば、8)に分割したセグメントのうち、隣接する3つのセグメント(例えば、高周波側の3つ)のキャリア(搬送波)でデータ伝送をおこなう放送をいう。本実施形態では、1セグメント当たり432キャリアで構成されているものとする。
本実施形態では、3セグ放送によって音声と画像(動画)が放送される場合を想定し、この場合、音声と画像から構成された1つのコンテンツが3セグメント分の帯域を使って放送されるものとする。ここで、隣接する3セグメントの中央に位置する1セグメントを用いて音声データが伝送されるものとし、この1セグメントのことを以下「A階層」という。また、A階層の両側に位置する2つのセグメントを用いて画像(動画)データが伝送されるものとし、これら2セグメントのことを以下「B階層」という。
3セグ放送で伝送されるコンテンツデータ(音声データ+画像データ)は、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式のデジタル変調によって伝送符号化がおこなわれて放送されるが、A階層とB階層のそれぞれには、伝送するデータの種類やビットレートなどに応じて異なる変調方式が適用されているものとする。本実施形態では、音声データを伝送するA階層は、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying:4相位相変調)で変調され、画像(動画)データを伝送するB階層は、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation:16値直交振幅変調)で変調されているものとする。これらの変調方式の違いの1つはビットレートであり、16QAMの方がQPSKよりも高ビットレートであるものとする。また、A階層で伝送される音声データは、例えば、MPEG-2 AAC(Advanced Audio Coding)で符号化されているものとし、B階層で伝送される画像(動画)データは、例えば、H.264/AVC(ISO/IEC 14496-10: Advanced Video Coding)で符号化されているものとする。
つまり、本実施形態にかかる3セグ放送では、変調方式の異なる複数種類のデータ(キャリア)を一のチャンネル上で3つのセグメント(1セグメントのA階層と2セグメントのB階層)を使って多重化することで、デジタル音声放送で音声と画像を含む1つのコンテンツが放送される。
このような3セグ放送を受信する本実施形態にかかる受信装置の構成を、図1を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態にかかる受信装置1の構成例を示すブロック図である。図示するように、本実施形態にかかる受信装置1は、アンテナ10、前処理部FP、後処理部BP、音声出力部51、表示出力部52、入力部80、などから構成されている。
アンテナ10は、本実施形態にかかる3セグ放送で用いられる周波数帯の放送電波を受信するアンテナであり、受信信号を前処理部FPに入力する。
前処理部FPは、受信波の選局や復調などといった前処理をおこなうものであり、図1に示すように、チューナ部20、復調部100、などから構成されている。
チューナ部20は、各種のフィルタ回路などを含む地上デジタル音声放送用のチューナ回路から構成され、アンテナ10から入力する受信信号から、指定されたチャンネルを選局する。本実施形態では、地上デジタルラジオの3セグ放送が選局された場合、チューナ部20の動作により、選局されたチャンネルの中で3セグ放送に割り当てられている3セグメント分の帯域が抽出されるものとする。
復調部100は、OFDM変調された受信波を復調するためのOFDM復調回路から構成され、チューナ部20で選局された受信信号を復調する。復調部100は、OFDM変調によって音声や画像などを伝送するキャリア(搬送波)が多重化された受信信号を復調して後処理部BPに出力する。
後処理部BPは、前処理部FPで復調された信号から音声データや画像データを復号して再生出力をおこなう。図1に示すように、後処理部BPは、所定のバスBSによって相互接続された、TSデコーダ部30、復号処理部40、制御部60、記憶部70、入力I/F(インタフェース)部81、前後I/F(インタフェース)部90、などから構成されている。
TSデコーダ部30は、前処理部FPから出力されたTS(Transport Stream:トランスポート・ストリーム)から、音声データと画像データとを分離して復号処理部40に出力する。
復号処理部40は、音声デコーダ部41と画像デコーダ部42から構成される。音声デコーダ部41は、TSデコーダ部30から出力された音声データを所定の符号化方式に基づいて復号し、復号した音声データをアナログ音声信号に変換し、アンプやスピーカ(イヤホン)などから構成される音声出力部51に出力して報音出力させる。また、画像デコーダ部42は、TSデコーダ部30から出力された画像(動画)データを所定の符号化方式に基づいて復号し、復号したフレーム毎の画像データを、例えば、液晶表示装置などから構成される表示出力部52に出力して表示出力させる。
