JP3103043U - デジタルテレビジョン信号のダイバーシチ受信回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車においてデジタルテレビジョン信号、とくにＤＶＢ−Ｔ信号を移動受信するためのダイバーシチ受信回路。
【解決手段】 選択ダイバーシチの形態における複数の受信通路（１７，１８）と複数のアンテナ（２０，２１）とを備えたデジタルテレビジョン信号のダイバーシチ受信回路において、アンテナ（２０，２１）を切り換えユニット（１９）を介して受信通路（１７，１８）に接続し、特定のアンテナ（２０，２１）に対する受信通路（１７，１８）の切り換えを制御できるように切り換えユニット（１９）を配設し、デジタルテレビジョン信号の受信時に受信通路（１７，１８）の受信品質を示す制御信号を発生させ、これらの制御信号を互いに比較させ、そしてこの比較によって切り換えユニット（１９）を切り換えるように制御ユニット（１９）を構成したものである。
【選択図】 図４

Description

本考案はデジタルテレビジョン信号のダイバーシチ受信用回路に関するものである。

フェージングを補償するための手段としてのダイバーシチ受信の原理は基本的に公知である。このダイバーシチ受信は１つの信号を複数の方法で同時に受信するものである。

スペースダイバーシチの場合において、数波長だけずれている複数のアンテナが使用されている。それにより得られる作用はフェージングが複数の別個の位置において同時に発生することはないという事実に基づいている。その信号が２つまたはそれ以上のアンテナによって同時に受信され、各アンテナが信号を受信通路に供給し、そしてその受信通路において、さらにデコーディング（解読）が行われる。デコーディング（解読）中に、どのアンテナが良好な品質の信号を供給しているかを決定することができ、そしてこの受信通路からのデコーディング（解読）信号が表示される。この原理は、また、偏波ダイバーシチおよび周波数ダイバーシチの形態においても公知である。

信号の選択は多数の受信機を使用して実施することができ、各受信機の出力において、どの受信通路がその時点で最良の品質の信号を供給しているかを見いだすようにチェックされ、そしてこの選択された受信通路の信号がデコーディング（解読）されかつ表示される。これらの方法に共通することは表示されない信号は処分されることになる。

他方、ダイバーシチ受信の別の変形例において、悪い品質の信号は処分されず、しかもすべての信号が共に表示される。受信されるべき信号は２つまたはそれ以上のアンテナを通して同時に受信され、各アンテナが信号を受信通路に送給し、受信通路において、デコーディング工程の信号処理が行なわれる。デコーディング工程のチェーン中の一定の地点において、問題の信号が評価されかつ、必要ならば、増幅されかつ位相補正され、このように処理された個々の信号は次いで結合されそして結合信号としてさらに処理される。ＭＲＣダイバーシチ（最大比結合）として知られているこの変形例は選択ダイバーシチとして知られている第１の実施例より良好な品質を生じさせる。どんな場合においても、個々の信号の増幅および位相補正用のパラメータの計算は著しく過剰で複雑な作業を伴う。

更に、選択ダイバーシチとＭＲＣダイバーシチとの組み合わせも公知である。

これらのダイバーシチはＶＨＦラジオ放送およびアナログテレビジョン信号の移動受信においてすでに使用されている。ヨーロッパの内外の両方の多数の国々は現在まで使用されていたアナログテレビジョン方式に取って代わる物としてデジタル地上放送テレビジョンを導入することを決定し、そしてこの方式は１９９７年にＥＮ３００７４４に基づきザ ヨーロッパ テレコムニケーション スタンダード インスチチュート（ＥＴＳＩ）においてＤＶＢ−Ｔ（デジタルビデオ地上放送）規格として標準化された。ＤＶＢ−Ｔと技術的に関連している方式がＩＳＤＢ−Ｔ（統合サービスデジタル地上放送）として日本で開発された。ＩＳＤＢ−Ｔは多少の点においてのみＤＶＢ−Ｔと異なっている。

ＤＶＢ−Ｔ信号は車輌における受信状態に基づくダイバーシチ方法の使用から生じる利点として車両における移動受信にとくに適することは良く知られているけれど、しかしＤＶＢ−Ｔ信号のダイバーシチ受信用の移動使用のために適するテレビジョン受像機はまだ市場で入手可能ではない。

