JP2011172048A - Ibocラジオ受信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】IBOCデジタルデコーダからのデジタル情報をデジタルデータ取得可能状態か否か、デジタルオーディオ出力可能状態か否か、とさらに細分化して用いることにより、IBOCラジオ受信装置の出力音声に対して一層適したIF帯域フィルタ幅の制御を行う事を目的とする。
【解決手段】放送波を通過させるIF帯域フィルタを切替えるスイッチ3と、広帯域フィルタ4および狭帯域フィルタ5のいずれか一方のIF帯域フィルタを通過した放送波に含まれる信号を復調するAM/FM復調部7と、AM/FM復調部7が復調した信号から放送波の電界強度レベル判定する制御部12とを備え、制御部12は、放送波の電界強度レベルと放送波の電界強度レベルの経時変化とに応じてスイッチ3を制御して狭帯域フィルタ5と広帯域フィルタ4との切り替え制御をおこなう。
【選択図】図3

Description

本発明は、IBOC(In Band On Channel)方式の変調フォーマットで伝送される放送波を受信する機能を備えたラジオ受信装置において、アナログ放送信号の処理に適した狭帯域のIF帯域フィルタとデジタル放送信号の処理に適した広帯域のIF帯域フィルタとの切替を受信状況に応じて最適に行うIBOCラジオ受信装置に関するものである。
近年ラジオ放送においてデジタル化が進んでおり、特に北米では地上波のデジタル放送として、iBiquity(アイビクイティ)社によって提案されたIBOC方式が実用化されている。
従来、受信状況に応じて、IF帯域幅を広帯域、狭帯域に適切に切り替える手段を有するIBOCラジオ放送受信装置は、IBOCデジタルデコーダからの情報を基にして、IBOC信号を含むと判断した場合には、広帯域のIF帯域幅を選択し、IBOC信号を含まないと判断した場合には、電界強度、IBOC信号が取得できない時間などが、一定条件を満たした場合に狭帯域のIF帯域幅を選択する。これにより、IBOC放送が含まれない放送や電界強度が低く、デジタル放送信号のデコードが不可能な場合に狭帯域のIF帯域幅を選択することを可能にし、アナログオーディオの性能を向上させているものが知られている(例えば特許文献1参照)。
国際公開第2008/026696号
しかしながら、IBOCデジタルデコーダからの情報を基にして判断した場合、例えば移動体に搭載されたIBOCラジオ受信装置おいて、IBOCデジタルデコーダにおけるデジタル放送信号のデコード処理が不安定になる、受信可能エリアと受信不可能エリアの境界近辺を走行している場合や、移動体がトンネルを通過する際など受信状況が良好な状態から悪化する場合などのような、「デジタルデータは取得可能であるが、デジタルオーディオは出力不可能である」という状況が存在する。
このような状況の場合、IBOCラジオ受信装置はアナログオーディオを出力することになるため、広帯域のIF帯域幅を選択していると隣接帯域の影響を受け易く、結果的にアナログ音声の性能が劣化してしまうという問題があった。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、IBOCデジタルデコーダからのデジタル情報をデジタルデータ取得可能状態か否か、デジタルオーディオ出力可能状態か否か、とさらに細分化して用いることにより、IBOCラジオ受信装置の出力音声により一層適したIF帯域フィルタ幅の制御を行う事を目的とする。
本発明のIBOCラジオ受信装置は、IBOC方式の変調フォーマットで伝送される放送波を受信し、受信した放送波を広帯域のIF帯域フィルタである広帯域フィルタと狭帯域のIF帯域フィルタである狭帯域フィルタとのいずれか一方のIF帯域フィルタを通過させて復調するIBOCラジオ受信装置であって、 前記放送波を通過させるIF帯域フ
