JP2015156575A - 受信装置及び受信方法、並びに中間周波数切換え方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受信を途切れさせることなく中間周波数を変更する。【解決手段】複数の受信系統を備えて複数の信号を同時に受信する受信装置において、少なくとも一つの受信系統で信号を受信しながら、局部発振器の発振周波数と可変ＩＦフィルタの通過帯域の中心周波数と数値制御発振器の発振周波数とを微小な間隔で段階的かつ連続的に変更して中間周波数を切換える。【選択図】図１

Description

本発明は、受信装置及び受信方法、並びに中間周波数切換え方法に関する。本発明は特に、アンテナで受信した信号（無線周波数信号）を中間周波数（ＩＦ）信号に変換して復調する受信装置及び受信方法に関し、特に中間周波数の切り換えに関する。

世界各国で放送のデジタル化が広く展開されており、家庭用デジタルテレビ、車載放送受信機、携帯情報端末をはじめとする様々な受信機での放送受信が一般的となった。このような受信形態の多様化に伴い、テレビ放送及びラジオ放送だけでなく、それらの双方の特長を組み合わせた新しい放送サービスの運用が本格化しており、放送のチャンネル数は今後急速に増加すると考えられている。

また、近年では放送受信技術の高度化により、高機能な放送受信機が本格的に普及しつつあり、視聴者の嗜好に合わせた放送プログラムの自動選択、複数チャンネルの同時視聴及び録画などが実用化されている。一方、車載放送受信機においても、受信地域間でのシームレスな自動切換え或いは難受信環境での安定した放送受信のための技術が利用され始めており、今後このような放送受信機の高機能化は受信形態を問わず進んでいくと予想される。

このうち特に、複数チャンネルを同時に正確に受信する技術は、放送形態と受信形態の双方の多様化に伴って受信機能を高性能化させるための技術の１つであるが、これを実現するためには、通常、受信を希望するチャンネル数と同数のチューナーが必要となるため、回路規模が増加する。

これに対し、チューナー部において、複数の異なる高周波帯の信号をＩＦ帯の信号に変換する際、ＩＦ帯において複数チャンネルの信号が隣接するようにし、単一のＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換する方法が考案されており、例えば、特許文献１において、このような複数チャンネル同時受信技術が開示されている。

また、上記のように複数チャンネルを隣接する周波数のＩＦ信号に変換して受信する場合、それぞれのチャンネルに割り当てるＩＦ信号の周波数によって受信性能に差異が生じることがあるため、受信するチャンネルの性質或いは内容に応じて、ＩＦ信号の周波数を適切に割り当てることが望ましい。受信するチャンネルの性質に応じてＩＦ信号の周波数を適切に選択することの有用性は、必ずしも複数チャンネル同時受信に限定されるものではなく、単一チャンネルを受信する受信機に関して、適切なＩＦ信号の周波数を選択して設定する方法が、例えば、特許文献２に開示されている。

特開２００１−０２８５７５号公報 特許第４６７４１０３号公報

ところで、受信装置で受信をしながら、ＩＦ信号の周波数を変更することが望まれる場合がある。例えば、２チャンネルを同時に受信することができる放送受信装置において、２つの受信チャンネルを処理する２つの受信系統Ａ、Ｂで処理するＩＦ信号に中間周波数としてそれぞれＩＦ１、ＩＦ２が割り当てられており、ＩＦ１はＩＦ２と比較して、より優れた受信性能が得られるものとする。このような中間周波数ＩＦ１、ＩＦ２を使って２つの受信系統で同時受信を行っている状態から、受信系統Ａでの受信を中止して、受信系統Ｂのみでの受信に切り換えるとすれば、受信系統Ｂで使用する中間周波数を、ＩＦ２からＩＦ１に変更することで、受信系統Ｂの受信状態が向上することが望ましい。
しかしながら、受信中に中間周波数を変更すると、一時的に復調処理の同期が外れ、視聴している映像或いは音声が途切れる期間が発生するという課題がある。

特許文献１の方法では、予め定められた２つの中間周波数を使用することが示されているものの、中間周波数を変更する方法は開示されていない。また、特許文献２の方法では、信号の受信を開始する前に中間周波数を選択して設定しており、受信中に中間周波数を変更する方法は開示されていない。

上記に鑑みて本発明の目的は、信号の受信を継続しながら中間周波数を変更する方法を提供することである。

本発明に係る受信装置は、
共通のアンテナで受信した無線周波数信号を周波数変換して復調するための第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の受信系統と、合成部と、Ａ／Ｄ変換器と、制御部とを有し、
それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、第１乃至第Ｎの局発周波数信号を生成して出力する第１乃至第Ｎの局部発振器と、
それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、前記第１乃至第Ｎの局発周波数信号を用いて前記無線周波数信号を第１乃至第Ｎの中間周波数帯域に周波数変換して第１乃至第Ｎの中間周波数信号を出力する第１乃至第Ｎのミキサと、
それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、前記第１乃至第Ｎの中間周波数帯域を含む通過帯域を有し、それぞれ前記第１乃至第Ｎの中間周波数信号から第１乃至第Ｎの通過帯域信号を出力する第１乃至第Ｎの可変ＩＦフィルタとを有し、
前記合成部は、前記第１乃至第Ｎの通過帯域信号を合成して合成信号を生成し、
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記合成信号をデジタル信号に変換し、
それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、第１乃至第Ｎの数値制御周波数信号を生成して出力する第１乃至第Ｎの数値制御発振器と、
それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、前記第１乃至第Ｎの数値制御周波数信号を用いて前記デジタル信号を復調する第１乃至第Ｎの復調器とをさらに有し、
前記制御部は、
前記第１乃至第Ｎの受信系統のうちの選択された受信系統の前記局部発振器による前記局発周波数信号の周波数、前記可変ＩＦフィルタの通過帯域、及び前記数値制御発振器による前記数値制御周波数信号の周波数を互いに連動して変更させる
ことを特徴とする。

