JP3850695B2

JP3850695B2 - 受信装置

Info

Publication number: JP3850695B2
Application number: JP2001239537A
Authority: JP
Inventors: 善文石川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2001-08-07
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2021-08-07
Also published as: JP2003051795A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレーム等の特定の単位での同期を必要とするデジタル放送受信装置、特に、地上波デジタル放送の受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル放送においては、従来のアナログ放送に比べ、時間方向のインターリーブ処理や、ＭＰＥＧのデコード処理などが必要なため、選局開始から映像・音声の再生が始まるまでに時間がかかる。
【０００３】
このため受信装置では、クロックの同期や放送方式の特定方法などを高速に行い、少しでも早く再生を開始できるように工夫してきた。
【０００４】
図１に示すように、公知の地上波デジタル放送においては、シンボルと呼ばれる小単位の信号と、連続した２０４個のシンボルからなるフレームと呼ばれる大単位の信号で、変調又は複調が行われる。
【０００５】
図２に地上波デジタル放送受信装置のフロントエンド部のブロック図を示す。チューナ部１からＩＦ（ＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号１１として入力された放送波は、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル変換）部２、シンボル同期部３、ＦＦＴ部４、フレーム同期部５、等価部６、ＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重方式）復号部７を経てＭＰＥＧストリームとなり、ＭＰＥＧデコーダに出力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図２に示す地上波デジタル放送受信装置のフロントエンド部におけるフレーム同期部５は、シンボル毎に復号されるＴＭＣＣ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇＣｏｎｆｉｇｕｒａｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ）信号を用いて、１６シンボル分のパターン検出を行い、パターンが一致したシンボルをフレームの最初のシンボルと判定する。
【０００７】
検出すべきパターンは１フレームに１回送出されているため、最悪１フレーム待たなければフレーム同期は終了しない。
【０００８】
本発明の目的は、フレーム同期処理の結果を待たずに、既に保持された同期タイミング情報を用いて放送波の復号処理を開始することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
連続するシンボルの情報が特定個数集まってフレームの情報を構成する放送波を受信する受信装置において、
前記放送波をＯＦＤＭ復号するＯＦＤＭ復号手段と、
選局中の中心周波数が過去に選局した中心周波数と合致するか否かを判別する判別手段と、
受信放送波のフレームにおけるシンボル位置情報を検出するフレーム同期検出手段と、
前記フレーム同期検出手段によって検出された前記シンボル位置情報を、受信放送波の各中心周波数毎に保持するタイミング保持手段と、
受信放送波の伝送制御情報を復号する制御情報復号手段と、
前記制御情報復号手段によって復号された前記伝送制御情報を、受信放送波の各中心周波数毎に保持する制御情報保持手段と、を備え、