ィルタを切替えるフィルタ切替部と、前記いずれか一方のIF帯域フィルタを通過した前記放送波に含まれる信号を復調する復調部と、前記復調部が復調した信号から前記放送波の電界強度レベル判定する制御部とを備え、前記制御部は、前記放送波の電界強度レベルと前記放送波の電界強度レベルの経時変化とに応じて前記フィルタ切替部を制御して前記狭帯域フィルタと前記広帯域フィルタとを切り替える構成を有している。
本発明によれば、IBOC放送受信時に、デジタルオーディオは出力不可能であるが、デジタルデータは取得可能であるなどの、電界強度が不安定な受信状況においても、IF帯域フィルタの帯域幅を適切に切り替えることにより、出力音声に適したIF帯域フィルタ幅の制御を行う事ができる。
本発明の実施の形態におけるIBOCラジオ受信装置のブロック図 IBOC放送において採用されているハイブリッド放送波の説明のための図 本発明の実施の形態におけるIBOCラジオ受信装置が行うIF帯域フィルタ幅の制御処理を示したフローチャート
以下、本発明の実施の形態におけるIBOCラジオ受信装置について図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施の形態におけるIBOCラジオ受信装置のブロック図である。
図1において、IBOCラジオ受信装置100は、車両に搭載される(車載用)ものとして用いられ、IBOC方式のラジオ放送信号を受信するラジオ受信装置である。
ラジオ受信装置100は、アンテナ1に接続される。ラジオ受信装置100は、このアンテナ1を通して受信された放送波に対してチューナ部2(RFフロントエンド部)において周波数の同調を行う。
チューナ部2には、デジタル放送信号の処理に適した広帯域のフィルタである広帯域フィルタ4とアナログ放送信号の処理に適した狭帯域のフィルタである狭帯域フィルタ5が備えられている。この狭帯域フィルタ4、及び広帯域フィルタ5の帯域フィルタはフィルタ切替部としてのスイッチ3により切替えられるよう設けられている。
チューナ部2から出力された放送波は、この放送波をデジタル化するアナログ/デジタルコンバータである、A/D変換部6に入力される。
A/D変換部6にてデジタル化された信号は、次段の復調部である、FM/AMアナログ復調部7に入力されるとともに、アンテナ1にて受信した受信信号の電界強度レベルを示す信号を後述する制御部12へ出力する。
さらに、A/D変換部6にてデジタル化された信号はIBOCデジタルデコーダ8にも入力される。IBOCデジタルデコーダ8はIBOC方式のデジタルラジオ放送信号処理専用に設計されたデジタルデコーダであり、デジタルデータのデコード結果の可否を表すデジタルデータステータス、デジタルオーディオのデコード結果の可否を表すデジタルオーディオステータスを生成し、各ステータスを制御部12に出力し、デジタルオーディオはオーディオ処理部9に出力する。
また、IBOCデジタルデコーダ8は、デジタル放送信号のCN比やビットエラーレートに基づいてデジタルラジオ放送信号の品質を測定し、ブレンド信号を生成し、オーディオ処理部9に出力する。
オーディオ信号処理部9において、入力されたオーディオ信号に所定の処理を行った後に、D/A変換部11に出力するが、オーディオ信号処理部9の内部にブレンド処理部10が設けられており、IBOCデジタルデコーダ8から出力されたブレンド信号の情報を基に、FM/AM復調部7から出力されたアナログオーディオとIBOCデジタルデコーダ8から出力されたデジタルオーディオのどちらか一方のオーディオを切替えて出力する。
オーディオ処理部9から出力された信号は、デジタル/アナログコンバータであるD/A変換部11に入力され、オーディオ処理部9から出力されたデジタル信号であるオーディオ信号ををデジタル/アナログ変換してオーディオ出力する。このオーディオ出力は図示しないオーディオアンプを通して増幅された後、図示しないスピーカーを通してユーザーに受聴される。
制御部12は、本発明のIBOCラジオ受信装置を統括的に制御するためのものであり、例えばCPU、ROM及びRAMを含む。CPUは、ROMに格納されたコンピュータプログラムを、RAMを作業領域として使いながら実行する。
