JP2009130797A - ダイバシティ受信装置、放送受信方法およびデジタルテレビ受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイバシティ受信において、各アンテナの受信結果に対して個別の同期を行なうとともに、同期検出を高速化し、もって合成利得を向上すること。
【解決手段】各ブランチ（第１ブランチ１００，第２ブランチ２００，第３ブランチ３００，第４ブランチ４００）において、自ブランチの受信結果からモードガード情報を検出した場合に、モードガード情報をモードガード協調制御部１３に保持させる。そして、モードガード協調制御部１３がモードガード情報を保持している場合には、このモードガード情報を取得して同期検波することで、複数のブランチ間でモードガード情報を共有し、他のブランチが識別したモードガード情報や、自ブランチが前回識別したモードガード情報を用いて同期検波することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数のブランチで放送波を受信・復調し、複数のブランチの出力を合成するダイバシティ受信装置、ダイバシティ受信装置による放送受信方法、およびダイバシティ受信を行なうデジタルテレビ受信装置に関する。

近年、移動体通信、地上波デジタル放送、無線ＬＡＮ通信など、ワイアレス通信方式が普及してきており、伝送波の電波帯域の枯渇を防ぎ有効利用するために、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、直交周波数分割多重）と呼ばれる電波多重方式が利用されるようになってきている。

ＯＦＤＭ方式では、受信波から伝送モードやガードインターバルなどの変調パラメータを識別し、この変調パラメータを用いて受信波を復調する。例えば、ガードインターバル長は、受信波において、伝送したいユーザデータを含む「有効シンボル」部分に対し、シンボル間干渉による影響を低減するための「ガードインターバル」部分がどれだけの長さで含まれているかを示すデータである。

一方で、複数のアンテナの受信波を合成して利得を向上するダイバシティ方式も広く用いられている。このダイバシティ方式では、複数のアンテナの受信結果に対してそれぞれ同期検波や復号を行なうのであるが、ＯＦＤＭをダイバシティで受信する場合、同期（有効シンボルの切出し）タイミングを複数のアンテナで共通化する技術が知られている（例えば特許文献１〜３参照。）。

特開２００３−１４３１０５号公報 特開２０００−３５４０２０号公報 特開２００６−４１９８７号公報

しかしながら、ダイバシティ受信において各アンテナの受信状況はそれぞれ異なり、各アンテナに到達する受信波の間にも時間のズレがある。そのため、上述した従来技術のように全てのアンテナで同一の同期タイミングを用いて有効シンボルを切出すと、個別に同期をおこなった場合に比して切出しタイミングにズレが生じ、受信効率が帰って低下する場合があるという問題点があった。

本発明は上述した従来技術における問題点を解消し、課題を解決するためになされたものであって、各アンテナの受信結果に対して個別の同期を行なうとともに、同期検出を高速化し、もって合成利得を向上するダイバシティ受信装置、ダイバシティ受信装置による放送受信方法、およびダイバシティ受信を行なうデジタルテレビ受信装置を提供することを目的とする。

上述した問題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるダイバシティ受信装置、放送受信方法およびデジタルテレビ受信装置は、複数のブランチがそれぞれ有するパラメータ識別手段によって識別された変調パラメータを保持し、各ブランチでは、他のブランチによって識別された変調パラメータおよび／または自ブランチが過去に識別したパラメータが保持されている場合に、保持された変調パラメータを取得して自ブランチの復調手段に供給する。

本発明によればダイバシティ受信装置、放送受信方法およびデジタルテレビ受信装置は、ブランチ間で伝送モードやガードインターバル長などの変調パラメータを共用することで、各アンテナの受信結果に対して個別の同期を行ないつつ、同期検出を高速化し、もって合成利得を向上するダイバシティ受信装置、ダイバシティ受信装置による放送受信方法、およびダイバシティ受信を行なうデジタルテレビ受信装置を得ることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照し、本発明のダイバシティ受信装置および放送受信方法にかかる実施例を詳細に説明する。なお、以下に示す実施例のダイバシティ受信装置は、ダイバシティ受信した受信信号を最大合成比（Maximum Ratio Combining）によって合成するＭＲＣダイバシティ受信装置である。