制御部60は、例えば、CPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)などの演算装置やRAM(Random Access Memory)などの主記憶装置などから構成され、プログラムの実行などにより、後処理部BPをはじめとした受信装置1の各部を制御する。
記憶部70は、例えば、フラッシュメモリやROM(Read Only Memory)などの記憶装置から構成され、受信装置1の動作に必要なデータや制御部60が実行するプログラムなどを格納する。
入力I/F部81は、例えば、操作ボタンなどから構成される入力部80と後処理部BPとのインタフェースであり、制御部60などでデジタル処理がおこなえるよう入力信号のデジタル変換などをおこなう。
前後I/F部90は、後処理部BPと前処理部FPとのインタフェースである。本実施形態では、前処理部FPの復調部100と後処理部BPの制御部60や記憶部70との間の情報伝達が前後I/F部90を介しておこなわれる他、入力部80での選局操作を示す選局信号が前後I/F部90を介してチューナ部20に入力される。この場合において、チューナ部20がアナログ処理によって動作するのであれば、前後I/F部90がデジタル信号をアナログ信号に変換してチューナ部20に入力する。
上記の各構成は、本発明を実現するために必要な構成であり、デジタル放送の受信機が通常有するその他の構成については、必要に応じて備えられているものとする。
(実施形態1)
本実施形態では、復調部100の動作によって再生の安定化と低消費電力化を図る。このための復調部100の構成と動作の一例を実施形態1として以下説明する。本実施形態にかかる復調部100の構成を図2に示す。図2は、実施形態1にかかる復調部100の構成を示すブロック図である。
本実施形態では、復調部100の動作によって再生の安定化と低消費電力化を図る。このための復調部100の構成と動作の一例を実施形態1として以下説明する。本実施形態にかかる復調部100の構成を図2に示す。図2は、実施形態1にかかる復調部100の構成を示すブロック図である。
図示するように、本実施形態にかかる復調部100は、ADC101、FFT102、TMCC復号部103、階層分離部104、CN比検出部105、積分回路106、サンプリング回路107、積算回路108、比較器109、制御回路110、SW回路120、A階層処理部130A、B階層処理部130B、TS合成部140、などから構成されている。
ADC(Analog-Digital Converter:アナログ−デジタル変換器)101は、チューナ部20から出力された受信信号をデジタル信号に変換する。
FFT(Fast Fourier Transformer:高速フーリエ変換器)102は、デジタル変換された受信信号を高速フーリエ変換することで、時間軸上の信号から周波数軸上の信号に変換する。
TMCC復号部103は、受信波に含まれているTMCC(Transmission and Multiplexing Configuration Control:伝送多重制御)情報を復号する。このTMCC情報は、例えば、放送波に適用されている変調方式、誤り訂正の符号化率、インタリーブ長、などといった、復調をおこなうために必要なパラメータを示す制御情報である。本実施形態では、A階層(1セグメント)とB階層(2セグメント)の3セグメント構成のデジタル音声放送(3セグ放送)であることの他、1セグメントあたりのキャリア数などを規定したモードや各階層に適用されている変調方式などがTMCC情報に示されているものとする。
階層分離部104は、復号されたTMCC情報に基づいて、受信信号をA階層とB階層とに分離する。つまり、3セグ放送の場合、1セグメント当たりのキャリア数が予め規定されているので、TMCC情報によって3セグ放送の、モード(モード3:432キャリア/1セグメント)、及び、A,B階層の変調方式が分かれば、規定されたキャリア数(キャリア番号)に基づいてA階層とB階層に分離することができる。つまり、チューナ部20により3セグメント分の信号が抽出されているので、FTT後の信号では、図3に示すようなキャリア番号となるよう低周波側からB階層、A階層、B階層、と配置されていることになる。この場合、キャリア番号が433〜864となる部分をA階層として分離し、残りの部分をB階層として分離することができる。このように分離されたA階層の信号は、A階層処理部130Aに出力され、B階層の信号はSW回路120に出力される。
CN比検出部105は、受信信号の信号レベルとしてCN(Carrier to Noise:信号対雑音)比を検出する。この場合、CN比検出部105は、例えば、受信信号の電力検出装置や演算回路などから構成され、受信信号についての平均受信信号電力と平均付加雑音電力を用いた演算(平均受信信号電力/平均付加雑音電力)をおこなうことで、受信信号のCN比(dB)を検出する。
