JP2009060364A - 受信装置とこれを用いた移動用受信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低消費電力化を可能とする受信装置を提供する。
【解決手段】この目的を達成するために本発明は、復調部２１から出力される複数個の受信品質信号が入力される受信品質検出部２５と、この受信品質検出部２５からの出力信号に基づいて受信部１７の受信条件を切替える受信制御部２７と、高周波信号のフェージング周波数を検出できるフェージング検出部３１を設け、このフェージング検出部３１に基づいて固定受信あるいは移動速度が遅い受信時に高い検出精度を有する受信品質信号を選択し、この選択された受信品質信号が予め定められた閾値より良好な場合に通常電力の受信条件から低消費電力の受信条件への切替えを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動受信あるいは固定受信の受信環境に対応した受信品質信号を選択することにより低消費電力化を可能とした受信装置とこれを用いた移動用受信機器に関するものである。

近年の上記移動用受信機器は、特にデジタル放送が開始され、テレビ受信装置の搭載がますます増してきている。特に、市街地で移動中のテレビ受信品質は、フェージングの影響により、固定受信時のテレビ受信品質に比べて劣化する。

これを改善するために、受信装置は、シングル受信条件からダイバシティ受信条件とし、あるいは受信部の初段に増幅器を設けて改善した。

このため、特に携帯用の受信機器として消費電力が必要とされ、テレビ受信を楽しめる時間が短くなった。

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。
特開平５−３００１２９号公報

そこで本発明は、フェージング周波数（移動速度）に対応して最適な受信品質信号を選択してテレビ受信品質を改善することにより、低消費電力化を可能としたテレビ受信装置を提供することを目的とするものである。

そしてこの目的を達成するために本発明は、復調部から出力される複数個の受信品質信号が入力される受信品質検出部と、この受信品質検出部からの出力信号に基づいて受信部の受信条件を切替える受信制御部と、高周波信号のフェージング周波数を検出できるフェージング検出部を設け、このフェージング検出部に基づいて固定受信あるいは移動速度が遅い受信時に高い検出精度を有する受信品質信号を選択し、この選択された受信品質信号が予め定められた閾値より良好な場合に通常電力の受信条件から低消費電力の受信条件への切替えを行う。

これにより所期の目的を達成するものである。

以上の如く本発明は、復調部から出力される複数個の受信品質信号が入力される受信品質検出部と、この受信品質検出部からの出力信号に基づいて受信部の受信条件を切替える受信制御部と、高周波信号のフェージング周波数を検出できるフェージング検出部を設け、このフェージング検出部に基づいて固定受信あるいは移動速度が遅い受信時に高い検出精度を有する受信品質信号を選択し、この選択された受信品質信号が予め定められた閾値より良好な場合に通常電力の受信条件から低消費電力の受信条件への切替えを行う。

これにより、受信品質検出部では、フェージング検出部に基づいて固定受信あるいは移動速度が遅い受信時に高い検出精度を有する受信品質信号を選択する。この選択された受信品質信号が予め定められた閾値より良好な場合に、受信制御部により、通常電力の受信条件から低消費電力の受信条件への切替えを行うことができる。

これにより、テレビ受信の可能な時間を延長することができる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施形態における受信装置の回路ブロック図である。図１において、移動用受信機器１は、受信装置３と、この受信装置３の出力が接続されるデコーダ部５と、このデコーダ部５の出力が接続される表示部７と、これら受信装置３、デコーダ部５および表示部７を制御するシステム制御部９とが設けられている。

この受信装置３は、アンテナ１３、１５からの高周波信号が入力端子１７ｂ、１９ｂを介してそれぞれ供給される受信部１７、１９と、これら受信部１７、１９の出力が出力端子１７ｃ、１９ｃを介してそれぞれ接続される復調部２１と、この復調部２１からの復調信号が出力される復調出力端子２３と、復調部２１から出力される受信品質信号が入力端子２５ａに供給される受信品質検出部２５と、この受信品質検出部２５からの検出信号が入力端子２７ａに供給される受信制御部２７と、受信制御部２７に制御用データを入力するデータ入力端子２９と、受信した高周波信号のフェージング周波数を検出するフェージング検出部３１が設けられている。