本実施例では、デジタル放送受信装置の好適な実施例であるダイバシティ受信装置の構成について説明する。図１は、本実施例にかかるダイバシティ受信装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、ダイバシティ受信装置１０は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing、直交周波数分割多重）変調信号をダイバシティ受信するために、例えば、第１ブランチ１００、第２ブランチ２００（図示省略）、第３ブランチ３００（図示省略）、第４ブランチ４００の４つのブランチを有する。なお、第１ブランチ１００〜第４ブランチ４００の構成は同一であるので、第１ブランチ１００に代表させて説明をおこなう。また、ブランチの数は、第１ブランチ１００〜第４ブランチ４００の４つに限定されず、複数であればいずれも可である。

第１ブランチ１００は、その内部にチューナ部１０２、ＡＤ変換部１０３、ＦＦＴ部１０４、モードガード検出部１０５、ＦＦＴタイミング検出部１０６を有する。チューナ部１０２は、アンテナ１０１の受信周波数を選択する処理部であり、選択されて受信された放送波は、ＡＤ変換部１０３によってデジタル信号に変換された後、ＦＦＴ部１０４による高速フーリエ変換処理（Fast Fourier Transform）によって復調され、第１ブランチ１００から出力される。

モードガード検出部１０５は、デジタル信号に変換された受信波から変調パラメータを識別する処理部である。具体的には、デジタル信号に変換された受信波の自己相関を取って、伝送モードとガードインターバル長を検出し、モードガード情報としてＦＦＴタイミング検出部１０６に提供する。

ＦＦＴタイミング検出部１０６は、モードガード検出部１０５から提供されたモードガード情報を用いて、ＦＦＴ部１０４によるＦＦＴ処理のタイミングを決定する処理部である。

第２ブランチ２００、第３ブランチ３００、第４ブランチ４００は、第１ブランチ１００と同様の構成を有し、それぞれの受信波をＦＦＴによって復調して出力する。

合成部１１は、各ブランチからの出力をダイバシティ合成し、利得を向上する。そして、誤り訂正部１２が合成部１１の出力に対して誤り訂正を行った後、ダイバシティ受信装置１０の外部に出力されることとなる。

さて、第１ブランチ１００のモードガード検出部１０５は、モードガード情報を検出した場合に、モードガード情報をＦＦＴタイミング検出部１０６に提供するとともに、モードガード協調制御部１３に出力する。同様に、他のブランチにおいても、モードガード情報を検出したならば、自ブランチ内でのタイミング検出に用いるとともに、モードガード協調制御部１３に出力する。

モードガード協調制御部１３は、いずれかのブランチからモードガード情報を取得した場合に、取得したモードガード情報を保持する処理を行なう。

そして、第１ブランチ１００のモードガード検出部１０５は、モードガード協調制御部１３がモードガード情報を保持している場合には、このモードガード情報を取得して、ＦＦＴタイミング検出部１０６に供給する。従って、この場合、第１ブランチ１００は、モードガード協調制御部１３に保持されたモードガード情報を用いて同期検波を行うこととなる。同様に、他のブランチにおいても、モードガード協調制御部１３がモードガード情報を保持している場合には、このモードガード情報を取得して同期検波を行う。

この同期の制御について図２を参照してさらに説明する。各ブランチにおいて個別に同期検波を行なう個別同期制御では、ブランチ１００が時刻ｔ１０にモードガードを検出すると、検出したモードガード情報を用いて時刻ｔ１１にブランチ１００の同期検波が開始される。つぎに、ブランチ４００が時刻ｔ１２にモードガードを検出すると、検出したモードガード情報を用いて時刻ｔ１３にブランチ４００の同期検波が開始される。そして、ブランチ３００が時刻ｔ１４にモードガードを検出すると、検出したモードガード情報を用いて時刻ｔ１５にブランチ３００の同期検波が開始される。

そのため、ブランチ１００が同期した時刻ｔ１１からブランチ４００が同期する時刻ｔ１３までは、ダイバシティ受信装置１０はブランチ１００による単独での放送受信を行ない、時刻ｔ１３にブランチ４００が同期してから２ブランチの合成受信を行なう。そして、時刻ｔ１５にブランチ３００が同期してから３ブランチの合成受信を行なうこととなる。

このように、各ブランチが自ブランチで検出したモードガード情報を用いて同期検波を行うこととすると、受信状態によってブランチ３００のようにモードガード情報の検出に時間がかかった場合や、ブランチ２００のようにモードガード情報が検出できなかった場合にそのブランチでの受信を行なうことができず、ダイバシティ受信の利点を充分に享受することができない。