本考案の目的はデジタルテレビジョン信号、とくにＤＶＢ−Ｔ信号の自動車用移動受信のためのダイバーシチ受信回路を提供することにある。

この目的は選択ダイバーシチの形態において複数の受信通路と複数のアンテナとを備えたデジタルテレビジョン信号のダイバーシチ受信回路において、アンテナを切り換えユニットを介して受信通路に接続し、特定のアンテナに対する受信通路の切り換えを制御するように切り換えユニットを配設し、デジタルテレビジョン信号の受信時に、受信通路の受信品質を示す制御信号を発生させ、これらの制御信号を互いに比較し、そしてこの比較によって切り換えユニットを切り換えるように制御ユニットを構成することによって達成される。

本考案の要旨は移動アナログラジオ放送および移動アナログテレビジョン放送から知られているダイバーシチ原理を選択ダイバーシチの形態におけるデジタルテレビジョン信号の受信に適用することにある。例えば、その基礎はその各々が関連のアンテナを有する複数の受信通路にあり、その最も簡単な場合において、各々１つのアンテナを有する２つの受信通路がある。しかしながら、一般に、ｍ個の受信通路およびｎ個のアンテナとなるように構成され、その場合に、ｎ≧ｍである。各受信通路は例えばチューナとデジタル処理するための構成部材、特にデコーディング、エラー補正等に必要とされる構成部材とを含むことができる。本考案によれば、例えば、チューナから出発する各受信通路の信号処理チェーンの少なくとも１つの地点において、実際の受信品質を示す制御信号を発生させ、その制御信号を他の受信通路の対応する制御信号と比較させ、この比較は現在良好な受信品質を有する他の受信通路に切り換えるための決定の出発地点を形成する。装着された受信機による受信中に、切り換えられた受信通路からの信号のみが使用者のために表示される。残りの受信通路の受信品質のチェック及び決定される制御信号の比較は連続的に行なわれるので、使用者は、常に、その時点において使用できる最高の受信品質を有する。

請求項２の特徴によれば、受信通路はＤＶＢ−Ｔ基準によるデジタルテレビジョン信号を発生するように構成されている。車両における移動受信用のＤＶＢ−Ｔ信号の適合性は良く知られている。ダイバーシチ受信例えば、アンテナダイバーシチの形状におけるこの原理を使用することにより、シャドウイングおよびフェージングを特徴とする困難な受信状態を処理することもできる。

請求項３および４の特徴は受信通路の受信品質を示すために使用される制御信号を得ることにある。これらはＭＰＥＧを搬送する現在の信号出力において受信されるところの地点まで、信号処理チェーンのチューナ区域またはそれ以外の場所のいずれでも取り出させることができる。

制御信号は受信通路中の適宜な地点において引き出され得る。請求項５の特徴によれば、信号処理チェーン中の異なる地点において取り出した複数の制御信号により受信通路の現在の受信品質を示すことも可能であるので、受信通路の現在の受信品質の評価は複数の制御信号の評価に基礎を置いている。この評価に基づいた結果はその後他の受信通路との品質比較のための基礎として使用される。

請求項６の特徴によれば、この回路は日本のＩＳＤＢ−Ｔ基準によるデジタルテレビジョン信号を受信するのに使用することもできる。

本考案の他の目的はデジタルテレビジョン信号、特にＭＲＣダイバーシチにより他のダイバーシチよりも良好な信号品質が得られ、受信機にこの技術を実施する費用が上述した従来公知の技術のものよりも低廉に保持できるＤＶＤ−Ｔ基準による信号の移動受信用のダイバーシチ回路を提供することにある。

この目的はデジタルテレビジョン信号の受信時に、不確実な決定の情報を支持する複数の受信通路からの信号のみを結合させるようにしたメモリ構成部材を備え、該メモリ構成部材により受信通路からの個々の信号より高い確率で不確定な決定の情報を支持する結合信号を発生可能にしたＭＲＣダイバーシチ回路により達成される。

