JP3579925B2

JP3579925B2 - テレビジョン受信機

Info

Publication number: JP3579925B2
Application number: JP19234794A
Authority: JP
Inventors: 光正斉藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1994-08-16
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2019-10-20
Also published as: JPH07147655A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、映像、音声等のデータをフルデジタル化したテレビジョン信号を受信するテレビジョン受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、衛星を利用する放送通信が実現されている。この放送通信では映像、音声等のデータをフルデジタル化したテレビジョン信号として伝送するシステムはいまだ実現されていないが、近い将来フルデジタル化したテレビジョン信号を伝送するシステムが実現される。かかるシステムにあっては、例えば雨等の悪天候のときに冗長度を増加して誤り訂正符号を強力にすれば伝送速度を変えることなくある程度の品質の画像を正常に受信できるようにすることが可能であり、目的に応じた自由度の高い伝送が可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フルデジタル化したテレビジョン信号にはアナログ信号の同期信号に相当するものが存在しない。そのため、デジタルデータがロックするか否かのチェックを単純にすべての周波数でスイープして行うとすると、最悪数十分間の時間を要する場合もある。
【０００４】
そこで、本発明はフルデジタル化したテレビジョン放送の受信に際して高速選局が可能なテレビジョン受信機を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するための本発明に係るテレビジョン受信機は、映像、音声等のデータをフルデジタル化したテレビジョン信号を受信し、この受信信号の受信周波数を変化させて放送キャリアを検出し、放送キャリアの検出後に、前記受信周波数の近辺に対してデジタルデータがロックするか否かをチェックする処理を実行するものである。
【０００６】
【作用】
放送キャリアの検出できる周波数帯域に放送のある確率が高いので、先ず放送キャリアを検出してその受信周波数の近辺に対してデジタルデータがロックするか否かの処理を行うため、全ての周波数でデジタルデータがロックするか否かの処理を行う必要がない。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。図２にはフルデジタル化したテレビジョン信号を送出する送信側の回路ブロック図が示されている。図２において、１はビデオ信号を高能率符号化するビデオ符号器、２はオーディオ信号を高能率符号化する音声符号器、３は符号化されたデジタルのビデオデータと符号化されたデジタルのオーディオデータ及びデジタルの予備データとを多重化する第１のマルチプレクサ、４はコンディショナルアクセスするために多重化されたデータをスクランブルするスクランブラ、５はスクランブル用系列を発生してスクランブラ４に印加すると共に、スクランブル鍵の情報を第２のマルチプレクサ７に印加するスクランブル制御器である。
【０００８】
６は外部からスクランブル制御器５をコントロールするための外部コンピュータ、７はスクランブルされたデータとスクランブル鍵の情報とを多重化して後述する２次元のフレームを構成する第２のマルチプレクサ、８は２次元のフレームの横方向を符号ブロックとしてリードソロモン符号化を行うリードソロモン符号器、９はシステムデータを２次元のフレームに付加する第３のマルチプレクサ、１０は冗長度を切り替えることのできる畳込み符号化を２次元のフレームに行う畳込み符号器、１１は畳込み符号化された多重データを４相位相変調して中間周波信号とするＱＰＳＫ変調器である。これら回路によってたとえば図４に示す２次元のフレーム構成となるように多重化している。図４は情報速度４０．９６Ｍｂｐｓの多重化データに、レート５／６の畳込み符号化を行い伝送速度４９．１５２Ｍｂｐｓとして伝送する場合のフレーム構成であり、横１６０ビット、縦６４×８ビットのフレームサイズを有しフレーム周波数は５００Ｈｚとされている。
