JP3588236B2 - Ｆｍ多重放送データ受信方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＦＭ多重放送データ受信方法に係わり、特にＤＧＰＳ情報とＶＩＣＳ情報を１つの受信機で受信するＦＭ多重放送データ受信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車を目的地に向けて案内するナビゲーションシステムにおいては、正確に自動車位置を把握すること及び道路交通情報（渋滞、事故、規制等）を正しく認識することが重要になっている。
現在、自動車位置は、（１） 距離センサー（例えば車速センサー）や方向センサー（例えばジャイロ）を用いた自立航法と、（２） 衛星から位置情報を受信する ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）航法が併用されている。ＧＰＳの位置精度は悪く数百ｍ以上に及ぶ場合がある。このため、ＧＰＳの位置精度を向上することが求められており、ＤＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が提案され実用に供されるようになっている。ＤＧＰＳは、（１） 正確な位置が既知の場所においてＧＰＳ衛星電波を受信して測位し、（２） 既知の位置と測位位置間の誤差を決定し、（３） 同じ地域で同じ測位システムのユーザに、決定したその誤差または補正係数を送信することによって測位システムの位置精度や信頼性を向上、確保するもので、（４） ユーザに上記情報を送信する手段とし、ＦＭ多重放送電波が利用されている。
【０００３】
又、道路交通情報（渋滞、事故、規制等）は、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ）が提供しており、車載のナビゲーションシステムは道路交通情報（ＶＩＣＳ情報）を受信してリアルタイムに地図上に表示するようになっている。ＶＩＣＳ情報の表示法としてはレベル１〜レベル３が利用でき、状況や目的に応じて所望のレベルで道路交通情報を表示できるようになっている。レベル１は文字情報表示モードであり、ディスプレイ画面の上方エリアに文字で、区間旅行時間情報、障害情報、サービス情報、一般ＦＭ文字情報等を表示するものである。レベル２は簡易図形表示モードであり、混雑監視道路の簡易図形を描画し、該簡易図形上に渋滞・障害情報などを表示するものである。レベル３は地図情報表示モードであり、渋滞・事故・規制などの情報を、地図上にリアルタイムに表示するものである。ＶＩＣＳ道路交通情報を利用することにより、運転者は渋滞道路、通行規制道路、事故発生道路を回避して目的地に短時間で到達できるようになる。かかるＶＩＣＳ情報を通信する手段としては、現在、光ビーコン、電波ビーコン及びＦＭ多重放送電波が利用されている。各通信手段の通信エリアはＦＭ多重放送が１局につき１０〜５０ｋｍ、電波ビーコンが１基につき６０〜７０ｍ、光ビーコンが１基につき３．５ｍである。このため、通信エリアの広いＦＭ多重放送は高域の交通情報を流し、電波ビーコンと光ビーコンは限られた地域の交通情報を流すようになっている。
【０００４】
図３はＦＭ放送に多重されるＦＭ多重データの構成図であり、１フレーム当たり２７２ブロック（パケット）からなり、２７２ブロックのうち１９０ブロックがデータブロック、８２ブロックがパリティのみを伝送するパリティブロックで、パリティブロックはデータブロック内に分散して配置されている。１フレームは４．８９６秒、１ブロックは１８ｍｓｅｃである。