また、受信制御部２７から出力される第１、第２の制御信号は、受信部１７、１９の制御用端子１７ａ、１９ａにそれぞれ接続されている。

さらに、受信部１７、１９には、アンテナ１３、１５からの高周波信号が入力端子１７ｂ、１９ｂを介してそれぞれ供給される増幅器３３、３５と、これら増幅器３３、３５からの出力信号がそれぞれ供給される混合器３７、３９と、これら混合器からの出力信号が入力にそれぞれ供給されるとともに出力が増幅器３３、３５の利得制御入力３３ａ、３５ａに接続される利得制御器４１、４３が設けられている。

これら利得制御器４１、４３から出力される信号は、フェージング検出部３１の入力端子３１ａ、３１ｂにそれぞれ接続されている。このフェージング検出部３１の出力は受信品質検出部２５の入力端子２５ｂに接続されている。

このように構成された移動用受信機器１の動作について以下説明する。アンテナ１３、１５からの高周波信号は、受信部１７、１９に設けられた入力端子１７ｂ、１９ｂを介して増幅器３３、３５に入力されて利得制御される。

これら増幅器３３、３５の出力信号は混合器３７、３９の一方にそれぞれ入力される。これら混合器３７、３９の他方には発振器３８、４０からの発振信号が入力されることにより、混合器３７、３９からは周波数変換されたＩＦ信号あるいはベースバンド信号が出力端子１７ｃ、１９ｃから出力される。

さらに、これらＩＦ信号あるいはベースバンド信号は、利得制御器４１、４３にそれぞれ供給される。これら利得制御器４１、４３から出力される利得制御信号は、増幅器３３、３５の利得制御入力３３ａ、３５ａに入力されている。これにより、増幅器３３、３５は、利得制御器４１、４３により、混合器３７、３９からの出力信号レベルが一定レベルになるように利得制御される。

また、出力端子１７ｃ、１９ｃから出力されるＩＦ信号あるいはベースバンド信号の出力信号は、復調部２１にそれぞれ入力される。この復調部２１の復調出力端子２３からは復調信号が出力される。この復調信号は、デコーダ部５により復号化され、表示部７により映像、音声を視聴できる。

また、データ入力端子２９から入力される制御用データは、受信制御部２７に入力され、この受信制御部２７から出力される第１、第２の制御信号により、受信部１７、１９への電源電圧の供給および受信部１７、１９の選局チャンネルを選択することができる。

表１は、受信条件Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにそれぞれ対応した受信装置３の消費電流を表している。

表１において、ダイバシティ受信とは、受信部１７、１９からの出力信号を復調部２１にて合成して受信感度を良好にするものである。シングル受信とは、受信部１７、１９のうち少なくとも一方を用いて受信するものである。

通常電力とは、受信部１７、１９の一方または両方を通常の電流値により動作させるものである。

低消費電力とは、受信部１７、１９の一方または両方を通常より小さい電流値により動作させるものである。この小さい電流値とする部分は、例えば、受信部１７、１９にそれぞれ設けられた混合器３７、３９、あるいはこの混合器の入力側に設けられた増幅器３３、３５とできる。なお、電流値を小さくすることにより低消費電力としたが、駆動電圧を下げて低消費電力としてもよい。

例えば、受信条件Ａは、ダイバシティ受信で通常電力での受信条件である。受信条件Ｂは、受信条件Ａから低消費電力とした受信条件である。受信条件Ｃは、受信条件Ａからシングル受信とした受信条件である。受信条件Ｄは、受信条件Ａからシングル受信、かつ低消費電力とした受信条件である。

このようにして、受信条件Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおける受信装置３のそれぞれの消費電流は、例えば２１０ｍＡ、１７０ｍＡ、１２２ｍＡ、１０２ｍＡとできる。