積分回路106は、CN比検出部105で検出された一定期間のCN比値を積分する。ここで積分するデータ量は、後段で処理するパケットの1パケット分(例えば、204バイト)とすることが望ましい。積分回路106での積分処理に要する単位時間は変調方式によって異なる。例えば、QPSKと16QAMのビットレートをそれぞれ330kbps、660kbpsとした場合、204バイト単位で積分する時の処理時間は、QPSKが約5ミリ秒、16QAMが約2.5ミリ秒となる。
サンプリング回路107は、例えば、サンプリング回路1071〜1074の4つのサンプリング回路から構成され、積分回路106で積分されたCN比値を、積分時と同一のパケット単位(すなわち、204バイト/1パケット)で順次サンプリングすることで、1〜4パケットの単位時間ディレイをかける。ディレイ後の各信号は積算回路108に出力される。
積算回路108は、サンプリング回路107から入力される4つのCN比値の平均化をおこなう。この場合、積算回路108は、入力された4つのCN比値を合算した後に1/4にする演算をおこなうことで、CN比値の平均値(以下、「平均CN比値」とする)を算出し、比較器109に出力する。
比較器109は、TMCC復号部103からのTMCC情報に基づいて、対象データの変調方式に応じた基準値を設定し、この基準値と積算回路108から入力された平均CN比値とを比較する。本実施形態では、B階層についての基準値と受信信号の平均CN比値とを比較するものとする。この場合の基準値は、例えば、B階層の変調方式である16QAMの受信限界CN比値とする。
この受信限界CN比値は、エラー訂正が可能なビットエラーレート(Bit Error Rate:BER)に基づいて決定される。例えば、RS復号部133bによってエラー訂正可能なBERの上限が2×10−4である場合、ビタビ復号部132bからRS復号部133bに入力されるデジタル信号のBERが2×10−4以下となるCN比値であればエラー訂正可能ということになる。よって、ビタビ復号部133bからRS復号部133bに入力されるデジタル信号のBERが2×10−4となるときのCN比値が受信限界(所要)CN比値となる。例えば、16QAM(符号化率1/2)の場合、このCN比値が約9.5dB以上であればビタビ復号後のBERが2×10−4以下となることが分かっている。よって、16QAMの場合の受信限界CN比値を9.5dBとすることができ、本実施形態では、この値を比較器109で設定されるB階層についての基準値とする。
すなわち、基準値として設定される受信限界CN比値(信号レベル)は、エラー訂正可能なBERとなる信号レベルの下限値に相当するので、受信信号の信号レベル(CN比値)がこの基準値に達しない場合、エラー訂正が保証できなくなる。この場合、エラー訂正できる確率が低下するので、エラー訂正できた一部の画像のみが間欠的に表示されるような不安定な再生となる。よって、現在の受信信号がB階層の安定再生に必要な信号レベルであるか否かを受信限界の信号レベル(CN比値)に基づいて判別することができる。
また、比較器109における基準値は対象とする変調方式によって異なる。よって、比較器109が設定する基準値は、TMCC情報が示す変調方式によって動的に設定されるものである。なお、比較器109が用いる基準値は予め設定されていてもよく、この場合、例えば、設定された基準値を記憶部70に格納しておき、前後I/F部90を介して取得するようにしてもよい。
比較器109は、平均CN比値が基準値以下であるか否かを示す2値情報で比較結果を出力する。本実施形態では、平均CN比値が基準値を超えている場合はH(High(高レベル))信号を、基準値以下である場合はL(Low(低レベル))信号を出力するものとする。
制御回路110は、例えば、LSIなどの演算回路から構成され、比較器109から出力される比較結果に基づいて、B階層についての処理を無効化するか否かの判別をおこない、判別結果に応じてSW回路120を制御する。ここで、制御回路110は、比較器109からL信号が連続して所定回数以上(例えば、2回以上)出力された場合、B階層についての処理を無効化すべきと判別する。この場合、制御回路110は、NULLデータ(有効なデータを含まないデータ)とともにSW回路120を制御する制御信号をSW回路120に送出する。
SW(スイッチ)回路120は、B階層処理部130Bに入力するデータを、階層分離部104で分離されたB階層データか、制御回路110から送出されるNULLデータのいずれかに切り換えるスイッチ回路である。SW回路120は、制御回路110の制御によって動作するものであり、制御回路110からNULLデータが送出されたときは当該NULLデータがB階層処理部130Bに入力されるようスイッチし、制御回路110からNULLデータが送出されないときは、階層分離部104で分離されたB階層データがB階層処理部130Bに入力されるようスイッチする。