【０００９】
この図において、最初の領域はフレーム同期パターンを先頭としフレーム内における構成等を示すシステムデータに割り当てられた１×６４ワードの領域である。次の領域は、予備データ１、予備データ２にそれぞれ割り当てられた１×６４ワードの領域であり、これらのデータ領域はユーザが自由に使用できる領域である。
【００１０】
さらに、次の１×６４ワードの領域は、スクランブル鍵の情報等のコンディショナルアクセスのための情報であるスクランブル制御データに割り当てられている。次の領域はオーディオデータに割り当てられた２×６４ワードの領域であり、オーディオデータの領域に隣接してビデオデータに割り当てられた１４２×６４ワードの領域があり、最後の１２×６４ワードの領域はフレームの横方向の符号ブロックを単位として誤り訂正を行うように付加された１２ワードのリードソロモン符号に割り当てられた領域である。
【００１１】
このように、各データの境界が縦の直線となるようにフレームを縦割りして各データに伝送する領域がそれぞれ割り当てられており、各データの情報速度は次のようになる。
【００１２】
ビデオデータ３６．３５２Ｍｂｐｓ
オーディオデータ５１２ｋｂｐｓ
予備データ１２５６ｋｂｐｓ
予備データ２２５６ｋｂｐｓ
スクランブル制御データ２５６ｋｂｐｓ
システムデータ２５６ｋｂｐｓ
リードソロモン符号３．０７２Ｍｂｐｓ
次に、図２に示すエンコーダの動作を図４を参照しながら説明する。ビデオ信号及びオーディオ信号はそれぞれ符号器１、符号器２により圧縮符号化されて高能率の符号データに変換される。高能率の符号データに変換されたビデオデータとオーディオデータは、予備データと共に第１のマルチプレクサ３に印加され、時系列的に多重化される。
【００１３】
多重化されたデータはスクランブラ４に印加され、コンディショナルアクセスを行うためにスクランブルされる。スクランブラ４にはスクランブル制御器５からのスクランブル用系列が印加されており、このスクランブル用系列により第１のマルチプレクサ３から出力される多重データはスクランブルされる。
【００１４】
また、スクランブル制御器５からは受信側でデスクランブルするためにスクランブル鍵の情報等のスクランブル制御データが出力され、第２のマルチプレクサ７に印加されている。
【００１５】
さらに、コンディショナルアクセスを外部から制御できるように、外部コンピュータ６がスクランブル制御器５に接続されている。スクランブラ４でスクランブルされた多重化データとスクランブル制御データは、第２のマルチプレクサ７で多重化されて図４に示すような領域が割り当てられたフレーム構成とされる。
【００１６】
そして、伝送誤りを訂正するために予備データから横方向の１４７ワードのブロックに対して、１２ワードのリードソロモン符号がリードソロモン符号器８により、図４に点線で示すようにフレームに付加される。
【００１７】
さらに、フレームの先頭にシステムデータが第３のマルチプレクサ９により付加されて図４に示す構成のフレームとされる。
【００１８】
なお、フレームの先頭に位置するシステムデータ内のフレーム同期パターンは、例えば０００００１００１００１００１０１０１０１１０１１１００１１１０の３２ビットで構成されたパターンとなっており、受信側ではこのパターンを検出することによりフレームを検出したことを検知するようになされている。
【００１９】
また、各ワードは縦方向に８ビット１ワードとして配置されており、このためリードソロモン符号を含めたフレームの横方向の１符号ブロックは８×１６０ビットで構成されている。
【００２０】
したがって、この場合の情報伝送速度は、
１６０×６４×８×５００＝４０．９６Ｍｂｐｓ
となる。
【００２１】
次に、図４に示すフレームのデータは図に示すように上から下の縦方向に走査されてマルチプレクサ９から送出されて畳込み符号器１０に印加され、この畳み込み符号器１０により５／６のレートで畳込み符号化される。この畳込み符号化は伝送される多重データに冗長度を与えて、誤り訂正をするために行う符号化であり、受信側において、畳み込み符号化されたデータを、例えばビタビ複号することにより誤り訂正をデータに施すことができる。
【００２２】
なお、上記縦方向に走査してフレームのデータを送出することをインターリーブといい、インターリーブを施すと伝送路で受けるバーストエラーを分散した短いエラーとすることが出来る。
【００２３】
ここで、畳込み符号器１０から出力されるデータの速度が伝送速度になるわけであるが、この伝送速度は、
