JP3826905B2 - デジタル放送受信装置および受信方法 - Google Patents

Description

この発明に係るデジタル放送受信装置は、アンテナを介して衛星デジタル放送を受信するデジタル放送受信装置および受信方法に関する。詳しくは、受信特性が劣化した際に、キャリア・ノイズ比、フェーズノイズ量、及び復調手段を所定の値にした際のビットエラーレートに基づき受信特性劣化の要因を判断し、復調手段の雑音帯域幅及びダンピングファクタを適切なモードに設定する制御手段を備えることにより、アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発振器のフェーズノイズおよび寄生発振による受信特性劣化を自動的に改善することができるようにしたデジタル放送受信装置および受信方法に係るものである。

従来、テレビジョン放送受信機は、例えば地上波のＶＨＦ／ＵＨＦ放送、放送衛星を利用したＢＳ（BroadCast Satellite）放送等のアナログ放送を受信できる。近年、放送衛星を利用したＢＳ（BroadCast Satellite）デジタル放送、ＣＳ（Communication Satellite）デジタル放送を受信できるテレビジョン放送受信機が実用化されている。このようなテレビジョン放送受信機を使用する場合、従来のＢＳアナログ放送で使用していたアンテナはそのままＢＳデジタル放送の受信に使用される場合がある。

従来のＢＳアンテナ放送では、変調方式がＦＭであったことからＦＭ残留ノイズに対して耐性が強く、ローカル発振のフェーズノイズ（位相雑音）を多く含むアンテナでも正常に受信することができた。従来のＢＳアナログ放送で使用していたアンテナはそのままＢＳデジタル放送で使用することが可能であるが、上述したフェーズノイズを多く含むアンテナをＢＳデジタル放送で使用した場合には、ＢＳデジタル放送の変調方式が８ＰＳＫ（Phase Shift Keying）であるため、ＢＳアナログ放送に比べてその耐性が弱く、受信特性が劣化することがある。

図３は、８ＰＳＫ変調によるベースバンド信号点の配置を示す図である。８ＰＳＫでは、八つの位相点を使い、１シンボルで３ビットの情報を伝送する。ＰＳＫの位相が増えると１シンボルあたりの情報量が増えるが、一方で雑音の影響などにより誤って隣接する信号点として受信される確率が高くなる。

実際には、ローカル発振器正常に発振する場合でも、ランダムノイズによりベースバンド信号は信号点から広がりをもち、そのため、キャリア・ノイズ比（Ｃ／Ｎ：Carrier to Noise ratio）が低くなる。図４は、ローカル発振器正常発振時の発振スペクトルを示す図である。図５は、ランダムノイズ発生する場合の信号点の状態を示す図である。

Ｃ／Ｎ値が低下すると、復調ＩＣ出力のトランスポートストリームのエラー量が多くなるため、ビットエラーレートが悪化し、最終的には画面にブロックノイズが出る等の受信性能劣化につながる。

図６は、高フェーズノイズの場合の発振スペクトルを示す図である。図７は、フェーズノイズ発生時の信号点の状態を示す図である。上述したフェーズノイズを多く含むアンテナを使用する際に、図６に示すようにローカル発振器のフェーズノイズが大きい場合には、受信信号にそのままこのフェーズノイズが重畳するが、フェーズノイズは周波数成分に偏りのあるノイズを含んでいるため、ベースバンド信号の位相マッピング信号点は図７に示すように、円周方向に広がってくる。この場合、ベースバンド信号の各信号点間の距離が短いため、復調器は隣接している信号点と誤って判断する確率が高くなり、結果的に出力トランスポートストリーム（ＴＳ）のエラーが増大するためである。

近年、ローカル発振器のフェーズノイズが悪化した場合のコンスタレーションについて検討され、ベースバンド信号の位相マッピング信号点は円周方向に広がることが報告された（例えば、非特許文献１参照）。

一方、アンテナの購入当初は正常にコンバータのローカル発振器が動作していたはずのものが、長年外気にさらされているうちに、防水効果が劣化するなどして湿気が入ったり、温度変化を繰り返すうちにグランドなどの接触が悪くなったりするなどの経年変化により、ローカル発振器の発振特性が劣化し、図８に示すような寄生発振を起こすことがある。図８は、寄生発振が起こっている場合の発振スペクトルである。実験結果により、ベースバンド信号の位相マッピング信号点は図９のように、半径方向に広がってくることが分かった。この場合も上述と同じ理由から、受信特性が劣化する要因となる。

David A. Bryan、"QAM FOR TERRESTRIAL AND CABLE TRANSMISSION"IEEE Trans. On Consumer Electronics, Vol.41, No.3, Aug. 1995.（p.385，386、Figure 4）