これに対し、他ブランチが検出したモードガード情報を利用して同期検波を行なう協調同期検波では、例えばブランチ１００が時刻ｔ２０にモードガードを検出すると、検出したモードガード情報を用いて時刻ｔ１１にブランチ１００の同期検波が開始されるとともに、ブランチ１００が検出したモードガード情報を用いて他ブランチ（ブランチ２００，３００，４００）が時刻ｔ２２に同期検波を開始する。

そのため、ブランチ２００，３００，４００におけるモードガード検出時間を省略し、モードガード検出が難航しているブランチについても早期に同期検波を開始できるため、４ブランチによる合成受信までに要する時間を短縮し、ダイバシティ受信の利得を向上することができる。

つぎに、図３を参照し、ブランチ１００内部のモードガード検出部１０５の処理動作について説明する。同図に示した処理フローは、モードガード検出部１０５が繰り返し実行するメインフローである。

同図に示したように、モードガード検出部１０５は、まず、モードガード協調制御部１３にモードガード情報が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０１）。その結果、モードガード協調制御部１３にモードガード情報が存在するならば（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、モードガード協調制御部１３からモードガード情報を取得し（ステップＳ１０２）、モードガードを確定して（ステップＳ１０３）、処理を終了する。

一方、モードガード協調制御部１３にモードガード情報が存在しない場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、モードガード検出部１０５は受信波の自己相関からモードガードを探索する（ステップＳ１０４）。その結果、受信波の自己相関からモードガードが判明しなければ（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻る。

一方、受信波の自己相関からモードガードが判明した場合には（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、モードガード協調制御部１３に判明したモードガード情報を送信し（ステップＳ１０６）、モードガードを確定して（ステップＳ１０３）、処理を終了する。なお、モードガードが確定した場合、確定したモードガード情報は既に述べたように後段のＦＦＴタイミング検出部１０６に使用される。また、ここではブランチ１００を例に説明を行なったが、他のブランチ（ブランチ２００，３００，４００）においてもブランチ１００と同様の処理が行なわれることは言うまでもない。

つぎに、モードガード協調制御部１３の処理動作について説明する。既に述べたように、モードガード協調制御部１３は、いずれかのブランチでモードガード情報が識別された場合にそのモードガード情報を受信し、保持する。一旦保持したモードガード情報は、全てのブランチが同期外れ状態となった場合や、受信するチャンネルが変更された場合に消去する。

図４は、全てのブランチの同期が外れた時点でモードガード情報を消去する場合のモードガード協調制御部１３の処理動作を説明するフローチャートである。同図に示したように、まず、モードガード協調制御部１３は、いずれかのブランチからモードガード情報を受信した場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）に、受信したモードガード情報を保持する（ステップＳ２０２）。

そして、全てのブランチで同期が外れるまでモードガード情報の保持を継続し、全てのブランチの同期が外れた場合（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）にモードガード情報をリセットして（ステップＳ２０４）、処理を終了する。

図５は、受信するチャンネルが変更された時点でモードガード情報を消去する場合のモードガード協調制御部１３の処理動作を説明するフローチャートである。同図に示したように、まず、モードガード協調制御部１３は、いずれかのブランチからモードガード情報を受信した場合（ステップＳ３０１，Ｙｅｓ）に、受信したモードガード情報を保持する（ステップＳ３０２）。

そして、全てのブランチで同期が外れるまでモードガード情報の保持を継続し、全てのブランチの同期が外れた場合（ステップＳ３０３，Ｙｅｓ）、さらに受信チャンネルが変更されたか否かを判定する（ステップＳ３０４）。その結果、受信チャンネルが変更されていなければ（ステップＳ３０４，Ｎｏ）そのままモードガード情報の保持（ステップＳ３０２）を継続し、受信チャンネルが変更された場合（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）にモードガード情報をリセットして（ステップＳ３０５）、処理を終了する。

図４に示した処理動作では、各ブランチは、他のブランチが既にモードガードを識別している場合にその情報を取得して同期検波することとなる。また、図５に示した処理動作では、チャンネルを変更するまでモードガード情報の保持を継続するので、各ブランチは、他のブランチによって識別されたモードガード情報、もしくは自ブランチが前回識別したモードガード情報を用いて同期検波することとなる。