４０．９６÷５／６＝４９．１５２Ｍｂｐｓ
となる。
【００２４】
そして、畳込み符号器１０で畳込み符号化された多重データが変調信号とされてＱＰＳＫ変調器１１に印加され、４相位相変調が行われて中間周波数信号とされる。この４相位相変調が行われた中間周波数信号は、図示しない送信部に印加されて送信周波数とされ、例えば、衛星のアンテナから送信される。
【００２５】
そして、多重化のためのフレームの構成は図４に示すものに限らず、使用できる伝送帯域幅及び畳み込み符号のレートに応じてフレキシブルに設定することができる。伝送速度を４段階に、畳み込み符号のレートを５段階に切り替えた時の、変更される情報速度やフレーム周波数及びフレームの横サイズの対応表を下記に示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
この表において、帯域幅は、衛星等の送信装置が有する伝送帯域の内からデジタル多重データの伝送に割り当てられた帯域幅であり、この帯域幅に応じて伝送速度が決定される。そして、伝送速度により情報速度も決定されるが、本実施例では畳み込み符号化のレートと伝送速度とにより情報速度を決定するようにしている。このため、伝送速度を一定としても、畳み込み符号のレートを切り替えることにより次のような動作を行うことが出来る。伝送路の品質が劣化したときは畳み込み符号のレートを落とすよう切り替えて冗長度を増加させ、誤り訂正能力を強力にすることにより正常な受信をする。また、伝送路の品質が良好な時は畳み込み符号のレートを上げるよう切り替えることより、情報速度を上げて大量のデータを高速に伝送することが出来る。
【００２８】
上記したデジタル多重データのテレビジョン信号は、例えば地上に設けたアンテナで受信され、コンバータで周波数変換された受信信号がテレビジョン受信機で複号される。テレビジョン受信機の回路ブロック図が図３に示されている。
【００２９】
図３において、１８はコンバータからの受信信号の中から希望するチャンネル局の信号を中間周波数信号として取り出すチューナである。チューナ１８内にはアンテナ出力にかかわらず信号レベルを一定に保つＡＧＣ（オートゲインコントロール）部４６（図５に示す。）が設けられ、このＡＧＣ電圧はコントローラ１９に出力されている。又、チューナ１８内にはＰＬＬ選局部３８（図５に示す。）が設けられ、このＰＬＬ選局部３８を制御するＰＬＬデータはコントローラ１９から出力される。かかるチューナ１８の詳しい構成は後述する。コントローラ１９はメモリ３１のデータを自由に読み出すことができ、メモリ３１内には伝送速度データ、情報速度データ等が格納されている。
【００３０】
２０は４相位相変調された中間周波数信号を４相位相複号するＱＰＳＫ復調器であり、このＱＰＳＫ復調器２０にはコントローラ１９よりループフィルタの定数データと伝送速度データ（Ｔ−ｒａｔｅ）が出力されている。
【００３１】
２１は畳込み符号化された多重データをビタビ複号することにより誤り訂正を行うビタビ復号器であり、このビタビ復号２１にはコントローラ１９より伝送速度データ（Ｔ−ｒａｔｅ）、情報速度データ（Ｉ−ｒａｔｅ）、自己同期判定の時間データ（Ｔ）及びそのエラー数データ（Ｎ）が出力されている。又、ビタビ復号器２１からコントローラ１９には同期フラグ（ＳＹＮＣ）が出力され、デジタルデータがロック（同期がとれたこと。）した場合には同期フラグがＬレベルとなる。
【００３２】
２２はデインターリーブされたフレームからシステムデータを分離する第１のデマルチプレクサ、２３はデインターリーブされたフレームの横方向のブロックを単位として付加されたリードソロモン符号を用いてデータの誤り訂正を行うリードソロモン復号器、２４はスクランブル制御データを分離する第２のデマルチプレクサ、２５はデスクランブル制御器２６から印加されたデスクランブル用系列によりデマルチプレクサ２４の出力データをデスクランブルするデスクランブラである。
【００３３】
さらに、２６はマルチプレクサ２４で分離されたスクランブル制御データからデスクランブル用系列を発生してスクランブラ２５に印加するデスクランブル制御器、２７はユーザの所持しているＩＣカードにメモリされているデータによりデスクランブルするために、デスクランブル制御器２６に接続されているＩＣカードリーダ、２８はデスクランブルされた多重データをビデオデータとオーディオデータと予備データとに分離する第３のデマルチプレクサ、２９はビデオデータを復号してビデオ信号とするデコーダ、３０はオーディオデータを復号してオーディオ信号とするデコーダである。