しかし、上述した従来の衛星デジタル受信装置では、受信特性劣化の要因を自動的に判断する方法がなく、これらの特性劣化を自動的に改善する最適な対策を行うことができなかった。

そこで従来は、サービスマンによる個別対応で対策するしか方法がなかった。この場合、サービスマンが操作できる特殊モード（サービスモード）を利用して復調器のレジスタの値を調整することにより受信特性劣化を改善することができるが、サービスマンの個別対応による費用等の点で問題があった。

また、アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発振器のフェーズノイズおよび寄生発振が原因で受信特性劣化が起こった場合には、その多くがアンテナ買い替えにより対応することができるが、費用がかかったり、共聴システムのように簡単に交換できなかったりするなどの問題がある。

そこで、この発明は、アンテナにより受信特性劣化の要因を自動的に判断することができ、アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発振器のフェーズノイズおよび寄生発振による受信特性劣化を自動的に改善することができるようにしたデジタル放送受信装置および受信方法を提供することを目的とする。

この発明に係るデジタル放送受信装置は、アンテナを介して衛星デジタル放送を受信することが可能なデジタル放送受信装置において、アンテナから伝送された受信信号をベースバンド信号に直交検波する検波手段と、検波手段により得られたベースバンド信号の位相マッピング信号点の半径方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のキャリア・ノイズ比を算出するＣ／Ｎ値算出手段と、ベースバンド信号の位相マッピング信号点の円周方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のフェーズノイズ量を算出するフェーズノイズ量算出手段と、ベースバンド信号をトランスポートストリームに復調する復調手段と、トランスポートストリームのビットエラーレートを計測するビットエラーレート計測手段と、復調手段の雑音帯域及びダンピングファクタを所定のモードに設定する設定手段と、設定手段による復調手段の設定を制御する制御手段とを備え、設定手段は、復調手段を、雑音帯域幅の値を所定の第１雑音帯域幅とし、ダンピングファクタの値を所定の第１ダンピングファクタとする第１のモードと、雑音帯域幅の値を第１雑音帯域幅より大きい第２雑音帯域幅とし、ダンピングファクタの値を第１ダンピングファクタより大きい第２ダンピングファクタとする第２のモードと、雑音帯域幅の値を第２雑音帯域幅以上である第３雑音帯域幅とし、ダンピングファクタの値を第２ダンピングファクタより大きい第３ダンピングファクタとする第３のモードとに設定し、制御手段は、Ｃ／Ｎ値算出手段により算出したキャリア・ノイズ比が所定の値以下である場合、又は、Ｃ／Ｎ値算出手段により算出したキャリア・ノイズ比が所定の値より大きく且つフェーズノイズ量算出手段により算出したフェーズノイズ量が所定の値以下である場合に、復調手段を第１のモードに設定し、復調手段を第１のモードに設定してビットエラーレート計測手段により計測したビットエラーレートが所定の値より大きく、且つ、復調手段を第３のモードに設定してビットエラーレート計測手段により計測したビットエラーが所定の値以下である場合に、アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発信器に寄生発振が発生していると判断して、復調手段を第３のモードに設定し、復調手段を第１のモードに設定してビットエラーレート計測手段により計測したビットエラーレートが所定の値以下である場合、又は、復調手段を第３のモードに設定してビットエラーレート計測手段により計測したビットエラーレートが所定の値より大きい場合に、キャリア・ノイズ比が低下していると判断して、復調手段を第１のモードに設定し、Ｃ／Ｎ値算出手段により算出したキャリア・ノイズ比が所定の値より大きく、且つ、フェーズノイズ量算出手段により算出したフェーズノイズ量が所定の値より大きい場合に、ローカル発信器にフェーズノイズが発生していると判断して、復調手段を第２のモードに設定することを特徴とするデジタル放送受信装置。