個々の受信通路の受信品質より高い受信品質によって特徴付けられている結合信号を形成するように個々の受信通路からの信号を結合させるために、不確定な決定の情報を支持している受信通路の信号が使用される。これは不確定な決定の情報を支持する合成信号の形成を生じ、その不確定な決定の確率は個々の受信通路の出力信号のものよりも高い値を有している。非常に信頼性があるこの結合信号は信号処理チェーン内においてさらに処理するための基礎として使用される。その結合は不確定な決定の情報を有する信号に基づいているため、ＭＲＣダイバーシチ回路は比較的低廉な出費で形成でき、選択ダイバーシチ回路より高い品質結果を生じさせることができる。とくに、この方法において個々の受信通路からの信号を結合する時に信号の結合に通常必要とされる増幅、位相補正および他の計算についての別の情報が不必要になる移動受信のためのＭＲＣダイバーシチ回路を構成することができる。どんな場合でも、個々の受信通路から信号を取り出しそしてその信号を結合させるための回路に係るコストは最小に保持され得る。

この回路はＤＶＢ−Ｔ基準によるデジタルテレビジョン信号を受信するために請求項９に記載された特徴により構成させることができる。

不確定な決定の情報を支持している信号の結合は以下の原理にしたがわなければならない。１．０までの値を備えている不確定な決定の確率を有する受信通路からの非常に信頼し得る不確定な決定の情報は他の受信通路からの信頼性の少ない不確定な決定の情報によって否定的に影響を及ぼされるべきでない。中間レベルの信頼性を有する異なる受信通路からの複数の不確定な決定の情報は結合信号において個々の受信通路のものよりも高い信頼性を有する全体のステートメントに導かなければならない。異なる受信通路からの非常に信頼し得るが補足的なステートメントは０．５の結果として生じるかまたは結合された不確定な決定の確率に導かなければならない。

これらの要件を満たすために、請求項１０ないし１４によれば、個々の受信通路の不確定な決定の確率の値の結合は数学的関数により特定された加重によって行なわねばならない。この数学的関数が特定される揮発性または不揮発性のメモリに基づいて行なわれることがこの結合にとって特に利点がある。この回路は個々の受信通路の不確定な決定の確率の値が例えば、４ビットフォーマットで量子化されるので利点がある。

請求項１５および１６は不確定な決定の情報を支持する信号が加重方法で結合させるために取り出され得るＤＶＢ−Ｔ標準にしたがって信号処理チェーン中の地点を特定している。

請求項１７の特徴によるＭＲＣダイバーシチのこの回路は、日本のＴＳＤＢ−Ｔ基準によるデジタルテレビジョン信号を受信するのに使用することもできる。

実施の形態

図１に示した回路は地点１に配置されているチューナおよびアンテナ（図示せず）を有し、アナログＩＦ信号はこの回路の入力信号を構成する。アンテナ、チューナおよび図に示した機能ブロックからなっている全ての装置は受信通路を形成し、該受信通路の作用はそれ自体すでに公知であり、ＤＶＢ−Ｔ信号を変換するためのものである。特にその構成部材はアナログ／デジタル変換器２と、時間フレームおよび同期構成部材３と、ＦＦＴ（速いフーリエ変換）機能ブロック４と、チャンネル評価および補正構成部材５と、デマッピング構成部材６と、シンボル／ビット状デインターリーバー７と、バイタービ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）デコーダー８と、外側デインターリーバー９と、リード／ソロモン（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）デコーダー１０と、エネルギ分散および同期変換構成部材１１である。地点１２にはそれ自体公知の方法においてさらに変換されるＭＰＥＧ基準におけるデコードされたエラー補正出力信号が存在する。

本考案によるＭＲＣダイバーシチ回路においてＤＶＢ−Ｔ信号の受信のためのダイバーシチ機能を得るために、複数の受信通路からの信号が結合され、続いて、図２および図３について説明を行う。これらの図において、図１のものに対応する機能的構成部材は、上述した説明の繰り返しを回避するために同様に同じ符号を付してある。