本発明に係る受信装置によれば、受信信号から再生される映像、音声などに途切れを生じさせることなく、信号を受信しながら中間周波数を変更することができる。

本発明に係る実施の形態１を概略的に示す図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、実施の形態１の受信装置において、中間周波数を変更し,その後、受信チャンネルを追加する方法を示す図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、実施の形態１の受信装置において、受信チャンネルを削減し、その後、中間周波数を変更する方法を示す図である。 本発明に係る実施の形態２を概略的に示す図である。 （Ａ）〜（Ｅ）は、実施の形態２の受信装置において、受信チャンネルを削減し、その後、中間周波数を変更し、さらにその後、変調帯域幅の異なる受信チャンネルを追加する方法を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の受信装置を概略的に示す。
図１の受信装置は、２つのチャンネルの無線周波数信号の同時受信を可能にするものであり、２つの受信チャンネルの信号を処理する第１の受信系統Ａ及び第２の受信系統Ｂを有する。図１の受信装置はさらに、加算器２と、Ａ／Ｄ変換器３と、復調部４と、制御部５とを有する。

第１の受信系統Ａは、高周波受信回路１１、ミキサ１２、局部発振器１３、可変ＩＦフィルタ１４、直交復調器１５、及び数値制御発振器１６を含み、第２の受信系統Ｂは、高周波受信回路２１、ミキサ２２、局部発振器２３、可変ＩＦフィルタ２４、直交復調器２５、及び数値制御発振器２６を含む。

高周波受信回路１１、２１は共通のアンテナ１に接続されている。アンテナ１による受信で得られた無線周波数信号は２つに分岐してそれぞれ第１の受信系統Ａ及び第２の受信系統Ｂに入力される。

第１の受信系統Ａでは、アンテナ１で受信されて２つに分岐した無線周波数信号の一方が、高周波受信回路１１に入力され、所望のレベルにまで増幅するなどの処理を受けたのち、ミキサ１２に入力される。ミキサ１２は高周波受信回路１１からの無線周波数信号と局部発振器１３からの局発周波数信号とにより、所望チャンネルの信号を、アンテナ１で受信したときの周波数から、受信系統Ａに割り当てられている中間周波数（第１の中間周波数）ＩＦａの信号（ＩＦ信号）に変換する。ミキサ１２から出力されるＩＦ信号は、可変ＩＦフィルタ１４を通過することにより、所望の信号（所望の周波数帯域の成分）以外の成分が抑圧される。

一方、第２の受信系統Ｂでは、アンテナ１で受信されて２つに分岐した無線周波数信号の他方が、高周波受信回路２１に入力され、所望のレベルにまで増幅するなどの処理を受けたのち、ミキサ２２に入力される。ミキサ２２は高周波受信回路２１からの無線周波数信号と局部発振器２３からの局発周波数信号とにより、所望チャンネルの信号を、アンテナ１で受信したときの周波数から、受信系統Ｂに割り当てられている中間周波数（第２の中間周波数）ＩＦｂの信号（ＩＦ信号）に変換する。ミキサ２２から出力されたＩＦ信号は、可変ＩＦフィルタ２４を通過することにより、所望の信号（所望の周波数帯域の成分）以外の成分が抑圧される。

第１の受信系統Ａに割り当てられる中間周波数ＩＦａと、第２の受信系統Ｂに割り当てられる中間周波数ＩＦｂとは互いに異なる。従って、ミキサ１２から出力されるＩＦ信号の周波数（第１の中間周波数）ＩＦａと、ミキサ２２から出力されるＩＦ信号の周波数（第２の中間周波数）ＩＦｂとは互いに異なる。可変ＩＦフィルタ１４、２４から出力される信号（第１及び第２の通過帯域信号）は、それぞれ第１及び第２の中間周波数ＩＦａ、ＩＦｂを中心周波数とし、互いに重ならない周波数領域（周波数帯域）を占める。
受信系統Ａ、Ｂへの中間周波数の割り当ては、制御部５によって行われ、各受信系統で受信動作を行いながら、変更することが可能である。

加算器２は合成部として用いられたものであり、可変ＩＦフィルタ１４から出力された第１の通過帯域信号と可変ＩＦフィルタ２４から出力された第２の通過帯域信号とを加算することで合成し、合成信号を出力する。

合成信号は、受信系統Ａの信号（信号成分）と受信系統Ｂの信号（信号成分）とを含み、これらは互いに異なり、互いに重ならない周波数領域を占める。

加算器２から出力される合成信号は、Ａ／Ｄ変換器３に入力され、デジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器３から出力されるデジタル信号においても、受信系統Ａの信号と受信系統Ｂの信号は、異なる周波数領域を占め、それぞれ受信系統ＡのデジタルＩＦ信号及び受信系統ＢのデジタルＩＦ信号と呼ばれる。