本実施の形態において、制御部12は特に、FM/AM復調部7から出力された電界強度レベルやIBOCデジタルデコーダ8から出力されたデジタルデータステータス、デジタルオーディオステータスに基づき、スイッチ3の切替を後述するように適切に制御する。
IBOCのハイブリッド方式は、従来のアナログ放送に割り当てられた周波数帯域を使用してデジタル放送を行う方式であり、周波数帯域上でアナログ搬送波の両側にデジタル搬送波が配置されている。
図2にFM変調されたアナログ放送搬送波とデジタル放送搬送波の信号成分の各周波数割り当てと電力スペクトル密度の関係を概略的に示したものを示す。
図2に示すように、デジタル搬送波の信号はFM中心周波数から約129kHz〜198kHz離れたスペクトルとなる。
また、典型的にはFMアナログ出力に対してデジタル出力は約−25dBに設定されている。つまり、IBOCラジオ受信装置はアナログ放送を受信する場合とIBOC放送を受信する場合とでは、検知すべき帯域幅が異なるため、受信装置のチューナ部において放送波が通過するIF帯域フィルタを変更する必要がある。
また、IBOCラジオ受信装置の特徴として、デジタルオーディオが出力可能な場合には、デジタルオーディオを出力し、反対にデジタルオーディオが出力不可能な場合にはアナログオーディオを出力する。つまり、IBOC放送波を受信していても、十分な電界強度がない場合には、IBOCラジオ受信装置はアナログオーディオを出力する。このような受信状況下において広帯域のIF帯域フィルタを選択すると隣接帯域の妨害を受け易く、アナログオーディオの性能が劣化しまう。
また一方で、狭帯域のIF帯域幅を選択するとIBOC放送波のデジタル放送信号のデコード処理を行うのに必要な信号までカットしてしまうため、デジタル放送信号のデコード処理に大きな影響が出てしまう。
このようにIBOCラジオ受信装置の受信性能を確保するために、受信状況の変化に応じてIF帯域フィルタを適切に制御する必要がある。
本実施の形態のラジオ受信装置100は、さらに、例えば移動体に搭載されたIBOCラジオ受信装置おいて、IBOCデジタルデコーダ8におけるデジタル放送信号のデコード処理が不安定になる場合、すなわち、受信可能エリアと受信不可能エリアの境界近辺を走行している場合や、移動体がトンネルを通過する際など受信状況が良好な状態から悪化する場合などのような「デジタルデータは取得可能であるが、デジタルオーディオは出力不可能である」という受信状況が存在することにも対処するために、以下に説明する動作処理が行われる。
すなわち、上述したように構成されたIBOCラジオ受信装置について、以下にその処理動作を説明する。
図3は本発明の実施の形態におけるラジオ受信装置100において、スイッチ3の切替アルゴリズムを示したフローチャートである。
ただし、図3に示されるフローチャートは、前提として制御部12においては、IBOCデジタルデコーダ8が出力するステータス情報により、デジタルデータステータスは受信可能であるが、デジタルオーディオステータスは受信不可能な受信状況であると判定可能なものとする。このような受信状況は、例えば移動体において、IBOCデジタルデコーダ8がデジタル信号をデコードできるかできないかの境界近辺の受信エリアを走行している際や、移動体がトンネルを通過する際など受信状況が良好な状態から悪化する状態へ変化している場合などに起こりえる。
また、前提として、図3に示されるフローチャートにおいて、「スタート」から「終了」までの一連の処理は、定期的(例えば100msec毎)に行われるものとする。
本実施の形態において、「デジタルデータステータスは受信可能であるが、デジタルオーディオステータスは受信不可能な受信状況であると判定」する際の判定基準として、あらかじめそれらの値が設定される、第1の電界強度閾値Ta、第2の電界強度閾値Tb、第1の時間閾値Tc、および第2の時間閾値Tdが用いられ、更に、放送波の受信状況に応じた変数として、パラメータPaおよびパラメータPbが用いられる。