また、この発明に係る受信放送は、アンテナから伝送された受信信号をベースバンド信号に直交検波し、ベースバンド信号の位相マッピング信号点の半径方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のキャリア・ノイズ比を算出し、ベースバンド信号の位相マッピング信号点の円周方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のフェーズノイズ量を算出し、ベースバンド信号をトランスポートストリームに復調し、トランスポートストリームのビットエラーレートを計測し、ベースバンド信号をトランスポートストリームに復調するための雑音帯域幅及びダンピングファクタを所定のモードに設定する、衛星デジタル放送を受信することが可能なデジタル放送受信装置における受信方法であって、雑音帯域幅の値を所定の第１雑音帯域幅とし、ダンピングファクタの値を所定の第１ダンピングファクタとする第１のモードと、雑音帯域幅の値を第１雑音帯域幅より大きい第２雑音帯域幅とし、ダンピングファクタの値を第１ダンピングファクタより大きい第２ダンピングファクタとする第２のモードと、雑音帯域幅の値を第２雑音帯域幅以上である第３雑音帯域幅とし、ダンピングファクタの値を第２ダンピングファクタより大きい第３ダンピングファクタとする第３のモードとが設定され、キャリア・ノイズ比が所定の値以下である場合、又は、キャリア・ノイズ比が所定の値より大きく且つフェーズノイズ量が所定の値以下である場合は、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第１のモードに設定し、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第１のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値より大きく、且つ、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第３のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値以下である場合は、アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発信器に寄生発振が発生していると判断して、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第３のモードに設定し、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第１のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値以下である場合、又は、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第３のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値より大きい場合は、キャリア・ノイズ比が低下していると判断して、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第１のモードに設定し、キャリア・ノイズ比が所定の値より大きく、且つ、フェーズノイズ量が所定の値より大きい場合は、ローカル発信器にフェーズノイズが発生していると判断して、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第２のモードに設定することを特徴とするものである。

この発明においては、受信する際に、アンテナから伝送された受信信号をベースバンド信号に直交検波し、得られたベースバンド信号の位相マッピング信号点の半径方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のキャリア・ノイズ比を算出し、またベースバンド信号の位相マッピング信号点の円周方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のフェーズノイズ量を算出し、ベースバンド信号を復調して得られたトランスポートストリームのビットエラーレートを計測し、受信特性が劣化した際に、ベースバンド信号をトランスポートストリームに復調するための雑音帯域幅及びダンピングファクタを設定する。
また、この発明においては、ベースバンド信号をトランスポートストリームに復調するための雑音帯域幅及びダンピングファクタは、雑音帯域幅の値が第１雑音帯域幅となりダンピングファクタの値が第１ダンピングファクタとなる第１のモードと、雑音帯域幅の値が第２雑音帯域幅となりダンピングファクタの値が第２ダンピングファクタとなる第２のモードと、雑音帯域幅の値が第３雑音帯域幅となりダンピングファクタの値が第３ダンピングファクタとなる第３のモードとに設定される。ここで、第２雑音帯域幅は第１雑音大域幅より大きい値であり、第３雑音帯域幅は第２雑音帯域幅以上の値である。また、第２ダンピングファクタは第１ダンピングファクタより大きい値であり、第３ダンピングファクタは第２ダンピングファクタより大きい値である。
更に、この発明においては、キャリア・ノイズ比が所定の値以下である場合、又は、キャリア・ノイズ比が所定の値より大きく且つフェーズノイズ量が所定の値以下である場合は、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値は第１のモードに設定される。また、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第１のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値より大きく、且つ、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第３のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値以下である場合は、アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発信器の寄生発振により受信特性が劣化していると判断され、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値は第３のモードに設定される。これにより、受信特性が改善される。
また、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第１のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値以下である場合、又は、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値を第３のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値より大きい場合は、キャリア・ノイズ比の低下により受信特性が劣化していると判断され、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値は第１のモードに設定される。
更に、キャリア・ノイズ比が所定の値より大きく、且つ、フェーズノイズ量が所定の値より大きい場合は、アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発信器のフェーズノイズの発生により受信特性が劣化していると判断され、雑音帯域幅の値及びダンピングファクタの値は第２のモードに設定される。これにより、受信特性が改善される。

この発明によれば、受信特性が劣化した際に、キャリア・ノイズ比の低下、アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発信器の寄生発振又はフェーズノイズの発生が自動で判断される。また、ベースバンド信号をトランスポートストリームに復調するための雑音帯域幅及びダンピングファクタは、キャリア・ノイズ比の低下、寄生発振の発生、及びフェーズノイズの発生に応じて、適切なモードに自動で設定される。
これにより、アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発振器のフェーズノイズおよび寄生発振による受信性能劣化を自動的に改善することができる。

また、アンテナの周波数コンバータのフェーズノイズおよび寄生発振対策を自動で行うことが出来るため、サービスマンによる個別対応を行う必要がなくなる。

また、アンテナの周波数コンバータのフェーズノイズおよび寄生発振が原因で受信不良が起こった場合には、アンテナの買い替えで対応する必要が無くなる。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、この発明の実施の形態としてのデジタル放送受信装置１００の構成を示している。このデジタル放送受信装置１００はＢＳデジタル放送を受信するための受信装置である。