Ａ／Ｄ変換器３から出力されるデジタル信号は、それぞれデジタル回路で構成される直交復調器１５及び２５に入力される。

数値制御発振器１６は、受信系統ＡのＩＦ信号の中心周波数（第１の中間周波数）ＩＦａに等しい周波数の信号を生成し、生成された信号は直交復調器１５に入力される。直交復調器１５に入力されたデジタル信号は、同じく直交復調器１５に入力される数値制御発振器１６の出力信号を用いて処理されることにより、ベースバンドＩ／Ｑ信号に変換される。このベースバンドＩ／Ｑ信号は、受信系統ＡのデジタルＩＦ信号に対応するものである。

数値制御発振器２６は、受信系統ＢのＩＦ信号の中心周波数（第２の中間周波数）ＩＦｂに等しい周波数の信号を生成し、生成された信号は直交復調器２５に入力される。直交復調器２５に入力されたデジタル信号は、同じく直交復調器２５に入力される数値制御発振器２６の出力信号を用いて処理されることにより、ベースバンドＩ／Ｑ信号に変換される。このベースバンドＩ／Ｑ信号は、受信系統ＢのデジタルＩＦ信号に対応するものである。

直交復調器１５の出力及び直交復調器２５の出力は、復調部４に入力される。復調部４は、直交復調器１５から出力される、受信系統ＡのベースバンドＩ／Ｑ信号から映像、音声などの放送コンテンツを再生するとともに、直交復調器２５から出力される、受信系統ＢのベースバンドＩ／Ｑ信号から映像、音声などの放送コンテンツを再生する。

ここで、例えば、受信装置において、２チャンネル同時受信のために中間周波数として利用可能な周波数がＩＦ１、ＩＦ２であり、受信系統Ａで音声放送を受信し、受信系統Ｂでは受信を行っておらず休止している状態とする。そして、このとき、図２（Ａ）に示すように、受信系統Ａは、ＩＦ信号の中間周波数ＩＦａとして、ＩＦ２を使用して受信を行っており、ＩＦ１が使用されていないものとする。

この状態から、受信系統Ｂで映像放送の受信を開始する場合を考える。受信系統Ｂで受信しようとする映像放送は、受信系統Ａで受信中の音声放送と比較して伝送レートが高く、復調に必要な所要Ｃ／Ｎが大きいとする。したがって、復調部４に入力するまでの間で、受信系統Ａの信号よりも受信系統Ｂの信号の方がより高いＳ／Ｎ比を確保することが望ましい。

Ａ／Ｄ変換処理において、サンプリング・クロックのジッタが、Ａ／Ｄ変換後の信号のノイズ成分となりＳ／Ｎ比の劣化要因となる。サンプリング・クロックのジッタをσ、Ａ／Ｄ変換される信号の周波数をｆとすれば、Ｓ／Ｎ比ＳＮＲは次式で表されることが知られている。

上記の式からわかるように、サンプリング・クロックのジッタによるＳ／Ｎ比の劣化は、ジッタの大きさだけでなく、信号の周波数にも関係しており、周波数が高いほどＳ／Ｎが低くなる。

このことから考えると、２つ受信チャンネルの信号成分を含む合成信号をＡ／Ｄ変換する図１の受信装置では、周波数が低い信号の方がサンプリング・クロックのジッタの影響を受けにくいといえる。したがって、２つの受信チャンネルのうち、より高いＣ／Ｎを必要とするチャンネルに低い方の中間周波数を割り当てることが望ましい。

２つのチャンネルの信号の受信を同時に開始する場合には、予め受信系統Ａと受信系統Ｂで受信する信号の所要Ｃ／Ｎを考慮して、それぞれの受信系統に中間周波数を割り当てることができる。例えば、受信系統Ａでの受信内容と、受信系統Ｂでの受信内容を比較して、受信系統Ｂで受信しようとする受信内容の方が高いＣ／Ｎを必要とするならば、受信系統Ｂに中間周波数ＩＦ２を割り当てることができる。しかし、まず受信系統Ａが低い方の中間周波数ＩＦ２を使って受信している状態から、受信系統Ｂでの受信を開始しようとすると、高い方の中間周波数ＩＦ１しか残っておらず、受信系統Ｂに直ちに中間周波数ＩＦ２を割り当てることはできない。

そこで、まず受信系統Ａに割り当てられている中間周波数をＩＦ２からＩＦ１に切り換えて、その後に、ＩＦ２を受信系統Ｂに割り当てて受信を開始することが考えられる。しかし、従来の手法で中間周波数を切り換えると、短時間ながら一時的に受信が適切に行えない時間が発生し、視聴している音声或いは映像が途切れるといった問題がある。

受信系統Ａの中間周波数を変更するためには、局部発振器１３の発振周波数と、可変ＩＦフィルタ１４の通過帯域の中心周波数と、数値制御発振器１６の発振周波数を変更する必要がある。

局部発振器としては一般的にはＰＬＬ周波数シンセサイザが使われる。ＰＬＬ周波数シンセサイザは、レジスタに設定する分周数によって発振周波数を変更することができ、一定間隔で離散的に並ぶ周波数の中から一つを選択して決定する。位相ループがロックして安定に発振しているときに、分周数を設定し直して発振周波数を変更すると、一旦ロックが外れた後、新しい発振周波数に遷移して再度ロックが掛かる。その引き込みにかかる時間は、変更前後の周波数の差分にある程度の相関性があり、遠くの周波数（差分が大きい周波数）へ遷移するときは引き込み時間乃至ロック外れの時間が長く、近くの周波数（差分が小さい周波数）へ遷移するときはロック外れの時間が短くなる傾向がある。