A階層処理部130Aは、音声データを伝送するA階層の復調処理をおこなうものであり、デインタリーブ部131a、ビタビ復号部132a、RS(Read Solomon code:リードソロモン)復号部133a、などから構成される。
デインタリーブ部131aは、OFDM変調時におこなわれるデータインタリーブ(データの並び換え)を戻すデインタリーブ動作をおこなうデインタリーバであり、動作回路やメモリなどから構成される。この場合、デインタリーブ部131aは、入力されたデータをメモリにストアしてデインタリーブ動作をおこなう。デインタリーブ部131aは、A階層についてのデインタリーブをおこなうものなので、1セグメント分のデインタリーブ動作に必要な容量のメモリを備えているものとする。
ビタビ復号部132aは、OFDM変調時におこなわれる畳み込み符号化で符号化された畳み込み符号(内符号)を復号することで、A階層についての内符号誤り訂正をおこなう。
RS復号部133aは、OFDM変調時におこなわれるRS符号化で符号化されたRS符号(外符号)を復号することで、A階層についての外符号誤り訂正をおこなう。
B階層処理部130Bは、A階層処理部130Aと同様に、画像データを伝送するB階層の実体的な復調動作(デインタリーブと誤り訂正)をおこなうものであり、デインタリーブ部131b、ビタビ復号部132b、RS復号部133b、などから構成される。これらの構成は、A階層処理部130Aの各構成と基本的に同一であるが、2セグメント分の帯域を使用するB階層を処理するため、デインタリーブ部131bは、2セグメント分のデータをデインタリーブできる容量のメモリを備えている。よって、通常、デインタリーブ部131bは、デインタリーブ部131aよりも容量の大きいメモリを使って動作することになる。
すなわち、A階層処理部130AとB階層処理部130Bのそれぞれは、A階層とB階層それぞれについての実体的な復調動作(デインタリーブと誤り訂正)をおこなう。つまり、本実施形態にかかる復調部100には、異なる変調方式に応じた複数の復調処理部が構成されていることになる。
TS合成部140は、A階層処理部130Aで復調されたA階層信号と、B階層処理部130Bで復調されたB階層信号とを合成してTSパケットを生成し、後段の後処理部BPに出力する。また、B階層処理部130BからNULLデータが入力された場合は、A階層信号とNULLデータとを合成する。
このような構成を有する復調部100の動作を以下説明する。ここでは、図4のフローチャートに示す、制御回路110による「復調動作制御処理」を中心に説明する。この「復調動作制御処理」は、比較器109から比較結果を示す信号(H/L)が入力されたことを契機に開始される。
処理が開始されると、制御回路110は、入力された信号がL信号であるか否かを判別する(ステップS101)。ここで、入力された信号がL信号である場合(ステップS101:Yes)、制御回路110は、L信号の入力が所定回数以上(ここでは、2回以上とする)連続しているか否か、すなわち、B階層の安定再生に不十分な信号レベルの状態が所定期間継続しているか否かを判別する(ステップS102)。
L信号の入力が所定回数以上である場合(ステップS102:Yes)、制御回路110は、NULLデータをSW回路120に送出する(ステップS103)。このとき、制御回路110は、送出したNULLデータがB階層処理部130Bに入力されるようSW回路120を制御する。この場合、SW回路120は、例えば、制御回路110からのNULLデータの到着に応じて、制御回路110からの経路にスイッチするよう動作する。
その後、比較器109からの入力がH信号となり(ステップS104:Yes)、かつ、連続して所定回数以上(2回以上)入力された場合、すなわち、B階層の安定再生に十分な信号レベルの状態が所定期間継続している場合(ステップS105:Yes)、制御回路110は、B階層の復調動作を実行するよう制御する(ステップS106)。ここでは、制御回路110は、ステップS103でおこなったNULLデータの送出を停止する。この場合、SW回路120は、階層分離部104で分離されたB階層信号がB階層処理部130Bに入力するようスイッチするので、B階層処理部130BによるB階層の復調動作が実行(再開)される。
一方、L信号の入力がさらに連続している場合(ステップS104:No)や、入力がL信号からH信号に変化してもH信号の入力が所定回数以上連続していない場合(ステップS105:No)は、NULLデータの送出を継続する(ステップS103)。つまり、B階層の安定受信に不十分な信号レベルの状態がさらに継続する場合や、一時的に信号レベルが回復するが全体として信号レベルが不十分である場合は、B階層についての復調動作を継続して停止させる。