各データブロックは、１６ビットのブロック識別符号ＢＩＣ（Ｂｌｏｃｋ Ｉｄｅｎｔｉｆｙ Ｃｏｄｅ）と、１７６ビットのデータと、１４ビットのＣＲＣ符号と、８２ビットの誤り検出訂正用のパリティ（横符号）で構成されている。又、パリティブロックは、１６ビットのブロック識別符号ＢＩＣと、１９０ビットのパリティ（縦符号）と、８２ビットの誤り検出訂正用のパリティ（横符号）とで構成されている。最初の１３ブロックのうちデータブロックの識別符号はＢＩＣ１であり、次の１２３ブロックのうちデータブロックの識別符号はＢＩＣ３であり、次の１３ブロックのうちデータブロックの識別符号はＢＩＣ２であり、最後の１２３ブロックのうちデータブロックの識別符号はＢＩＣ３であり、パリティブロックの識別符号はＢＩＣ４である。
【０００５】
ブロック識別符号を１ブロック毎に検出することによりブロック同期をとることができ、又、２７２ブロック毎に（ブロック識別符号ＢＩＣ４の次にＢＩＣ１を検出することにより）フレーム同期をとることができる。又、データブロックにはＣＲＣ符号が含まれているから１ブロック毎にＣＲＣチェックを行うことができる。更に、誤り検出訂正用のパリティ（縦符号、横符号）が含まれているから、これらパリティを用いて誤り検出及び誤り訂正処理（縦訂正、横訂正）を行うことができる。
ＶＩＣＳ情報は情報量が多いため、フレームの全ブロックを用いて送信されるが、ＤＧＰＳ情報は情報量が少ないため、フレーム先頭の２ブロックのみを用いて送信される。
【０００６】
図４（ａ）はＤＧＰＳデータのブロック構成であり、１７６ビットのデータブロック（図３の１９０ビットのデータブロックから１４ビットのＣＲＣブロックを除いたもの）のフォーマットを示しており、１６ビットのプリフィックス５１と１６０ビットあるいは１４４ビットのＤＧＰＳセグメント５２，５３と１６ビットのＣＲＣ５４で構成されている。プリフィックス５１は、図４（ｂ）に示すように、
▲１▼サービス識別部５１ａ、
▲２▼復号識別フラグ（”１”は横方向のみ復号、”０”横縦横復号）５１ｂ、
▲３▼データグループの終了を示す情報終了フラグ（”１”は終了）５１ｃ、
▲４▼データグループが更新されていることを示す更新フラグ５１ｄ、
▲５▼データグループ番号部５１ｅ、
▲６▼データパケット番号部５１ｆで構成されている。
【０００７】
ＤＧＰＳ情報のプリフィックス５１は、
（１） サービス識別 ：１０１１
（２） 復号識別フラグ ：１
（３） データグループ番号：１１００
である。
図５はＤＧＰＳ情報のセグメント構成であり、ＤＧＰＳセグメントは１６０＋１４４ビットの３０４ビットから構成され、先頭の１６ビットは以下の内容
（１） セグメント識別 ：１１０１（Ｄ）
（２） セグメント長 ：１１１１（Ｆ）
（３） 拡張セグメント長：００１００１００
となっている。
以上より、プリフィックス５１と次の１６ビットを参照することによりＤＧＰＳ情報を識別することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
