JP3598030B2

JP3598030B2 - デジタル放送受信装置、及びデジタル放送受信方法

Info

Publication number: JP3598030B2
Application number: JP31770199A
Authority: JP
Inventors: 信夫田島; 武司川辺
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2004-12-08
Anticipated expiration: 2019-11-09
Also published as: JP2001136146A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重伝送方式を用いて変調して伝送した信号を受信するデジタル放送受信装置に関し、特に、送信側で設定された伝送パラメータを用いて放送波を送信し、送信された放送波を受信し、復調及びデコードするデジタル放送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地上デジタル放送の伝送方式には、直交周波数分割多重（以下、ＯＦＤＭという）方式が用いられている。このＯＦＤＭ方式は、複数のキャリア（サブキャリア）を同時に用いて信号を伝送するマルチキャリア伝送方式である。隣接するキャリアは互いに直交しており、それぞれのキャリアの振幅および位相にデータを割り当てＤＱＰＳＫ、１６ＱＰＳＫ、６４ＱＡＭによりデジタル変調する方式である。
【０００３】
地上デジタル放送のＯＦＤＭ方式では、図７（ａ）に示すように、モードに対応するサブキャリアの数によって有効シンボル期間が異なり、伝送条件によって前記モードは最適なものが選択可能になっている。また、マルチパスの影響を除去するために、前記有効シンボル期間の前方にガード期間（前記有効シンボル期間の後方の一部に一致した信号）が付加されるが、伝送条件によって前記ガード期間も最適な長さが選択可能になっている。
【０００４】
地上デジタル放送のＯＦＤＭ方式では、図７（ｂ）に示すように、モードとしてモード１（キャリア数２０４８）、モード２（キャリア数４０９６）、モード３（キャリア数８１９２）の３種類、ガード期間として１／４、１／８、１／１６、１／３２の４種類が規定されている。
【０００５】
地上波デジタル放送では、映像、音声、データ等の送りたい情報をＭＰＥＧ等の圧縮方式によりデータ圧縮を施し、多重化して１つのトランスポートストリーム（以下、ＴＳという）信号を生成し、伝送条件によってその放送に最適なモードやガード期間を選択して、生成されたＴＳ信号をＯＦＤＭ方式でデジタル変調して送信する。そのため、受信装置では、送信側と同じモードおよびガード期間で信号を復調することが必要となる。従って、複数あるモードおよびガード期間内、いずれかのモードおよびガード期間で信号が伝送される場合、受信装置側で送信側のモードおよびガード期間を判定して、復調を行うことが必要になる。
【０００６】
従来技術では、送信側のモードおよびガード期間を判定するために、規定されているモードおよびガード期間の全ての組み合わせに対して、一般的に図８に示すフローで順次検索していく方法が採られている。
【０００７】
この方法では、チャンネル選局時に、まず、チューナーを用いてＲＦ信号から所望の周波数の信号を抽出し、抽出された信号（ＩＦ信号）をＩＱ復調を行って、Ｉ信号とＱ信号に分離する。分離されたＩ信号とＱ信号は、ガード期間の信号と有効シンボル期間の終端期間の信号との間に相関性があるので、適切な遅延量（１有効シンボル期間＝モードに対応）で信号を遅延させて、適切な区間（ガード期間に相当）で移動平均を求めると、設定したモードおよびガード期間に相当するシンボル期間と等しい間隔で相関ピークが連続して得られる。
【０００８】
従って、例えば、送信側のモードおよびガード期間を判定するために、規定されているモードおよびガード期間の全ての組み合わせについて、図９に示すような判定順序（以下、モード番号という）を付す。ここで、まず、モード番号▲１▼のモードおよびガード期間で移動平均を求め（ステップＳ８０３）、そのモードおよびガード期間で決まるシンボル期間に相当する間隔で連続して相関ピークが得られるか否かを判断し（ステップＳ８０４）、シンボル期間に相当する間隔で相関ピークが得られた場合には、判定を終了してそのモードでシンボル周期の再生を行い受信信号の復調処理を行う（ステップＳ８０７）。