また、処理開始時に入力された信号がH信号である場合(ステップS101:No)や、入力信号がH信号からL信号に変化してもL信号の入力が所定回数以上連続していない場合(ステップS102:No)は、B階層の復調が実行されるよう動作する(ステップS106)。例えば、SW回路120で階層分離部104からのB階層信号を通す状態をデフォルトとしておいた場合、処理開始時にH信号が入力された場合、制御回路110が特にSW回路120を制御しなくても、B階層についての復調動作が実行されることになる。
このような動作を比較器109からの入力が停止するまで繰り返しおこなうことで(ステップS107:No)、受信信号の平均CN比値(信号レベル)が、B階層の受信限界CN比値以下となる状態が所定時間続くと、B階層処理部130BにはNULLデータが送出されることになる。
この場合、有効なデータを含まないNULLデータがB階層処理部130Bに順次入力されるので、B階層処理部130Bでは実質的には復調動作がおこなわれない。特に、2セグメント分のデータをデインタリーブするデインタリーブ部131bでは、大幅に処理量が削減されることになる。
また、このようにNULLデータが送出されている間、TS合成部140では、A階層の音声データと、B階層のNULLデータから構成されたTSが生成されて後処理部BPに出力されるので、後段の後処理部BPにおいてもB階層についての復号処理は実質的におこなわれなくなる。
このように、本実施形態にかかる復調部100によれば、CN比値(信号レベル)が不十分でB階層についての安定した再生品質が得られない場合、自動的にB階層のデータがNULLデータになるので、B階層についての復調動作が実質的におこなわれなくなる。これにより、従来発生していた、画像が間欠的に表示されるような不安定な再生が発生しない他、電力消費の大きいB階層についてのデインタリーブ動作や復号動作が実質的におこなわれないので、良好な再生が得られない間の消費電力を大幅に低減させることができる。
また、従来の方式ではB階層のデータにビットエラーを含むTSパケットが後段の後処理部に出力されるので、後処理部のTSデコーダ部において、TSパケット内のB階層のデータのビットエラーの有無の判別処理や、さらに、TSパケット内のB階層のデータにビットエラーが有ると判別された場合は、復号処理部の動作を停止するような処理が必要になり、後処理部の処理に余計な負担が掛かっていたが、本実施形態にかかる復調部100によれば、B階層のビットエラーを含むデータがNULLデータになるので、後処理部の余計な処理が不要となる。
(実施形態2)
上記実施形態1では、NULLデータの送出により、B階層についての復調動作やデコード動作を実質的におこなわせなくしたが、B階層処理部130Bの動作を物理的に停止させるように制御してもよい。このような方法を実現するための復調部100を実施形態2として以下説明する。本実施形態にかかる復調部100の構成を図5に示す。図示するように、本実施形態にかかる復調部100の構成は、実施形態1の復調部100(図2参照)からSW回路120を除いたものであり、制御回路110がB階層処理部130Bを直接制御する構成となっている。
上記実施形態1では、NULLデータの送出により、B階層についての復調動作やデコード動作を実質的におこなわせなくしたが、B階層処理部130Bの動作を物理的に停止させるように制御してもよい。このような方法を実現するための復調部100を実施形態2として以下説明する。本実施形態にかかる復調部100の構成を図5に示す。図示するように、本実施形態にかかる復調部100の構成は、実施形態1の復調部100(図2参照)からSW回路120を除いたものであり、制御回路110がB階層処理部130Bを直接制御する構成となっている。
そして、制御回路110は、上記実施形態1でおこなった復調動作制御処理と同様の処理をおこなうことでB階層処理部130Bを制御する。この場合、実施形態1におけるNULLの送出に代わり、B階層処理部130Bの動作を停止させる制御信号をB階層処理部130Bに送出することで、B階層処理部130Bの動作を物理的に停止させる。また、実施形態1におけるNULL送出の停止に代わり、B階層処理部130Bを動作させる制御信号をB階層処理部130Bに送出することで、B階層処理部130Bの復調動作を実行(再開)させる。
このような動作をおこなうことで、CN比値が不十分でB階層についての安定した再生品質が得られない場合、自動的にB階層の復調動作が停止する。B階層の復調には、消費電力の大きいデインタリーブ部131bの動作が含まれているので、B階層処理部130Bの動作を停止させることで消費電力の大幅な低減を図ることができる。