現在、ＤＧＰＳ情報はＪＦＮ系列のＦＭ多重局が送信し、ＶＩＣＳ情報はＮＨＫ系列のＦＭ多重局が送信するようになっている。このため、ＦＭ多重放送受信機としては、２つの受信機を使用する構成及び１つの受信機を切り替えて利用する構成が考えられている。ＶＩＣＳ情報とＤＧＰＳ情報を受信するために２つの受信機を使うのはコスト、スペースの点で問題がある。そこで、１つの受信機を切り替えて使用することになるが、図６に示すようにＮＨＫ系列のＦＭ多重局とＪＦＮ系列のＦＭ多重局の間でフレーム同期タイミングが一致していない。このため、ＶＩＣＳ情報を受信している時にＤＧＰＳ情報を取得するためには、以下の手順を踏まなければならない。すなわち、▲１▼タイミング（ａ）で受信周波数をＪＦＮ系列のＦＭ多重局の周波数に変更する。▲２▼ついで、ＪＦＮ系列のＦＭ多重局からＦＭ多重データを受信してフレーム／ブロック同期を確立し、同期確立後に２パケットのＤＧＰＳ情報を取得する。▲３▼ＤＧＰＳ情報取得後、タイミング（ｂ）で受信周波数をＮＨＫ系列のＦＭ多重局の周波数に変更する。▲４▼ついで、ＮＨＫ系列のＦＭ多重局からＦＭ多重データを受信してフレーム／ブロック同期を確立し、ＶＩＣＳ情報の受信を再開する。以後、上記手順を繰り返して、ＤＧＰＳ情報及びＶＩＣＳ情報を受信する。
【０００９】
しかし、かかる方法ではＤＧＰＳ情報受信に切り替えた後再びＶＩＣＳ情報を受信できるようになるまでの期間が長くなる。このため、パリティ（縦符号、横符号）による誤り訂正能力を越えてＶＩＣＳ情報が欠落し、ＶＩＣＳフレーム情報が失われ、次の再送出まで数分間待つ必要があり、ＶＩＣＳ情報表示が遅れる問題がある。
以上から、本発明の目的はＶＩＣＳ情報を失うことなく、ＤＧＰＳ情報の受信が可能なＦＭ多重放送の受信方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題は本発明によれば、別々の放送局よりＦＭ多重で放送されるＤＧＰＳ情報とＶＩＣＳ情報を１つの受信機で受信するＦＭ多重放送データ受信方法において、ＤＧＰＳ情報を放送するＦＭ多重放送局からのＦＭ多重放送データのフレーム同期タイミングとＶＩＣＳ情報を放送するＦＭ多重放送局からのＦＭ多重放送データのフレーム同期タイミングの時間差を測定し、ＶＩＣＳ情報を放送するＦＭ多重放送データを前記時間差分遅延してフレーム同期タイミングを一致させるフレームタイミング一致回路を設け、ＶＩＣＳ情報を放送するＦＭ多重放送局からのＦＭ多重放送データの受信中において、前記フレームタイミング一致回路の出力よりＶＩＣＳ情報を取り出すと共に、該ＶＩＣＳ情報のフレーム同期が検出された時、受信局をＤＧＰＳ情報を放送するＦＭ多重放送局に切り替え、前記フレームタイミング一致回路の出力よりＤＧＰＳ情報を取り出し、該ＤＧＰＳ情報の受信完了後、ＶＩＣＳ情報を放送するＦＭ多重放送局に受信局を切り替えること、により達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（ａ）実施例のＦＭ多重放送受信機の構成
図１は本発明の実施例のＦＭ多重放送受信機の構成図である。ＦＭ多重放送受信機は、ＦＭ放送信号を受信し、該ＦＭ放送信号に多重されて送られてくるＶＩＣＳ情報、ＤＧＰＳ情報、文字情報等のＦＭ多重放送データを分離、復調してナビゲーションシステムに渡し、あるいはディスプレイ装置に表示する。
図中、１はアンテナ、４はフロントエンド（Ｆ／Ｅ）であり図示しないがアンテナ同調回路や高周波増幅回路、局部発振器、混合器等を有している。５はＰＬＬ回路、６はローパスフィルタ、７は中間周波増幅／ＦＭ検波器（ＩＦ／ＤＥＴ）である。ＰＬＬ回路５、ローパスフィルタ６及びフロントエンド４内蔵の局部発振器は電子選局装置を構成し、局部発振器を受信周波数（選局操作で選択されたＦＭ放送局の周波数）に応じた周波数で発振させ、フロントエンド４内の混合器により中間周波数信号を出力するようになっている。