例えば、受信装置３によりテレビ信号を受信開始時には、受信環境が不明であるので最も優れたテレビ受信品質を有する受信条件Ａを選択する。この後、受信品質検出部２５によりテレビ受信品質が良好であれば受信条件Ｂとする。さらに、受信品質検出部２５によるテレビ受信品質の検出に応じて、受信条件Ａ〜Ｄを選択することができる。

次に、受信品質検出部２５の入力端子２５ｂに信号が入力されるフェージング検出部３１について説明する。このフェージング検出部３１では、移動用受信機器１の移動速度に対するフェージング周波数を検出することができる。

図２（ａ）は、静止時にアンテナ１３、１５から入力されるテレビ信号特性１０１であり、横軸は、時間１０３を表し、縦軸は信号レベル１０５を表している。このテレビ信号特性１０１は、静止時の受信状態であり、フェージングによる影響がない平坦な信号特性となっている。

図２（ｂ）は、静止時における利得制御器４１または４３から出力される利得制御信号１０７を表している。すなわち、テレビ信号特性１０１にフェージングによる影響がないため、平坦な信号特性となる。

図２（ｃ）は、市街地を移動する場合においてアンテナ１３、１５から入力されるテレビ信号特性１０９を表している。このテレビ信号特性１０９は、ビル等の反射波によるフェージングが発生する状態を表している。また、フェージング周波数１１０は、移動速度の大きさにほぼ比例して決定される。

図２（ｄ）は、移動時における利得制御器４１または４３から出力される利得制御信号１１２を表している。この利得制御信号１１２により、テレビ信号特性１０９が入力されたとしても、混合器３７、３９の出力信号は一定レベルに制御されることになる。この利得制御信号１１２のフェージング周波数１１３は、フェージング周波数１１０とほぼ一致している。

このようにして、利得制御器４１、４３から出力される利得制御信号は、移動用受信機器１の移動速度が速い場合には、フェージング周波数１１３が大きくなり、移動速度が遅い場合には、フェージング周波数１１３が小さくなり、また固定受信においては、フェージング周波数１１３がなくなって利得制御信号１０７のようになる。

図３は、本実施の形態の受信装置３におけるフェージング周波数に対する所要Ｃ／Ｎの特性図である。所要Ｃ／Ｎ特性１３０は、フェージング周波数１３１（あるいは移動速度）に対応したビット誤り率が０．０００２となる場合のＣ／Ｎ１３３である。

図３において、所要Ｃ／Ｎ特性１３０は、フェージング周波数が低い低速移動領域１３５（移動速度が遅い）と、フェージング周波数が高い高速移動領域１３７（移動速度が高速）では、大きい値が必要となっている。一方、フェージング周波数が中間の中速移動領域１３９（移動速度が中速）では、所要Ｃ／Ｎは、低速移動領域１３５、高速移動領域１３７に比較して小さな値でよい。

発明者らの実験によれば、フェージング周波数が約２０Ｈｚ（１３ｃｈ受信時において移動速度で約４５ｋｍ／Ｈ相当）以下の低速移動領域１３５においては、移動速度が遅くなるにつれて所要Ｃ／Ｎ値が大きくなることを確認した。また、フェージング周波数が約７０Ｈｚ（１３ｃｈ受信時に移動速度で約１３０ｋｍ／Ｈ相当）以上の高速移動領域１３７において、移動速度が速くなるにつれて所要Ｃ／Ｎ値が大きくなることも確認した。

そしてこの間の中速移動領域１３９では、所要Ｃ／Ｎ値に大きな変化はなく、かつこの状態において所要Ｃ／Ｎは最も小さな値となることも確認している。

さらに、移動速度が０のポイント１４０では、フェージングが無いので所要Ｃ／Ｎ１４１は小さな値となる。

この所要Ｃ／Ｎ１３０に対する所要ＢＥＲ（ビットエラーレート）、所要ＰＥＲ（パケットエラーレート）について以下説明する。受信品質を検出する検出精度は、ＰＥＲ、ＢＥＲ、Ｃ／Ｎの順でＰＥＲが最も優れている。

