JP2009278446A - デジタル放送受信機、およびデジタル放送受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デジタル放送における複数の階層のデータをシームレスに切り替えることができる受信機および受信方法を提供する。
【解決手段】ＦＦＴ部４は、ワンセグ放送の周波数領域信号およびフルセグ放送の周波数領域信号を生成する。受信環境が良好であれば、切替え制御部１１によってフルセグ放送の周波数領域信号が抽出され、フルセグ放送の送信データが再生される。受信環境が悪化すると、一時的に、ワンセグ放送およびフルセグ放送の双方を受信する。復調処理による遅延時間が経過した後、ワンセグ放送に切り替えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＦＤＭを使用するデジタル放送を受信するデジタル放送受信機およびデジタル放送受信方法に係わる。本発明は、例えば、複数の階層のデータを受信可能なデジタル放送受信機において、受信すべき階層を切り替える方法に適用可能である。

近年、デジタル信号を伝送する方式として、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が提案されている。ＯＦＤＭ方式では、周波数軸上で互いに直交する複数のキャリアを利用してデータが伝送される。このため、ＯＦＤＭ送信機は、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transformation ）を利用して伝送信号を変調し、ＯＦＤＭ受信機は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transformation ）を利用して伝送信号を復調する。ＯＦＤＭ方式は、周波数利用効率が高いことから、地上波デジタル放送への適用が広く検討されている。なお、日本の地上波デジタル放送の規格であるＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）においてもＯＦＤＭが採用されている。

図１０は、一般的なＯＦＤＭ受信機の基本構成を示す図である。図１０において、アンテナを介して受信したＯＦＤＭ信号は、チューナ１に与えられる。チューナ１は、受信信号から所望のチャネルの信号を選択する。Ａ／Ｄ変換部２は、チューナ１により選択された信号をデジタル信号に変換する。このデジタル信号は、直交復調部３により複素ベースバンド信号に変換される。複素ベースバンド信号は、ＦＦＴ部４により周波数領域信号に変換される。この結果、互いに周波数の異なる複数のキャリアを利用して伝送された複数の信号が得られる。デジタル放送のためのＯＦＤＭ信号は、例えば、データ信号、分散パイロット信号（ＳＰ：Scattered Pilot）、付加情報伝送信号（ＡＣ：Auxiliary Channel）、制御情報伝送信号（ＴＭＣＣ：Transmission and Multiplexing Configuration Control）を含んでいる。

データ信号およびＳＰ信号は、伝送路等化部５に与えられる。ＳＰ信号は、送信位相および送信パワーが予め決められている既知信号である。伝送路等化部５は、ＳＰ信号を利用してデータ信号を等化する。デインタリーブ部６は、伝送路等化部５の出力データに対してデインタリーブ処理を行う。そして、再生されたデータは、誤り訂正部７による訂正処理の後、ＴＳ（Transform Stream）形式で出力される。

日本の地上波デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）としては、ＵＨＦ帯を利用するデジタルテレビ放送（１３ｃｈ〜６２ｃｈ）、およびＶＨＦ帯を利用するデジタルラジオ放送（７ｃｈ、８ｃｈ）が規定されている。デジタルテレビ放送では、各チャネルに対して６ＭＨｚ帯域が割り当てられ、さらにその帯域が１３セグメントに分割される。そして、一般的なテレビ受信機（固定端末）に対しては、１３セグメントのうちの１２セグメントを利用した放送（しばしば「フルセグ放送」と呼ばれている。）が行われ、移動端末に対しては、残りの１セグメントを利用した放送（通常、「ワンセグ放送」と呼ばれている。）が行われている。

送信局は、ワンセグ放送のためのＡ階層ＴＳ、及びフルセグ放送のためのＢ階層ＴＳを多重化して同時に送信する。ここで、ワンセグ放送およびフルセグ放送は、互いに情報量が異なるが、同じコンテンツを配信する。すなわち、サイマル放送が行われる。そして、デジタル放送受信機は、通常、ワンセグ放送またはフルセグ放送の一方を受信する。

ただし、ワンセグ放送およびフルセグ放送の双方を受信可能な受信機も実用化されている。このような受信機は、例えば、図１１に示すように、受信データの誤り率（ＢＥＲ）に応じて、再生したＡ階層ＴＳまたはＢ階層ＴＳの一方を選択する出力階層選択部８を備えている。

関連する技術として、複数のセグメントからなるデジタル放送において、部分階層の信号を複数のセグメントに多重して送信する方式が知られている。この方式においては、受信局は、部分階層の信号が多重化された複数のセグメントの中から受信状態が最良のセグメントを選択する選択ダイバーシチ、または部分階層の信号が多重化されたセグメントの信号を合成する合成ダイバーシチで信号を受信する。

他の関連する技術として、１２セグメント／１セグメント放送の双方を同時にかつ選択的に視聴することができるデジタル放送受信装置が知られている。このデジタル放送受信装置は、１２セグメント映像復号部により得られる第１の映像、および１セグメント映像復号部により得られる第２の映像を、それぞれ第１の表示装置および第２の表示装置へ選択的に切り替えて出力する表示切替え手段を備えている。

さらに他の関連する技術として、階層化されて送信されるデータから受信状況に応じて必要なデータを選択することができる通信システムが知られている。このシステムの受信装置において、情報階層識別手段は、送信装置より送信されたデータの階層を識別する。階層化データ受信手段は、情報階層識別手段により識別された階層のデータを、受信能力または伝搬環境に応じて限定または選択して受信する。
特開２００６−２０１２８号公報 特開２００７−７４０９２号公報 特開２００４−１２８９８８号公報

従来の技術においては、受信機においてワンセグ放送およびフルセグ放送を切り替える際に、映像が途切れてしまっていた。また、受信データの誤り率に応じてワンセグ／フルセグ切替えを行う受信機では、フェージングまたはマルチパスが発生する環境下においては、誤り率の一時的な劣化に起因して切替え処理が発生してしまう。すなわち、不必要な切替え処理が頻繁に発生することがあった。