【００１２】
８はＦＭ検波信号からＬ−ＭＳＫ変調信号成分を取り出すフィルタ回路（バンドパスフィルタ）、９はＬ−ＭＳＫ変調信号よりビットクロックＣＬの再生とビットデータＤＴ列の復調を行うＬ−ＭＳＫ復調回路、１０はフレームタイミング一致回路であり、データの方路を切り替えるスイッチ１０ａ，１０ｂと、ＶＩＣＳ情報とＤＧＰＳ情報のフレーム同期タイミングの時間差ｄ（図６参照）が設定される遅延回路１０ｃを有している。図６に示すように、ＶＩＣＳ情報のフレーム同期タイミングがＤＧＰＳ情報のフレーム同期タイミングより時間ｄ早いものとすると、時間ｄが遅延回路１０ｃに設定される。又、ＶＩＣＳ受信時にスイッチ１０ａ，１０ｂはＡ側に接続し、ＤＧＰＳ情報受信時にＢ側に接続する。これにより、ＶＩＣＳ情報は遅延回路１０ｃで時間ｄ遅延し、フレームタイミング一致回路１０の出力側で、ＶＩＣＳ情報とＤＧＰＳ情報のフレーム同期タイミングが一致するようになる。
【００１３】
１１はブロック同期とフレーム同期の検出を行う同期回路、１２は訂正処理部、１３はＶＩＣＳ情報及びＤＧＰＳ情報を記憶するＲＡＭである。訂正処理部１２は、ＣＲＣチェック部１２ａと、ＶＩＣＳ情報に対して横訂正／縦訂正を行うと共に、ＤＧＰＳ情報に対して横訂正を行う誤り検出訂正部１２ｂを備えている。ＣＲＣチェック部１２ａは１ブロック毎のＣＲＣチェックを行い、誤り検出訂正部１２ｂは同期回路から入力したブロック同期とフレーム同期の検出信号に基づいてＶＩＣＳ情報及びＤＧＰＳ情報をＲＡＭ１３に一時記憶し、しかる後、パリティ符号を用いてＶＩＣＳ情報には横訂正→縦訂正→横訂正を行い、ＤＧＰＳ情報には横訂正を行う。
【００１４】
２１はプロセッサ（ＣＰＵ）であり、遅延時間設定制御、ＶＩＣＳ情報／ＤＧＰＳ情報の受信制御、文字情報表示制御、選局制御等を行うもの、２２は基準クロック発生部、２３はカウンタであり、遅延時間設定制御においてＶＩＣＳ情報のフレーム同期タイミングが検出された時に零にクリアされ、以後、基準クロックＣｒをカウントするものである。基準クロックＣｒは例えばビットクロック ＣＬの周波数の８倍の周波数を有し、カウンタ２３は１フレーム期間を計数し、例えば、最大２８８×２７２×８まで計数できるようになっている。
２４は受信したＦＭ多重データ（ＶＩＣＳ情報、ＤＧＰＳ情報、文字放送番組情報等）を記憶するメモリ、２５はユーザが選局操作を行ったり、所望の文字放送番組の選択等を行う操作部、２６は文字情報（ニュース、天気予報、ＶＩＣＳレベル１表示等）を画面に表示するディスプレイ装置である。
【００１５】
（ｂ）遅延時間設定及びＶＩＣＳ／ＤＧＰＳ情報受信制御
図２は本発明の遅延時間設定及びＶＩＣＳ／ＤＧＰＳ情報受信制御の処理フローである。
まず、ＣＰＵ２１はＶＩＣＳ情報放送局が放送するＦＭ多重データのフレーム同期タイミングとＤＧＰＳ情報放送局が放送するＦＭ多重データのフレーム同期タイミングの差ｄを測定して遅延回路１０ｃに設定する。すなわち、ＣＰＵ２１はフロントエンド４がＶＩＣＳ情報放送局（ＮＨＫ系列ＦＭ多重局）に同調するように電子選局制御を行い、かつ、スイッチ１０ａ，１０ｂがＢ，Ｂ側を選択するよう制御する（ステップ１０１）。
【００１６】