このため、所要ＢＥＲと予め定められたビット誤り率の閾値Ｖｂとの余裕度Ｖｂｍは、所要Ｃ／Ｎと予め定められたビット誤り率の閾値Ｖｃとの余裕度Ｖｃｍより小さくできる。さらに、所要ＰＥＲと予め定められた閾値Ｖｐとの余裕度Ｖｐｍは、所要ＢＥＲと予め定められたビット誤り率の閾値Ｖｂとの余裕度Ｖｂｍより小さくできる。

しかしながら、検出時間は、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲ、ＰＥＲの順でＣ／Ｎが最も短時間で検出できるので、フェージング周波数に応じてこれらＣ／Ｎ、ＢＥＲ、ＰＥＲの受信品質信号を使い分けることが必要となる。

次に、このフェージング周波数を表す信号が入力され、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲ、ＰＥＲの受信品質信号を選択する受信品質検出部２５について説明する。

この受信品質検出部２５は、フェージング検出部３１からのフェージング周波数を表す信号に基づいて、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲ、ＰＥＲの受信品質信号を用いることができる。これにより、移動用受信機器１の移動速度に応じて、最適な受信品質信号を選択することができる。

例えば、高速移動領域１３７、中速移動領域１３９では、フェージング周波数が高く、また刻々と変化する。この変化に対応するため、ＰＥＲの検出時間に比べて短い検出時間を有するＣ／Ｎ、あるいはＢＥＲを用いることができる。

また、例えば、低速移動領域１３５、静止時のポイント１４０では、フェージング周波数が低い。このため、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲの検出時間に比べて長い検出時間を必要とするＰＥＲを用いることができる。

このＰＥＲによる受信品質の検出は、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲに比べて、最も長い時間を必要とするが最も精度が高い。このため、所要ＰＥＲの予め定められた閾値Ｖｐに対する余裕度Ｖｐｍは、所要ＢＥＲの予め定められた閾値Ｖｂに対する余裕度Ｖｂｍ、あるいは所要Ｃ／Ｎの予め定められた閾値Ｖｃに対する余裕度Ｖｃｍより小さく設定できる。

このようにして、ＰＥＲを用いた場合のテレビ受信品質の劣化した検出回数は、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲの劣化した検出回数に比べて少なくできる。すなわち、低消費電力での受信状態から通常消費電力の受信状態に切替える回数を減らすことが可能となる。その結果として低消費電力化を実現できる。

図４は、本実施の形態における受信制御部２７の動作フローチャートである。図４において、システム制御部９を介して受信のための制御信号が受信制御部２７に入力される。

ダイバシティ受信および通常電力ステップ１５１では、受信制御部２７により、受信部１７、１９の双方を動作させることによりダイバシティ受信とし、また通常の電力消費の設定とし、次にＢＥＲ判定ステップ１５３が行われる。

このＢＥＲ判定ステップ１５３では、受信品質検出部２５においてＢＥＲの閾値Ｖｂ１との判定が行われる。このＢＥＲが閾値Ｖｂ１より小さいか同じ場合には、フェージング周波数の検出比較ステップ１５５が行われる。一方、ＢＥＲが閾値Ｖｂ１より大きい場合には、ダイバシティ受信および通常電力ステップ１５１とされ、ダイバシティ受信が継続される。

次に、フェージング周波数の検出比較ステップ１５５では、フェージング検出部３１においてフェージング周波数ｆｄが周波数閾値ｆｒより大きいあるいは同じ場合には、ＢＥＲまたはＣ／Ｎ判定ステップ１５７が行われる。一方、フェージング周波数ｆｄが、周波数閾値ｆｒより低い場合には、ＰＥＲ判定ステップ１５９が行われる。