次に、図１に示したダイバシティ受信装置を、デジタルテレビジョン受信装置に適用した適用例を説明する。図６は、図１に示したダイバシティ受信装置を、デジタルテレビジョン受信装置に適用した適用例を示すブロック図である。

同図に示すように、デジタルテレビジョン受信装置２０内において、ダイバシティ受信装置１０からバックエンド装置２１へと、受信波に基づくデジタル信号が入力される。バックエンド装置２１は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２１ａと、ビデオバッファ２１ｂと、ＤＡＣ（Digital to Analog Converter）＋ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Xtal Oscillator）２１ｃとを有する。ＤＡＣは、デジタル信号をアナログ信号へと変換するデジタル・アナログ変換回路であり、ＶＣＸＯは、電圧によって周波数を変化可能な水晶発振器である。よって、ＤＡＣ＋ＶＣＸＯ２１ｃは、水晶発振器によって制御されるデジタル・アナログ変換回路である。

なお、ダイバシティ受信装置１０内の各制御回路およびＤＳＰ２１ａは、所定のＩＩＣ（Inter-IC）バス（図示せず）を介して、ＤＡＣ＋ＶＣＸＯ２１ｃの水晶発振器によって同期制御・クロック制御される。また、ＤＡＣ＋ＶＣＸＯ２１ｃは、ＤＳＰ２１ａから、所定のＩＩＣバスを介して、同期制御信号を受け渡される。

ＤＳＰ２１ａは、Ｈ．２６４、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）−２などの動画圧縮規格に基づく動画のデジタル信号を復調し、ＡＡＣ（Advanced Audio Coding）などの音声圧縮規格に基づく音声のデジタル信号を復調する。また、バックエンド装置２１の全体制御をおこなう。

また、ＤＳＰ２１ａは、所定のディスプレイに表示されるデジタルテレビジョン受信装置２０の操作画面を制御するＯＳＤ（On-Screen Display）機能を有する。また、ＤＳＰ２１ａは、動画データのエンコードをおこない、音声データのパルス幅変調（ＰＷＭ、Pulse Width Modulation）をおこなう。

なお、ＤＳＰ２１ａは、所定のインターフェースを介してホストコンピュータと接続されている。ホストコンピュータは、前述のＯＳＤ機能を使用してデジタルテレビジョン受信装置２０における動画および／または音声の選択をおこなう操作画面の表示制御をおこない、この操作画面から受け付けられた操作の情報をＤＳＰ２１ａへと受け渡す。

また、ＤＳＰ２１ａは、エンコードされた動画データを、ビデオバッファ２１ｂへ一時的に展開し、所定のインターフェースを介して、ＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）のアナログ信号でディスプレイ装置（図示せず）へと受け渡す。さらに、ＤＳＰ２１ａは、パルス幅変調された音声データを、ＤＡＣ＋ＶＣＸＯ２１ｃへと受け渡す。

ＤＡＣ＋ＶＣＸＯ２１ｃは、ＤＳＰ２１ａから受け渡された音声データを、デジタル信号からアナログ信号へと変換し、ＬチャネルおよびＲチャネルに分離してそれぞれのインターフェースからスピーカ装置（図示せず）へと出力する。

上述してきたように、本実施例にかかるダイバシティ受信装置１０では、複数のブランチ間でモードガード情報を共有し、他のブランチが識別したモードガード情報や、自ブランチが前回識別したモードガード情報を用いて同期検波することでモードガード検出が難航しているブランチについても早期に同期検波を開始できるため、合成受信までに要する時間を短縮し、ダイバシティ受信の利得を向上することができる。

なお、本実施例はあくまで一例であり、本発明はこれに限らず適宜その構成及び動作を変形して実施することが可能である。例えば、本実施例に示した協調同期制御と個別同期制御とを切り替えて実行可能とすることもできる。また、モードガード協調制御部１３における保持データのリセットタイミングなどについても動作を切替可能に構成することもできる。

以上のように、本発明にかかるダイバシティ受信装置、放送受信方法およびデジタルテレビ受信装置は、ダイバシティにおける同期検波に有用であり、特に同期の高速化に適している。