第1の電界強度閾値Taは、IBOCデジタルデコーダ8がデジタルオーディオを出力することが「可能」となる(制御部12がIBOCデジタルデコーダ8からデジタルオーディオステータスを受信することが可能となる)電界強度レベルの閾値となるように最適化されているものとする。すなわち、受信している放送波の電界強度が第1の電界強度閾値Taよりも大きければ、IBOCデジタルデコーダ8がデジタルオーディオを出力することが「可能」であると判断できる。
第2の電界強度閾値Tbは、第1の電界強度閾値Ta同様、IBOCデジタルデコーダ8がデジタルオーディオを出力することが「可能」となる(制御部12がIBOCデジタルデコーダ8からデジタルオーディオステータスを受信することが可能となる)電界強度レベル閾値となるように最適化されているものとし、第1の電界強度閾値Taとは別の値に設定されても同じ値に設定されても構わない。
パラメータPaは、現在チューナ部2にて使用されているIF帯域フィルタが広帯域フィルタ4である場合に、IBOCデジタルデコーダ8がデジタルオーディオを出力することが「不可能」となる(制御部12がIBOCデジタルデコーダ8からデジタルオーディオステータスを受信することが不可能となる)受信状況がどのくらいの時間続いているかを示すパラメータである。
パラメータPbは、チューナ部2のIF帯域フィルタが広帯域フィルタ4である場合に
、IBOCデジタルデコーダ8がデジタルオーディオを出力することが「可能」となる(制御部12がIBOCデジタルデコーダ8からデジタルオーディオステータスを受信することが可能となる)受信状況がどのくらいの時間続いているかを示すパラメータである。
第1の時間閾値Tc、第2の時間閾値Tdは、パラメータPa、パラメータPbとそれぞれ比較されるためにあらかじめ設定された閾値であり、第1の時間閾値Tcおよび第2の時間閾値Tdは、IBOCラジオ受信装置100によって個別に最適化されるものとする。また、第1の時間閾値Tcおよび第2の時間閾値Tdは、それぞれ同じ値であっても良く、それぞれ異なる値であっても良い。
図3において、まず、制御部12がIBOCデジタルデコーダ8から出力されるデジタルオーディオステータスに基づいて、デジタルオーディオが受信可能か否かを判定する(ステップS1)。
ここで、デジタルオーディオステータスによりデジタルオーディオが受信可能と判断される場合(ステップS1においてYesの場合)においては、IBOCデジタルデコーダ8はオーディオ処理部9に対してブレンド信号を制御してオーディオ処理部9からデジタルオーディオを出力させる。また、オーディオ処理部9はデジタルオーディオを出力するため、IBOCラジオ受信装置100の出力としては、デジタルオーディオが出力されることになる。
したがって、IBOCラジオ受信装置100の出力が確定されたので、パラメータPaおよびパラメータPbはリセットされ(ステップS2)、制御部12は、チューナ部2にて使用する帯域フィルタとして、デジタル放送信号の処理に適した、広帯域フィルタ4が用いられるようにスイッチ3を切替える(ステップS3)。
ステップS1において、デジタルオーディオステータスが受信不可能であると制御部12が判定した場合(ステップS1においてNoの場合)には、制御部12は、現在チューナ部2にて使用されているIF帯域フィルタが広帯域フィルタ4であるか狭帯域フィルタ5であるかを判定する(ステップS4)。
ステップS4において、制御部12が現在チューナ部2にて使用されているIF帯域フィルタは広帯域フィルタ4であると判定した場合(ステップS4においてYesの場合)には、FM/AM変調部7から出力されている電界強度レベルとあらかじめ設定された第1の電界強度閾値Taとの比較を行う(ステップS5)。
ステップS5にて、FM/AM変調部7から出力された電界強度レベルが第1の電界強度閾値Taより低いと判断された場合(ステップS5にてYesの場合)、この判断結果は、デジタル放送信号の取得が困難であることの要因の一つであると考えられるため、制御部12はパラメータPaをインクリメントする(ステップS6)。