このＢＥＲまたはＣ／Ｎ判定ステップ１５７において、ＢＥＲまたはＣ／Ｎが閾値Ｖｂ２より小さいまたは同じ場合にはシングル受信および低消費電力ステップ１６１が行われたのちＢＥＲ判定ステップ１５３に戻る。一方、ＢＥＲまたはＣ／Ｎが閾値Ｖｂ２より大きい場合には、ダイバシティ受信および通常電力ステップ１５１に戻ってダイバシティ受信が継続される。

また、ＰＥＲ判定ステップ１５９において、ＰＥＲが閾値Ｖｐより小さいまたは同じ場合には、シングル受信および低消費電力ステップ１６１が行われたのちＢＥＲ判定ステップ１５３に戻る。一方、ＰＥＲが閾値Ｖｐより大きい場合には、ダイバシティ受信および通常電力ステップ１５１に戻ってダイバシティ受信が継続される。

なお、閾値Ｖｂ２は、表１よりフェージング周波数ｆｄにより最適なＢＥＲあるいはＣ／Ｎを設定することができる。これにより、テレビ受信品質の劣化した検出回数を少なくできる。すなわち、低消費電力での受信状態から通常消費電力の受信状態に切替える回数を減らすことが可能となる。その結果として低消費電力化を実現できる。

なお、表１から明らかなように、ＰＥＲの閾値Ｖｐ、あるいはＢＥＲの閾値Ｖｂ２は、フェージング周波数ｆｄに応じて最適値が異なっている。この表１の最適値を例えばシステム制御部９に予め記憶させておき、ＰＥＲの閾値Ｖｐ、あるいはＢＥＲの閾値Ｖｂ２を設定することができる。

さらに、シングル受信および低消費電力ステップ１６１は、シングル受信のみ実施するシングル受信ステップ１６１ａ（図示せず）としてもよい。

また、受信装置３が、受信部１７、１９からダイバシティ受信の構成でなく、受信部１７または１９の一方のみからなるシングル受信の構成の場合には、図４において、ダイバシティ受信および通常電力ステップ１５１は、通常電力ステップ１５１ａ（図示せず）とし、シングル受信および低消費電力ステップ１６１は、低消費電力ステップ１６１ａ（図示せず）とすればよい。

以上のように、受信品質検出部では、フェージング検出部に基づいて固定受信あるいは移動速度が遅い受信時に高い検出精度を有する受信品質信号を選択する。この選択された受信品質信号が予め定められた閾値より良好な場合に、受信制御部により、通常電力の受信条件から低消費電力の受信条件への切替えを行うことができる。

これにより、固定受信、あるいはフェージング周波数が低い低速移動の受信時における消費電力を削減できるので、テレビ受信の可能な時間を延長することができる。

なお、本実施の形態においては、受信部１７、１９によりダイバシティ受信の可能な受信装置３としたが、例えば受信部１９を削除し、受信部１７のみでシングル受信する受信装置３ａ（図示せず）とした場合においても、低消費電力の効果は同様である。

すなわち、受信品質検出部２５によりテレビ受信品質を検出し、受信条件Ｃから受信条件Ｄに切替える。これにより、消費電流を小さく設定できるので、低消費電力化が可能となる。

なお、フェージング検出部３１の代わりにＧＰＳ４５（図示せず）からの移動速度の信号を受信品質検出部２５に供給しても同様の効果を得ることができる。

図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）は、表１で表した受信条件Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにおけるそれぞれの表示部７の表示内容を表す図である。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ダイバシティ受信は、アンテナ表示６１、６２の２本のアンテナによりダイバシティ受信を表示する。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、シングル受信は、アンテナ表示６１、６２のいずれか一方のアンテナによりシングル受信を表示する。

このようにして、ダイバシティ受信、シングル受信の表示を行うことにより、移動用受信機器１の受信条件を把握できる。

図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、低消費電力による受信は、アンテナ表示６１、６２に挟まれた位置に例えば「ＰＬＯＷ」の表示を行う。このように、低消費電力の表示を行うことにより、低消費電力の受信条件を把握できる。