ところで、ＰＬＬ比較周波数は高くする方が発振出力信号の位相雑音が低減する傾向があり望ましい。しかし、旧来から存在するインテジャーＮ型ＰＬＬ周波数シンセサイザでは、ＰＬＬ比較周波数の整数倍の周波数でしか発振できないため、発振周波数の設定分解能を細かくするためには、ＰＬＬ比較周波数を低くする必要があり、位相雑音の増大を伴う。このように局部発振器としてインテジャーＮ型ＰＬＬシンセサイザを使うと、周波数設定分解能は位相雑音とトレードオフの関係となるため、細かくすることは困難である。これに対して、近年はフラクショナルＮ型ＰＬＬ周波数シンセサイザも広く普及しており、ＰＬＬ比較周波数を高くしておきながら、発振周波数は非常に細かい間隔で選択することが可能である。

したがって、局部発振器にフラクショナルＮ型ＰＬＬ周波数シンセサイザを使用すれば、微小な間隔で発振周波数を選択することができる。上述のとおり、ＰＬＬ周波数シンセサイザの発振周波数を切り換える際、一時的にロック外れが発生するが、近接する周波数へ遷移するときはロック外れの時間が短く、直交復調器の出力に誤りが発生しない程度にすることができる。従って、微小な間隔で段階的に分周数を変更することによって、ＰＬＬ周波数シンセサイザの発振周波数を段階的に変更し、映像、音声の再生に途切れを生じさせることなく、中間周波数を切り換えることができる。

数値制御発振器と可変ＩＦフィルタについては、制御分解能を小さくすることは比較的容易に実現できる。

中間周波数を変更する場合、中間周波数が決まれば、局部発振器１３の発振周波数と可変ＩＦフィルタ１４の中心周波数と数値制御発振器１６の発振周波数も、中間周波数に対応して一意に決まる。逆に言えば、局部発振器１３の発振周波数と可変ＩＦフィルタ１４の中心周波数と数値制御発振器１６の発振周波数が、特定の中間周波数に対応して一意に決まる値になっていれば、正常な復調出力が得られる。

上記のように、中間周波数変更の際にＰＬＬ周波数シンセサイザのロック外れなどの過渡現象の影響が大きければ一時的に正しい復調出力が得られない期間が生じる。しかし、中間周波数変更の差分が小さければ、それに伴う過渡現象の影響も小さく、その継続時間も短くなる。無線通信システム、放送システムなどでは誤り訂正符号が一般的に適用されており、極めて短い時間ならば、受信が欠落しても正常な復調出力が得られる。

したがって、局部発振器１３の発振周波数と可変ＩＦフィルタ１４の中心周波数と数値制御発振器１６の発振周波数を連動して中間周波数に対応して一意に決まる値に一斉に変更するものとし、微小な間隔での中間周波数の変更を繰り返せば、正常な復調出力を維持しながら中間周波数を遷移させていくことができる。つまり、中間周波数をＩＦ２からＩＦ１に変更しようとする場合に、ＩＦ２から一気にＩＦ１に変更するのではなく、図２（Ｂ）に示すように、ＩＦ２からＩＦ１に向かって正常な復調出力を阻害しない程度の微小な間隔で周波数変更を繰り返し、ＩＦ１になるまで継続することで、音声放送の再生を維持したまま受信系統Ａの中間周波数を、図２（Ａ）に示すＩＦ２から図２（Ｃ）に示すＩＦ１へ変更することができる。

上記の手順により、受信系統Ａでの音声放送の再生に途切れを生じさせることなく、受信系統Ａの中間周波数をＩＦ１に切り換えて、ＩＦ２が使用されていない状態としてから、図２（Ｄ）に示すように、受信系統ＢにＩＦ２を割り当てて、受信系統Ｂでの受信を開始する。

以上、中間周波数として使用される周波数ＩＦ１、ＩＦ２の値が予め定められているものとして説明したが、受信系統Ａで受信している信号の帯域幅（可変ＩＦフィルタ１４の通過帯域幅）、及び受信系統Ｂで受信を開始しようとする信号の帯域幅（可変ＩＦフィルタ２４の帯域幅）に応じて、中間周波数の値を決めることとしても良い。例えば、受信系統Ａで受信している信号の帯域幅がＩＷａであり、受信系統Ｂで受信を開始しようとする信号の帯域幅が図２（Ｄ）に示すようにＩＷｂである場合、受信系統Ａの切り換え後の中間周波数（ＩＦ１）を決めるに当たり、受信系統Ａで受信している信号の帯域と受信系統Ｂで受信を開始しようとしている信号の帯域が重ならないように、中間周波数ＩＦ１、ＩＦ２の値を決めることとすれば良い。

上記では、受信系統Ａのみで受信している状態から受信系統Ｂでの受信を開始する際に、受信系統Ａで使用する中間周波数を変更して、受信系統Ａで使用していた中間周波数を受信系統Ｂに明け渡す手順を説明したが、逆の場合にも同様の方法を利用できる。

すなわち、図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、受信系統ＡでＩＦ２を用い、受信系統ＢでＩＦ１を用いて２チャンネル同時受信している状態から、受信系統Ａでの受信を終了した場合、受信系統Ｂの中間周波数をＩＦ１からＩＦ２に変更することも可能である。