また、B階層処理部130Bの動作を停止させた場合、停止している間のB階層データをNULLとするようTS合成部140を制御してもよい。この場合、TS合成部140は、A階層処理部130Aからの出力とNULLデータとを合成してTSを生成することになる。これにより、B階層についてのTSパケットがNULLとなるので、後処理部BPにおけるB階層の復号動作が実質的におこなわれなくなり、実施形態1と同様に、間欠的な画像表示の防止と低消費電力化を図ることができる。
以上説明したように、本発明にかかる実施形態によれば、地上デジタル音声放送の3セグ放送を受信している際に、受信信号のCN比(信号レベル)がB階層の安定受信に不十分である場合、B階層についての復調動作を自動的に停止させるので、画像が間欠的に表示されるような不安定な表示が防止されるとともに、安定した再生が得られない間の無駄な電力消費を低減させることができる。
また、受信信号の信号レベルが不十分な状態が所定期間継続した場合に復調動作を停止させるので、例えば、一時的な信号レベルの変化によって比較器109が出力するH/Lが逆転するような場合には、復調動作の停止や再開をおこなわない。これにより、短い周期で再生と停止が繰り返されることでかえって再生が不安定になってしまうことがない。
また、安定再生に十分な信号レベルに回復すれば、B階層についての復調動作が自動的に実行(再開)されるので、受信状態の変化に応じて安定した再生を得ることができる。
上記実施形態は一例であり、本発明の適用範囲はこれに限られない。すなわち、種々の応用が可能であり、あらゆる実施の形態が本発明の範囲に含まれる。
上記実施形態では、前処理部FPの制御回路110によって制御がおこなわれるものとしたが、受信装置1の全体を制御する制御部60によって制御するように構成してもよい。この場合、制御部60は、記憶部70に格納されている動作プログラムを実行することで上述した制御処理をおこなうことができる。
上記実施形態では、地上デジタル音声放送の3セグ放送を受信する場合を例示したが、異なる変調方式で変調されたデータが多重化されたデジタル放送であれば、本発明を適用して受信する放送は3セグ放送に限られるものではない。つまり、上記実施形態では、デジタル音声放送のB階層についての処理を制御したが、制御対象となるものはこれに限られるものではなく、例えば、要求される信号レベルが高く再生が不安定になりやすい変調方式や、処理負荷や処理時に多くの電力消費を要する変調方式で変調された信号を制御対象として本発明を適用することができ、対象となる変調方式も上記実施形態で例示したものに限られるものではない。
また、上記実施形態では、比較器109からのL信号の出力が所定回数以上連続した場合にB階層の復調動作を停止させるよう制御したが、制御対象とする動作の停止条件はこれに限らず任意である。つまり、安定的な再生をおこなえない受信信号についての復調動作を停止させるよう制御すればよい。
また、本発明にかかる受信装置1は、専用装置によって構成可能であることはもとより、例えば、パーソナルコンピュータや移動体通信端末などの汎用装置に組み込まれて実現されてもよい。この場合、上記実施形態で示した後処理部BPや音声出力部51、表示出力部52、入力部80などは、汎用装置が持つ構成によって実現することも可能である。また、上記実施形態で示したアンテナ10、前処理部FP、後処理部BPの構成を含んだモジュールとして提供してもよい。
また、複数種類の放送を受信できる受信装置に本発明を適用してもよく、この場合、受信可能なデジタル放送に応じて用意される復調回路に本発明を適用すれば、本発明にかかる受信装置を実現することができる。つまり、本発明にかかる復調回路をデジタル放送受信機に適用することで、本発明にかかる受信装置を実現することができ、上述した効果を得ることができる。
1…受信装置、10…アンテナ、FP…前処理部、20…チューナ部、100…復調部、101…ADC、102…FFT、103…TMCC復号部、104…階層分離部、105…CN比検出部、106…積分回路、107(1071〜1074)…サンプリング回路、108…積算回路、109…比較器、110…制御回路、120…SW回路、130A…A階層処理部、131a…デインタリーブ部、132a…ビタビ復号部、133a…RS復号部、130B…B階層処理部、131b…デインタリーブ部、132b…ビタビ復号部、133b…RS復号部、140…TS合成部、BP…後処理部、30…TSデコーダ部、40…復号処理部、41…音声デコーダ部、42…画像デコーダ部、51…音声出力部、52…表示出力部、60…制御部、70…記憶部、80…入力部、81…入力I/F部、90…前後I/F部
Claims (10)
- 地上デジタル音声放送を受信対象に含む受信装置において、
前記地上デジタル音声放送の3セグメント放送を受信した場合、該3セグメント放送を構成するA階層とB階層とに受信信号を分離する階層分離手段と、
前記階層分離手段で分離されたA階層についての復調動作をおこなうA階層処理手段と、
前記階層分離手段で分離されたB階層についての復調動作をおこなうB階層処理手段と、