したがって、デジタル放送における複数の階層のデータをシームレスに切り替えることができる受信機および受信方法の開発が望まれている。

開示のデジタル放送受信機は、ＯＦＤＭを利用して第１のデータおよび第２のデータを送信するデジタル放送を受信する構成であって、受信信号についてＦＦＴ処理を行って前記第１のデータに対応する第１の周波数領域信号および前記第２のデータに対応する第２の周波数領域信号を生成するＦＦＴ手段と、受信環境を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された受信環境に応じて、前記第１のデータを再生する第１の受信モードまたは前記第２のデータを再生する第２の受信モードを選択するモード切替え手段と、前記第１の受信モードにおいては前記ＦＦＴ手段の出力信号から前記第１の周波数領域信号を抽出し、前記第２の受信モードにおいては前記ＦＦＴ手段の出力信号から前記第２の周波数領域信号を抽出し、受信モードの切替え時においては前記ＦＦＴ手段の出力信号から前記第１および第２の周波数領域信号を抽出する抽出手段と、前記第１の受信モードにおいては前記抽出手段により抽出された前記第１の周波数領域信号から前記第１のデータを再生し、前記第２の受信モードにおいては前記抽出手段により抽出された前記第２の周波数
領域信号から前記第２のデータを再生し、受信モードの切替え時においては前記抽出手段により抽出された前記第１および第２の周波数領域信号から前記第１および第２のデータを再生する再生手段と、前記モード切替え手段からの指示に従って、前記第１のデータまたは前記第２のデータを出力する出力手段と、を備える。

開示の構成および方法によれば、デジタル放送における複数の階層のデータをシームレスに切り替えることができる。

図１は、実施形態のデジタル放送受信機の構成を示す図である。実施形態のデジタル放送受信機１００は、日本の地上波デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）を受信するものとする。ＩＳＤＢ−Ｔでは、各チャネルに対して６ＭＨｚ帯域が割り当てられ、さらにその帯域が１３セグメントに分割される。そして、一般的なテレビ受信機（固定端末）に対しては、１３セグメントのうちの１２セグメントを利用した放送（しばしば「フルセグ放送」と呼ばれている。）が行われ、携帯電話機などの移動端末に対しては、残りの１セグメントを利用した放送（通常、「ワンセグ放送」と呼ばれている。）が行われている。なお、この実施例では、ワンセグ放送およびフルセグ放送は、互いに同じコンテンツを配信するものとする。すなわち、チャネル毎にサイマル放送が行われているものとする。

ＩＳＤＢ−Ｔでは、ＯＦＤＭを利用して信号が伝送される。ＯＦＤＭは、互いに周波数の異なる複数のキャリアを利用して複数の信号を並列に伝送することができる。そして、複数のキャリアを使用して、データ、分散パイロット信号（ＳＰ：Scattered Pilot ）、付加情報信号（ＡＣ：Auxiliary Channel ）、制御情報信号（ＴＭＣＣ：Transmission and Multiplexing Configuration Control ）等が伝送される。

また、ＩＳＤＢ−Ｔでは、送信局においてインタリーブ処理が行われる。インタリーブ（時間インタリーブ）処理では、所定の時間枠内のデータが所定のアルゴリズムに従って並べ替えられる。また、受信局では、送信局で行われるインタリーブ処理に対応するデインタリーブ処理が行われる。

図１において、アンテナを介して受信したＯＦＤＭ信号は、チューナ１に与えられる。チューナ１は、受信信号から所望のチャネルの信号を選択する。ここで、ＩＳＤＢ−Ｔでは、各チャネルに対してそれぞれ６ＭＨｚ帯域が割り当てられる。各チャネルは、図２に示すように、１３個のセグメントを含む。ＩＳＤＢ−ＴのMode３では、各セグメントに対して互いに波長の異なる４３２個のキャリアが割り当てられる。すなわち、各チャネルに対して互いに波長の異なる５６１６個のキャリアが割り当てられる。そして、この実施例では、ワンセグ放送に対してキャリア２５９３〜３０２４が割り当てられ、フルセグ放送に対してキャリア１〜２５９２、３０２５〜５６１６が割り当てられている。

チューナ１により選択された信号は、中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）帯の信号に変換される。Ａ／Ｄ変換部２は、チューナ１の出力信号をデジタル信号に変換する。このデジタル信号は、直交復調部３により複素ベースバンド信号に変換される。複素ベースバンド信号は、時間領域信号である。複素ベースバンド信号は、ＦＦＴ部４により周波数領域信号に変換される。すなわち、各キャリアの信号が得られる。具体的には、例えば、シンボル時間ごとに、キャリア１〜５６１６によってそれぞれ伝送されたデータＤ１〜Ｄ５６１６が順番に出力される。

切替え制御部１１は、受信環境に応じて、ワンセグ放送を受信するモードまたはフルセグ放送を受信するモードを選択する。受信環境としては、遅延情報、電力変動情報、ビッ
ト誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Ratio）情報、変調誤り率（ＭＥＲ：Modulation Error Ratio）情報の少なくとも１つが参照される。そして、切替え制御部１１は、受信モードに応じて、対応する周波数領域信号を選択する。すなわち、切替え制御部１１は、ワンセグ放送を選択したときは、ワンセグ放送に対して割り当てられているセグメントに属するキャリアのデータを抽出する。この場合、ワンセグ放送のためのデータ信号、ＳＰ信号、ＡＣ信号、ＴＭＣＣ信号等が得られる。また、切替え制御部１１は、フルセグ放送を選択したときは、フルセグ放送に対して割り当てられているセグメントに属するキャリアのデータを抽出する。この場合、フルセグ放送のためのデータ信号、ＳＰ信号、ＡＣ信号、ＴＭＣＣ信号等が得られる。