図２（Ａ）〜（Ｄ）の動作に関連して述べたのと同様に、図３（Ａ）〜（Ｄ）の動作においても、受信系統Ｂの変更後の中間周波数は、受信系統Ａが使用していた中間周波数と同じでなくても良い。例えば、受信系統Ｂで受信している信号の帯域幅ＩＷｂが受信系統Ａで受信していた信号の帯域幅ＩＷａと異なる場合には、その違いに応じて、受信系統Ｂの変更後の中間周波数の値を決めても良い。要するに、受信系統Ａでの受信をしなくなったために空いた周波数帯域をより有効に利用できるように受信系統Ｂの新たな中間周波数を決めれば良い。

上記の例では、Ａ／Ｄ変換におけるサンプリング・クロックのジッタによるＳ／Ｎの劣化を例として挙げたが、本発明は必ずしもこれに限ることはなく、例えばフィルタの周波数特性の違い、消費電力の違いなど他の要因で受信性能に差異が生じる場合にも、本発明を適用することができる。

一般化して言えば、制御部５が、受信系統の各々で受信する（周波数変換及び復調を行う）チャンネル（無線周波数信号）により要求される受信性能に応じて、受信系統の各々への中間周波数の割り当てを決定することとすれば良い。
例えば、制御部５が、要求される受信性能がより高いチャンネル（無線周波数信号）の受信（周波数変換及び復調）を行う受信系統ほどより低い中間周波数を割り当てることとすれば良い。

実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２の受信装置を概略的に示す。
図４の受信装置は、３つチャンネルの無線周波数信号の同時受信を可能にするものであり、３つの受信チャンネルの信号を処理する第１の受信系統Ａ、第２の受信系統Ｂ及び第３の受信系統Ｃを有する。図４の受信装置はさらに、加算器２と、Ａ／Ｄ変換器３と、復調部４と、制御部５とを有する。

第１の受信系統Ａ及び第２の受信系統Ｂは実施の形態１と同様に構成されている。
第３の受信系統Ｃは、第１及び第２の受信系統Ａ、Ｂと同様に、高周波受信回路３１、ミキサ３２、局部発振器３３、可変ＩＦフィルタ３４、直交復調器３５、及び数値制御発振器３６を含む。
直交復調器３５は、直交復調器１５、２５と同様に、デジタル回路で構成されている。

高周波受信回路３１は、高周波受信回路１１、２１と同様に共通のアンテナ１に接続されている。アンテナ１による受信で得られた無線周波数信号は３つに分岐してそれぞれ受信系統Ａ、Ｂ、Ｃに入力される。

第３の受信系統Ｃでは、アンテナ１で受信されて３つに分岐した信号の一つが、
高周波受信回路３１に入力され、所望のレベルにまで増幅するなどの処理を受けたのち、ミキサ３２に入力される。ミキサ３２は高周波受信回路３１からの無線周波数信号と局部発振器３３からの局発周波数信号とにより、所望チャンネルの信号を、アンテナ１で受信したときの周波数から、受信系統Ｃに割り当てられている中間周波数（第３の中間周波数）ＩＦｃの信号（ＩＦ信号）に変換する。ミキサ３２から出力されたＩＦ信号は、可変ＩＦフィルタ３４を通過することにより、所望の信号以外の成分が抑圧される。

第３の受信系統Ｃに割り当てられる中間周波数ＩＦｃは、第１の受信系統Ａに割り当てられる中間周波数ＩＦａ及び第２の受信系統Ｂに割り当てられる中間周波数ＩＦｂのいずれとも異なる。従って、ミキサ３２から出力されるＩＦ信号の周波数（第３の中間周波数）ＩＦｃは、ミキサ１２から出力されるＩＦ信号の周波数（第１の中間周波数）ＩＦａ、及びミキサ２２から出力されるＩＦ信号の周波数（第２の中間周波数）ＩＦｂのいずれとも異なる。可変ＩＦフィルタ３４から出力される信号（第３の通過帯域信号）は、第３の中間周波数ＩＦｃを中心周波数とするものであり、可変ＩＦフィルタ１４から出力される信号（第１の通過帯域信号）、及び可変ＩＦフィルタ２４から出力される信号（第２の通過帯域信号）のいずれとも重ならない周波数領域（周波数帯域）を占める。
受信系統Ｃへの中間周波数の割り当ても、制御部５によって行われ、受信系統Ｃで受信動作を行いながら、変更することが可能である。

加算器２は、可変ＩＦフィルタ１４から出力された第１の通過帯域信号（ＩＦ信号）と、可変ＩＦフィルタ２４から出力された第２の通過帯域信号（ＩＦ信号）と、可変ＩＦフィルタ３４から出力された第３の通過帯域信号（ＩＦ信号）とを加算することで、合成し、合成信号を出力する。

合成信号は、受信系統Ａの信号（信号成分）と受信系統Ｂの信号（信号成分）と受信系統Ｃの信号（信号成分）とを含み、これらは互いに異なり、互いに重ならない周波数領域を占める。

加算器２から出力される合成信号は、Ａ／Ｄ変換器３に入力され、デジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器３から出力されるデジタル信号においても、受信系統Ａの信号と受信系統Ｂの信号と、受信系統Ｃの信号は、異なる周波数領域を占め、それぞれ受信系統ＡのデジタルＩＦ信号、受信系統ＢのデジタルＩＦ信号、及び受信系統ＣのデジタルＩＦ信号と呼ばれる。

Ａ／Ｄ変換器３から出力されるデジタル信号は、直交復調器１５、２５に入力されるほか、直交復調器３５にも入力される。

数値制御発振器３６は、受信系統ＣのＩＦ信号の中心周波数（第３の中間周波数）ＩＦｃに等しい周波数の信号を生成し、生成された信号は直交復調器３５に入力される。直交復調器３５に入力されたデジタル信号は、同じく直交復調器３５に入力される数値制御発振器３６の出力信号を用いて処理されることにより、ベースバンドＩ／Ｑ信号に変換される。このベースバンドＩ／Ｑ信号は、受信系統ＣのデジタルＩＦ信号に対応するものである。