前記判別手段により、前に選局したことのある中心周波数を選局したと判別された場合、当該中心周波数を前回選局した際に前記タイミング保持手段に保持された前記シンボル位置情報と前記制御情報保持手段に保持された前記伝送制御情報とに基づき、前記ＯＦＤＭ復号手段により受信放送波を復号する受信装置。
【００１０】
また、前記受信装置において、前記タイミング保持手段に保持された前記シンボル位置情報と、前記フレーム同期検出手段により検出されたシンボル位置情報とを比較する比較手段と、
前記比較手段で異なる結果を得た場合に、前記シンボル位置情報を前記フレーム同期検出手段により検出されたシンボル位置情報に差し替えて、前記放送波を復号する同期タイミングリセット手段と、を設ける受信装置。
【００１１】
また、前記受信装置において、前記受信装置を並列して複数系統設け、前記複数系統の一つで放送波の各周波数を巡回選局し、前記タイミング保持回路及び前記制御情報保持回路の保存結果を更新する受信装置。
【００１２】
また、前記受信装置において、放送波の各中心周波数を巡回選局する巡回選局手段を設け、
前記タイミング保持手段に保持された前記シンボル位置情報と前記制御情報保持手段に保持された前記伝送制御情報とを、前記巡回選局手段により選局された受信放送波に基づいて更新する受信装置。
【００１３】
また、フレーム同期回路５では、ＴＭＣＣ信号を用いて、フレーム同期の検出と復号用パラメータのデコードを行う。また、シンボルとキャリアの各々の位置関係から、パイロット信号、ＴＭＣＣ信号、及び有効データの抽出も行う。
【００１４】
シンボルのフレームにおける位置はフレーム同期を行わないと判断できない。これ以降の波形等価処理や復号処理には、ＴＭＣＣ信号内に記載されている復号用パラメータのデコードと、フレーム同期回路５で抽出されたパイロット信号や有効データが必要となる。よって、フレーム同期の処理時間を短縮することが、信号再生の時間短縮につながる。
【００１５】
本発明との比較対照のために、図３に従来のフレーム同期回路５のブロック図を示す。フレーム同期回路では、まず、シンボル同期部３から送られるシンボル同期信号と、モード判定信号（モード１、モード２、モード３のいずれのモードであるからの判定信号）を用いて、キャリアカウンタを動作させる。このカウンタの出力値によって、信号抽出部にてＦＦＴ出力（キャリアデータ）の内容を判定し、信号の抽出を行う。ただし、フレーム同期検出以前に抽出できる信号には限りがあり、全ての信号を抽出するにはフレーム同期検出を待たなければならない。
【００１６】
次に、この抽出されたデータの内、ＴＭＣＣ信号を用いて、差動復号部にて０か１かに復号する。続いて、１シンボル分のＴＭＣＣ信号の統計処理・符号判定部において、シンボル内のＴＭＣＣ信号の符号判定を行う。ＴＭＣＣ信号は、復号において重要な情報を数多く含んでいるため、１シンボルの中に同じ値（０か１か）が複数回記載されており、その中で多く出現した値をシンボル内のＴＭＣＣ値として採用する。
【００１７】
この様にして、１つのシンボル内のＴＭＣＣ値が決定したならば、フレーム同期検出部にて、この値を１６シンボル分保存し、それらが特定のパターンと一致するのを検出する。そして、パターンが一致したシンボルを１６番目のシンボルと判定し、シンボルカウンタを動作させる。
【００１８】
その後、ＴＭＣＣ信号の復号部で、ＴＭＣＣ情報をデコードし、キャリア変調方式や、その他の復号用パラメータを取得する。また、シンボルのフレームにおける位置情報をシンボルカウンタの出力値として信号抽出部に与えることによって、全ての信号の抽出を行う。
【００１９】
ここで、ＴＭＣＣ信号について以下一般的な説明をする。地上デジタル放送には階層伝送や部分受信など様々な条件があり、ＴＭＣＣ信号は受信装置が最初に複合すべき重要な伝送制御情報を含んでいる。ＴＭＣＣ信号は、ＯＦＤＭフレーム当たり２０４ビットで構成され、その内訳は、例えば、同期信号はフレーム毎に反転する１６ビットのワードであり、同期変調／差動変調のセグメント識別に３ビットを用い、更にＴＭＣＣ制御情報は１０２ビットで構成されて、階層伝送パラメータの内符号の符号化率、変調方式、時間インターリーブには１３ビット代わり当てられ３階層分が用意されている。
【００２０】