図１に示すように、デジタル放送受信装置１００は、フロントエンド部と、バックエンド部と、制御部とから構成されている。フロントエンド部は、チューナー回路１１と、復調回路１２と、誤り訂正回路１３とを備える。また、バックエンド部は、デスクランブラ１４と、デマルチプレクサ１５と、ＭＰＥＧデコーダ１６とを備える。制御部はマイクロコンピュータ１７から構成されている。

チューナー回路１１は、周波数コンバータ（ＬＮＢ）１０を介してアンテナ１から送られてきた放送信号（ＢＳ−ＩＦ信号）から目的の放送信号を選択し、さらに増幅処理などを行ってベースバンド信号（Ｉ、Ｑ）に変換する回路である。

復調回路１２は、チューナ１１より出力されるベースバンド信号の復調処理を行ってトランスポートストリーム（ＴＳ）を得る回路である。この復調回路１２は、例えば、ＴＣ８ＰＳＫ（Trellis Coded 8 Phase Shift Keying）デコーダ等の周知の回路系を含む。

また、この復調回路１２には、チューナ１１により得られたベースバンド信号の位相マッピング信号点の半径方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のＣ／Ｎ値を算出するＣ／Ｎ値算出手段１２Ａと、ベースバンド信号の位相マッピング信号点の円周方向の信号の振れ幅の平均値を計測して受信信号のフェーズノイズ量を算出するフェーズノイズ量算出手段１２Ｂとが設けられている。

誤り訂正回路１３は、信号伝送中に発生したトランスポートストリームの誤りを訂正する回路である。誤り訂正回路１３の処理によって、受信Ｃ／Ｎ比（Carrier to Noise ratio）が低い状態でも安定な受信が可能となる。

また、この誤り訂正回路１３には、ベースバンド信号を復調して得られたトランスポートストリームのビットエラーレートを計測するビットエラーレート計測手段１３Ａが設けられている。

デスクランブラ１４は、スクランブルをかけられた信号のスクランブルを解除する回路である。デマルチプレクサ１５は、トランスポートストリームから、ＭＰＥＧ形式でエンコードされた映像信号や音声信号を分離し、コンテンツ信号として、ＭＰＥＧデコーダ１６に供給する。

ＭＰＥＧデコーダ１６は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）形式でエンコードされているコンテンツ信号（映像信号および音声信号）のデコード処理を行うものである。ＭＰＥＧデコーダ１６で得られた映像信号および音声信号はそれぞれ映像出力端子１８および音声出力端子１９に供給され、モニタ装置で映像信号による画像が画面上に表示される。

マイクロコンピュータ１７は、周知のようにＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している（図示せず）。ＣＰＵは、システムバス２０に接続されており、ＲＯＭに記憶された制御プログラム情報に従って、ＲＡＭをワークエリアとして使用しながら、デジタル放送受信装置１００の全体の動作を制御する。

また、マイクロコンピュータ１７は、上述したＣ／Ｎ値算出手段１２Ａ、フェーズノイズ量算出手段１２Ｂの算出結果およびビットエラーレート計測手段１２Ｃの計測結果に基づいて、アンテナ１の性能不良の要因を判断する判断手段、およびこの判断手段の判断結果に基づいて、所定の対策モードを設定する対策モード設定手段としても機能する。

ＢＳデジタル放送を受信する際に、まず、ＢＳ衛星から送られてくる１２ＧＨｚ帯の電波をアンテナ１で受信し、アンテナ１に付属の周波数コンバータ１０により受信信号がＬバンド帯（１ＧＨｚ〜２ＧＨｚ）にダウンコンバートされる。このダウンコンバートされた信号はデジタル放送受信装置１００に送られる。

デジタル放送受信装置１００では、まず、フロントエンド部のチューナー回路１１によりＬバンド帯の信号のうち希望のトランスポンダー信号を取り出して、それをベースバンドに周波数変換する。次に、得られたベースバンド信号（Ｉ、Ｑ）が復調回路１２に入力され、復調回路１２で復調（８ＰＳＫ）処理を行う。復調された信号は、誤り訂正回路１３に供給され、誤り訂正回路１３で信号伝送中に発生したトランスポートストリームの誤りを訂正する。誤り訂正された信号は、トランスポートストリーム（ＴＳ）としてバックエンド部に送られる。

バックエンド部では、デスクランブラ１４、デマルチプレクサ１５、ＭＰＥＧデコーダ１６により映像信号と音声信号が再生され、出力される。なお、受信する際の各デバイスの制御は、マイクロコンピュータ１７により行われる。