直交復調器３５の出力は、直交復調器１５の出力及び直交復調器２５の出力とともに、復調部４に入力される。
復調部４は、数値制御発振器１６から出力される、受信系統ＡのベースバンドＩ／Ｑ信号から映像、音声などの放送コンテンツを再生し、数値制御発振器２６から出力される、受信系統ＢのベースバンドＩ／Ｑ信号から映像、音声などの放送コンテンツを再生し、これとともに、数値制御発振器３６から出力される、受信系統ＣのベースバンドＩ／Ｑ信号から映像、音声などの放送コンテンツを再生する。

ここで、例えば、受信系統Ａ、受信系統Ｂ、受信系統Ｃのすべてで音声放送を受信している状態とする。このとき、図５（Ａ）に示すように、受信系統Ａ、受信系統Ｂ、受信系統ＣのＩＦ信号に割り当てられた周波数は、それぞれＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３であり、それぞれの中間周波数信号が占める周波数帯域がＩＷａ１、ＩＷｂ、ＩＷｃであったとする。

この状態から、受信系統Ｂでは引き続き音声放送を受信し、受信系統Ａ及び受信系統Ｃでの音声放送の受信を終了し、新たに受信系統Ａで映像放送の受信を開始する場合を考える。同時受信するチャンネル数に着目して言えば、受信系統Ａ、受信系統Ｂ、及び受信系統Ｃでの３チャンネル同時受信の状態から、受信系統Ａ及び受信系統Ｂの２チャンネル同時受信に切り換えることとなる。ただし、受信系統Ａで新たに受信を開始しようとする映像放送は、これまで受信系統Ａで受信していた音声放送よりも変調帯域幅が広いため、音声放送の受信を終了して空いたＩＦ１を再度受信系統Ａに割り当てて変調帯域幅の広い映像放送を受信しようとするならば、ＩＦ２を使っている受信系統Ｂと干渉することとなる。従って、ＩＦ１をそのまま使用することはできない。そこで、受信系統Ｂに割り当てている中間周波数をＩＦ２からさらに周波数の高いＩＦ３に遷移させて、ＩＦ１付近の周波数帯に、映像放送の受信に必要なより広い空き領域を形成し、これにより形成された空き領域内に、受信系統Ａの中間周波数を割り当てて、受信系統Ａでの受信を開始させる。

その手順を、図５（Ａ）〜（Ｅ）を参照しながら説明する。
図４に示す受信装置が、受信系統Ａ、受信系統Ｂ、受信系統Ｃにて、それぞれ音声放送を同時に受信しており、図５（Ａ）のように、それぞれ中間周波数としてＩＦ１、ＩＦ２、ＩＦ３を使用しているものとする。

この状態から受信系統Ａと受信系統Ｃでの受信を終了すると、図５（Ｂ）のように、ＩＦ２のみが受信系統Ｂで使用されている状態になる。

次に、受信系統Ｂの中間周波数を図５（Ｃ）に示すようにＩＦ２からＩＦ３に遷移させる。このとき、制御部５からの指示によって、局部発振器２３の発振周波数と、数値制御発振器２６の発振周波数と、可変ＩＦフィルタ２４の通過帯域の中心周波数を、連動して、微小な間隔で段階的かつ連続的に変更し、中間周波数がＩＦ２からＩＦ３になるまで継続する。

これにより、受信系統Ｂは音声放送の再生に支障を来たすことなく、中間周波数をＩＦ３に切り換えることができ、図５（Ｄ）のようにＩＦ３より低い周波数帯域に広い空き領域を作ることができる。

その後、図５（Ｅ）に示すように、受信系統Ａの中間周波数として、ＩＦ１とＩＦ２の間のＩＦ４を割り当てて、これとともに、可変ＩＦフィルタ１４の通過帯域幅を広くして、映像放送の受信を開始する。

実施の形態１に関して述べたのと同様に、受信系統Ｂの変更後の中間周波数は、受信系統Ｃで使用していた中間周波数と同じでなくても良い。要するに、受信系統Ｂで受信している信号の帯域幅ＩＷｂと、受信系統Ａで受信を開始しようとする信号の帯域幅ＩＷａ２とを考慮し、受信系統Ｂで受信している信号の帯域と、受信系統Ａで受信を開始しようとしている信号の帯域幅とが重ならないように、かつ、それぞれの受信系統での受信性能ができるだけよくなるように、それぞれの中間周波数を定めれば良い。

実施の形態２の受信装置では、変調帯域幅が異なる映像放送と音声放送の信号をどちらも受信可能とするため、可変ＩＦフィルタ１４、２４、３４は、通過帯域の中心周波数が可変であるだけでなく、映像放送と音声放送のいずれの変調帯域幅にも合わせられるように、通過帯域の幅も可変である必要がある。

以上実施の形態１では受信系統の数が２である場合について説明し、実施の形態２では受信系統の数が３である場合について説明したが、本発明は、受信系統の数が４以上の場合にも適用可能である。一般化して言えば、本発明は、受信装置が第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の受信系統を有する場合に適用可能である。