【０００９】
一方、シンボル期間に相当する間隔で相関ピークが得られない場合には、モード番号を順次切り替えて（モード番号▲１▼→▲２▼→▲３▼→…）（ステップＳ８０５）、そのモードおよびガード期間の移動平均を求めて同様な処理を行う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のように、地上デジタル放送のＯＦＤＭ方式では、図７（ｂ）に示すように、モードとしてモード１（キャリア数２０４８）、モード２（キャリア数４０９６）、モード３（キャリア数８１９２）の３種類、ガード期間として１／４、１／８、１／１６、１／３２の４種類が規定されている。
【００１１】
従って、従来技術では、受信側はチャンネル変更時に、送信側のモードおよびガード期間を判定するために全ての組み合わせ（３種類のモードと４種類のガード期間で１２通り）を順次判定していく必要があり、送信側のモードおよびガード期間を高速に判定することは困難であった。
【００１２】
本発明では、上記問題を解決するためになされたものであり、判定手順を任意に設定可能な手順制御回路とチャンネル毎のモードおよびガード期間の履歴情報を記憶する記憶手段を備え、次回選局時にその履歴情報を元に前記判定手順を設定することで、チャンネル変更を高速化する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成とした。
【００１４】
即ち、有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせが複数規定された直交周波数多重伝送方式にて伝送された信号を受信するデジタル放送受信装置であって、チャンネル毎のモード履歴情報を記憶する手段と、前記チャンネル毎のモード履歴情報に応じて、前記規定された有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせの順位を設定する手段と、前記設定された順位に従い、前記規定された有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせと、受信信号の有効シンボル期間長及びガード期間長との一致判定を行う手段とを有するようにした。
【００１５】
これにより、チャンネル変更時のモードおよびガード期間の判定手順を任意に設定することができ、そのチャンネルで使用されている可能性の高いモードおよびガード期間から判定を行うことで、チャンネル変更を高速化できる。
【００１６】
ここで、チャンネル毎の最終選局時の前記有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせを最上位の順位としても良い。
【００１７】
これにより、チャンネル毎にモードおよびガード期間が固定運用される場合には、チャンネル変更時にそのモードおよびガード期間の判定を行うことで、チャンネル変更を高速化できる。
【００１８】
また、チャンネル毎の使用頻度の高い前記有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせを上位に順位付けるようにしても良い。
【００１９】
これにより、チャンネル毎にモードおよびガード期間が複数運用される場合には、チャンネル変更時に使用頻度の高いモードおよびガード期間から判定を行うことで、チャンネル変更を高速化できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のデジタル放送受信装置の実施形態を図を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の基本構成を示す図である。
【００２２】
ＣＰＵ（９）は、起動時およびチャンネル変更時に、不揮発性メモリ（１１）からチャンネルに対応する周波数（１２）およびモード履歴情報（１３）（チャンネル毎のモードおよびガード期間の履歴情報）を読み出し、チューナー（２）に所望のチャンネルの周波数の設定、および、ＯＦＤＭ復調回路（３）にモード判定手順の設定を行う。
【００２３】
地上波デジタル放送のＯＦＤＭ方式では、図７（ｂ）に示すようにモード（３種類）およびガード期間（４種類）の組み合わせで１２通りが規定されており、送信側は伝送条件によって最適なモードやガード期間を選択してＯＦＤＭ方式でデジタル変調して送信する。従って、受信側はチャンネル変更時にこれらのモードおよびガード期間が分からないため、通常これらの組み合わせを全て検索して、伝送モードを判定する必要がある。