このように受信する際に、ベースバンド信号は上述した図５に示すように信号点から広がりをもち、復調回路１２内に設けられたＣ／Ｎ値算出手段１２Ａにより信号点からの半径方向の振れ幅の平均値を計測することによりＣ／Ｎ値を求めることができる（これを示す復調回路（復調ＩＣ）１２のレジスタをＣＮレジスタと呼ぶことにし、この値が大きいほどＣ／Ｎ値が大きいものとする）。

このＣ／Ｎ値が低下すると、フロントエンド部から出力されるトランスポートストリーム（ＴＳ）のエラー量が多くなるため、ビットエラーレート（ＢＥＲ）が悪化し、最終的には画面にブロックノイズが出る等の受信特性劣化につながる（この状態をＣ／ＮＬｏｗモードと呼ぶことにする）。

Ｃ／Ｎ値を求める方法は、熱雑音のように雑音が正規分布に従うランダムノイズの場合を仮定しており、この熱雑音増加によるＣ／Ｎ値の低下は、ベースバンド信号の位相マッピング信号点で見た場合には、図３の信号点を中心に真円の形で広がっていく（図５参照）。そして具体的には、図３に示す位相マッピングの円の半径方向の振れ幅を計測することにより、ＣＮレジスタ値を求めている。ここで、振れ幅の平均値の計測は、例えば数msec単位で行うようになされる。

しかし、実際には、このほかのノイズが信号に重畳される場合も存在し、その場合にはＣ／Ｎ値だけでノイズを評価してはいけないことがわかっている。例えば、図６に示すように周波数コンバータ１０のローカル発振器のフェーズノイズが大きい場合には、デジタル放送受信装置１００の受信信号にそのままこのフェーズノイズが重畳するが、フェーズノイズは周波数成分に偏りのあるノイズを含んでいるため、ベースバンド信号の位相マッピング信号点は図７のように、円周方向に広がってくることがわかっている。この場合、上述のＣＮレジスタでは、円周方向の振れ幅の平均値を計測しているわけではないのでＣＮレジスタ値は変わらないにもかかわらず、トランスポートストリームのビットエラーレートが悪化するという不都合が生じる。

この場合、フェーズノイズ量増大を正しく検出することができないため、円周方向の偏りの状態を計測する方法が必要になってくる。そこで、この円周方向の振れ幅の平均値を計測することによりフェーズノイズ量を求めることができる（これを示すレジスタを「ＰＮレジスタ」と呼ぶことにし、値が大きいほどフェーズノイズ量が大きいものとする）。ここで、振れ幅の平均値の計測は、例えば数１００msec単位で行うようになされる。

上述したように、フェーズノイズ量が大きくなると、トランスポートストリームのビットエラーレートが悪化し、受信特性劣化につながる（この状態をフェーズノイズモードと呼ぶことにする）。

また、周波数コンバータ１０のローカル発振器に寄生発振が起こっている場合、例えば上述した図８に示すように希望発振のサイドに多数の発振が現れることがある。この場合にも、デジタル放送受信装置１００の受信信号にノイズとして影響を与え、受信特性劣化につながるが、復調器のＰＮレジスタは悪化せず、Ｃ／ＮＬｏｗモードと似たような症状を示す（受信Ｃ／Ｎ値が低下する）。この場合、ＣＮレジスタだけではＣ／ＮＬｏｗモードと区別することができないため、別途検出方法が必要になる（この状態を寄生発振モードと呼ぶことにする）。

上述したＣ／ＮＬｏｗモードは受信特性劣化を改善することが出来ないが、フェーズノイズモードおよび寄生発振モードでは、復調回路１２のキャリアトラッキングループの定数、例えば、雑音帯域幅とダンピングファクタを変更することにより、受信特性を改善することができる。具体的には、雑音帯域幅を広くし、ダンピングファクタを大きくすることにより、受信特性を改善することができる。

しかし、これらの定数変更をすることにより、副作用が発生することがわかっており、これらの値を大きくすればするほど受信Ｃ／Ｎに対する耐性が弱くなる。すなわち、Ｃ／ＮＬｏｗモードのときにこの定数変更をしてしまうとさらに状況が悪化してしまうため、この場合にはむやみに定数変更をしてはいけず、デフォルトの設定にとどめる（この設定を「対策モード１」とする）。この場合、例えば、雑音帯域幅をＡ１とし、ダンピングファクタをＢ１とする。

また、寄生発振モードのときには、フェーズノイズモードよりもこれらの値を大きくしなければ効果がないことがわかっており、場合分けをする必要がある（フェーズノイズモード時の対策設定を「対策モード２」とする。この場合、例えば、雑音帯域幅をＡ２（Ａ２＞Ａ１）とし、ダンピングファクタをＢ２（Ｂ２＞Ｂ１）とする。寄生発振モード時の対策設定を「対策モード３」とする。この場合、例えば、雑音帯域幅をＡ３（Ａ３≧Ａ２）とし、ダンピングファクタをＢ３（Ｂ３＞Ｂ２）とする。