その場合、受信装置は、共通のアンテナで受信した無線周波数信号を周波数変換して復調するための第１乃至第Ｎの受信系統と、合成部と、Ａ／Ｄ変換器と、制御部とを有し、
それぞれ第１乃至第Ｎの受信系統に属し、第１乃至第Ｎの局発周波数信号（１３ｏ、２３ｏ）を生成して出力する第１乃至第Ｎの局部発振器（１３）と、
それぞれ第１乃至第Ｎの受信系統に属し、第１乃至第Ｎの局発周波数信号（１３o）を用いて上記無線周波数信号を第１乃至第Ｎの中間周波数帯域に周波数変換して第１乃至第Ｎの中間周波数信号を出力する第１乃至第Ｎのミキサ（１２）と、
それぞれ第１乃至第Ｎの受信系統に属し、第１乃至第Ｎの中間周波数帯域を含む通過帯域を有し、それぞれ第１乃至第Ｎの中間周波数信号から第１乃至第Ｎの通過帯域信号を出力する第１乃至第Ｎの可変ＩＦフィルタ（１４）とを有する。

上記第１乃至第Ｎの中間周波数信号の中間周波数は互いに異なり、
合成部は、第１乃至第Ｎの通過帯域信号を合成して合成信号を生成し、
Ａ／Ｄ変換器は、合成信号をデジタル信号に変換する。

受信装置はさらに、
それぞれ第１乃至第Ｎの受信系統に属し、第１乃至第Ｎの数値制御周波数信号（１６ｏ）を生成して出力する第１乃至第Ｎの数値制御発振器（１６）と、
それぞれ第１乃至第Ｎの受信系統に属し、第１乃至第Ｎの数値制御周波数信号を用いてデジタル信号を復調する第１乃至第Ｎの復調器（１５）とをさらに有する。

第１乃至第Ｎの受信系統のうちの選択された受信系統において、無線周波数信号の受信（無線周波数信号に対する周波数変換及び復調）を継続しながら、制御部は、
上記選択された受信系統の局部発振器（１３）による局発周波数信号(１３o)の周波数、可変ＩＦフィルタ（１４）の通過帯域(１４)、及び数値制御発振器（１６）による数値制御周波数信号(１６o)の周波数を互いに連動して変更させる。
この変更に当たり、選択された受信系統に属する直交復調器の出力に誤りが発生しない範囲の微小な間隔で段階的かつ連続的に行わせる。
このような変更により、選択された受信系統に属するミキサから出力される中間周波数信号の中間周波数を切換える。

例えば、第１乃至第Ｎの受信系統の一つの受信系統が、ある中間周波数を用いて受信を行なっている状態で、上記ある中間周波数よりも低い周波数帯域が、他の受信系統によって使用されていない状態となったときに、制御部は、上記一つの受信系統に対して、上記ある中間周波数から、上記ある中間周波数よりも低い別の中間周波数への変更（切り換え）を行わせる。

また、例えば、第１乃至第Ｎの受信系統の一つの受信系統が、ある中間周波数を用いて受信を行なっている状態において、他の受信系統で上記一つの受信系統で受信している信号よりも良い高い受信性能が要求される信号の受信の開始が望まれるときに、制御部は、上記一つの受信系統に対して、上記ある中間周波数から、上記ある中間周波数よりも高い別の中間周波数への変更を行わせ、上記一つの受信系統の中間周波数の変更で空いた帯域内に、上記他の受信系統の中間周波数を割り当てて、上記他の受信系統での受信を開始させる。

以上本発明を受信装置として説明したが、上記の受信装置を用いて行なわれる中間周波数切換え方法、及び受信方法もまた本発明の一部を成す。また、上記の受信装置の制御部はソフトウェアで、即ちプログラムされたコンピュータで実現することができる。従って、制御部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラム、及びそのようなプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体もまた本発明の一部を成す。

１ アンテナ、 ２ 加算器、 ３ Ａ／Ｄ変換器、 ４ 復調部、 ５ 制御部、 １１、２１、３１ 高周波受信回路、 １２、２２、３２ ミキサ、 １３、２３、３３ 局部発振器、 １４、２４、３４ 可変ＩＦフィルタ、 １５、２５、３５ 直交復調器、 １６、２６、３６ 数値制御発振器、 Ａ、Ｂ、Ｃ 受信系統。

Claims (10)