図３は、切替え制御部１１の抽出動作を説明する図である。図３（ａ）は、ＦＦＴ部４の出力信号である。すなわち、ＦＦＴ部４からは、シンボル毎に、各キャリアのデータＤ１〜Ｄ５６１６が出力される。そして、ワンセグ放送を受信する際には、図３（ｂ）に示すように、シンボル毎にＤ２５９３〜Ｄ３０２４が抽出される。一方、フルセグ放送を受信する際には、図３（ｃ）に示すように、シンボル毎にＤ１〜Ｄ２５９２、Ｄ３０２４〜Ｄ５６１６が抽出される。なお、後で詳しく説明するが、切替え制御部１１は、受信モードの切替え時には、シンボル毎にＤ１〜Ｄ５６１６をすべて抽出する。

伝送路等化部１２には、切替え制御部１１により抽出された信号（データ信号、ＳＰ信号等）が与えられる。ＳＰ信号は、送信位相および送信パワーが予め決められている既知信号であり、同期検波および伝送路推定のために使用される。そして、伝送路等化部１２は、ＳＰ信号を利用してデータ信号を等化する。「等化」は、伝送路上で発生した位相回転を補正する処理を含む。伝送路等化部１２により得られるデータ列は、復調される。復調処理は、デインタリーブ処理を含む。

デインタリーブ部１３は、伝送路等化部１２により得られるデータ列に対してデインタリーブ処理を行う。デインタリーブ処理は、送信局で行われるインタリーブ処理の逆変換であり、所定の時間枠内のデータ列が所定のアルゴリズムに従って並べ替えられる。所定の時間枠は、例えば、インタリーブパラメータＩ＝２（Mode３）においては１フレーム時間であり、インタリーブパラメータＩ＝４（Mode３）においては２フレーム時間である。１フレーム時間は、約２００ミリ秒である。したがって、デインタリーブ部１３は、所定の時間枠のデータを格納するバッファを備え、そのバッファに格納されたデータ列を並べ替えて出力する。このため、デインタリーブ処理においては、この時間枠に相当する遅延が発生する。遅延時間は、Ｉ＝２（Mode３）においては約２００ミリ秒であり、Ｉ＝４（Mode３）においては約４００ミリ秒である。

復調データは、デマッピング処理により１ビットまたは複数ビットの２値データに変換される。これにより、送信データが再生される。再生された送信データは、誤り訂正部１４による訂正処理が行われた後、ＴＳ（Transform Stream）形式で出力される。出力階層選択部１５は、通常時は、誤り訂正部１４から出力される送信データをそのまま通過させる。一方、受信モードが切り替わったときは、出力階層選択部１５は、切替え制御部１１から与えられる切替え指示に従って対応するデータ列を選択して出力する。

ＩＦＦＴ部２１は、ＦＦＴ部４の出力信号に含まれているＳＰ信号に対して逆フーリエ変換を行う。これにより、ＳＰについての時間領域信号が得られる。遅延情報検出部２２は、ＩＦＦＴ部２１から出力される時間領域信号を利用して遅延プロファイルを作成する。遅延プロファイルは、時間軸上における受信パワーを表す。すなわち、遅延プロファイルは、主波（希望波）および干渉波（非希望波）の各受信パワーを表す。したがって、この遅延プロファイルを解析すれば、マルチパスによる遅延時間を検出することができる。マルチパスによる遅延時間を表す遅延情報は、切替え制御部１１に与えられる。なお、この遅延情報は、ＦＦＴ部４においてＦＦＴ窓の位置を制御するためにも使用される。

電力変動検出部２３は、ＦＦＴ部４の出力信号に含まれているＳＰ信号を利用してフェージングを検出する。そして、電力変動検出部２３は、検出したフェージングを表す電力変動情報を切替え制御部１１に通知する。

なお、切替え制御部１１には、遅延情報および電力変動情報に加えて、ＢＥＲ情報およびＭＥＲ情報も与えられる。ＢＥＲ情報は、受信データのビット誤り率を表し、誤り訂正部１４において検出される。また、ＭＥＲ情報は、受信データの変調誤り率を表し、伝送路等化部１２の出力データから検出される。

上記構成のデジタル放送受信機１００は、受信環境に応じて、ワンセグ放送またはフルセグ放送を選択的に受信する。受信環境は、遅延情報、電力変動情報、ＢＥＲ情報、ＭＥＲ情報の少なくとも１つに基づいて判定される。ここで、ワンセグ放送で使用される変調方式は、例えばＱＰＳＫであり、フルセグ放送で使用される変調方式は、例えば６４ＱＡＭである。このため、フルセグ放送は、ワンセグ放送と比較すると、データ伝送効率は高いが、ノイズ耐性が低い。

したがって、デジタル放送受信機１００は、受信環境が良好なときは、フルセグ放送を受信する。この場合、切替え制御部１１は、フルセグ放送に対して割り当てられている１２セグメントに属するデータを抽出する。この実施例では、図３（ｃ）に示すように、キャリア１〜２５９２、３０２５〜５６１６から得られるデータを抽出する。そうすると、伝送路等化部１２、デインタリーブ部１３、誤り訂正部１４は、フルセグ放送データのみを処理する。これにより、フルセグ放送データがＴＳ形式で出力される。一方、受信環境が悪いときは、デジタル放送受信機１００は、ワンセグ放送を受信する。この場合、切替え制御部１１は、ワンセグ放送に対して割り当てられているセグメントに属するデータを抽出する。この実施例では、図３（ｂ）に示すように、キャリア２５９３〜３０２４から得られるデータを抽出する。そうすると、伝送路等化部１２、デインタリーブ部１３、誤り訂正部１４は、ワンセグ放送データのみを処理する。これにより、ワンセグ放送データがＴＳ形式で出力される。

なお、デジタル放送受信機１００は、特に限定されるものではないが、移動端末である。一実施例としては、デジタル放送受信機１００は、自動車等に搭載されるカーナビゲーション装置であり、地図情報および交通情報などを受信する。この場合、フルセグ放送受信時には、より多くの情報を受信できるので、詳細が地図情報または交通情報が表示される。一方、ワンセグ放送受信時には、伝送される情報量が少ないので、簡易な情報が表示される。