特に、図３は地点１３および１４におけるそれらの入力でチューナ（図示せず）からのＩＦ信号を受信する互いに同一の２つの受信通路を示している。２つの受信通路には別個のアンテナを接続している。本考案によれば、２つの受信通路のシンボル／ビット状デインターリーバー７からの出力信号は例えばメモリ構成部材１５を使用して結合されている。

本考案の要旨は不確定な決定の情報を有する信号が結合されることにあり、即ち受信されている情報の単位が高論理値または低論理値に対応するかどうかについてのそれらの信頼性または連続する確率に関して定量化されたステートメントを含む信号である。不確定な決定の情報を有する信号はデマッピング構成部材６およびシンボル／ビット状デインターリーバー７の出力から得られ、そしてＭＲＣダイバーシチ方法の目的のために結合させるために使用される。その目的は個々の受信通路よりも高い確率を有するステートメントを発生させするために、中間レベルの信頼性のみを有する複数の受信通路からの不確定な決定の情報を結合することにある。この結合から得られたステートメントも不確定な決定のステートメントであって、該不確定な決定のステートメントは図１に示した受信通路におけるバイタービデコーダー８である第１の構成部材としてエラー補正を受ける。地点１６において、ＭＰＥＧ出力信号が得られ、該ＭＰＥＧ出力信号は個々の受信通路からの信号よりも非常に良好な品質からなっている。

異なる受信通路からの非常に高い信頼性を有するステートメントは０．５の不確定な決定の情報の出力値を生じさせる。

本考案の必須の態様は複数の受信通路、この場合に、２つの受信通路からの個々の信号の結合が数学的に表示される加重に基づいて行なわれることにあり、その加重（ｗｅｉｇｈｔｉｎｇ）は、例えば、高い奇数のルートの関数を使用する。これは以下の立方根の使用と２つの受信通路の場合に関して、図２によるグラフに示した通りに生じる。

以下の定義を適用する。
ｉ 制御変数
ｍ 奇数の自然数、ｍ＝（１，３，５，７．．．）
Ｎ 受信通路の合計数
Ｐ_１ ，ｉ 受信通路ｉ中の高論理値の不確定な決定の確率
Ｐ_０ ，ｉ 受信通路ｉ中の低論理値の不確定な決定の確率
Ｐ_１ ，_ｇｅｓ Ｎ個のすべての受信通路の不確定な決定のステートメントの加重結合としての高論理値の不確定な決定の確率
Ｐ_０ ，_ｇｅｓ Ｎ個のすべての受信通路の不確定な決定のステートメントの加重結合としての低論理値の不確定な決定の確率
である。

図２は２つの受信通路からの信号の付加結合の等式（１）から生じる高論理値の場合における個々の受信通路からの不確定な決定の確率Ｐ_１ ，_ｇｅｓ と、不確定な決定の確率Ｐ_１ ，_１ およびＰ_１ ，_２ との間の帰納的依存をグラフで示している。

個々の受信通路からの不確定な決定の確率の値が通常量子化された形状において、例えば、４−ビットフォーマットにおいて示されているので、等式（１）ないし（３）は、例えば、不揮発性メモリ内のルックアップテーブルとして形成させることができる。

この解決の特別な利点は増幅、位相補正または他の制御される変数についての表示を行う必要なしにＭＲＣダイバーシチの方法において受信通路からの信号を結合することができることにある。必要とすべき回路は小さいメモリ構成部材１５だけである。従って、２つの受信通路と４−ビットによる不確定な決定の確率の量子化を有する場合において、１０２４−ビットのメモリが必要とされる。

図４はアンテナダイバーシチの形状においてＤＶＢ−Ｔ信号を受信するための選択ダイバーシチの例を示している。

切り換えユニット１９を介してｎ個のアンテナ２０および２１に接続されている２つの受信通路１７および１８が示されている。図において点線により包囲されている２つの受信通路１７および１８の各々はチューナ２２を含んでおり、そのチューナ２２からの出力ＩＦ信号は図１に示されたように処理され、地点２３および２４においてデコードされかつエラー補正されたＭＰＥＧ出力信号を生じさせる。受信通路の構造は図１と同一であるために、その構造の詳細をここで説明することを省略する。この原理は２つの以上の受信通路および２つの以上のアンテナとを含むように構成でき、ｍ個の受信通路およびｎ個のアンテナを有することができ、その場合にｎ≧ｍである。