1. 共通のアンテナで受信した無線周波数信号を周波数変換して復調するための第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の受信系統と、合成部と、Ａ／Ｄ変換器と、制御部とを有し、
   それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、第１乃至第Ｎの局発周波数信号を生成して出力する第１乃至第Ｎの局部発振器と、
   それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、前記第１乃至第Ｎの局発周波数信号を用いて前記無線周波数信号を第１乃至第Ｎの中間周波数帯域に周波数変換して第１乃至第Ｎの中間周波数信号を出力する第１乃至第Ｎのミキサと、
   それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、前記第１乃至第Ｎの中間周波数帯域を含む通過帯域を有し、それぞれ前記第１乃至第Ｎの中間周波数信号から第１乃至第Ｎの通過帯域信号を出力する第１乃至第Ｎの可変ＩＦフィルタとを有し、
   前記合成部は、前記第１乃至第Ｎの通過帯域信号を合成して合成信号を生成し、
   前記Ａ／Ｄ変換器は、前記合成信号をデジタル信号に変換し、
   それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、第１乃至第Ｎの数値制御周波数信号を生成して出力する第１乃至第Ｎの数値制御発振器と、
   それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、前記第１乃至第Ｎの数値制御周波数信号を用いて前記デジタル信号を復調する第１乃至第Ｎの復調器とをさらに有し、
   前記制御部は、
   前記第１乃至第Ｎの受信系統のうちの選択された受信系統の前記局部発振器による前記局発周波数信号の周波数、前記可変ＩＦフィルタの通過帯域、及び前記数値制御発振器による前記数値制御周波数信号の周波数を互いに連動して変更させる
   ことを特徴とする受信装置。
2. 前記制御部は、前記選択された受信系統の前記局部発振器による前記局発周波数信号の周波数、前記可変ＩＦフィルタの通過帯域、及び前記数値制御発振器による前記数値制御周波数信号の周波数を互いに連動して変更させる際に、前記変更を、前記選択された受信系統に属する前記直交復調器の出力に誤りが発生しない範囲の微小な間隔で段階的かつ連続的に行わせることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. 前記第１乃至第Ｎの受信系統のうちの少なくとも一つの受信系統に属する前記可変ＩＦフィルタは、前記通過帯域の幅が可変であり、
   前記制御部は、前記通過帯域の幅が可変である受信系統で受信する信号の帯域幅に応じて、前記可変ＩＦフィルタの通過帯域の幅を決定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の受信装置。
4. 前記局部発振器はフラクショナルＮ型ＰＬＬ周波数シンセサイザによって構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の受信装置。
5. 前記制御部は、
   前記局発周波数信号の周波数の変更のために行われる、前記フラクショナルＮ型ＰＬＬ周波数シンセサイザの分周数の変更を、該分周数の変更の際の当該フラクショナルＮ型ＰＬＬ周波数シンセサイザのロック外れの時間が、前記直交復調器の出力に誤りが発生しない範囲の短い時間となるように、微小な間隔で段階的に行わせる
   ことを特徴とする請求項４に記載の受信装置。
6. 前記制御部は、前記受信系統の各々で受信する前記無線周波数信号によって要求される受信性能に応じて、前記受信系統の各々への前記中間周波数の割り当てを決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の受信装置。
7. 前記制御部は、要求される受信性能がより高い無線周波数信号の受信を行う受信系統ほどより低い中間周波数を割り当てることを特徴とする請求項６に記載の受信装置。
8. 共通のアンテナで受信した無線周波数信号を周波数変換して復調するための第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の自然数）の受信系統と、合成部と、Ａ／Ｄ変換器と、制御部とを有し、
   それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、第１乃至第Ｎの局発周波数信号を生成して出力する第１乃至第Ｎの局部発振器と、
   それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、前記第１乃至第Ｎの前記局発周波数信号を用いて前記無線周波数信号を第１乃至第Ｎの中間周波数帯域に周波数変換して第１乃至第Ｎの中間周波数信号を出力する第１乃至第Ｎのミキサと、
   それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、前記第１乃至第Ｎの中間周波数帯域を含む通過帯域を有し、それぞれ前記第１乃至第Ｎの中間周波数信号から第１乃至第Ｎの通過帯域信号を出力する第１乃至第Ｎの可変ＩＦフィルタとを有し、
   前記合成部は、前記第１乃至第Ｎの通過帯域信号を合成して合成信号を生成し、
   前記Ａ／Ｄ変換器は、前記合成信号をデジタル信号に変換し、
   それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、第１乃至第Ｎの数値制御周波数信号を生成して出力する第１乃至第Ｎの数値制御発振器と、
   それぞれ前記第１乃至第Ｎの受信系統に属し、前記第１乃至第Ｎの数値制御周波数信号を用いて前記デジタル信号を復調する第１乃至第Ｎの復調器とをさらに有する受信装置を用い、
   前記第１乃至第Ｎの受信系統のうちの選択された受信系統において、前記無線周波数信号に対する前記周波数変換及び前記復調を継続しながら、
   前記制御部からの指示に応じて、
   前記選択された受信系統の前記局部発振器による前記局発周波数信号の周波数、前記可変ＩＦフィルタの通過帯域、及び前記数値制御発振器による前記数値制御周波数信号の周波数を、前記一つの当該受信系統に属する前記直交復調器の出力に誤りが発生しない範囲の微小な間隔で段階的かつ連続的に変更することで、前記選択された受信系統に属する前記ミキサから出力される中間周波数信号の中間周波数を切換えることを特徴とする中間周波数切換え方法。
9. 請求項８の中間周波数切換え方法を含む受信方法であって、
   前記第１乃至第Ｎの受信系統の一つの受信系統が、ある中間周波数を用いて受信を行なっている状態で、前記ある中間周波数よりも低い周波数帯域が、他の受信系統によって使用されていない状態となったときに、前記制御部は、前記一つの受信系統に対して、前記ある中間周波数から、前記ある中間周波数よりも低い別の中間周波数への変更を行わせることを特徴とする受信方法。
10. 請求項８の中間周波数切換え方法を含む受信方法であって、
    前記第１乃至第Ｎの受信系統の一つの受信系統が、ある中間周波数を用いて受信を行なっている状態において、
    他の受信系統で前記一つの受信系統で受信している信号よりも良い高い受信性能が要求される信号の受信の開始が望まれるときに、
    前記制御部は、
    制御部は、上記一つの受信系統に対して、上記ある中間周波数から、上記ある中間周波数よりも高い別の中間周波数への変更を行わせ、
    前記一つの受信系統の中間周波数の変更で空いた帯域内に、前記他の受信系統の中間周波数を割り当てて、前記他の受信系統での受信を開始させる
    ことを特徴とする受信方法。

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