図４は、実施形態のデジタル放送受信機１００における受信モード切替え方法を説明する図である。なお、この実施例では、説明を簡単にするために、ワンセグ放送およびフルセグ放送ともに、インタリーブパラメータＩ＝２（Mode３）であるものとする。すなわち、ワンセグ放送およびフルセグ放送ともに、デインタリーブ処理による遅延が１フレーム時間に相当するものとする。

図４において、タイムスロットｎ〜ｎ＋２においては、受信環境が良好であるものとする。そうすると、デジタル放送受信機１００は、フルセグ放送を受信する。すなわち、切替え制御部１１は、フルセグ放送に対して割り当てられているキャリア１〜２５９２、３０２５〜５６１６から得られるデータを抽出する。この結果、Ｂ階層データ（フルセグ放送データ）がＴＳ形式で出力される。

タイムスロットｎ＋３においてフルセグ放送を受信しているときに、受信環境が劣化したものとする。そうすると、デジタル放送受信機１００は、受信モードを切り替えるためのシーケンスを開始する。すなわち、切替え制御部１１は、タイムスロットｎ＋４において、フルセグ放送データおよびワンセグ放送データの双方を抽出する。すなわち、ワンセグ放送に対して割り当てられているキャリア２５９３〜３０２４から得られるデータ、およびフルセグ放送に対して割り当てられているキャリア１〜２５９２、３０２５〜５６１６から得られるデータの双方が抽出される。このとき、伝送路等化部１２はフルセグ放送データおよびワンセグ放送データを等化し、デインタリーブ部１３はフルセグ放送データおよびワンセグ放送データについてデインタリーブ処理を行う。これにより、出力階層選択部１５には、Ａ階層データ（ワンセグ放送データ）およびＢ階層データ（フルセグ放送データ）の双方が与えられる。そして、出力階層選択部１５は、Ｂ階層データを選択して出力する。

続いて、タイムスロットｎ＋５において、切替え制御部１１は、ワンセグ放送データを抽出する。すなわち、ワンセグ放送に対して割り当てられているキャリア２５９３〜３０２４から得られるデータのみが抽出される。この結果、Ａ階層データ（ワンセグ放送データ）がＴＳ形式で出力される。

タイムスロットｎ＋６においてワンセグ放送を受信しているときに、受信環境が良好になったものとする。そうすると、デジタル放送受信機１００は、受信モードを切り替えるためのシーケンスを開始する。すなわち、切替え制御部１１は、タイムスロットｎ＋７においてフルセグ放送データおよびワンセグ放送データの双方を抽出する。すなわち、キャリア２５９３〜３０２４から得られるデータ、およびキャリア１〜２５９２、３０２５〜５６１６から得られるデータが抽出される。このとき、タイムスロットｎ＋４と同様に、伝送路等化部１２はフルセグ放送データおよびワンセグ放送データを等化し、デインタリーブ部１３はフルセグ放送データおよびワンセグ放送データについてデインタリーブ処理を行う。これにより、出力階層選択部１５には、Ａ階層データおよびＢ階層データが与えられる。ただし、タイムスロットｎ＋７においては、出力階層選択部１５は、Ａ階層データを出力する。

さらに、タイムスロットｎ＋８において、切替え制御部１１は、フルセグ放送データを抽出する。すなわち、キャリア１〜２５９２、３０２５〜５６１６から得られるデータが抽出される。この結果、Ｂ階層データがＴＳ形式で出力される。

このように、実施形態のデジタル放送受信方法においては、受信モードを切り替えるときには、一時的に、ワンセグ放送データおよびフルセグ放送データの双方を受信する。双方のデータを受信する期間は、復調処理による遅延時間に相当し、図４に示す実施例では１フレーム時間である。ただし、双方のデータを受信する期間は、マージンを持たせるために、復調処理による遅延時間よりも長くしてもよい。

受信環境を検出するための期間は、特に限定されるものではないが、この実施例では１フレーム時間である。なお、受信環境を検出するための期間が長いと、検出精度が高くなる。一方、受信環境を検出するための期間が短いと、モード切替えのレスポンスが早くなる。したがって、受信環境を検出するための期間は、これらの要因を考慮して適切に決定することが好ましい。

図５は、受信モードを切り替える方法を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、切替え制御部１１により実行される。
受信開始時には、ステップＳ１において、ワンセグ放送およびフルセグ放送の双方を受信する。これにより、ワンセグ放送データおよびフルセグ放送データが再生される。そし
て、出力階層選択部１５に対して、フルセグ放送データを選択するための指示を与える。この結果、フルセグ放送データが出力される。

ステップＳ２では、ワンセグ放送およびフルセグ放送を受信しながら受信環境をチェックする。そして、受信環境が良好であれば、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、フルセグ放送のみを受信する。ステップＳ４では、フルセグ放送を受信しながら受信環境をチェックする。そして、受信環境が良好である期間は、フルセグ放送のみを受信する動作を継続する。一方、受信環境が悪化すると、ステップＳ１に戻り、ワンセグ放送およびフルセグ放送の双方を受信する。

ステップＳ２において受信環境が悪いと判定したときには、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ワンセグ放送のみを受信する。ステップＳ６では、ワンセグ放送を受信しながら受信環境をチェックする。そして、受信環境が悪いままである期間は、ワンセグ放送のみを受信する動作を継続する。一方、ワンセグ放送受信中に受信環境が良好になったときは、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、ステップＳ１と同様に、ワンセグ放送およびフルセグ放送の双方を受信する。ただし、ステップＳ７では、ステップＳ１と異なり、出力階層選択部１５に対して、ワンセグ放送データを選択するための指示を与える。この結果、ワンセグ放送データが出力される。

ステップＳ８では、ワンセグ放送およびフルセグ放送を受信しながら受信環境をチェックする。そして、受信環境が良好であれば、ステップＳ３に進む。すなわち、受信モードが切り替わり、以降、フルセグ放送のみを受信する。一方、受信環境が悪化していれば、ステップＳ５に戻る。すなわち、受信モードを切り替えることなく、ワンセグ放送のみを受信する。