上述のように、フレーム同期検出後でなければ行えない処理は、信号抽出処理とＴＭＣＣ信号の復号処理である。逆に、この２種類の処理をフレーム同期検出以前に行うことができれば、フレーム同期検出を待たずに、波形等価などの後続処理を開始することができる。
【００２１】
ここにおいて、本発明の第１の実施形態に関する受信装置用フレーム同期回路５のブロック図を図４に示す。図４において、本発明の第１の実施形態の構成上の特徴を表す周期情報保持回路２０は、受信放送波の各周波数毎のＴＭＣＣ信号の復号結果を保存しておくためのレジスタ回路である。また、第１の実施形態の構成上の特徴を表すタイミング保持回路２１は、受信放送波の各周波数毎のシンボルカウンタのカウントを継続・保持するためのカウンタ回路である。
【００２２】
未選局の周波数を選局した場合、図４に記載のフレーム同期回路は、図３に示す従来例と同様の動作をする。しかし、一度選局したことのある周波数を選局した場合には、まず、周期情報保持回路２０に保存されている、前回選局時のＴＭＣＣ信号の復号結果と、タイミング保持回路２１に保存されている前回選局時から継続させたシンボルカウンタ値と、を用いて信号抽出処理を行い、更に、ＴＭＣＣ信号の復号結果と併せて、波形等価部６などの後続処理に情報を送る。
【００２３】
続いて、正規の情報でフレーム同期の取得を待ち、正規のシンボルカウンタ値及びＴＭＣＣ信号の正規の復号結果と差し換える。
【００２４】
上述の様に、本発明の第１の実施形態に関する受信装置を用いることによって、フレーム同期の検出を待たずに、ＦＦＴ出力を直ちに有効データとその他のパイロット信号に判別することができ、波形等価処理や復号処理を直ちに開始することができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態に関する受信装置について説明する。いま、前回選局時からキャリア変調方式や階層構造などが変更されていることも有り得る。ここで、伝送方式には、固定受信向け番組と移動受信向け番組等が混在する編成を可能にするため、チャンネル内で帯域分割する方式による階層伝送が用いられる。階層とは、伝送路符号化の３つの要素、即ち、変調方式、畳み込み訂正符号の符号化率、及び時間インターリーブの長さが独立に設定されるものである。変調方式には、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、ＤＱＰＳＫがある。
【００２６】
そこで、変更されていることが判定できた時点で、正規の処理結果と誤った結果とを差し換え、また、フレーム同期を検出し直したことを、後続の処理に知らせる必要がある。
【００２７】
そこで、図５に本発明の第２の実施形態に関する受信装置用フレーム同期回路５のブロック図を示す。図４のブロック図に比べて、周期情報保持回路２０とタイミング保持回路２１の出力段のセレクタが二重となり、正規の処理結果との比較器３０，３１が追加されている。この比較器により、前回選局時から保持している結果が、正規の結果と異なる場合には、フレーム同期を一度リセットし、正規の処理結果を誤った処理結果と差し換えてから、改めてフレーム同期を出し直すことができる。具体的には、比較器３０，３１への入力信号が一致しない場合に、その比較器出力で各周波数用レジスタ／カウンタ制御部を動作させて各レジスタ及びシンボルカウンタをリセットする。
【００２８】
この第２の実施形態においては、たとえ誤った処理結果で、先行して波形等価処理や復号処理を開始しても、正規のフレーム同期が取れた際に直ちに正規の処理結果で再開できる。
【００２９】
よって、現在の放送波が、前回選局時と同じ変調方式を取っている際には、直ちに復号処理が開始され、異なっている際にも、未選局の場合と同じ処理時間で復号が可能となる。
【００３０】
次に、本発明の第３の実施形態に関する受信装置用フレーム同期回路について説明する。この回路を有効に動作させるには、周期情報保持回路およびタイミング保持回路の情報が、現在の放送波の状態に合っていることが望まれる。
【００３１】
そこで、図６に本発明の第３の実施形態に係る受信装置用フレーム同期回路のブロック図を示す。図６は、図５に示したフレーム同期回路を並列に２つ用意し、各々の周期情報保持回路２０およびタイミング保持回路２１を共有化したものである。