符号２５は制御ユニットを示し、該制御ユニット２５は受信通路１７および１８から得られた性能または品質パラメータを表示する制御信号に基づいて切り換えユニット１９を制御する。制御ユニット２５は２つの受信通路の受信品質を示すこれらの制御信号により、チューナ２２が現在最良の受信品質を有しているアンテナと接続されるように構成されているが、自由になって受信通路が同様に良好な受信品質を有するアンテナを見いだすのに使用される。

良好な受信品質を有するアンテナが見いだされると直ぐに、制御ユニット２５は出力信号（この場合に２３または２４）を良好な受信品質を有する受信通路に切り換え、自由になっている受信通路はより良好な品質を有するアンテナを探し出すために使用される。

受信通路から得られかつ受信品質を表示するために使用される上述した制御信号は信号処理チェーン中の多数の地点から得ることができる。以下はこれらのものを示す。
−チューナ２２のＡＧＣ（自動利得制御）の値
−アナログ／デジタル変換器２に予め接続させた別のＡＧＣの値
−ＡＦＣ（自動周波数制御）の値
−アナログ／デジタル変換器２からの平均入力信号
−ＦＦＴ用の時間フレーム同期３のロック状態
−ＤＶＢ−Ｔ信号中の特定のいわゆるパイロットシンボルに存在するＴＰＳデータ中の同期シンボルの検出または検出の失敗
−ＤＶＢ−Ｔ信号中の特定のいわゆるパイロットシンボルからのＴＰＳデータのチェック合計
−デマッピング構成部材６の出力における不確定な決定のシンボルの値または平均値
−シンボル／ビット状デインターリーバー７の出力における不確定な決定のシンボルの値または平均値
−バイタービデコーダー８のロック状態
−バイタービデコーダー８の計量
−特定の時間におけるバイタービデコーダー８によつて補正されたビットの数
−バイタービデコーダー８からの評価または計算ビット誤差率
−外側デインターリーバー９のロック状態
−特定の時間における外側デインターリーバー９において検出された補正または欠陥のある同期シンボルの数
−リード−ソロモンデコーダー１０のロック状態
−リード−ソロモンデコーダー１０によって補正されたビットの数
−受信通路の出力２３および２４での特定の時間において検出された欠陥のあるＭＰＥＧＴＳパケットの数
これらのすべてのパラメータはアンテナまたは受信通路の現在の受信品質を決定するために個々にまたは組み合わせて使用することができる。

上述した本考案の両方の回路はＤＶＢ−Ｔ基準によるデジタルテレビジョン信号の移動受信にとくに適するように構成されている。双方の回路はデジタルテレビジョン信号の地上放送用の日本のＩＳＤＢ−Ｔ方式の信号を受信するのにも使用され得る。性能をさらに改善するために、２つの回路例を組み合わせることもできる。

ＤＶＢ−Ｔ信号を受信するための簡単化した回路図である。 本考案によって２つの受信通路の不確定な決定の確率の加重結合として高論理値用の不確定な決定の確率を示すグラフ図である。 ２つの受信通路の結合を特徴とする本考案によるＭＲＣダイバーシチ回路の簡単なブロック図である。 ２つの受信通路に基づいた選択ダイバーシチ回路の簡単なブロック図である。

符号の説明

２ アナログ／デジタル変換器
３ 時間フレームおよび同期構成部材
４ ＦＦＴ機能ブロック
５ チャンネル評価および補正構成部材
６ デマッピング構成部材
７ シンボル／ビット状デインターリーバー
８ バイタービデコーダー
９ 外側デインターリーバー
１０ リード−ソロモンデコーダー
１１ エネルギ消散および同期変換構成部材
１５ メモリ構成部材
１７ 受信通路
１８ 受信通路
１９ 切り換えユニット
２０ アンテナ
２１ アンテナ
２２ チューナ
２３ 出力信号
２４ 出力信号

Claims (17)