このように、実施形態の受信方法においては、フルセグ放送を受信しているときに受信環境が悪くなると、ワンセグ放送およびフルセグ放送を受信する（ステップＳ３、Ｓ４、Ｓ１）。しかし、受信環境の劣化が一時的なものであれば、ワンセグ放送を受信するモードに切り替わることはなく、フルセグ放送を受信するモードに戻る（ステップＳ２、Ｓ３）。同様に、ワンセグ放送を受信しているときに受信環境が良好になると、ワンセグ放送およびフルセグ放送を受信する（ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７）。しかし、受信環境の改善が一時的なものであれば、フルセグ放送を受信するモードに切り替わることはなく、ワンセグ放送を受信するモードに戻る（ステップＳ８、Ｓ５）。すなわち、実施形態の受信方法においては、受信環境が一時的に変化しただけでは、受信モードは切り替わらない。したがって、表示される再生画像が頻繁に切り替わることはなく、ユーザは不快感を受けることはない。

図６は、受信モード切替え時にワンセグ／フルセグ同時受信を行わないシーケンスを示す図である。図６に示す例では、フルセグ放送を受信しているときに、タイムスロットｎ＋３において受信環境が劣化したものとする。そして、タイムスロットｎ＋４において、フルセグ放送の受信を停止し、ワンセグ放送の受信を開始している。

しかし、このシーケンスでは、タイムスロットｎ＋４においてワンセグ放送データを再生しようとしても、復調処理（主に、デインタリーブ処理）が終了していない。このため、フルセグ放送からワンセグ放送への切替え時に、再生画像が乱れてしまう。この問題は、ワンセグ放送からフルセグ放送への切替え時にも発生する。

これに対して、実施形態のデジタル放送受信機１００においては、図４に示すように、受信モードの切替え時に、ワンセグ放送およびフルセグ放送を同時に受信する期間が設けられている。すなわち、第１の受信モードから第２の受信モードへの切替え時には、第１
の受信モードのデータ再生と並列に、第２の受信モードの復調に必要な量のデータが蓄積されて復調処理が行われる。そして、第２の受信モードにおける復調による遅延時間が吸収されると、出力すべきデータ列がフレーム単位で切り替えられる。以降、第２の受信モードのデータが再生データとして出力される。したがって、ワンセグ放送とフルセグ放送との間の切替えがシームレスに行われる。

なお、ワンセグ放送データおよびフルセグ放送データの双方を、常に、再生することも可能である。ただし、この方法では、伝送路等化部１２、デインタリーブ部１３、誤り訂正部１４は、常に、１３セグメント分のデータを処理する必要がある。これに対して実施形態の方法によれば、受信モードの切替え時を除いては、伝送路等化部１２、デインタリーブ部１３、誤り訂正部１４は、ワンセグ放送データまたはフルセグ放送データの一方のみを処理する。したがって、実施形態の方法によれば、消費電力を抑えることができる。

図７は、受信環境を判定する処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、基本的に、所定の時間間隔で繰り返し実行される。また、この処理は、図５のステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８に相当する。

ステップＳ１１では、マルチパスによる遅延が閾値を超えているか否かがチェックされる。マルチパスによる遅延は、遅延情報検出部２２により検出され、遅延情報として与えられる。また、閾値は、実験またはシミュレーション等により適切に決定される。ただし、閾値は、特に限定されるものではないが、例えば、ＯＦＤＭ信号のガードインターバルに相当する時間としてもよい。なお、フルセグ放送が６４ＱＡＭを採用している場合、マルチパス遅延がガードインターバルを超えると、データを再生できなくなる。したがって、この場合、閾値は、ガードインターバルより小さくしてもよい。

ステップＳ１２では、フェージング（電力変動）が閾値を超えているか否かがチェックされる。フェージングは、電力変動検出部２３により検出され、電力変動情報として与えられる。また、閾値は、実験またはシミュレーション等により適切に決定される。なお、フェージングは、受信局が移動することにより発生する。そして、受信局の移動速度が速くなると、フェージングは大きくなる。

ステップＳ１３では、ＢＥＲ及び／又はＭＥＲが許容範囲を超えている否かがチェックされる。ＢＥＲおよびＭＥＲは、公知の技術により検出される。また、ＢＥＲおよびＭＥＲの許容範囲は、例えば、実験またはシミュレーション等により適切に決定される。

この実施例では、ステップＳ１１〜Ｓ１３において１つ以上のパラメータが閾値（または、許容範囲）を超えた場合、受信環境が悪いと判定される。一方、ステップＳ１１〜Ｓ１３においてすべてのパラメータが閾値よりも低ければ、受信環境が良好であると判定される。

図８は、マルチパスおよびフェージングを検出する方法を説明する図である。マルチパスおよびフェージングは、この実施例では、ＯＦＤＭ信号の中に含まれているＳＰ信号を利用して検出される。ＳＰ信号は、図９に示すように、周波数軸方向においては、１２キャリア毎に挿入される。各キャリアは、例えば、地上波デジタル放送のMode３においては、１ｋＨｚ間隔で用意されている。また、ＳＰ信号は、時間軸方向においては、４シンボル毎に挿入される。１シンボル時間は、例えば、１．００８ｍ秒である。

図８において、ＩＦＦＴ部２１は、ＳＰ信号に対して逆フーリエ変換を行う。これにより、ＳＰについての時間領域信号が得られる。遅延情報検出部２２は、電力計算部３１、ピークサーチ部３２、および遅延量算出部３３を備える。電力計算部３１は、ＩＦＦＴ部
２１により得られる時間領域信号の電力を計算し、遅延プロファイルを作成する。ピークサーチ部３２は、電力計算部３１により得られる遅延プロファイルにおいて電力ピークをサーチする。ここで、最も電力の大きいピークが希望波と判断される。他のピークは、非希望波と判断される。そして、遅延量算出部３３は、希望波と非希望波との間の時間差（すなわち、マルチパス遅延）を計算する。計算されたマルチパス遅延は、切替え制御部１１へ通知される。