【００２４】
本発明では、不揮発性メモリ（１１）から、チャンネルに対応するモード履歴情報（１３）を読み出して、この履歴情報を元にモード判定手順を指定することによって、チャンネル変更を高速化する。
【００２５】
チューナー（２）は、ＲＦ信号から所望の周波数のＩＦ信号を抽出する。ＯＦＤＭ復調回路（３）は、設定されたモード判定手順に従って、ＯＦＤＭ変調された前記ＩＦ信号のモードおよびガード期間の判定を行い、モードが正しく判定された場合には、シンボル周期の再生を行って必要な復調処理をして、最終的に復調データとしてＴＳ信号を出力する。
【００２６】
ＴＳ信号はＴＳデコーダ（４）で映像ストリームと音声ストリームに分離され、ビデオデコーダ（５）およびオーディオデコーダ（６）でデコードされ、映像信号（７）および音声信号（８）として出力される。
【００２７】
図２は、前記ＯＦＤＭ復調回路（３）の基本構成を示す図である。
【００２８】
前記チューナー（２）より抽出されたアナログＩＦ信号（２１）はＡＤＣ（２２）でデジタルＩＦ信号に変換される。デジタルＩＦ信号はＩＱ復調（２３）でＩ信号およびＱ信号に分離される。
【００２９】
ＩＱ復調（２３）で分離されたＩ信号とＱ信号は、ガード期間の信号と有効シンボル期間の終端期間の信号との間に相関性があり、適切な遅延量（１有効シンボル期間＝モードに相当）で信号を遅延させて、適切な区間（ガード期間に相当）で移動平均を求めると、この区間内で相関ピークが得られる。
【００３０】
モード判定回路（２４）は前記ＣＰＵ（９）が周辺バス（１４）を通して指示したモード判定手順に従ってモードおよびガード期間を設定し、前記Ｉ信号とＱ信号の間の移動平均を求めて相関値を算出し、Ｉ信号とＱ信号の相関性からモードとガード期間を判定する。設定したモードと信号のモードが等しければ、ＩＱ復調（２２）で分離されたＩ信号およびＱ信号から求めた相関値は連続して設定したモードおよびガード期間に相当するシンボル期間と等しい間隔で得られ、その場合はモード一致と判断しＩ信号とＱ信号の有効シンボル期間に相当する位置に同期信号を再生する。
【００３１】
等しい間隔で得られなかった場合にはモード不一致と判断し、次に判定を行うモードおよびガード期間を順次設定し、同様な判定を行う。
【００３２】
ＧＩ除去（２５）は前記同期信号を用いてＩ信号およびＱ信号の有効シンボル期間の信号を取り出す。
【００３３】
取り出された有効シンボル期間の信号はＦＦＴ回路（２６）により高速フーリエ変換される。高速フーリエ変換された信号は後段の波形等化部（２７）により伝送路で受けた歪みを推定し、補償する。このとき送信側で信号の基準となるパイロット信号を挿入するのが一般的である。波形等化部（２７）はこのパイロット信号を用いて伝送路を推定する。
【００３４】
等化された信号は復号部（２８）へ渡され、復号部（２８）でデマッピング処理、デインターリーブ処理、ビタビデコード処理、リードソロモン復号、逆拡散処理等を行う。処理された信号は最終的にＴＳ信号（２９）として出力される。
【００３５】
図３は、前記モード判定回路（２４）の基本構成を示す図である。
【００３６】
判定手順記憶メモリ（５１）は、前記ＣＰＵ（９）が周辺バス（１４）を通して指示した判定手順が格納される。
【００３７】
判定手順制御回路（５０）は、前記判定手順記憶メモリ（５１）に格納されている判定手順に従ってモードおよびガード期間を設定し、モード一致判定回路（４７）の判定結果がモード一致の場合にはそのモードを保持し、モード不一致の場合には次に判定するモードおよびガード期間を設定する。
【００３８】
ＦＩＦＯ（４２）、（４３）は、前記判定手順制御回路（５０）が判定制御バス（５２）を通して指示した遅延量（１有効シンボル期間＝モードに相当）だけ、前記ＩＱ復調（２３）の出力信号であるＩ信号（４０）、Ｑ信号（４１）を遅延させる。
【００３９】
相関値演算回路（４６）は、前記ＩＱ復調（２３）の出力であるＩ信号（４０）、Ｑ信号（４１）とＦＩＦＯ（４２）、（４３）で遅延させたＩ信号（４４）、Ｑ信号（４５）を用いて、前記判定手順制御回路（５０）が判定制御バス（５２）を通して指示した区間（ガード期間に相当）で移動平均を求めて相関値を計算し、１クロック毎に相関信号（５３）を出力する。
【００４０】
モード一致判定回路（４７）は、前記相関信号（５３）のピーク間隔を監視し、判定中のモードおよびガード期間に相当するシンボル期間と等しい間隔で、前記相関信号（５３）のピークが連続して得られた場合はモード一致と判定し、得られない場合はモード不一致と判定する。