【００３４】
図３において、チューナ１８で選局されたチャンネルの中間周波数信号ＩＦはＱＰＳＫ復調器２０により４相位相復調され、ビタビ復号器２１に印加される。ビタビ復号器２１により畳込み符号化されたデジタルデータの誤りが訂正されて復号される。
【００３５】
ビタビ復号器２１の出力はデインタリーブされて、図４に示すようなフレームに再構成される。再構成されたフレームからシステムデータが第１のデマルチプレクサ２２により分離され、さらに、フレームの横方向のブロックを単位としてブロックの誤りが、送信側で付加されたリードソロモン符号を用いてリードソロモン復号器２３により訂正される。
【００３６】
リードソロモン復号器２３により誤り訂正されたデジタルデータは、第２のデマルチプレクサ２４に印加されてスクランブル制御データが分離されデスクランブル制御器２６に印加される。これにより、デスクランブル制御器２６はデスクランブル用系列を発生しデスクランブラ２５に印加する。
【００３７】
デスクランブラ２５にはスクランブルされたデジタルデータが印加されており、このデジタルデータはデスクランブル用系列によりデスクランブルされて、第３のデマルチプレクサ２８に供給される。
【００３８】
そして、第３のデマルチプレクサ２８によりビデオデータとオーディオデータと予備データとに分離される。ビデオデータとオーディオデータとはそれぞれデコーダ２９とデコーダ３０により復号されることにより元のデータとされる。
【００３９】
なお、コンディショナルアクセスのために行うスクランブラに使用するスクランブル用系列としては、一般にＰＮ（ＰｓｅｕｄｏＮｏｉｓｅ）系列が用いられている。
【００４０】
図５には上記チューナ１８の回路ブロック図が示されている。図５において、ＲＦ入力端子Ｔ_１より導かれた受信信号は入力回路３２に供給され、ここでバンドパスフィルタ等に通されて妨害波の混入が阻止される。入力回路３２の出力はＲＦアンプ３３で増幅された後、混合回路３４に供給される。混合回路３４は受信信号とＰＬＬ選局部３８からの局部発振信号とを混合することにより映像中間周波数信号を取り出す。混合回路３４より出力される映像中間周波数信号はＶＩＦアンプ３５で増幅された後、ビデオ検波器３６に供給される。ビデオ検波器３６は映像中間周波数信号を検波してベースバンド信号（ＱＰＳＫ復調前の信号）を取り出す。このベースバンド信号はビデオアンプ３７で増幅された後、出力端子Ｔ_２に導かれている。
【００４１】
ＰＬＬ（フェーズロックループ）選局部３８は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）３９と１／ｎ分周器４０とプログラマブルデバイダ４１と位相検波器４２とＬＰＦ（ローパスフィルタ）４３とから成るＰＬＬループを有する。電圧制御発振器３９の局部発振信号は１／ｎ分周器４０とプログラマブルデバイダ４１とにより分周され、この分周信号が位相検波器４２で基準発振器４４の基準発振信号と比較される。この位相検波器４２の検波出力がＬＰＦ４３を経てＶＣＯ制御電圧となり、このＶＣＯ制御電圧に基づき電圧制御発振器（ＶＣＯ）３９が制御される。即ち、電圧制御発振器３９の発振周波数はＰＬＬループ内の分周比を可変することによって可変される。
【００４２】
一方、ＰＬＬデータ端子Ｔ_３にはコントローラ１９からのＰＬＬデータ（選局データ）が導かれ、このＰＬＬデータはラッチ回路４５に供給される。ラッチ回路４５はこのＰＬＬデータをラッチすると共にこのラッチデータをプログラマブルデバイダ４１に出力し、プログラマブルデバイダ４１はＰＬＬデータに基づき分周比を可変する。このプログラマブルデバイダ４１の分周比を可変することによって電圧制御発振器３９から所望周波数の局部発振信号が出力され、これにより選局動作がなされる。
【００４３】
ＡＧＣ（オートゲインコントロール）部４６は、雑音除去回路４７とＡＧＣ検波器４８とＡＧＣアンプ４９とＲＦ・ＡＧＣアンプ５０とから成り、ビデオアンプ３７の出力するベーバンド信号が導かれている。このベースバンド信号は雑音除去回路４７にてノイズが除去された後、ＡＧＣ検波器４８で検波される。この検波信号はＡＧＣアンプ４９で増幅され、この増幅された信号がＡＧＣ電圧としてＶＩＦアンプ３５にフィードバックされていると共にＡＧＣ電圧端子Ｔ_４に供給されている。このＡＧＣ電圧端子Ｔ_４よりＡＧＣ電圧がコントローラ１９に出力されている。又、ＡＧＣアンプ４９の出力はＲＦ・ＡＧＣアンプ５０で増幅され、この増幅された信号がＲＦ・ＡＧＣ電圧としてＲＦアンプ３３にフィードバックされている。