電力変動検出部２３は、電力計算部４１、４シンボル遅延部４２、減算部４３、積算部４４および変動計算部４５を備える。電力計算部４１は、周波数領域において各ＳＰ信号の電力を計算する。ここで、ＳＰ信号は、時間軸方向においては、４シンボル間隔で挿入されている。したがって、４シンボル遅延部４２は、電力計算部４１により得られた電力情報を４シンボル時間だけ保持した後、減算部４３に出力する。減算部４３は、電力計算部４１により得られた電力情報と、４シンボル遅延部４２から与えられる電力情報との差分を計算する。この差分値は、ＳＰ信号の電力の時間軸上の変動を表す。積算部４４は、減算部４３により得られる差分値の平均値を求める。平均化演算は、時間方向および周波数方向の双方について行うようにしてもいし、時間方向または周波数方向の一方について行うようにしてもよい。そして、変動算出部４５は、積算部４４により得られる平均値を電力変動情報として切替え制御部１１へ通知する。なお、電力変動情報は、受信局（すなわち、デジタル放送受信機１００）の移動速度に換算されてもよい。

各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
ＯＦＤＭを利用して第１のデータおよび第２のデータを送信するデジタル放送を受信するデジタル放送受信機であって、
受信信号についてＦＦＴ処理を行って前記第１のデータに対応する第１の周波数領域信号および前記第２のデータに対応する第２の周波数領域信号を生成するＦＦＴ手段と、
受信環境を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された受信環境に応じて、前記第１のデータを再生する第１の受信モードまたは前記第２のデータを再生する第２の受信モードを選択するモード切替え手段と、
前記第１の受信モードにおいては前記ＦＦＴ手段の出力信号から前記第１の周波数領域信号を抽出し、前記第２の受信モードにおいては前記ＦＦＴ手段の出力信号から前記第２の周波数領域信号を抽出し、受信モードの切替え時においては前記ＦＦＴ手段の出力信号から前記第１および第２の周波数領域信号を抽出する抽出手段と、
前記第１の受信モードにおいては前記抽出手段により抽出された前記第１の周波数領域信号から前記第１のデータを再生し、前記第２の受信モードにおいては前記抽出手段により抽出された前記第２の周波数領域信号から前記第２のデータを再生し、受信モードの切替え時においては前記抽出手段により抽出された前記第１および第２の周波数領域信号から前記第１および第２のデータを再生する再生手段と、
前記モード切替え手段からの指示に従って、前記第１のデータまたは前記第２のデータを出力する出力手段と、
を備えるデジタル放送受信機。

（付記２）
付記１に記載のデジタル放送受信機であって、
前記受信モードが前記第１の受信モードから前記第２の受信モードに切り替わるときには、前記出力手段は、前記第１のデータを選択して出力する
ことを特徴とするデジタル放送受信機。

（付記３）
付記１に記載のデジタル放送受信機であって、
前記第１のデータはワンセグ放送データであり、前記第２のデータはフルセグ放送データである
ことを特徴とするデジタル放送受信機。

（付記４）
付記１に記載のデジタル放送受信機であって、
前記検出手段は、マルチパス遅延を検出し、
前記モード切替え手段は、検出されたマルチパス遅延に応じて前記受信モードを選択する
ことを特徴とするデジタル放送受信機。

（付記５）
付記１に記載のデジタル放送受信機であって、
前記検出手段は、フェージングを検出し、
前記モード切替え手段は、検出されたフェージングに応じて前記受信モードを選択する
ことを特徴とするデジタル放送受信機。

（付記６）
付記１に記載のデジタル放送受信機であって、
前記検出手段は、ビット誤り率または変調誤り率を検出し、
前記モード切替え手段は、検出されたビット誤り率または変調誤り率に応じて前記受信モードを選択する
ことを特徴とするデジタル放送受信機。

（付記７）
付記１に記載のデジタル放送受信機であって、
前記再生手段は、周波数領域信号を復調する復調手段を備え、
前記抽出手段は、受信モードが切り替わるときに、前記復調手段による遅延時間に基づいて決まる所定時間だけ、前記第１および第２の周波数領域信号の双方を抽出する
ことを特徴とするデジタル放送受信機。

（付記８）
ワンセグとフルセグの１３セグメントを含むＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ受信回路であって、
前記１３セグメントを含むＯＦＤＭ信号をフーリエ変換し、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換回路と、
前記周波数領域の信号を階層分割し前記フルセグに相当する帯域の第１の信号と、前記ワンセグに相当する帯域の第２の信号とに分割し、前記周波数領域の信号をそのまま、または前記第１の信号、または前記第２の信号のいずれかの信号を出力する切替え制御部と、
前記切替え制御部の出力信号をＴＳ（トランスポートストリーム）信号に変換して出力するＴＳ信号出力回路と
を有することを特徴とするＯＦＤＭ受信回路。

（付記９）
前記ＴＳ信号出力回路は、
前記切替え制御部の出力信号からノイズや波形歪みの影響を除去する伝送路等化部と、
前記伝送路等化部でノイズや波形歪みの影響を除去された信号を１フレーム分保持するデインタリーブ部と、
前記ＯＦＤＭ信号に付加された誤り訂正符号を用いて前記伝送路等化部でノイズや波形歪みの影響を除去されたＯＦＤＭ信号を対象に誤り訂正を行ない、ＴＳ信号を出力する誤り訂正部と、
前記ＴＳ信号を入力し、前記ＴＳ信号に含まれるＡ階層ＴＳ信号またはＢ階層ＴＳ信号のいずれかを選択出力する出力階層選択部と
を有することを特徴とする付記８に記載のＯＦＤＭ受信回路。