【００３２】
この回路構成を取ることによって、第１のチューナ部４０からの入力で、視聴者に希望番組を提供しながら、第２のチューナ部４１を用いて、各放送波を巡回選局し、周期情報保持回路２０およびタイミング保持回路２１に保存された結果を常に最新の情報に更新し、第１のチューナ部４０が新たな周波数を選局した際には、常に最新の処理結果を返すことを可能としている。
【００３３】
この回路構成を用いることによって、周期情報保持回路２０およびタイミング保持回路２１の保持結果の有効性が飛躍的に高まり、選局速度の向上が図れる。
【００３４】
次に、本発明の第４の実施形態に係る受信装置について説明する。たとえば２つのチューナを受信装置に内蔵した場合、その１つを周波数巡回専用とすることは比較的少ない。本来の複数チューナの目的は、二画面表示や裏録画機能である場合の方が多い。そこで、２つ目のチューナが開いている状態でのみ（動作状態でないときに）、各周波数の巡回選局を行うこととなる。この様な場合（例えば、裏録画を終了した後であるので）、前回の選局時から長い時間がたっており、保持されている情報が古く、信頼性に欠けてしまうことになる。
【００３５】
そこで、本発明の第４の実施形態の受信装置では、この様に古くなった情報の使用を禁止する機能を設ける。具体的には、一定時間を経過した場合や、毎時０分や毎時３０分など番組の変り目を過ぎた場合、内部に番組表を持つ受信装置では、番組表から階層構造などの変化が判断できる場合などを基準に、その基準にかなった場合には、保持回路２０，２１を無効化する。この方式により、古い誤った情報で波形等価処理や復号処理を開始した際に不都合の生じる受信装置においても、不都合の発生確率を抑えることができる。
【００３６】
次に、本発明の第５の実施形態に係る受信装置について説明する。複数チューナを用いて各周波数を巡回選局する際に、現在他方のチューナで選局中の周波数については既に最新の情報に更新されているので、改めて更新する必要はない。
【００３７】
よって、他方のチューナで選局中の周波数を省略し、次の周波数へ選局を行う。具体的には、巡回選局を行う際に、他方の周波数との一致を検出するか、巡回用の選局周波数一覧において他方で選局中の周波数に印を付けておくなどの方法を取る。
【００３８】
この手法により、余分な選局が減り、保持情報の更新周期が短くなり、情報の信頼性を向上させることができる。この結果、本発明の動作効率も上昇し、引いては同調時間の短縮が可能になる。
【００３９】
次に、本発明の第６の実施形態に係る受信装置について説明する。放送されている全ての周波数に対して、本発明の保持回路２０，２１を設けることは、費用と回路面積の面から難しい場合がある。そこで、本発明の保持回路を受信可能な放送数より少なく設け、効率良く割り振ることによって、少ない費用で受信時間短縮効果の高い受信装置を作成する。
【００４０】
保持回路に割り振る周波数の決定方法としては、▲１▼受信履歴を設けて、その受信頻度の高い周波数順、▲２▼受信履歴の新しい順、▲３▼視聴時間の長い順、などが考えられる。また、視聴時間が一定時間に満たない選局は無視するなどの手法も有効である。この手法により、少ない費用で同調の早い受信装置を作成することができる。
【００４１】
以上説明したように、本発明の実施形態の特徴は、受信放送波の選局すべき周波数分のフレーム同期保持回路と、伝送方式や変調方式を保存しておくためのレジスタ回路を設けることにより、フレーム同期を待たずに、シンボル同期後、直ちに放送波の復号を開始するものである。
【００４２】
また、フレーム同期保持回路の内容が誤っている場合の誤動作を防ぐために、従来方式の同調回路からのフレーム同期タイミングとの比較回路と、誤っていた場合にＯＦＤＭ復調をやり直すためのリセット回路を設ける。
【００４３】
さらに、フレーム同期保持回路の内容に信頼性を持たせるために、周期的にフレーム同期を更新するための第２のチューナを設ける。これにより、頻繁にフレーム同期の更新を行うため、常に最新の処理結果を反映して、内部同期タイミングの信頼性が向上する。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、正規のフレーム同期処理の結果を待たずに、内部に保持された同期タイミング情報を用いて、シンボル同期の取得後、直ちに放送波の復号処理を開始することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地上波デジタル放送の放送波形態の模式図である。