1. 選択ダイバーシチの形態にける複数の受信通路（１７，１８）と複数のアンテナ（２０，２１）とを備えたデジタルテレビジョン信号のダイバーシチ受信回路において、アンテナ（２０，２１）を切り換えユニット（１９）を介して受信通路（１７，１８）に接続し、特定のアンテナ（２０，２１）に対する受信通路（１７，１８）の切り換えを制御できるように切り換えユニット（１９）を配設し、デジタルテレビジョン信号の受信時に、受信通路（１７，１８）の受信品質を示す制御信号を発生させ、これらの制御信号を互いに比較させ、そしてこの比較によって切り換えユニット（１９）を切り換えるように制御ユニット（１９）を構成したことを特徴とするデジタルテレビジョン信号のダイバーシチ受信回路。
2. ＤＶＢ−Ｔ基準によるデジタルテレビジョン信号を受信するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシチ受信回路。
3. 受信品質を表示する制御信号を発生させるチューナ（２２）を受信通路に配設させたことを特徴とする請求項１または２に記載のダイバーシチ受信回路。
4. 入力端におけるアナログ／デジタル変換器（２）とＭＰＥＧ信号により形成される受信通路の出力との間に制御信号を発生させるように受信通路（１７，１８）を構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のダイバーシチ受信回路。
5. 現在の受信状態を評価させかつそれらを他の受信通路の対応する制御信号と比較させるために信号処理の異なる地点において複数の制御信号を発生させるように受信通路（１７，１８）を構成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のダイバーシチ受信回路。
6. ＩＳＤＢ−Ｔ基準によるデジタルテレビジョン信号を受信するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のダイバーシチ受信回路。
7. ｎ個のアンテナをｍ個の受信通路に結合し、前記ｎ個のアンテナを切り換えユニット（１９）を介して前記ｍ個の受信通路に接続させ、その場合にｎ≧ｍにしたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のダイバーシチ受信回路。
8. ＭＲＣダイバーシチ（最大比結合）の形態における複数の受信通路と複数のアンテナとを備えたデジタルテレビジョン信号のダイバーシチ受信回路において、デジタルテレビジョン信号の受信時に、不確実な決定の情報を支持する複数の受信通路からの信号のみを結合させるようにしたメモリ構成部材（１５）を備え、さらに処理するための根拠を形成しかつ受信通路からの個々の信号より高い確率で不確実な決定の情報を支持する結合信号を発生可能にしたことを特徴とするダイバーシチ受信回路。
9. ＤＶＢ−Ｔ基準によるデジタルテレビジョン信号を受信するように構成したことを特徴とする請求項８に記載のダイバーシチ受信回路。
10. メモリ構成部材（１５）が個々の受信通路からの信号を加重によって結合させるように構成されていることを特徴とする請求項８または９に記載のダイバーシチ受信回路。
11. メモリ構成部材（１５）が不変数学的関数を基礎にして信号の加重および結合を行うように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載のダイバーシチ受信回路。
12. メモリ構成部材（１５）が可変数学的関数によって信号の加重および結合を行うように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載のダイバーシチ受信回路。
13. メモリ構成部材（１５）がときどき不変である数学的関数によって信号の加重および結合を行うように構成されている請求項１０に記載のダイバーシチ受信回路。
14. メモリ構成部材（１５）が該メモリ構成部材中に記憶されかつ信号の加重および結合の走査値を表示する数学的関数を含んでいるルックアップテーブルに基づいて信号の加重および結合を行うように構成されていることを特徴とする請求項１０に記載のダイバーシチ受信回路。
15. 他の受信通路からの信号を結合させるために不確定な決定の情報を支持している信号を伝送させるために特定の受信通路のデマッパーをメモリ構成部材（１５）に接続させたことを特徴とする請求項９ないし１４のいずれか１項に記載のダイバーシチ受信回路。
16. 不確定な決定の情報を支持する信号を他の受信通路からの信号と結合させるために個々の受信通路のシンボル／ビット状のデインターリーバーをメモリ構成部材（１５）に接続させたことを特徴とする請求項９ないし１４のいずれか１項に記載のダイバーシチ受信回路。
17. ＩＳＤＢ−Ｔ基準によるデジタルテレビジョン信号を受信するように構成したことを特徴とする請求項８に記載のダイバーシチ受信回路。
    

Images