これにより、IBOCデジタルデコーダ8がデジタルオーディオを出力することが「不可能」となる受信状態であることの重み付けがされ、後述するような、電界強度の経時変化の確認が可能となる。
また、ステップS5において、FM/AM変調部7から出力された電界強度レベルが第1の電界強度閾値Ta以上であると判断された場合(ステップS5にてNoの場合)、
この判断結果からは、デジタル放送信号の取得が困難であることの要因がなかったと考えられるため、パラメータPaのインクリメントは行わない。
さらにこの後、受信信号の時間的要素を考慮するために、制御部12がパラメータPaと
第1の時間閾値Tcとの比較を行う(ステップS7)。
ステップS7にてパラメータPaが第1の時間閾値Tcより大きい場合(ステップS7においてNoの場合)には、制御部12は、チューナ部2にて使用されている広帯域のIF帯域フィルタ5を選択していても、IBOCデジタルモデコーダ8はデジタルオーディオをデコードすることは不可能であると判定する。
そのため、制御部12は、ステップS8において、パラメータPaをリセットし、さらにステップS9において、チューナ部2にて使用する帯域フィルタとしてアナログ放送信号の処理に適した狭帯域フィルタ5が用いられるようにスイッチ3を切替える。
これにより、隣接帯域の妨害を受けることによるアナログオーディオの性能劣化を防止することができる。
ステップS7にて、パラメータPaが第1の時間閾値Tc以下の場合(ステップS7においてYesの場合)には、ステップS8、S9の処理は行わず、次回の処理開始(図3に示される「スタート」)までパラメータPaの値を維持するものとする。
次にステップS4において判定結果がNoである場合のその後の処理について以下に説明する。
ステップS4において、制御部12が現在チューナ部2にて使用されているIF帯域フィルタが狭帯域フィルタ4が使用されていると判定した場合(ステップS4においてNoの場合)には、FM/AM変調部7から出力された電界強度レベルとあらかじめ設定された第2の電界強度閾値Tbとの比較を行う(ステップS10)。
その後、ステップS10にて、FM/AM変調部7から出力された電界強度レベルが第2の電界強度閾値Tbより高いと判定された場合(ステップS10においてYesの場合)、この判定結果は、デジタル放送信号の取得が容易であることの要因の一つであると考えられるため、制御部12はパラメータPbをインクリメントする(ステップS11)。
これにより、IBOCデジタルデコーダ8がデジタルオーディオを出力することが「可能」となる受信状態であることの重み付けがされ、後述するとおり電界強度の経時変化の確認が可能となる。
一方、ステップS10において、FM/AM変調部7から出力された電界強度レベルが第2の電界強度閾値Tbより低いと判定された場合(ステップS10においてNoの場合)には、この判断結果からは、デジタル放送信号の取得が容易であることの要因がなかったと考えられるため、パラメータPbのインクリメントは行わない。
さらにこの後、受信信号の時間的要素を考慮するために、制御部12がパラメータPbと第2の時間閾値Tdとの比較を行う(ステップS12)。
ステップS12にてパラメータPbが第2の時間閾値Tdより大きい場合(ステップS12においてNoの場合)には、制御部12は、チューナ部2にて使用されている広帯域のIF帯域フィルタ4を選択すれば、IBOCデジタルデコーダ8はデジタルオーディオをデコードすることが可能であると判定する。
したがって、これ以上の判定処理は実行する必要がないため、制御部12は、ステップS13において、パラメータPbをリセットしたうえで、さらにステップS14において、チューナ部2にて使用する帯域フィルタとしてデジタル放送信号の処理に適した広帯域フィルタ4が用いられるようにスイッチ3を切替える。