実施例にかかるダイバシティ受信装置の構成を示す機能ブロック図である。 個別同期制御および協調同期制御について説明する説明図である。 モードデータ検知部の処理動作を説明するフローチャートである。 全てのブランチが同期外れ状態となった場合に保持データを消去するモードガード協調制御部の処理動作を説明するフローチャートである。 受信するチャンネルが変更された場合に保持データを消去するモードガード協調制御部の処理動作を説明するフローチャートである。 本実施例にかかるダイバシティ受信装置を適用したデジタルテレビジョン受信装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ ダイバシティ受信装置
１１ 合成部
１２ 誤り訂正部
１３ モードガード協調制御部
２０ デジタルテレビジョン受信装置
２１ バックエンド装置
２１ａ ＤＳＰ
２１ｂ ビデオバッファ
２１ｃ ＤＡＣ＋ＶＣＸＯ
１００ 第１ブランチ
２００ 第２ブランチ
３００ 第３ブランチ
４００ 第４ブランチ
１０１，４０１ アンテナ
１０２，４０２ チューナ部
１０３，４０３ ＡＤ変換部
１０４，４０４ ＦＦＴ部
１０５，４０５ モードガード検出部
１０６，４０６ ＦＦＴタイミング検出部

Claims (6)

1. 変調された放送波を受信するアンテナ、前記アンテナが受信した放送波から変調パラメータを識別するパラメータ識別手段、前記変調パラメータを用いて前記放送波を復調する復調手段、を有するブランチを複数備え、前記複数のブランチの出力を合成するダイバシティ受信装置であって、
   前記複数のブランチがそれぞれ有するパラメータ識別手段によって識別された前記変調パラメータを保持するパラメータ保持手段をさらに備え、
   前記パラメータ識別手段は、他のブランチによって識別された変調パラメータおよび／または自ブランチが過去に識別したパラメータが前記パラメータ保持手段に保持されている場合に、前記パラメータ保持手段から変調パラメータを取得して自ブランチの復調手段に供給することを特徴とするダイバシティ受信装置。
2. 前記パラメータ識別手段は、自ブランチのアンテナが受信した放送波から有効な変調パラメータを得ることができない場合に、他のブランチによって識別された変調パラメータを自ブランチの復調手段に供給することを特徴とする請求項１に記載のダイバシティ受信装置。
3. 前記パラメータ識別手段は、自ブランチのアンテナが受信した放送波の自己相関から前記変調パラメータを識別することを特徴とする請求項１または２に記載のダイバシティ受信装置。
4. 前記パラメータ保持手段は、全てのブランチで前記変調パラメータを識別できない状態となった場合に、保持していた変調パラメータを消去することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のダイバシティ受信装置。
5. 変調された放送波を受信するアンテナ、前記アンテナが受信した放送波から変調パラメータを識別するパラメータ識別手段、前記変調パラメータを用いて前記放送波を復調する復調手段、を有するブランチを複数備え、前記複数のブランチの出力を合成するダイバシティ受信装置による放送受信方法であって、
   前記複数のブランチがそれぞれ有するパラメータ識別手段によって識別された前記変調パラメータを保持するパラメータ保持工程と、
   前記パラメータ識別手段が前記変調パメラメータを識別する場合に、他のブランチによって識別された変調パラメータおよび／または自ブランチが過去に識別したパラメータが前記パラメータ保持工程によって保持されているならば、前記パラメータ保持工程によって保持された変調パラメータを取得して自ブランチの復調手段に供給するパラメータ識別工程と、
   を含んだことを特徴とする放送受信方法。
6. デジタル変調されたデジタルテレビ放送波を受信するアンテナ、前記アンテナが受信したデジタルテレビ放送波から変調パラメータを識別するパラメータ識別手段、前記変調パラメータを用いて前記デジタルテレビ放送波を復調する復調手段、を有するブランチを複数備え、前記複数のブランチの出力を合成して画像データと音声データを取り出すデジタルテレビ受信装置であって、
   前記複数のブランチがそれぞれ有するパラメータ識別手段によって識別された前記変調パラメータを保持するパラメータ保持手段をさらに備え、
   前記パラメータ識別手段は、他のブランチによって識別された変調パラメータおよび／または自ブランチが過去に識別したパラメータが前記パラメータ保持手段に保持されている場合に、前記パラメータ保持手段から変調パラメータを取得して自ブランチの復調手段に供給することを特徴とするデジタルテレビ受信装置。

Images