このようにして、表示部７にアンテナ表示６１、６２あるいは低消費電力の表示６４が表示されるので、テレビ受信の可能な状態を認識しながら視聴できる。このため、テレビ受信が突然切れて慌てることがない。

以上の如く本発明は、テレビ受信品質を良好にするとともに低消費電力化を可能とする受信装置とこれを用いた移動用受信機器に用いることができる。

本発明の実施の形態１における移動用受信機器の回路ブロック図 （ａ）同、固定受信におけるテレビ信号を示す図、（ｂ）同、固定受信に対する利得制御信号を示す図、（ｃ）同、移動受信におけるテレビ信号を示す図、（ｄ）同、移動受信に対する利得制御信号を示す図 同、フェージング周波数に対する所要Ｃ／Ｎの特性図 同、受信制御部の動作フローチャート （ａ）同、ダイバシティ受信および通常電力における表示部の図、（ｂ）同、ダイバシティ受信および低消費電力における表示部の図 （ａ）同、シングル受信および通常電力における表示部の図、（ｂ）同、シングル受信および低消費電力における表示部の図

符号の説明

３ 受信装置
１７ 受信部
２１ 復調部
２３ 復調出力端子
２５ 受信品質検出部
２７ 受信制御部
３１ フェージング検出部

Claims (9)

1. 高周波信号を受信する受信部と、この受信部の出力が接続される復調部と、この復調部からの復調信号が出力される復調出力端子とを備え、前記復調部から出力される複数個の受信品質信号が入力される受信品質検出部と、この受信品質検出部からの出力信号に基づいて前記受信部の受信条件を切替える受信制御部と、前記高周波信号のフェージング周波数を検出できるフェージング検出部を設け、このフェージング検出部に基づいて固定受信あるいは移動速度が遅い受信時に高い検出精度を有する受信品質信号を選択し、この選択された受信品質信号が予め定められた閾値より良好な場合に通常電力の受信条件から低消費電力の受信条件への切替えが行われる受信装置。
2. 検出精度の高い受信品質信号にはＰＥＲが用いられる請求項１に記載の受信装置。
3. 受信部は、高周波信号が入力される増幅器と、この増幅器の出力信号が供給される混合器とが設けられ、前記増幅器、前記混合器のうち少なくともいずれかの電力を低減することにより低消費電力の受信条件とした請求項１に記載の受信装置。
4. 受信部は、高周波信号が入力される増幅器と、この増幅器の出力信号が供給される混合器と、この混合器の出力信号が供給されるとともに前記増幅器を利得制御する利得制御器とを備え、前記増幅器を利得制御する利得制御信号がフェージング検出部に供給される請求項１に記載の受信装置。
5. 受信部を複数個の受信部から構成することによりシングル受信とダイバシティ受信との切替えを可能とする受信装置であって、受信制御部が低消費電力の受信条件と通常電力の受信条件の切替え、シングル受信とダイバシティ受信との切替えのうち少なくともいずれかを行うことにより低消費電力の受信条件とした請求項１に記載の受信装置。
6. 受信品質検出部の入力には、フェージング検出部の出力の代わりにＧＰＳからの移動速度の信号が供給される請求項１または請求項５に記載の受信装置。
7. 請求項１または請求項５に記載の受信装置を用いた移動用受信機器において、前記受信装置の復調出力端子に接続される復調信号を復号するデコーダ部と、このデコーダ部からの映像、音声が入力される表示部と、前記受信装置、前記デコーダ部、前記表示部を制御するシステム制御部とからなる移動用受信機器。
8. 表示部には、シングル受信条件、ダイバシティ受信条件に対応して、１本のアンテナ、２本のアンテナがそれぞれ表示される請求項７に記載の移動用受信機器。
9. 表示部には、低消費電力の場合に、２本のアンテナに挟まれて前記低消費電力の状態が表示される請求項７に記載の移動用受信機器。