次に、本発明のデジタル放送受信装置１００の動作について、図２を参照しながら説明する。図２は、デジタル放送受信装置１００の動作例を示すフローチャートである。ここで、デジタル放送受信装置１００において、受信する際に受信特性劣化が発生するモード（Ｃ／ＮＬｏｗモード、フェーズノイズモード、寄生発振モード）を判断し、それに対応した対策モードを設定する本発明の動作例である。

受信する際に、まず、ステップＳ１で、マイクロコンピュータ１７により、復調回路１２から出力されるトランスポートストリーム（ＴＳ）のビットエラーレート（ＢＥＲ）を計測するＢＥＲレジスタの値を調べ、ＢＥＲレジスタの値が予め設定された所定値（ＢＥＲ＿ＴＨＲ）以上だったら、受信特性劣化と判断し、モード判定ルーチンに入る。

次に、モード判定ルーチンでは、まず、ステップＳ２で、ＣＮレジスタに基づくＣ／Ｎ値が予め設定された所定値（ＣＮ＿ＴＨＲ）以上であるか否かを判断する。Ｃ／Ｎ値が所定値（ＣＮ＿ＴＨＲ）以上の場合、雑音帯域幅およびダンピングファクタ変更の副作用による影響が無いとみなしてフェーズノイズモード判定ルーチンに入り、即ちステップＳ３へ進む。なお、Ｃ／Ｎ値が所定値（ＣＮ＿ＴＨＲ）以上でない場合には、寄生発振モード判定ルーチンに入り、即ちステップＳ５へ進む。

フェーズノイズモード判定ルーチンでは、まず、ステップＳ３でＰＮレジスタが予め設定された所定値（ＰＮ＿ＴＨＲ）以上であるか否かを判断する。ＰＮレジスタが所定値（ＰＮ＿ＴＨＲ）以上の場合、フェーズノイズによる受信特性劣化とみなしてステップＳ４へ進む。ステップＳ４で、対策モード２に設定し、動作を終了する。なお、ステップＳ３で、ＰＮレジスタが所定値（ＰＮ＿ＴＨＲ）以上でないと判断された場合、寄生発振モード判定ルーチンに入り、即ちステップＳ５へ進む。

寄生発振モード判定ルーチンでは、ＣＮレジスタおよびＰＮレジスタを見ただけでは、現在Ｃ／ＮＬｏｗモードなのか寄生発振モードなのかを判断することができない。そこで、まずステップＳ５で、対策モード１（Ｃ／ＮＬｏｗモードの対策）に設定する。次に、ステップＳ６で、ＢＥＲレジスタが予め設定された所定値（ＢＥＲ＿ＴＨＲ）以上であるか否かを判断する。ＢＥＲレジスタが所定値（ＢＥＲ＿ＴＨＲ）より低いであると判断された場合、即ちＢＥＲレジスタがＢＥＲ＿ＴＨＲ以下に改善された場合には、ステップＳ５での設定でＯＫとなりそのまま動作を終了する。

なお、ステップＳ６で、ＢＥＲレジスタが所定値（ＢＥＲ＿ＴＨＲ）以上であると判断された場合には、ステップＳ７で、対策モード３（寄生発振モードの対策）に設定する。

そして、ステップＳ８で、再度ＢＥＲレジスタが予め設定された所定値（ＢＥＲ＿ＴＨＲ）以上であるか否かを判断する。ＢＥＲレジスタが所定値（ＢＥＲ＿ＴＨＲ）以上であると判断された場合には、寄生発振モードではなくＣ／Ｎがかなり低いために起こる受信特性劣化と判断して、ステップＳ９で、対策モード１（Ｃ／ＮＬｏｗモードの対策）に設定して、動作を終了する。なお、ステップＳ８で、ＢＥＲレジスタが所定値（ＢＥＲ＿ＴＨＲ）より低いであると判断された場合には、ＢＥＲレジスタ値がＢＥＲ＿ＴＨＲ以下に改善され、寄生発振による受信特性劣化として処理を終了する。

以上のような動作により、３つのモードを自動的に判定することができ、フェーズノイズモードと寄生発振モードでの受信特性劣化を自動的に改善することができる。

なお、上述のステップＳ３で、ＰＮレジスタが所定値（ＰＮ＿ＴＨＲ）以上でないと判断された場合、寄生発振モード判定ルーチンに入り、即ちステップＳ５へ進む方法について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ステップＳ３で、ＰＮレジスタが所定値（ＰＮ＿ＴＨＲ）以上でないと判断された場合、そのまま動作を終了するようにしてもよい。