この結果、同期回路１１はＶＩＣＳ情報放送局からのＦＭ多重データを入力され、フレーム同期を検出するとその旨をＣＰＵ２１に通知すると共に、カウンタ２３を零にクリアする。以後、カウンタ２３は基準クロックＣｒを計数する（ステップ１０２）。ＣＰＵ２１はＶＩＣＳ情報放送局のフレーム同期検出通知により、直ちに、フロントエンド４がＤＧＰＳ情報放送局（ＪＦＮ系列ＦＭ多重局）に同調するように電子選局制御を行う（ステップ１０３）。
この結果、同期回路１１はＤＧＰＳ情報放送局からのＦＭ多重データを入力され、フレーム同期を検出するとその旨をＣＰＵ２１に通知すると共に、カウンタ２３の計数動作を停止する。ＣＰＵ２１はＤＧＰＳ情報放送局のフレーム同期検出通知により、直ちに、カウンタ２３の計数値を読み取る（ステップ１０４）。この計数値は、ＶＩＣＳ情報のフレーム同期検出からＤＧＰＳ情報のフレーム同期検出するまでの時間ｄに相当する。
【００１７】
ついで、ＣＰＵ２１は計数値に応じた遅延時間を遅延回路１０ｃに設定する（ステップ１０５）。例えば、遅延回路１０ｃが２８８×２７２×８のシフトレジスタであれば、計数値をそのままシフトレジスタにセットし、あるいは、２８８×２７２のシフトレジスタであれば計数値を１／８した値をシフトレジスタにセットする。
かかる状態において、ＣＰＵ２１はフロントエンド４がＶＩＣＳ情報放送局（ＮＨＫ系列ＦＭ多重局）に同調するように電子選局制御を行い、かつ、スイッチ１０ａ，１０ｂがＡ，Ａ側を選択するよう制御する（ステップ１０６）。
これにより、Ｌ−ＭＳＫ復調回路９で復調されたＦＭ多重データ（ＶＩＣＳ情報）は遅延回路１０ｃで時間ｄだけ遅延して同期回路１１及び訂正処理部１２に入力する。同期回路１１はブロック同期、フレーム同期検出を行い（同期確立）、訂正処理部１２はフレーム同期が検出されるまで受信したＦＭ多重データ（ＶＩＣＳ情報）をＲＡＭ１３のＶＩＣＳ情報記憶域に順次格納する（ステップ１０７，１０８）。
【００１８】
同期回路１１はフレーム同期を検出するとＣＰＵ２１に通知する。ＶＩＣＳ情報のフレーム同期検出により、ＣＰＵ２１はフロントエンド４がＤＧＰＳ情報放送局（ＪＦＮ系列ＦＭ多重局）に同調するように電子選局制御を行い、かつ、スイッチ１０ａ，１０ｂがＢ，Ｂ側を選択するよう制御する（ステップ１０９）。以後、Ｌ−ＭＳＫ復調回路９で復調されたＦＭ多重データ（ＤＧＰＳ情報）は遅延することなく同期回路１１及び訂正処理部１２に入力する。同期回路１１は既にＶＩＣＳ情報の受信時に同期を確立しているから、ブロック同期を検出すれば、直ちにブロック同期信号を訂正処理部１２に入力する。これにより、訂正処理部１２は該ブロック同期信号に同期してフレーム先頭２パケットのＤＧＰＳ情報の受信を開始し（ステップ１１０）、該２パケットのＤＧＰＳ情報をＲＡＭ１２のＤＧＰＳ情報記憶域に格納し、しかる後、ＤＧＰＳ情報の受信完了をＣＰＵ２３に通知する（ステップ１１１）。
【００１９】
ＣＰＵ２１はＤＧＰＳ情報の受信完了により、ステップ１０６以降の処理を繰り返す。すなわち、ＣＰＵ２１はＪＦＮ系列ＦＭ多重局よりＮＨＫ系列ＦＭ多重局に受信局を切り替え、かつ、スイッチ１０ａ、１０ｂをＡ側に切り替え、ＶＩＣＳ情報の受信を行わせる。この場合、同期回路１１は既にＶＩＣＳ情報の受信時に同期を確立しているから、ブロック同期を検出すれば、直ちにブロック同期信号を訂正処理部１２に入力する。これにより、訂正処理部１２は該ブロック同期信号に同期してＶＩＣＳ情報をＲＡＭ１３のＶＩＣＳ情報記憶域に順次格納する。
【００２０】