【図２】地上波デジタル放送受信装置の一般的なフロントエンド部のブロック図である。
【図３】従来技術におけるフレーム同期回路の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に関するフレーム同期回路の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に関するフレーム同期回路の構成を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に関するフレーム同期回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
１チューナ部
２Ａ／Ｄ部
３シンボル同期部
４ＦＦＴ部
５フレーム同期部
６等価部
７復号部
１１ＩＦ信号
１２ＴＳ信号
２０周期情報保持回路
２１タイミング保持回路
３０，３１比較器
４０第１チューナ用フレーム同期部
４１第２チューナ用フレーム同期部

Claims

連続するシンボルの情報が特定個数集まってフレームの情報を構成する放送波を受信する受信装置において、
前記放送波をＯＦＤＭ復号するＯＦＤＭ復号手段と、
選局中の中心周波数が過去に選局した中心周波数と合致するか否かを判別する判別手段と、
受信放送波のフレームにおけるシンボル位置情報を検出するフレーム同期検出手段と、
前記フレーム同期検出手段によって検出された前記シンボル位置情報を、受信放送波の各中心周波数毎に保持するタイミング保持手段と、
受信放送波の伝送制御情報を復号する制御情報復号手段と、
前記制御情報復号手段によって復号された前記伝送制御情報を、受信放送波の各中心周波数毎に保持する制御情報保持手段と、を備え、
前記判別手段により、前に選局したことのある中心周波数を選局したと判別された場合、当該中心周波数を前回選局した際に前記タイミング保持手段に保持された前記シンボル位置情報と前記制御情報保持手段に保持された前記伝送制御情報とに基づき、前記ＯＦＤＭ復号手段により受信放送波を復号することを特徴とする受信装置。
請求項１に記載の受信装置において、
前記タイミング保持手段に保持された前記シンボル位置情報と、前記フレーム同期検出手段により検出されたシンボル位置情報とを比較する比較手段と、
前記比較手段で異なる結果を得た場合に、前記シンボル位置情報を前記フレーム同期検出手段により検出されたシンボル位置情報に差し替えて、前記放送波を復号する同期タイミングリセット手段と、を設けることを特徴とする受信装置。
請求項１又は２に記載の受信装置において、
放送波の各中心周波数を巡回選局する巡回選局手段を設け、
前記タイミング保持手段に保持された前記シンボル位置情報と前記制御情報保持手段に保持された前記伝送制御情報とを、前記巡回選局手段により選局された受信放送波に基づいて更新することを特徴とする受信装置。
請求項１乃至３のいずれか１つの請求項に記載の受信装置において、
前記タイミング保持手段に保持された前記シンボル位置情報と前記制御情報保持手段に保持された前記伝送制御情報との更新が基準時間以上行われなかった場合、前記タイミング保持手段に保持された前記シンボル位置情報と前記制御情報保持手段に保持された前記伝送制御情報との使用を禁止することを特徴とする受信装置。
請求項１乃至４のいずれか１つの請求項に記載の受信装置において、
受信頻度の高い中心周波数の順に所定の数だけ、前記シンボル位置情報と前記伝送制御情報とを保持することを特徴とする受信装置。
請求項１乃至４のいずれか１つの請求項に記載の受信装置において、
受信履歴の新しい中心周波数の順に所定の数だけ、前記シンボル位置情報と前記伝送制御情報とを保持することを特徴とする受信装置。
請求項１乃至４のいずれか１つの請求項に記載の受信装置において、
視聴時間の長い順に所定の数だけ、前記シンボル位置情報と前記伝送制御情報とを保持することを特徴とする受信装置。