【００４１】
タイミング回路（４８）は、モード一致判定回路（４７）の判定結果がモード一致の時に、前記Ｉ信号（４０）、Ｑ信号（４１）の有効シンボル期間に相当する位置に同期信号（４９）を再生して出力する。
【００４２】
図４に本発明のチャンネル変更のフロー図を示す。
【００４３】
前記ＣＰＵ（９）はチャンネル変更時に、前記不揮発メモリ（１１）を参照し、まず、該当するチャンネルの周波数情報（１２）の取得を行い（ステップＳ４０２）、チューナー（２）にＲＦ信号から所望の信号を抽出するように同調を指示する（ステップＳ４０３）。次に、ＣＰＵ（９）は前記不揮発性メモリ（１１）を参照し、該当するチャンネルのモード履歴情報（１３）の取得を行う（ステップＳ４０４）。
【００４４】
図６は、不揮発性メモリ（１１）に記憶するモード履歴情報（１３）の構成例である。図６（ａ）は、チャンネル別にラスト選局時のモードおよびガード期間を記憶しておく例で、図６（ｂ）はチャンネル別にモードおよびガード期間を使用頻度の高い順に整理して記憶しておく例である。その他に時間帯および番組毎に伝送モードが異なる場合には、週および時間単位でモード履歴情報を管理して記憶しておき利用する方法等が考えられる。
【００４５】
ＣＰＵ（９）は該当するチャンネルのモード履歴情報（１３）を取得して、モード履歴情報がない場合には判定手順の指定なしを判定手順記憶メモリ（５１）に設定する（ステップＳ４０７）。モード履歴情報がある場合には、その履歴を元に判定手順を判定手順記憶メモリ（５１）に設定する（ステップＳ４０６）。図４の例では、履歴情報がある場合、▲１▼モード１、ガード期間１／３２、▲２▼モード３、ガード期間１／４、…の順に判定するように指示している。
【００４６】
判定手順制御回路（５０）は、判定手順記憶メモリ（５１）に設定された判定手順に従ってモード判定を行い（ステップＳ４０８）、判定終了後に判定結果をＣＰＵ（９）に返す。ＣＰＵ（９）は受け取った判定結果を元にモード履歴情報（１３）を更新し（ステップＳ４１０）、選局動作を終了する（ステップＳ４１１）。
【００４７】
図５に本発明のモード判定のフロー図を示す。
【００４８】
判定手順制御回路（５０）は、判定手順記憶メモリ（５１）に設定された判定手順に基づき動作する。判定手順記憶メモリ（５１）から判定手順を読み出し（ステップＳ５０２）、判定手順の指定がない場合には、全検索型のモード判定を行う。全検索型のモード判定では、初期状態として例えばモード番号▲１▼のモードおよびガード期間を設定し（ステップＳ５１０）、モード一致が検出されるまで、判定モードを順次切り替えて（モード番号▲１▼→▲２▼→▲３▼→…）、モード判定を行う。
【００４９】
判定手順の指定がある場合には、初期状態として判定手順記憶メモリ（５１）から最初に記憶してあるモードおよびガード期間を設定し（ステップＳ５０３）、モード一致が検出されるまで、判定手順記憶メモリ（５１）から次に記憶してあるモードおよびガード期間を設定し判定を行い、判定手順記憶メモリ（５１）に記憶してあるモードおよびガード期間によるモード判定が全てモード不一致の場合には、全検索型のモード判定を行う。
【００５０】
以上のようにして、判定手順制御回路（５０）は指定された判定手順に従ってモード判定を続け、最終的に判定結果として、判定が成功した否かと、そのモードおよびガード期間を周辺バス（５１）でＣＰＵ（９）に通知して判定動作を終了する。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、チャンネル変更時のモードおよびガード期間の判定手順を任意に設定することを可能にし、そのチャンネルで使用されている可能性の高いモードおよびガード期間から判定を行うことで、チャンネル変更を高速化する効果がある。
【００５２】
また、チャンネル毎にモードおよびガード期間が固定運用される場合に、チャンネル変更時にそのモードおよびガード期間の判定を行うことで、チャンネル変更を高速化する効果がある。
【００５３】
更に、チャンネル毎にモードおよびガード期間が複数運用される場合に、チャンネル変更時に使用頻度の高いモードおよびガード期間から判定を行うことで、チャンネル変更を高速化する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデジタル放送受信機の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係るデジタル放送受信機で用いられるＯＦＤＭ復調回路の実施形態を示す構成図である。