以上により、１フレーム分のＶＩＣＳ情報を取り込めば、誤り検出訂正部１２ｂは、まず、ＲＡＭ１３に記憶されている２ブロック分のＤＧＰＳ情報に対して横訂正を施し、訂正結果をＣＰＵ２１に送信する。ついで、誤り訂正部１２ｂは、ＲＡＭ１３に記憶されている１フレーム分のＶＩＣＳ情報に対し横訂正→縦訂正→横訂正を行って、ＤＧＰＳ情報受信中に受信できなかったいくつかのパケットのＶＩＣＳ情報を復元し、ＶＩＣＳ情報をＣＰＵ２１に送信する。ＣＰＵ２１は受信したＶＩＣＳ情報及びＤＧＰＳ情報をメモリ２４に記憶し、適宜、これら情報をナビゲーションコントローラに送信する。
【００２１】
以上では、ＶＩＣＳ情報のフレーム同期タイミング発生時刻からＤＧＰＳ情報のフレーム同期タイミング発生時刻までの時間を遅延時間として設定し、ＶＩＣＳ情報を遅延したが、逆にしても良い。すなわち、ＤＧＰＳ情報のフレーム同期タイミング発生時刻からＶＩＣＳ情報のフレーム同期タイミング発生時刻までの時間を遅延時間として設定し、ＤＧＰＳ情報を遅延するように構成することもできる。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するものではない。
【００２２】
【発明の効果】
以上本発明によれば、ＤＧＰＳ情報の受信により失われるＶＩＣＳ情報量を少なくできるため、誤り訂正処理（横訂正／縦訂正／横訂正処理）により失われたＶＩＣＳ情報を復元することができる。このため、ＶＩＣＳ情報が失われて該ＶＩＣＳ情報の表示が遅延するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＦＭ多重放送受信機の構成図である。
【図２】遅延時間設定及びＶＩＣＳ／ＤＧＰＳ情報受信制御フローである。
【図３】ＦＭ多重データのフレーム構成図である。
【図４】ＤＧＰＳデータの構成図である。
【図５】ＤＧＰＳセグメント内容説明図である。
【図６】ＶＩＣＳ情報及びＤＧＰＳ情報のフレーム同期タイミング説明図である。
【符号の説明】
４・・フロントエンド（Ｆ／Ｅ）
５・・ＰＬＬ回路
７・・中間周波増幅／ＦＭ検波器（ＩＦ／ＤＥＴ）
８・・フィルタ回路
９・・Ｌ−ＭＳＫ復調回路
１０・・フレーム同期タイミング一致回路
１０ａ，１０ｂ・・スイッチ
１０ｃ・・遅延回路
１１・・同期回路
１２・・訂正処理部
１３・・ＲＡＭ
２１・・プロセッサ（ＣＰＵ）
２２・・基準クロック発生部
２３・・カウンタ

Claims (1)

1. 別々の放送局よりＦＭ多重で放送されるＤＧＰＳ情報とＶＩＣＳ情報を１つの受信機で受信するＦＭ多重放送データ受信方法において、
   ＤＧＰＳ情報を放送するＦＭ多重放送局からのＦＭ多重放送データのフレーム同期タイミングとＶＩＣＳ情報を放送するＦＭ多重放送局からのＦＭ多重放送データのフレーム同期タイミングの時間差を測定し、ＶＩＣＳ情報を放送するＦＭ多重放送データを前記時間差分遅延してフレーム同期タイミングを一致させるフレームタイミング一致回路を設け、
   ＶＩＣＳ情報を放送するＦＭ多重放送局からのＦＭ多重放送データの受信中において、前記フレームタイミング一致回路の出力よりＶＩＣＳ情報を取り出すと共に、該ＶＩＣＳ情報のフレーム同期が検出された時、受信局をＤＧＰＳ情報を放送するＦＭ多重放送局に切り替え、
   前記フレームタイミング一致回路の出力よりＤＧＰＳ情報を取り出し、該ＤＧＰＳ情報の受信完了後、ＶＩＣＳ情報を放送するＦＭ多重放送局に受信局を切り替えることを特徴とするＦＭ多重放送データ受信方法。

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