このように本実施の形態においては、デジタル放送受信装置１００は、Ｃ／Ｎ値算出手段１２Ａと、フェーズノイズ量算出手段１２Ｂと、ビットエラーレート計測手段１３Ａを備え、受信する際に、アンテナ１から伝送された受信信号をベースバンド信号に直交検波し、得られたベースバンド信号の位相マッピングの半径方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のＣ／Ｎ値を算出し、またベースバンド信号の位相マッピング信号点の円周方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のフェーズノイズ量を算出し、さらにベースバンド信号を復調して得られたトランスポートストリームのビットエラーレートを計測し、これらの結果に基づいて、アンテナ１の性能不良の要因を判断して、この判断結果に基づいて、所定の対策モードを設定する。

これにより、アンテナ１により受信特性劣化の要因を自動的に判断することができ、アンテナ１に付属する周波数コンバータ１０のローカル発振器のフェーズノイズおよび寄生発振による受信特性劣化を自動的に改善することができる
また、周波数コンバータ１０のフェーズノイズおよび寄生発振対策を自動で行うことが出来るため、サービスマンによる個別対応を行う必要がなくなる。

また、周波数コンバータ１０のフェーズノイズおよび寄生発振が原因で受信不良が起こった場合には、アンテナの買い替えで対応する必要が無くなる。

なお、上述実施の形態においては、デジタル放送受信装置１００はＢＳデジタル放送用受信装置であるが、ＣＳデジタル放送にもこの発明を適用できる。

また、上述実施の形態においては、８ＰＳＫの信号の変調方式について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＱＰＳＫ等の信号の変調方式にもこの発明を適用できる。

アンテナにより受信特性劣化の要因を自動的に判断し、アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発振器のフェーズノイズおよび寄生発振による受信特性劣化を自動的に改善することによって、ＢＳ、ＣＳデジタル放送に係わるデジタル放送受信装置および受信方法に適用できる。

実施の形態としてのデジタル放送受信装置の構成を示す図である。 デジタル放送受信装置１００の動作例を示すフローチャートである。 ベースバンド信号の位相マッピング信号点の配置を示す図である。 ローカル発振器の正常発振時の発振スペクトルを示す図である。 ランダムノイズ発生時の信号点の状態を示す図である。 高フェーズノイズ発振時の発振スペクトルを示す図である。 フェーズノイズ発生時の信号点の状態を示す図である。 寄生発振発生時の発振スペクトルを示す図である。 寄生発振発生時の信号点の状態を示す図である。

符号の説明

１・・・アンテナ、１０・・・周波数コンバータ、１１・・・チューナ回路、１２・・・復調回路、１２Ａ・・・Ｃ／Ｎ値算出手段、１２Ｂ・・・フェーズノイズ量算出手段、１３・・・誤り訂正回路、１３Ａ・・・ビットエラーレート計測手段、１４・・・デスクランブラ１５・・・デマルチプレクサ、１６・・・ＭＰＥＧエンコーダ、１７・・・マイクロコンピュータ、１８・・・映像出力端子、１９・・・音声出力端子、１００・・・デジタル放送受信装置

Claims (2)