（付記１０）
前記ＯＦＤＭ回路により変換された周波数領域信号を逆フーリエ変換して時間領域信号に変換する逆フーリエ変換回路と、
前記時間領域信号から時間軸上における受信パワーを表す遅延プロファイルを作成し、前記遅延プロファイルを基に主波と干渉波との遅延時間を計算する遅延情報検出回路と、
前記ＯＦＤＭ信号に含まれるパイロット信号の伝送路特性の時間変動量を表す誤差信号を算出する電力変動検出回路と、をさらに有し、
前記切替え制御部は、
前記誤り訂正部で算出されたＢＥＲ（Bit Error Rate）情報、前記遅延情報検出回路によって算出された前記遅延時間、前記電力変動検出回路によって算出された前記誤差信号、及び前記伝送路等化部で算出されたＭＥＲ（Modulation Error Rate）情報を基に、前記周波数領域の信号を階層分割し前記フルセグに相当する帯域の第１の信号と、前記ワンセグに相当する帯域の第２の信号に分割し、
前記周波数領域の信号をそのまま、または前記第１の信号、または前記第２の信号のいずれかの信号を前記伝送路等化部出力する
ことを特徴とする付記９に記載のＯＦＤＭ受信回路。

（付記１１）
ＯＦＤＭを利用して第１のデータおよび第２のデータを送信するデジタル放送を受信するデジタル放送受信方法であって、
受信信号についてＦＦＴを行って前記第１のデータに対応する第１の周波数領域信号および前記第２のデータに対応する第２の周波数領域信号を生成し、
受信環境を検出し、
検出された受信環境に応じて、前記第１のデータを再生する第１の受信モードまたは前記第２のデータを再生する第２の受信モードを選択し、
前記第１の受信モードにおいては前記ＦＦＴの出力信号から前記第１の周波数領域信号を抽出し、前記第２の受信モードにおいては前記ＦＦＴの出力信号から前記第２の周波数領域信号を抽出し、受信モードの切替え時においては前記ＦＦＴの出力信号から前記第１および第２の周波数領域信号を抽出し、
前記第１の受信モードにおいては抽出された前記第１の周波数領域信号から前記第１のデータを再生し、前記第２の受信モードにおいては抽出された前記第２の周波数領域信号から前記第２のデータを再生し、受信モードの切替え時においては抽出された前記第１および第２の周波数領域信号から前記第１および第２のデータを再生し、
選択された受信モードに従って、前記第１のデータまたは前記第２のデータを出力することを特徴とするデジタル放送受信方法。

（付記１２）
付記１１に記載のデジタル放送受信方法であって、
前記第１の受信モードが選択されている期間において受信環境パラメータが閾値よりも低くなったときに、
前記第１および第２の周波数領域信号から前記第１および第２のデータを再生しながら前記第１のデータを出力する移行モードに遷移し、
前記移行モードにおいて受信環境を検出し、
前記移行モードにおいて検出した受信環境パラメータが前記閾値よりも高くなったときには前記第１の受信モードに復帰する
ことを特徴とするデジタル放送受信方法。

（付記１３）
付記１２に記載のデジタル放送受信方法であって、
前記移行モードにおいて検出した受信環境パラメータが前記閾値よりも低ければ前記第２の受信モードに遷移する
ことを特徴とするデジタル放送受信方法。

（付記１４）
付記１１に記載のデジタル放送受信方法であって、
前記第２の受信モードが選択されている期間において受信環境パラメータが閾値よりも高くなったときに、
前記第１および第２の周波数領域信号から前記第１および第２のデータを再生しながら前記第２のデータを出力する移行モードに遷移し、
前記移行モードにおいて受信環境を検出し、
前記移行モードにおいて検出した受信環境パラメータが前記閾値よりも低くなったときには前記第２の受信モードに復帰する
ことを特徴とするデジタル放送受信方法。

（付記１５）
付記１４に記載のデジタル放送受信方法であって、
前記移行モードにおいて検出した受信環境パラメータが前記閾値よりも高ければ前記第１の受信モードに遷移する
ことを特徴とするデジタル放送受信方法。

実施形態のデジタル放送受信機の構成を示す図である。 各チャネルの帯域の構成を示す図である。 切替え制御部の抽出動作を説明する図である。 受信モード切替え方法を説明する図である。 受信モード切替え方法を示すフローチャートである。 ワンセグ／フルセグ同時受信を行わないシーケンスを示す図である。 受信環境を判定する処理を示すフローチャートである。 マルチパスおよびフェージングを検出する方法を説明する図である。 ＳＰ信号の配置を示す図である。 一般的なＯＦＤＭ受信機の基本構成を示す図である。 ワンセグ放送およびフルセグ放送の双方を受信可能な受信機の構成を示す図である。

符号の説明

１ チューナ
２ Ａ／Ｄ変換部
３ 直交復調部
４ ＦＦＴ部
１１ 切替え制御部
１２ 伝送路等化部
１３ デインタリーブ部
１４ 誤り訂正部
１５ 出力階層選択部
２１ ＩＦＦＴ部
２２ 遅延情報検出部
２３ 電力変動検出部
１００ デジタル放送受信機

Claims (10)