【００４４】
上記テレビジョン受像機の受信動作において、選局動作は次のようにして行われる。図１に示すように、電源がオンされるとコントローラ１９がメモリ３１よりラストチャンネルの周波数データ、偏波面データ等を読み出し、ラストチャンネルの周波数データに基づきＰＬＬの初期データを出力する。次に、このＰＬＬデータをアップ／ダウンさせることによって受信周波数をアップ／ダウンさせながらＡＧＣ電圧をチェックする。放送キャリアが存在する周波数帯域に入るとＡＧＣ電圧のレベルが上がり、ＡＧＣ電圧が一定レベル以上になる。すると、コントローラ１９はＰＬＬデータのアップ／ダウンを停止し（このときの周波数が中心周波数となる。）、伝送速度データ、情報速度データ、ループフィルタ定数の各最小データや自己同期判定の時間データ及びそのエラー数データをＱＰＳＫ復調器２０、ビタビ復号器２１に選択的に出力する。
【００４５】
そして、ＰＬＬデータを可変し、受信周波数を、中心周波数を中心として−１ＭＨｚから＋１ＭＨｚの範囲でスイープさせながら同期フラグがＬレベルになるか否か、即ち、デジタルデータがロックするか否かをチェックする。中心周波数に対して±１ＭＨｚのスイープが完了すると、伝送速度データ等をインクリメントして再び±１ＭＨｚのスイープを行いながら同期フラグがＬレベルになるか否かチェックする。伝送速度データ等の全段階のインフリメントが完了しても同期フラグがＬレベルにならなかった場合にはＰＬＬデータを変更して中心周波数を変更する。
【００４６】
そして、伝送速度データ、情報速度データ、ループフィルタ定数データを初期データ（最小データ）に戻し、新しい中心周波数に対して±１ＭＨｚのスイープを行い、以上の動作を同期フラグがＬレベルになりデジタルデータがロックするまで繰り返す。
【００４７】
上記実施例では、放送キャリアの検出をチューナ１８のＡＧＣ電圧をチェックすることによって行うよう構成したが、受信信号のＲＦレベルをチェックすることにより行っても良く、その場合の具体的構成が図６に示されている。
【００４８】
図６において、図５の構成と同一構成部分は図面に同一符号を付してその説明を省略し、異なる構成部分のみを説明する。即ち、ＲＦアンプ３３の出力が包絡線検波器５１に導かれ、ここでＡＭ検波されて振幅情報とされる。そして、このＡＭ検波信号がバッファ５２を介してＲＦレベル出力端子Ｔ_５に導かれ、このＲＦレベル出力端子Ｔ_５よりコントローラ１９に出力される。又、図６にて破線で示すように包絡線検波器５１に導く信号はＶＩＦアンプ３５の出力でも良い。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、受信信号の受信周波数を変化させて放送キャリアを検出し、放送キャリアの検出後に、放送キャリアを検出した受信周波数の近辺に対してデジタルデータがロックするか否かをチェックする処理を行うので、全ての周波数でデジタルデータがロックするか否かの処理を行わなくて良く高速選局が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】選局動作時のフローチャート（実施例）。
【図２】送信側の回路ブロック図（実施例）。
【図３】テレビジョン受信機の回路ブロック図（実施例）。
【図４】フルデジタル化したテレビジョン信号のフレーム構成を示す図（実施例）。
【図５】チューナの回路ブロック図（実施例）。
【図６】チューナの回路ブロック図（他の実施例）。

Claims

映像、音声等のデータをフルデジタル化したテレビジョン信号を受信するテレビジョン受信機であって、
オートゲインコントロール部を有し、受信したテレビジョン信号の中から希望するチャンネルの信号を中間周波数信号として取り出すチューナと、
上記チューナから出力される中間周波数信号を復調する復調回路と、
上記復調回路からの出力の誤り訂正を行うと共に、デジタルデータがロックしたか否かを表す信号を出力する誤り訂正回路と、
上記チューナ、復調回路、誤り訂正回路を制御すると共に、上記オートゲインコントロール部からのＡＧＣ電圧と上記デジタルデータがロックしたか否かを表す信号とを入力する制御回路とを備え、
上記制御回路は、受信信号の受信周波数を変化させて、上記ＡＧＣ電圧を監視することで放送キャリアを検出し、放送キャリアの検出後に、上記受信周波数の近辺に対して上記デジタルデータがロックしたか否かを表す信号をチェックするようにした事を特徴とするテレビジョン受信機。