1. アンテナを介して衛星デジタル放送を受信することが可能なデジタル放送受信装置において、
   アンテナから伝送された受信信号をベースバンド信号に直交検波する検波手段と、
   上記検波手段により得られたベースバンド信号の位相マッピング信号点の半径方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のキャリア・ノイズ比を算出するＣ／Ｎ値算出手段と、
   上記ベースバンド信号の位相マッピング信号点の円周方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のフェーズノイズ量を算出するフェーズノイズ量算出手段と、
   上記ベースバンド信号をトランスポートストリームに復調する復調手段と、
   上記トランスポートストリームのビットエラーレートを計測するビットエラーレート計測手段と、
   上記復調手段の雑音帯域及びダンピングファクタを所定のモードに設定する設定手段と、
   上記設定手段による上記復調手段の設定を制御する制御手段とを備え、
   上記設定手段は、上記復調手段を、
   上記雑音帯域幅の値を所定の第１雑音帯域幅とし、上記ダンピングファクタの値を所定の第１ダンピングファクタとする第１のモードと、
   上記雑音帯域幅の値を上記第１雑音帯域幅より大きい第２雑音帯域幅とし、上記ダンピングファクタの値を上記第１ダンピングファクタより大きい第２ダンピングファクタとする第２のモードと、
   上記雑音帯域幅の値を上記第２雑音帯域幅以上である第３雑音帯域幅とし、上記ダンピングファクタの値を上記第２ダンピングファクタより大きい第３ダンピングファクタとする第３のモードとに設定し、
   上記制御手段は、
   上記Ｃ／Ｎ値算出手段により算出したキャリア・ノイズ比が所定の値以下である場合、又は、上記Ｃ／Ｎ値算出手段により算出したキャリア・ノイズ比が所定の値より大きく且つ上記フェーズノイズ量算出手段により算出したフェーズノイズ量が所定の値以下である場合に、上記復調手段を上記第１のモードに設定し、
   上記復調手段を上記第１のモードに設定して上記ビットエラーレート計測手段により計測したビットエラーレートが所定の値より大きく、且つ、上記復調手段を上記第３のモードに設定して上記ビットエラーレート計測手段により計測したビットエラーが所定の値以下である場合に、上記アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発信器に寄生発振が発生していると判断して、上記復調手段を上記第３のモードに設定し、
   上記復調手段を上記第１のモードに設定して上記ビットエラーレート計測手段により計測したビットエラーレートが所定の値以下である場合、又は、上記復調手段を上記第３のモードに設定して上記ビットエラーレート計測手段により計測したビットエラーレートが所定の値より大きい場合に、キャリア・ノイズ比が低下していると判断して、上記復調手段を上記第１のモードに設定し、
   上記Ｃ／Ｎ値算出手段により算出したキャリア・ノイズ比が所定の値より大きく、且つ、上記フェーズノイズ量算出手段により算出したフェーズノイズ量が所定の値より大きい場合に、上記ローカル発信器にフェーズノイズが発生していると判断して、上記復調手段を上記第２のモードに設定する
   ことを特徴とするデジタル放送受信装置。
2. アンテナから伝送された受信信号をベースバンド信号に直交検波し、
   上記ベースバンド信号の位相マッピング信号点の半径方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のキャリア・ノイズ比を算出し、
   上記ベースバンド信号の位相マッピング信号点の円周方向の振れ幅の平均値を計測して受信信号のフェーズノイズ量を算出し、
   上記ベースバンド信号をトランスポートストリームに復調し、
   上記トランスポートストリームのビットエラーレートを計測し、
   上記ベースバンド信号をトランスポートストリームに復調するための雑音帯域幅及びダンピングファクタを所定のモードに設定する、衛星デジタル放送を受信することが可能なデジタル放送受信装置における受信方法であって、
   上記雑音帯域幅の値を所定の第１雑音帯域幅とし、上記ダンピングファクタの値を所定の第１ダンピングファクタとする第１のモードと、
   上記雑音帯域幅の値を上記第１雑音帯域幅より大きい第２雑音帯域幅とし、上記ダンピングファクタの値を上記第１ダンピングファクタより大きい第２ダンピングファクタとする第２のモードと、
   上記雑音帯域幅の値を上記第２雑音帯域幅以上である第３雑音帯域幅とし、上記ダンピングファクタの値を上記第２ダンピングファクタより大きい第３ダンピングファクタとする第３のモードとが設定され、
   上記キャリア・ノイズ比が所定の値以下である場合、又は、上記キャリア・ノイズ比が所定の値より大きく且つ上記フェーズノイズ量が所定の値以下である場合は、上記雑音帯域幅の値及び上記ダンピングファクタの値を上記第１のモードに設定し、
   上記雑音帯域幅の値及び上記ダンピングファクタの値を上記第１のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値より大きく、且つ、上記雑音帯域幅の値及び上記ダンピングファクタの値を上記第３のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値以下である場合は、上記アンテナに付属する周波数コンバータのローカル発信器に寄生発振が発生していると判断して、上記雑音帯域幅の値及び上記ダンピングファクタの値を上記第３のモードに設定し、
   上記雑音帯域幅の値及び上記ダンピングファクタの値を上記第１のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値以下である場合、又は、上記雑音帯域幅の値及び上記ダンピングファクタの値を上記第３のモードに設定して計測したビットエラーレートが所定の値より大きい場合は、キャリア・ノイズ比が低下していると判断して、上記雑音帯域幅の値及び上記ダンピングファクタの値を上記第１のモードに設定し、
   上記キャリア・ノイズ比が所定の値より大きく、且つ、上記フェーズノイズ量が所定の値より大きい場合は、上記ローカル発信器にフェーズノイズが発生していると判断して、上記雑音帯域幅の値及び上記ダンピングファクタの値を上記第２のモードに設定する
   ことを特徴とする受信方法。

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