前記受信信号の信号レベルが、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルであるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段により、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでないと判別された場合、前記B階層についての復調動作を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする受信装置。 - 前記制御手段は、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでないと判別された場合、前記B階層処理手段に有効なデータを含まないことを表すNULLデータを送出することで、前記B階層処理手段による復調動作を実質的に停止させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 - 前記A階層処理手段からの出力と前記B階層処理手段からの出力を合成して後段の復号処理に供する合成手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでないと判別された場合、前記B階層処理手段の動作を停止させるとともに、前記合成手段に、前記A階層処理手段からの出力と有効なデータを含まないことを表すNULLデータとを合成させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 - 前記制御手段は、前記検出された信号レベルが前記B階層の安定再生に必要な信号レベルとなった場合、前記B階層についての復調動作を実行させる、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の受信装置。 - 前記制御手段は、前記受信信号の信号レベルが前記B階層の安定再生に必要な信号レベルでない状態が所定期間継続する場合に前記B階層の復調動作を停止させ、前記受信信号の信号レベルが前記B階層の安定再生に必要な信号レベルである状態が所定期間継続する場合に前記B階層の復調動作を実行させる、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の受信装置。 - デジタル放送の受信波を復調する復調回路であって、
変調方式の異なる搬送波が多重化された受信信号を、前記変調方式毎に分離する分離手段と、
前記分離手段で分離される変調方式に応じた複数の復調手段と、
前記受信信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、
前記信号レベル検出手段が検出した信号レベルと、所定の変調方式についての信号レベルの基準値とを比較し、当該変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルでない場合、当該変調方式についての復調動作を停止させる制御手段と、
を備えることを特徴とする復調回路。 - 前記制御手段は、復調動作を停止させる変調方式についての前記復調手段に有効なデータを含まないことを表すNULLデータを送出することで、該復調手段による復調動作を実質的に停止させる、
ことを特徴とする請求項6に記載の復調回路。 - 前記複数の復調手段で復調された信号を合成して後段の復号処理に供する合成手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記所定の変調方式についての前記復調手段の動作を停止させるとともに、前記合成手段に有効なデータを含まないことを表すNULLデータを出力させる、
ことを特徴とする請求項6に記載の復調回路。 - 前記制御手段は、前記検出された信号レベルが、前記所定の変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルとなった場合、当該変調方式についての前記復調手段に復調動作を実行させる、
ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の復調回路。 - 前記制御手段は、前記受信信号の信号レベルが前記所定の変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルでない状態が所定期間継続した場合に当該変調方式についての復調動作を停止させ、前記受信信号の信号レベルが前記所定の変調方式で変調されたデータの安定再生に必要な信号レベルである状態が所定期間継続した場合に当該変調方式についての復調動作を実行させる、
ことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項に記載の復調回路。
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