一方、ステップS12にて、パラメータPbが第2の時間閾値Td以下の場合(ステップS12においてYesの場合)には、ステップS13、S14は行わず、制御部12は、次回の処理開始(図3に示される「スタート」)までパラメータPbの値を維持するものとする。
以上の一連の処理を定期的(本実施の形態においては100ms毎)に行うことによって、ラジオ受信装置100が受信している放送波の電界強度が、第1の電界強度閾値よりも低い状態を継続している時間や、第2の電界強度閾値よりも高い状態を継続している時間が検出されるので、電界強度の時間的変化(経時変化)を精度良く判定することができ、この判定結果に基づいてIF帯域フィルタの帯域幅を適切に切り替えることができるため、出力音声に適したIF帯域フィルタ幅の制御を行う事ができる。以上説明したとおり、本実施の形態によれば、電界強度の変化を時間的変化も含めて判定し、この判定結果に基づいてIF帯域フィルタの帯域幅を適切に切り替えるため、デジタルデータは取得可能であるが、デジタルオーディオは出力不可能という不安定な受信状況においても的確に対応してデジタルデータの取得処理を行うことができるとともに、不必要に広帯域のIF帯域フィルタを選択することなく出力音声に適したIF帯域フィルタ幅の制御を行うことができる。
以上のように、本発明にかかるIBOCラジオ受信装置は、電界強度が不安定な受信状況においても、IF帯域フィルタの帯域幅を適切に切り替えることにより、出力音声に適したIF帯域フィルタ幅の制御を行う事ができるという効果を有し、IBOC方式の変調フォーマットで伝送される放送波を受信する機能を備えたラジオ受信装置等として有用である。特に、受信可能エリアと受信不可能エリアの境界近辺を走行している場合や、トンネルを通過する際など受信状況が良好な状態から悪化する場合などのような状況が頻繁に存在する車載用のものとして有用である。

Claims (4)

  1. IBOC方式の変調フォーマットで伝送される放送波を受信し、受信した放送波を広帯域のIF帯域フィルタである広帯域フィルタと狭帯域のIF帯域フィルタである狭帯域フィルタとのいずれか一方のIF帯域フィルタを通過させて復調するIBOCラジオ受信装置であって、
    前記放送波を通過させるIF帯域フィルタを切替えるフィルタ切替部と、前記いずれか一方のIF帯域フィルタを通過した前記放送波に含まれる信号を復調する復調部と、前記復調部が復調した信号から前記放送波の電界強度レベル判定する制御部とを備え、
    前記制御部は、前記放送波の電界強度レベルと前記放送波の電界強度レベルの経時変化とに応じて前記フィルタ切替部を制御して前記狭帯域フィルタと前記広帯域フィルタとを切り替えることを特徴としたIBOCラジオ受信装置。
  2. 前記制御部は、前記放送波が前記広帯域フィルタを通過している場合に、前記放送波の電界強度が第1の電界強度閾値よりも低い状態を継続している時間が第1の時間閾値よりも長い場合に前記フィルタ切替部を制御して前記放送波が通過するIF帯域フィルタを前記狭帯域フィルタに切替えることを特徴とした請求項1記載のIBOCラジオ受信装置。
  3. 前記制御部は、前記放送波が前記狭帯域フィルタを通過している場合に、前記放送波の電界強度が第2の電界強度閾値よりも高い状態を継続している時間が第2の時間閾値よりも短い場合に前記フィルタ切替部を制御して前記放送波が通過するIF帯域フィルタを前記広帯域フィルタに切替えることを特徴とした請求項1記載のIBOCラジオ受信装置。
  4. 車両に搭載されることを特徴とする請求項1記載のIBOCラジオ受信装置。
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CN116184043A (zh) * 2023-03-15 2023-05-30 北京航空航天大学 一种用于无人机平台的宽带电磁环境监测系统

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