【図３】本発明に係るデジタル放送受信機で用いられるモード判定回路の実施形態を示す構成図である。
【図４】本発明に係るデジタル放送受信機のチャンネル変更処理フローチャートである。
【図５】本発明に係るデジタル放送受信機のモード判定手順処理フローチャートである。
【図６】本発明に係るデジタル放送受信機のモード履歴情報の構成図である。
【図７】地上波デジタル放送のＯＦＤＭ方式のシンボル構成を示す図である。
【図８】従来のデジタル放送受信機のモード判定手順処理フローチャートである。
【図９】モード、ガード期間、判定順序の関係を示した図である。
【符号の説明】
１・・ＲＦ信号、２・・チューナー、３・・ＯＦＤＭ復調回路、４・・ＴＳデコーダ、５・・ビデオデコーダ、６・・オーディオデコーダ、７・・映像信号、８・・音声信号、９・・ＣＰＵ、１０・・ＲＡＭ、１１・・不揮発性メモリ、１２・・チャンネル毎の周波数情報、１３・・チャンネル毎のモード履歴情報、１４・・周辺バス、１５・・システムバス、１６・・ユーザーＩ／Ｆ、２１・・ＩＦ信号、２２・・ＡＤＣ、２３・・ＩＱ復調、２４・・モード判定回路、２５・・ＧＩ除去、２６・・ＦＦＴ回路、２７・・波形等化部、２８・・復号部、２９・・ＴＳ信号、４０・・ＩＱ復調後のＩ信号、４１・・ＩＱ復調後のＱ信号、４２・・Ｉ信号遅延用ＦＩＦＯ、４３・・Ｑ信号遅延用ＦＩＦＯ、４４・・遅延後のＩ信号、４５・・遅延後のＱ信号、４６・・相関値計算回路、４７・・モード一致判定回路、４８・・タイミング回路、４９・・同期信号、５０・・判定手順制御回路、５１・・判定手順記憶メモリ

Claims

有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせが複数規定された直交周波数多重伝送方式にて伝送された信号を受信するデジタル放送受信装置であって、
チャンネル毎のモード履歴情報を記憶する手段と、
前記チャンネル毎のモード履歴情報に応じて、前記規定された有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせの順位を設定する手段と、
前記設定された順位に従い、前記規定された有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせと、受信信号の有効シンボル期間長及びガード期間長との一致判定を行う手段とを有することを特徴とするデジタル放送受信装置。
チャンネル毎の最終選局時の前記有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせを最上位の順位とすることを特徴とする請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
チャンネル毎の使用頻度の高い前記有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせを上位に順位付けることを特徴とする請求項１に記載のデジタル放送受信装置。
有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせが複数規定された直交周波数多重伝送方式にて伝送された信号を受信するデジタル放送受信方法であって、
チャンネル毎のモード履歴情報を記憶する工程と、
前記チャンネル毎のモード履歴情報に応じて、前記規定された有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせの順位を設定する工程と、
前記設定された順位に従い、前記規定された有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせと、受信信号の有効シンボル期間長及びガード期間長との一致判定を行う工程とを有することを特徴とするデジタル放送受信方法。
チャンネル毎の最終選局時の前記有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせを最上位の順位とすることを特徴とする請求項４に記載のデジタル放送受信方法。
チャンネル毎の使用頻度の高い前記有効シンボル期間長及びガード期間長の組み合わせを上位に順位付けることを特徴とする請求項４に記載のデジタル放送受信方法。