1. ＯＦＤＭを利用して第１のデータおよび第２のデータを送信するデジタル放送を受信するデジタル放送受信機であって、
   受信信号についてＦＦＴ処理を行って前記第１のデータに対応する第１の周波数領域信号および前記第２のデータに対応する第２の周波数領域信号を生成するＦＦＴ手段と、
   受信環境を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された受信環境に応じて、前記第１のデータを再生する第１の受信モードまたは前記第２のデータを再生する第２の受信モードを選択するモード切替え手段と、
   前記第１の受信モードにおいては前記ＦＦＴ手段の出力信号から前記第１の周波数領域信号を抽出し、前記第２の受信モードにおいては前記ＦＦＴ手段の出力信号から前記第２の周波数領域信号を抽出し、受信モードの切替え時においては前記ＦＦＴ手段の出力信号から前記第１および第２の周波数領域信号を抽出する抽出手段と、
   前記第１の受信モードにおいては前記抽出手段により抽出された前記第１の周波数領域信号から前記第１のデータを再生し、前記第２の受信モードにおいては前記抽出手段により抽出された前記第２の周波数領域信号から前記第２のデータを再生し、受信モードの切替え時においては前記抽出手段により抽出された前記第１および第２の周波数領域信号から前記第１および第２のデータを再生する再生手段と、
   前記モード切替え手段からの指示に従って、前記第１のデータまたは前記第２のデータを出力する出力手段と、
   を備えるデジタル放送受信機。
2. 請求項１に記載のデジタル放送受信機であって、
   前記受信モードが前記第１の受信モードから前記第２の受信モードに切り替わるときには、前記出力手段は、前記第１のデータを選択して出力する
   ことを特徴とするデジタル放送受信機。
3. 請求項１に記載のデジタル放送受信機であって、
   前記検出手段は、マルチパス遅延を検出し、
   前記モード切替え手段は、検出されたマルチパス遅延に応じて前記受信モードを選択する
   ことを特徴とするデジタル放送受信機。
4. 請求項１に記載のデジタル放送受信機であって、
   前記検出手段は、フェージングを検出し、
   前記モード切替え手段は、検出されたフェージングに応じて前記受信モードを選択する
   ことを特徴とするデジタル放送受信機。
5. ワンセグとフルセグの１３セグメントを含むＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ受信回路であって、
   前記１３セグメントを含むＯＦＤＭ信号をフーリエ変換し、時間領域の信号を周波数領域の信号に変換するフーリエ変換回路と、
   前記周波数領域の信号を階層分割し前記フルセグに相当する帯域の第１の信号と、前記ワンセグに相当する帯域の第２の信号とに分割し、前記周波数領域の信号をそのまま、または前記第１の信号、または前記第２の信号のいずれかの信号を出力する切替え制御部と、
   前記切替え制御部の出力信号をＴＳ（トランスポートストリーム）信号に変換して出力するＴＳ信号出力回路と
   を有することを特徴とするＯＦＤＭ受信回路。
6. 前記ＴＳ信号出力回路は、
   前記切替え制御部の出力信号からノイズや波形歪みの影響を除去する伝送路等化部と、
   前記伝送路等化部でノイズや波形歪みの影響を除去された信号を１フレーム分保持するデインタリーブ部と、
   前記ＯＦＤＭ信号に付加された誤り訂正符号を用いて前記伝送路等化部でノイズや波形歪みの影響を除去されたＯＦＤＭ信号を対象に誤り訂正を行ない、ＴＳ信号を出力する誤り訂正部と、
   前記ＴＳ信号を入力し、前記ＴＳ信号に含まれるＡ階層ＴＳ信号またはＢ階層ＴＳ信号のいずれかを選択出力する出力階層選択部と
   を有することを特徴とする請求項５に記載のＯＦＤＭ受信回路。
7. 前記ＯＦＤＭ回路により変換された周波数領域信号を逆フーリエ変換して時間領域信号に変換する逆フーリエ変換回路と、
   前記時間領域信号から時間軸上における受信パワーを表す遅延プロファイルを作成し、前記遅延プロファイルを基に主波と干渉波との遅延時間を計算する遅延情報検出回路と、
   前記ＯＦＤＭ信号に含まれるパイロット信号の伝送路特性の時間変動量を表す誤差信号を算出する電力変動検出回路と、をさらに有し、
   前記切替え制御部は、
   前記誤り訂正部で算出されたＢＥＲ（Bit Error Rate）情報、前記遅延情報検出回路によって算出された前記遅延時間、前記電力変動検出回路によって算出された前記誤差信号、及び前記伝送路等化部で算出されたＭＥＲ（Modulation Error Rate）情報を基に、前記周波数領域の信号を階層分割し前記フルセグに相当する帯域の第１の信号と、前記ワンセグに相当する帯域の第２の信号に分割し、
   前記周波数領域の信号をそのまま、または前記第１の信号、または前記第２の信号のいずれかの信号を前記伝送路等化部出力する
   ことを特徴とする請求項６に記載のＯＦＤＭ受信回路。
8. ＯＦＤＭを利用して第１のデータおよび第２のデータを送信するデジタル放送を受信するデジタル放送受信方法であって、
   受信信号についてＦＦＴを行って前記第１のデータに対応する第１の周波数領域信号および前記第２のデータに対応する第２の周波数領域信号を生成し、
   受信環境を検出し、
   検出された受信環境に応じて、前記第１のデータを再生する第１の受信モードまたは前記第２のデータを再生する第２の受信モードを選択し、
   前記第１の受信モードにおいては前記ＦＦＴの出力信号から前記第１の周波数領域信号を抽出し、前記第２の受信モードにおいては前記ＦＦＴの出力信号から前記第２の周波数領域信号を抽出し、受信モードの切替え時においては前記ＦＦＴの出力信号から前記第１および第２の周波数領域信号を抽出し、
   前記第１の受信モードにおいては抽出された前記第１の周波数領域信号から前記第１のデータを再生し、前記第２の受信モードにおいては抽出された前記第２の周波数領域信号から前記第２のデータを再生し、受信モードの切替え時においては抽出された前記第１および第２の周波数領域信号から前記第１および第２のデータを再生し、
   選択された受信モードに従って、前記第１のデータまたは前記第２のデータを出力することを特徴とするデジタル放送受信方法。
9. 請求項８に記載のデジタル放送受信方法であって、
   前記第１の受信モードが選択されている期間において受信環境パラメータが閾値よりも低くなったときに、
   前記第１および第２の周波数領域信号から前記第１および第２のデータを再生しなが
   ら前記第１のデータを出力する移行モードに遷移し、
   前記移行モードにおいて受信環境を検出し、
   前記移行モードにおいて検出した受信環境パラメータが前記閾値よりも高くなったときには前記第１の受信モードに復帰する
   ことを特徴とするデジタル放送受信方法。
10. 請求項８に記載のデジタル放送受信方法であって、
    前記第２の受信モードが選択されている期間において受信環境パラメータが閾値よりも高くなったときに、
    前記第１および第２の周波数領域信号から前記第１および第２のデータを再生しながら前記第２のデータを出力する移行モードに遷移し、
    前記移行モードにおいて受信環境を検出し、
    前記移行モードにおいて検出した受信環境パラメータが前記閾値よりも低くなったときには前記第２の受信モードに復帰する
    ことを特徴とするデジタル放送受信方法。

Images